《自然》新发现：大脑的“排水系统”很聪明，会收缩、会开门，还能配合免疫巡逻

原文作者：Felicity Nelson

大脑的“排水系统”——即嵌入在靠近颅骨的一层脑膜中的大静脉网络——并非如以前所认为的那样只是被动通道。脆弱的大脑受到三层被称为“脑膜”的组织保护，使其免受物理损伤和病原体入侵。位于最外层膜中、被称为“静脉窦”的大静脉负责引流来自大脑和颅骨中的液体，但直到现在，其全部功能范围仍不为人知。近日发表于《自然》的一项针对小鼠和人类的研究[1]中，研究人员捕捉到了静脉窦泵送血液和脑脊液的过程。这些血管还会不断调整自己的细胞，以容纳巡逻的免疫细胞。

圣路易斯华盛顿大学医学院的神经免疫学家Jonathan Kipnis表示，这项研究证实大脑边界是受到高度调控的交互界面，而非简单的解剖学覆盖层。他补充道，这项研究做得“严谨细致且技术精湛”。

该论文的共同作者、马里兰州贝塞斯达国家神经疾病和中风研究所的神经免疫学家Dorian McGavern指出，静脉窦的动态特性对于保护中枢神经系统至关重要。 他表示，颅内的任何炎症、积液或压力的积聚都会迅速危及大脑，而静脉窦通过主动响应这些威胁来帮助维持大脑功能。

研究团队通过将活体麻醉小鼠一平方毫米的颅骨削薄，直到激光足以穿透，从而照亮下方被荧光蛋白标记的免疫细胞，以此记录静脉窦的活动。 借助这一“活体成像”技术，可以观察到包裹在平滑肌中的大静脉在颅骨下搏动，通过收缩和舒张来主动引流液体。

研究人员制作了构成静脉壁的内皮细胞的定格动画视频，并观察到它们含有直径可达一微米的微小孔洞（称为“窗孔”），允许液体、分子和微生物通过。静脉还能重排其边界以容纳巡防中的免疫细胞，研究人员将这种奇特行为称为“起皱（ruffling）”。

“研究血管20多年来，我从未见过血管有这种行为。”McGavern说。 “这些连接处不断地开启闭合，这基本上是由一直在静脉窦壁周围‘嗅探’的免疫细胞驱动的。这些内皮细胞具有非常独特的柔韧性。”

研究发现，人类的静脉窦同样包裹着一层平滑肌，且具有与小鼠静脉窦相似的有孔特性。 McGavern表示，目前尚无法在人类身上展示细胞的“起皱”行为，因为现有的无创成像方法尚不具备观察人类活体该行为所需的分辨率。

当研究人员阻断一种名为RAMP2的受体时，小鼠很难抵抗病毒感染。 结果，它们的静脉窦表现得如同没有主动调控功能的血管，并降低了免疫细胞的活性。 McGavern认为，这表明沿着静脉壁移动的免疫细胞在病毒防御中发挥着重要作用。

该团队还报告称，神经肽CGRP能舒张静脉。 McGavern表示，被称为CGRP抑制剂的偏头痛药物，其部分作用原理可能就是改变了静脉窦的活动。