TEL:17312606166（魏經理）
美鳳力臨床前大動物實驗中心
17312606166
腦膜是覆蓋大腦和脊髓的膜狀結締組織的分層單元。這些覆蓋物包住中樞神經系統結構，以便它們不直接接觸脊柱或頭骨的骨骼 。傳統三層腦膜理論認為：中樞神經系統由硬腦膜、蛛網膜和軟腦膜分隔。
之前學者們認為，蛛網膜與軟腦膜之間存在一個稱為“蛛網膜下腔”的較大空間。今年Maiken Nedergaard研究團隊顛覆性地發現了在蛛網膜下腔中存在一種特殊的淋巴樣膜，形成了大腦的第四層腦膜結構，被稱為蛛網膜下腔淋巴樣膜（Spider-Like Lymphatic Membrane，SLYM），它在物質交換和免疫監視方面發揮著關鍵作用。這一發現重新定義了大腦腦膜系統，其研究成果發表于Science科學雜志[1]。
Maiken Nedergaard團隊主要利用了Prox1-EGFP+報告小鼠（即Prox1表達處同時表達增強型綠色熒光蛋白）進行相關實驗，探索了大腦周圍的SLYM內腦脊液和免疫細胞運輸的組織方式。
研究人員通過體內雙光子顯微鏡觀察Prox1-EGFP+小鼠體感皮層，發現在膠原束下方存在一層扁平的Prox1-EGFP+單層細胞，與松散的膠原纖維混合在一起，形成了SLYM。進一步的分析表明，SLYM的厚度約為14.2微米，覆蓋著蛛網膜下腔的血管，而硬腦膜的平均厚度為21.8微米，被膠原纖維包圍。這表示，二者在結構上有明顯的差別。
圖1 活體成像顯示第四腦膜層
此外，全腦結構分析顯示，SLYM與靜脈竇內皮細胞直接相連，為靜脈竇壁上的蛛網膜下腔絨毛樣結構。在人類皮層組織中也發現了SLYM存在于整個蛛網膜下腔。
為確定SLYM是否構成一種不滲透的膜，研究者們通過在Prox1-EGFP+小鼠SLYM兩側注射紅色熒光微球和藍色熒光微球，發現這些熒光團并沒有相互滲透。而滲透性實驗顯示SLYM不允許3kDa及以上分子通過，這表明，SLYM是一種屏障，將蛛網膜下腔分成上淺表層和下深層兩個腔室，限制了大多數肽和蛋白質（如β-淀粉樣蛋白和tau）在上下蛛網膜下腔間的交換。
圖2 SLYM代表將蛛網膜下腔空間細分為兩個隔室的屏障
免疫組織化學染色實驗表明，SLYM中的Prox1-EGFP+細胞也表達了其他淋巴標記物PDPN和細胞維A酸結合蛋白2（CRABP2），表明SLYM與淋巴系統有關。進一步的免疫熒光結果顯示，SLYM不表達蛛網膜屏障細胞層的主要成分CLDN-11，也不表達蛛網膜小梁的標志物淋巴管內皮受體1（LYVE1）。這些結果表明，SLYM是單層組織膜結構而不是管狀結構，并且它表現出一組獨特的淋巴標記。
研究人員還通過雙光子顯微鏡觀察到SLYM中存在大量的白細胞，而在腹腔注射脂多糖后，SLYM中的白細胞聚集明顯增加，這種異常聚集也在老年小鼠中觀察到。此外，SLYM中還存在巨噬細胞和樹突狀細胞，表明SLYM是一個關鍵的免疫細胞微環境。
圖3 SLYM擁有大量髓系細胞
這項研究的重大發現表明，在小鼠和人類大腦中，都存在著第四層腦膜——SLYM。它包裹著血管并與靜脈竇內皮緊密相連，允許腦脊液和靜脈血進行物質交換；與此同時，SLYM也是免疫發揮作用過程中的重要角色，為我們了解大腦的免疫功能和液體運輸功能提供了嶄新的視角。
在該研究中，Maiken Nedergaard團隊利用Prospero相關同源異形盒蛋白1（Prox1）作為標記淋巴管內皮細胞標志物，其靈感或許來源于該團隊在2012年發現的膠質淋巴通路，以及2015年腦膜淋巴管的發現。
Prox1是一種高度保守的、決定淋巴命運的轉錄調節因子，有助于淋巴管的形成。它在中樞神經系統、晶狀體、視網膜、肝臟、胰腺和心臟等器官的發育中發揮關鍵作用，并且被認為是淋巴系統的主調節分子。
此外，隨著越來越多的證據表明Prox1也與多種癌癥的發生有關。Prox1可通過miR-9使E-鈣粘素下調來促結腸癌發展；在肝細胞癌病例中，它是一種抑癌基因，能抑制促轉移轉錄因子TWIST1的轉錄。Prox1表現出重要的腫瘤抑制和腫瘤增強特性，這取決于腫瘤的起源器官[2]。
隨著研究的發展，或許從前許多關于大腦的固有認知都將被改寫。
為幫助您更好地深入探索相關機制，南模生物自主研發了Prox1-IRES-CreERT2小鼠。
南模提供良好的驗證數據：
Prox1-IRES-CreERT2與報告基因小鼠雜交獲得Prox1-CreERT2/+;Rosa26-tdTomato/+小鼠，經tamoxifen處理后，在海馬齒狀回部位實現特異性表達。
Fig1. CreERT2-mediated recombination in Dentate Gyrus of Prox1-CreERT2/+;Rosa26-tdTomato/+ mouse.
也能在眼、心臟、腎臟、胰腺、脾臟、等多種器官中實現PROX1的時間特異性表達。
Fig2. Detection of tdTomato(red) in various tissues of Prox1-CreERT2/+;Rosa26-tdTomato/+ mice. Labeling was also observed in pituitary gland, retina, heart, thymus, stomach, lung, submandibular gland, muscle, ovary, spleen, pancreas and kidney.
參考文獻
[1] M?llg?rd K, Beinlich FRM, Kusk P, Miyakoshi LM, Delle C, Plá V, Hauglund NL, Esmail T, Rasmussen MK, Gomolka RS, Mori Y, Nedergaard M. A mesothelium divides the subarachnoid space into functional compartments. Science. 2023 Jan 6;379(6627):84-88. doi: 10.1126/science.adc8810.
[2] Ntikoudi E, Pergaris A, Kykalos S, Politi E, Theocharis S. The Role of PROX1 in Neoplasia: A Key Player Often Overlooked. Diagnostics (Basel). 2022 Jul 4;12(7):1624. doi: 10.3390/diagnostics12071624.
| 上一篇：這只小鼠的含金量，抵得上數十次諾獎 | 下一篇：未來已來 | AD研究正當時（附動物模型） |
|
|
|
|
