加快大脑“排毒”速度，老药新用有望逆转大脑衰老

本文来自微信公众号：学术经纬 （ID：Global_Academia），作者：药明康德内容团队，题图来自：unsplash

每天，大脑在正常运行的同时会产生很多代谢垃圾，必须得到及时清理，否则长期堆积可能导致神经系统疾病。2012年，科学家首次发现了脑中负责清除垃圾的管道结构，并将其命名为“类淋巴系统”。顾名思义，这套系统类似于淋巴系统，可以通过其中循环流动的液体——脑脊液，把大脑中的有毒蛋白质带走。

在健康和年轻的大脑中，类淋巴系统可以及时清洗大脑；然而随着年龄增长，这套系统也会老化，大脑清除有害物质的能力减慢。研究显示，在老年人群中常见的一些神经系统疾病往往与毒性蛋白聚集于大脑有关，例如阿尔茨海默病的大脑中有β淀粉样蛋白和病理性tau蛋白的沉积，帕金森病的大脑中有α-突触核蛋白的堆积。

那么，有办法帮助老化的大脑“维修”类淋巴系统吗？日前，罗切斯特大学（University of Rochester）Douglas H.Kelley教授联合类淋巴系统的发现者Maiken Nedergaard教授发现了维修的关键部位，并找到了一种潜在方法。他们的研究结果近日发表在Nature Aging上。

研究团队首先通过先进的技术找到了类淋巴系统流速变慢的关键节点。承载着蛋白质垃圾的“脏“脑脊液通过类淋巴系统流出大脑后，需要先进入淋巴系统，最终进入肾脏。颈部淋巴管就是脑脊液流出大脑的一条关键途径。利用双光子光学成像和标记脑脊液的颗粒示踪剂，研究人员详细表征了小鼠的颈部淋巴管，包括深层和浅层的结构，脑脊液在其中的流速等。

▲研究人员开发了在体观察和测量脑脊液在颈部淋巴管流动的技术（图片来源：参考资料[1]）

他们观察到，与血液在血管中的流动不同，颈部淋巴管中的液体流动并没有类似于心脏那样的“总泵”，而是靠其自身内壁的阶段性收缩。淋巴管内壁的平滑肌细胞就相当于一个个微型泵，它们一个接一个地排列在一起，具有防止回流的单向阀门，驱动着“脏”脑脊液向一个方向流动。

然而随着小鼠年龄增长，这些微型泵“老化”了，收缩频率下降，单向阀门部分失灵，于是老年小鼠脑中流出的“脏”脑脊液流速大大降低，相比年轻小鼠下降了60%多！

▲随着小鼠年龄增大，颈部淋巴管的平滑肌细胞中肌动蛋白覆盖率降低，收缩能力下降，液体流速变慢（图片来源：参考资料[1]）

因此，研究人员设想的策略就是帮助淋巴管内壁的平滑肌细胞恢复动力。他们想到了一种可以作用于平滑肌的药物：前列腺素F2α（Prostaglandin F2α）。这种药物因为有帮助子宫平滑肌收缩的作用，已被用于催产、引产和人工流产。

研究人员尝试着给老年小鼠局部施加了前列腺素F2α，发现可以有效增加颈部淋巴管的收缩频率，脑脊液的流出速度恢复为年轻小鼠的水平。实验证明，随着颈部淋巴管的“疏通”，老年小鼠脑中堆积的有毒蛋白等得以加速清除。

研究论文在摘要最后说，这些发现表明颈部淋巴管是脑脊液排污的重要节点，而恢复颈部淋巴管的功能可以帮助大脑提升有毒蛋白的清除率。通过加速清除脑内有毒物质，结合其他干预措施，有望为阿尔茨海默病等一系列年老有关的神经系统疾病提供有效的新疗法。

参考资料：

[1]Ting Du et al.，Restoration of cervical lymphatic vessel function in aging rescues cerebrospinal fluid drainage.Nature Aging(2024)Doi:https://doi.org/10.1038/s43587-024-00691-3

[2]Cleaning up the aging brain:Scientists restore brain's trash disposal system.Retrieved Aug.16，2024 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1054446