▲利用共聚焦显微镜观察活老鼠的骨骼，科学家发现了从骨髓到脑外膜的通道。图片来源：马萨诸塞州系统生物学中心。
作为大部分骨骼内的海绵组织，骨髓可通过产生红细胞和免疫细胞来帮助我们抵御感染以及使损伤愈合。据8月27日发表在《自然?神经科学》杂志上的研究表示，科学家发现了一条从颅骨骨髓到脑外膜的通道。在免疫细胞应对中风或其它脑部疾病造成的损伤时，该通道可能为其提供了直接的途径。
利用最先进的工具和小鼠体内的细胞特异性染料，美国哈佛医学院和马萨诸塞州总医院的Matthias Nahrendorf教授和他的同事们能够分辨出来自头骨或胫骨骨髓的免疫细胞是否传播到了被中风或脑膜炎损坏的脑组织中。在这项研究中，研究人员聚焦于一种特殊类型的免疫细胞——中性粒细胞，它们会首先到达损伤部位。
小鼠脑中的观测结果表明：中风期间，颅骨比胫骨更可能向受损组织供应中性粒细胞。相比之下，心脏病发作后，与心脏距离均较远的颅骨和胫骨向心脏提供的中性粒细胞的数量相似。Nahrendorf博士的研究组还观察到：中风后6小时，颅骨骨髓中的中性粒细胞数量比胫骨骨髓中的少，表明颅骨骨髓会运输更多的中性粒细胞到损伤部位内。这些结果预示着全身的骨髓并不会均匀地贡献免疫细胞来帮助受伤或感染的组织，受伤的大脑和颅骨骨髓可能以某种方式“交流”，从而使颅骨骨髓的白细胞直接“支援”受损脑区。
此外，Nahrendorf博士的研究小组发现，基质细胞衍生因子-1（SDF-1）（一种将免疫细胞保持在骨髓中的分子）可能决定了炎症过程中骨髓活性的差异。骨髓会在SDF-1水平降低时释放出中性粒细胞。研究人员观察到：卒中后六小时，患者的SDF-1水平降低，但这仅发生在颅骨骨髓中，而不是胫骨中。这一结果表明，SDF-1水平的降低可能是对局部组织损伤的反应，并且只提醒和动员最接近炎症部位的骨髓。
接下来，Nahrendorf博士和他的同事们想看看中性粒细胞是如何到达受伤组织的。Nahrendorf博士说：“我们非常仔细地检查了头骨，从各个角度观察它，试图弄清楚中性粒细胞是如何进入大脑的。出乎意料的是，我们发现了直接连接骨髓和大脑外层的微小通道。在先进的成像技术的帮助下，研究人员观察到中性粒细胞在通道中移动。正常情况下，血液从颅骨内部流过通向骨髓的通道，但在中风后，可以看到中性粒细胞向相反方向移动以到达受损组织。
研究人员在小鼠的颅骨和胫骨中都发现了这些通道，据此，他们试图在人类头骨中寻找相似的特征。人类颅骨样本的详细成像揭示了该通道的存在。在人类颅骨中的通道直径比小鼠的大五倍。未来的研究将试图确定穿过该通道的其他类型的细胞以及这些结构在健康和疾病中所起的作用。
编译：小贝 审稿：三水
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