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題組 7.
進擊的清道夫! 大腦淋巴系統有望翻轉老化及相關疾病!BY GENEONLINE ON 七月 30, 2018 科技新知
2015 年之前,科學家普遍認為大腦中並沒有淋巴系統,直到弗吉尼亞大學(University of Virginia)神經科學系
Jonathan Kipnis 教授的研究團隊發現大腦被淋巴系統包圍。
近日,他們更進一步發現腦膜淋巴管(meningeal lymphatic vessels)能運送由大腦生成的蛋白質、代謝廢
物和其它分子,有助於維持腦液中的認知功能和蛋白質的平衡,而且與正常老化和阿茲海默症等神經疾病有很大
的關聯性,該研究刊登於《Nature》。
他們首先將一種能破壞血管的藥物注射至小鼠腦膜中腦室大池(cisterna magna,亦稱小腦延髓池)中,進
而破壞其腦膜淋巴管。然後,他們將螢光追蹤分子注射到腦室大池中。結果顯示,在缺乏腦膜淋巴管的小鼠中,
追蹤分子未到達深頸部淋巴結。同樣地,向腦實質(brain parenchyma)注射追蹤分子,減少組織間隙液(interstitial
fluid, ISF)引流進入深頸部淋巴結。
接著,他們發現腦膜淋巴管的破壞導致小鼠空間定向和恐懼記憶的缺陷,其次發現海馬體的基因表現變化類
似於神經退行性疾病,可推知大腦的海馬體在這些行為中,扮演關鍵角色,也可證明腦膜淋巴管引流腦 ISF 和腦
脊髓液是正常認知功能所必需的。
該研究團隊也觀察到老化會縮短腦膜淋巴管直徑和覆蓋範圍,以及降低從 ISF 和腦脊髓液到深頸部淋巴結的
追蹤排出量。然後,他們藉由病毒載體將血管內皮生長因子-C(vascular endothelial growth factor C, VEGF-C)
基因送入老化小鼠的腦室大池中,接著活化血管生長的訊息傳遞路徑,最後增加腦膜淋巴管的直徑,促使腦脊髓
液能恢復引流至深頸部淋巴結,同時也恢復老鼠的空間定向感。
他們透過二種阿茲海默症小鼠模型觀察燒灼腦膜淋巴管的效果,其中由神經元產生 β-類澱粉蛋白質
(amyloid beta, Aβ)並且分泌到 ISF 中。燒灼導致和加速 Aβ 在腦膜中和腦實質中堆積,並造成小鼠的認知缺
陷。然而,當小鼠模型的腦實質首次出現顯著的 Aβ 堆積,腦膜淋巴管中並沒有發生任何明顯的結構或功能變化。
在此時間點,活化 VEGF-C 基因訊息傳遞路徑,也無法預防任何一種模型中的認知障礙,顯示小鼠的早期 Aβ 堆
積和認知障礙是由另一種清除途徑的破壞引起的,該研究團隊則推測經血管清除(transvascular clearance)異
常為最大的可能機制。也就是,老化使經血管清除途徑逐漸惡化,會增加腦膜淋巴系統負擔。如果超過淋巴系統
的能力,這可能導致 Aβ 堆積、ISF 和腦脊髓液中的其他蛋白質的淋巴引流錯誤。因此,腦膜淋巴管和血管之間
的動態關係似乎調節了大腦中的蛋白質平衡。
該研究團隊表示,他們將與生物製藥公司 PureTech Health 合作,共同研究腦膜淋巴管系統在人體中的作
用,以及開發一種能改善人體淋巴管表現的藥物,更期望透過腦膜淋巴管改善血流,克服先前的阿茲海默症治療
方法的障礙。
( )53.根據上述研究描述,下列描述何者錯誤?
(A)研究發現破壞小鼠的腦膜淋巴管會影響小鼠消化食物的能力
(B)研究發現腦膜淋巴管與正常老化和阿茲海默症等神經疾病有很大的關聯性
(C)針對小鼠的研究發現老化會縮短腦膜淋巴管直徑和覆蓋範圍
(D)在幾年前,科學家仍普遍認為大腦中並沒有淋巴系統。
( )54.根據你所學與文章研究內容,腦膜淋巴管能運送的物質不包含下列何者?
(A)白血球 (B)抗體 (C)紅血球 (D)蛋白質
( )55.研究顯示腦膜淋巴管和血管之間的動態關係似乎調節了大腦中的何種物質的平衡,而可能影響大腦認知
功能。
(A)水 (B)蛋白質 (C)葡萄糖 (D)氧氣