几方面强调基底mLVs的重要性
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脑膜淋巴管(mLVs)是清除颅内脑脊液(CSF)和组织液(ISF)至颅外颈深淋巴结(dCLNs)的主要通路。既往研究主要针对位于硬脑膜折返内并沿上矢状窦(SSS)和横窦(TS)走行的背侧mLVs,证明内源性物质以及T细胞可以经由这些部位的mLVs进入dCLNs。但是对于CSF示踪剂,背侧mLVs却并没有摄取和排出的能力。除背侧mLVs外,颅内还有外侧和基底mLVs。尤其是基底mLVs,由于颅底结构的复杂性,阻碍了对其的深入研究。
这篇文章首先详细描述了基底mLVs特异性的形态特征,指出相比于背侧mLVs,基底mLVs更有利于CSF的摄取与排出;其次,在功能上,通过核磁共振成像(MRI)和免疫荧光技术,确认基底mLVs是摄取和排出CSF的主要途径;最后,研究指出随着年龄的增加,基底mLVs清除CSF的功能也在退变,原因与该部位mLVs出现年龄相关性水肿有关。
基底mLVs的形态
淋巴管所在的部位和功能决定了它的形态学特征,故为了明确脑脊液引流的关键部位,了解脑膜淋巴管的解剖部位和形态非常必要。
LVs的基本形态
外周LVs的分类
基底mLVs形态特征说明其具有类似集合前LVs的作用,兼具摄取和运输CSF的功能。
基底mLVs的解剖定位
与背侧mLVs不同,基底mLVs的毛细分支位于比较菲薄的硬脑膜层更接近蛛网膜下腔(ASA),这意味着基底mLVs更容易摄取和运输CSF。此外,大量T细胞还可以通过毛细分支的末端进入mLVs腔内,这也提示基底mLVs还起到运输免疫细胞的作用。
在对乳突孔(SMF)附近的基底部的免疫荧光分析中,再次说明mLVs具有摄取和引流CSF的重要特征:mLVs的毛细分支近贴SAS,在乳突孔附近的呈“集合前LVs”样的mLVs含有瓣膜,并引流颅外LVs。此外,在对出生4-18天小鼠的发育期mLVs的追踪分析也显示基底mLVs与颅外LVs直接相连。
此前研究认为,淋巴的流出是通过颅神经周围通道,共同从颅骨孔隙出颅。但是对这些孔隙周围的基底mLVs免疫荧光分析后发现,基底mLVs在解剖上远离颅神经,当移除颅神经后,基底mLVs的结构仍保持完整,说明基底mLVs并不属于神经周围淋巴系统的一部分。
综上所述,mLVs的形态学特征和明确的解剖定位提示,mLVs可能是摄取和引流CSF的主要路径。
CSF优先通过颅基底部流出
为进一步观察CSF如何从颅内排出至dCLNs这一过程,文章主要是通过T2-FLAIR MRI序列对造影剂GadoSpin进行追踪观察。枕大池内注射GadoSpin后,枕大池信号迅速达到峰值,紧跟着出现基底流出道和dCLNs信号,背侧信号的增加则相对延迟并缓慢下降,并且在SSS处则仅有少量信号。此外,文章也观察了侧脑室内注射GadoSpin,同样观察到了侧脑室信号首先达到峰值,后紧跟基底流出道和dCLNs信号。
基底mLVs是CSF淋巴排出的主要通道
为了更好的描述基底mLVs的功能,作者分别在Prox1-GFP小鼠的枕大池或者脑实质内注射大分子示踪剂QD705,并使用高分辨荧光立体显微镜追踪信号。
血管内皮生长因子(VEGF-C)和VEGF受体-3介导的信号传导是mLVs重构的关键因素,故文章使用了Vegfr3 iΔLEC小鼠(选择性敲出了Vegfr3基因),比较背侧mLVs和基底mLVs的敏感性和功能性。
综上所述,背侧mLVs对VEGFR3信号通路更加敏感,功能更容易受到其影响,同时也说明,基底mLVs在CSF排出中发挥更重要的作用,是脑内大分子摄取和清除的主要通路。
老年时期基底mLVs受损
LVs具有明显的可塑性,mLVs同样也不例外,但是mLVs随年龄的变化依然未知。
基底 mLVs 随年龄形态上的变化
淋巴增生可以认为是一种代偿机制,为缓解淋巴水肿中毛细淋巴管增高的静水压。
老年鼠的基底 mLVs 增生与 CSF 排除功能受损有关
老年鼠外周(耳朵皮肤、气管处及横膈膜处)LVs的形态几乎不发生变化,这提示老年基底mLVs的退化具有器官特异性。
总 结
本文通过以下几方面强调了基底mLVs的重要性:
形态学上:与背侧mLVs不同,末端圆钝的毛细淋巴管,纽扣样方式连接的LECs,具有瓣膜结构,以上结构特征适合液体的摄取和引流。
部位:临近蛛网膜下腔。
功能学上:应用CE-MRI和荧光成像技术证明基底mLVs是将CSF中大分子排到外周淋巴系统的主要路径。
另外一个重要发现是在老年鼠中,基底mLVs具有淋巴性水肿特征,CSF引流障碍。有鉴于年龄是慢性神经退行性病变(如AD)的主要危险因素之一,有理由推测随着年龄的增长,CSF产生的减少、CSF循环能力减弱以及功能受损的mLVs可能会形成一个恶性循环,造成脑内的大分子物质(尤其是有毒物质)难以有效地随CSF排除,而这正可能是神经退行性病变疾病的重要病理生理之一。
原始文献:
Ahn, J.H., et al., Meningeal lymphatic vessels at the skull base drain cerebrospinal fluid. Nature, 2019. 572(7767): p. 62-66.
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