▎药明康德内容团队编辑

作为一个高度复杂的器官,大脑每天会处理海量信息,这也让大脑累积了大量的代谢废物。如果这些“垃圾”不及时清除,将会引发炎症反应和神经损伤,对注意力、认知、记忆等大脑功能造成破坏。

早在2012年,神经科学家Maiken Nedergaard揭示了一种特殊的大脑类淋巴系统。当个体进入深度睡眠状态,脑脊液就会在特定通道内有节律地“冲刷”,代谢废物也会随之逐渐转运出大脑。有研究曾发现,阿尔茨海默病(AD)的风险因素之一,β淀粉样蛋白也能被脑脊液带走。这也是充足、高质量睡眠对预防AD具有帮助的原因。


图片来源:123RF

除了睡眠不足,衰老也会对大脑类淋巴系统造成负面影响,比如脑脊液流量下降、围绕大脑的脑膜淋巴管功能衰退。当脑膜淋巴管出现问题时,脑脊液的引流就会受阻,大脑内部的“垃圾”也无法及时清理。

最近,来自圣路易斯华盛顿大学的研究团队发现,小鼠的脑膜淋巴管受损会导致严重的记忆力下降。这种损伤会对大脑造成一系列的连锁反应,比如打破神经元突触的兴奋/抑制性平衡,增加小胶质细胞的炎症反应。

这些综合性的变化不仅会导致记忆障碍,更可能为AD、帕金森病的发生埋下隐患。而恢复脑膜淋巴管的健康功能可以逆转小鼠的记忆衰退,有望成为治疗神经退行性疾病的一种全新干预方向。相关研究已经发表在《细胞》杂志上。


为了模拟类淋巴系统功能受损的情况,研究者通过手术阻断了小鼠脑膜淋巴管的引流功能,随后这些小鼠被安排参与了多项记忆任务。在“新物体识别”任务中,正常小鼠能够记住之前见过的物体,并且对新出现的物体表现出更多的探索兴趣。而实验组小鼠则无法区分新旧物体,表现出了记忆障碍现象;在水迷宫测试中,实验组小鼠找到隐藏平台的时间要显著慢于正常小鼠,并且没有探索新空间的偏好。这说明空间记忆也有所损伤。

而造成这一现象的原因,是小鼠大脑中的兴奋-抑制平衡被破坏了。正常情况下,神经元通过兴奋性和抑制性信号来传递信息,这两种信号的平衡对于大脑的正常功能至关重要。研究人员通过电生理实验发现,脑膜淋巴管受损小鼠的抑制性突触的活性显著降低。具体来说,抑制性突触的电流频率减少了约20%,而兴奋性突触的活性则没有明显变化。这种抑制性信号的减弱可能导致了记忆障碍的发生。


▲研究示意图(图片来源:原始论文[1])

除了神经元本身会受影响,小胶质细胞的形态和功能会发生显著变化。例如,小胶质细胞体积增大20%,促炎基因(如Apoe、Lyz2)和损伤相关分子表达模式显著上调。另外,小胶质细胞还会释放更多的白介素-6(IL-6)。实验显示,当IL-6与神经细胞上的受体结合时,会改变神经细胞的电活动,减少抑制性突触的活动。

在发现这些机制后,研究团队也找到了两个潜在的干预方向。其中一个是通过药物阻断IL-6的信号,这一方式可以减轻突触异常信号,恢复实验组小鼠的记忆障碍;另一种则是向脑膜注射VEGF-C蛋白,这种蛋白能够促进淋巴管的生长和修复,改善脑脊液的引流。实验结果显示,经过VEGF-C治疗的老年小鼠,大脑皮层中抑制性突触的活动恢复到了年轻小鼠的水平,同时在记忆测试中也表现出了明显的改善

研究作者指出,通过针对大脑周围的类淋巴系统,老年小鼠的认知功能得到了改善。这为预防、延缓年龄相关的认知功能下降提供了潜在的治疗策略。

参考资料:

[1] Kim et al., Meningeal lymphatics-microglia axis regulates synaptic physiology, Cell (2025), https://doi.org/10 .1016/j.cell.2025.02.022

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