科学家找到了恢复大脑自我清洁功能的方法

研究表明，阿尔茨海默病、帕金森病等神经系统疾病可以被认为是“脏脑”疾病，指的是大脑难以清除有害废物。衰老是一个关键的风险因素，随着年龄的增长，大脑清除毒素的能力会逐渐减弱。然而，一项针对小鼠的新研究表明，逆转与年龄相关的变化并恢复大脑的清洁过程是可能的。

这项研究表明，恢复颈部淋巴管的功能可以显著改善大脑因年龄增长而减缓的废物清除能力。而且，这项研究使用了一种已在临床上使用的药物，开辟了一种潜在的治疗策略。

罗切斯特大学哈吉姆工程学院机械工程教授道格拉斯·凯利 (Douglas Kelly) 博士是发表在《自然衰老》杂志上的这项研究的主要作者之一，另一位作者是该大学转化神经科学中心联合主任麦肯·内德加德 (Maiken Nedergaard) 医学博士。

大脑的类淋巴清除系统（glymphatic clearance system）由Nedergaard及其同事于2012年首次描述，它是大脑中一种独特的废物清除过程，利用脑脊液（CSF）排出正常脑细胞活动产生的过量蛋白质。这一发现为治疗与大脑中蛋白质废物积聚相关的疾病带来了新方法，例如阿尔茨海默病（β-淀粉样蛋白和tau蛋白）和帕金森病（α-突触核蛋白）。在健康的年轻大脑中，类淋巴系统能够有效地清除大脑中的这些有毒蛋白质，但随着年龄的增长，该系统的功能会减慢，为这些疾病的发生发展埋下了伏笔。

微型泵网络清除大脑中的废物

富含蛋白质的脊髓液离开颅骨后，必须经过淋巴系统，最终到达肾脏，在那里与身体的其他废物一起被处理。这项新研究利用先进的成像和粒子追踪技术，首次详细揭示了一半受污染的脊髓液通过颈部淋巴管排出大脑的路径。

除了测量脑脊液流量外，研究人员还观察并记录了颈部淋巴管的搏动，淋巴管有助于将脑脊液从大脑中抽出。“与心血管系统不同，心血管系统只有一个大型泵——心脏——淋巴系统中的液体由一个由微型泵组成的网络输送，”凯利说道。这些被称为淋巴管的微型泵具有瓣膜以防止回流，并相互连接形成淋巴管。

研究人员发现，随着小鼠年龄的增长，淋巴管收缩频率降低，瓣膜停止工作。因此，老年小鼠从大脑中清除受污染脑脊液的速度比年轻小鼠低63%。

一种著名的药物可以恢复大脑清洁液的流动

随后，研究小组决定尝试恢复淋巴管的功能，并确定了一种名为前列腺素F2α的药物。这种类似激素的化合物常用于催产，并已知能够刺激平滑肌收缩。淋巴管内衬平滑肌细胞，当研究人员将这种药物应用于老年小鼠的颈部淋巴管时，淋巴管的收缩率和来自脑部受污染脑脊液的流量均有所增加，最终恢复到了年轻小鼠的水平。

“这些血管恰好位于皮肤表面附近，我们知道它们很重要，现在我们也知道如何加速它们的功能，”凯利说道。“可以想象，这种方法或许可以与其他干预措施相结合，为未来治疗这些疾病奠定基础。”