人間の脳の老廃物除去システムはどのように機能しますか？
Feb 26, 2022
連絡先：jerry.he@wecistanche.com
新しい非侵襲的技術は、人間の脳のほぼリアルタイムのビューを提供します廃棄物除去システム。
2月24日のサウスカロライナ医科大学のニュース
サウスカロライナ医科大学（MUSC）とフロリダ大学（UF）の共同研究チームは、ジャーナルNatureCommunicationsで初めて人間の影響について説明しています。脳の廃棄物 除去システム。 非侵襲的でほぼリアルタイムの視覚化。 The脳非常に密に組織化されているため、処理する構造を視覚化する廃棄物リンパ構造としても知られている、はこの分野の限界でした。
この研究は、2022年1月11日にジャーナルNature Communications（最新のインパクトファクター：14.919）に掲載されました。
「これは、生きている人間のリンパ系の構造を示す最初の完全なレポートです脳」と述べた。研究チームを率い、MUSCの病理学および実験医学および神経科学部門の助教授であり、記事の著者であるオンダーアルバイラム博士は述べた。上級著者。
アルバイラムは、リンパ構造が存在する可能性に興味をそそられました。脳。 「リンパクリアランスシステムは全身にあります」と彼は言いました。 「私は自分自身に、 『なぜ私たちはそれを私たちの脳に持っていないのですか？』と自問しました。」
の視覚化の改善脳の 廃棄物除去システムはどのように健康であるかについての私たちの理解を高めることができます脳動作します。 また、次のような神経変性疾患の原因を理解するのにも役立ちますアルツハイマー病病気、そしてどのように脳外傷から回復する脳傷害（TBI）。
同じ重量で、脳は体の中で最も代謝的に要求の厳しい部分であり、体重は約3ポンドですが、総酸素消費量の20パーセントを必要とします。 この代謝要求は、定期的に処分する必要性を伴います廃棄物.
酸素運搬血液は、組織を介して重要な栄養素を輸送するため、病原体、損傷した細胞、および廃棄物。 次に、この液体はリンパ管に流れ込み、リンパ節を通してろ過され、不要な老廃物が処理されます。
「長い間、人々は脳リンパ管が不足している」と述べた。フロリダ大学神経放射線学部の教授であり、この記事の筆頭著者であるSaitAlbayram医学博士は述べた。
「齧歯動物での実験の最初の報告が血管と並置された脳の周りにリンパ管があることを示唆したとき、この考え方は約10年前に変わり始めました。しかし、この研究の前に、リンパ管は人間の脳に存在していました。証拠はまだあります乏しい。」
オンダーアルバイラムは、頭蓋骨の脳を瓶にぶら下がっているリンゴに例えています。 「瓶」または頭蓋骨の内側を覆っているのは、髄膜と呼ばれる壊れやすい膜です。 脳脊髄液（CSF）と呼ばれる液体が脳を取り囲んでいます。 従来の考え方は廃棄物-脳内の液体は血管に沿って脳脊髄液に流れ込み、脳脊髄液は頭蓋骨から静脈に流れ込みます。 過去10年間の研究では、プロセスがより複雑であり、脳内にリンパ管（リンパ系とも呼ばれる）が存在し、除去を専門としていることが示されています。廃棄物.
ただし、人間の脳内のこれらのリンパ管の活動を観察することには技術的な制限があります。 これらの中で最も重要なのは、有毒な希土類金属であるガドリニウムの使用の必要性です。これは、磁気共鳴画像法（MRI）で造影剤として使用される有毒な希土類金属であり、脳構造技術。
この研究では、研究者はこの制限を克服し、MRIを使用して、造影剤を使用せずに髄膜のリンパ管を視覚化することができました。 代わりに、チームは脳自体のタンパク質含有量の違いを使用して、コントラスト勾配を作成しました。 タンパク質含有量の低い構造はより暗く、タンパク質含有量の高い構造はより明るく、複雑な詳細を見るのに十分な解像度を備えています。
過去10年間の哺乳類の髄膜リンパネットワークの発見は、細胞廃棄物管理の理解に新しいページをもたらしました。脳」と述べた。MUSC大学の病理学および臨床検査医学部の教授であるAdviyeErgul医学博士は述べた。この研究の著者ではない。
彼女は次のように述べています。「この新しい研究は、リンパ管を視覚化するために造影剤を注入する必要をなくすことで一歩前進します。これは、フィールドをより深くする大きな成果です。脳脳リンパ管の知識を広げます。 システム認識。」
このシンプルで革新的な方法により、研究者は、脳領域を首のリンパ節に接続するため、タンパク質が多く、CSFの約50倍の量のリンパ管の鮮明な画像をキャプチャすることができました。
次に、チームはどのように脳高齢者の割合は若年者のそれとは異なり、高齢者の脳が減少していることがわかりました廃棄物除去.
この非侵襲的MRI技術を使用して、研究者や医師は、健康な脳のリンパ管がどのように見えるかを実際に確認し、加齢とともにどのように変化するかを研究できるようになりました、とOnderAlbayramは言います。 彼らはまた、次のような神経変性疾患の進行における彼らの役割を決定することができますアルツハイマー病疾患および関連する認知症。 この技術は、年齢とともに脳のリンパ出力を増加させる方法を研究するためにも使用でき、おそらく外傷性脳損傷（TBI）後の回復への洞察を提供します。
オンダーアルバイラムは次のように述べています。脳細いリンパ管に囲まれた瓶の中。 TBI中に何が起こりますか？ リンパ管は損傷を受けており、どのように回復しますか？ このテクノロジーにより、私たちはそれらの質問に答えることができるようになります。」
参照
出典：サウスカロライナ医科大学
人間の最初の一瞥脳の排水管
参照：
Albayram、MS、Smith、G.、Tufan、F.etal。 人間の非侵襲的MRイメージング脳頸部リンパ節に接続するリンパネットワーク。 Nat Commun 13、203（2022） https://doi.org/10.1038/s 41467-021-27887-0
