基礎科學研究所 (IBS) 的科學家們發現了一種非侵入性的方法來增強大腦的自然廢物排放係統——這一發現可能為治療與年齡相關的神經係統疾病開辟新的途徑。
在《自然》雜誌發表的一項研究中，由主任 Koh Gou Young 領導的 IBS 血管研究中心的研究人員，以及高級研究員 Jin Hokyung、Yoon Jin-Hui 和首席研究員 Hong Seon Pyo 證明，精確刺激頸部和麵部皮膚下的淋巴係統可以顯著增強腦脊液(CSF) 通過淋巴管的流動，腦脊液是一種緩衝大腦並幫助清除有毒廢物的液體。
這提供了一種使用安全、非侵入性機械刺激清除腦廢物的新方法，而不是依賴藥物或手術幹預。
與其他器官相比，人腦產生廢物的速度更快，有效清除廢物對於健康的大腦功能至關重要。這種清除主要由腦脊液 (CSF) 完成，它能清除有害物質，例如澱粉樣β蛋白和tau蛋白——這些物質是阿爾茨海默病和其他神經退行性疾病的關鍵因素。然而，隨著年齡增長，這種排出速度會減慢，導致認知能力下降。
IBS血管研究中心此前在《自然》雜誌（2019年和2024年）發表了具有裏程碑意義的研究，證明腦脊液通過顱底腦膜淋巴管和鼻咽淋巴叢流至頸深淋巴結。他們還表明，這些淋巴管的年齡相關性退化會損害腦脊液清除能力。
此外，研究小組發現，通過靶向顱骨外的頸部淋巴管，可以藥物性地增強或抑製腦脊液引流。然而，由於這些淋巴管位於頸部深處，難以進行非侵入性操作，因此臨床應用仍然有限。
圖像顯示，熒光示蹤劑標記的腦脊液（CSF）在注入腦部後，如何流經眼周、鼻腔、硬齶和頸部周圍的淋巴管。圖片來源：基礎科學研究所
“這項研究不僅完成了清除腦廢物的腦脊液引流通路圖譜的繪製，還提供了一種增強腦外腦脊液引流的新方法，”中心主任兼通訊作者Koh Gou Young表示。“我們期待這將成為未來神經退行性疾病（包括癡呆症）研究的一個裏程碑。”
如今，研究人員利用熒光示蹤劑對轉基因小鼠和猴子進行研究，繪製出了一條從大腦到頸部淺淋巴結的腦脊液引流新路徑——通過麵部、鼻腔和硬齶的淋巴管網絡。在老年動??物中，許多這樣的路徑已經退化——除了麵部皮膚下方的淋巴管，這些淋巴管盡管衰老，卻仍然保留著完整的功能。
“我們證實麵部皮膚下的淋巴管通過各種途徑連接到下頜下淋巴結，”高級研究員兼共同第一作者金浩京解釋道。
“通過這些連接，我們可以調節衰老和神經退行性疾病中出現的腦脊液引流功能減弱。需要進一步研究來確定如何將這種新發現的途徑應用於實際患者。”
當研究人員對老年小鼠的皮膚施加精確的光機械刺激時，腦廢液（CSF）能夠更有效地排入附近的淋巴結和淋巴管，如這些熒光圖像和輔助圖表所示。圖片來源：基礎科學研究所
認識到這一點，研究小組開發了一種力調節機械刺激器——一種手持設備，可以以可控的方式輕輕按壓和撫摸皮膚。當應用於老年小鼠時，該裝置將腦脊液清除率恢複到年輕水平，顯著改善了腦脊液引流，同時又不幹擾自然淋巴收縮。
“我很高興我們找到了一種更安全、更有效的方法來增強顱骨外腦脊液的引流，”論文共同第一作者、神經血管生理學家尹金輝（Yoon Jin-Hui）說道。“我們正在進行後續研究，以探究這種新發現的引流通路在不同腦部疾病患者中是如何改變的，以及如何將這種新的刺激方法應用於治療。”
這項技術可以為可穿戴或臨床設備鋪平道路，以增強老年人或神經係統疾病患者的腦廢物清除能力。
該團隊目前正在研究這種排水係統在阿爾茨海默氏症等疾病中的表現，以及機械刺激是否可以作為預防或治療工具。
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