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【自然】:眼睛竟是大腦的免疫屏障!耶魯團隊發現,眼睛後部與腦膜淋巴管共享回路,具有統一的免疫反應丨科學大發現

2024-03-12健康

*僅供醫學專業人士閱讀參考

人們說眼睛是心靈的窗戶,我們用眼睛觀察世界,也用眼睛表達愛慕、喜悅、冷漠和厭倦。除了主觀上的情感外溢,從解剖學的角度來說,

眼睛是中樞神經系統的延伸,在分子和細胞水平上與大腦有許多相似之處

。借助眼睛這個視窗,我們完全有可能解讀出更多資訊。

在近日的【自然】雜誌上,耶魯大學的研究團隊發表了最新研究成果,他們發現,

眼睛內部份隔的淋巴系統可以介導眼腦免疫

。在大腦感染單純皰疹病毒時,

眼睛玻璃體內免疫可以保護小鼠大腦免受病毒的攻擊,

並且保護作用不僅限於病毒感染,細菌感染和腫瘤同樣可以啟用玻璃體內免疫對大腦的保護

研究發現,

眼睛的前部和後部存在不同的淋巴引流系統,後部透過視神經鞘中的淋巴管系統與腦膜淋巴管相連線,共享淋巴回路,在眼睛後部和大腦之間建立了統一的免疫反應

單純皰疹病毒(HSV)是全球致命性腦炎的常見病因,對多個神經組織產生影響。研究人員以腹膜內、顱內、眼睛前房內和玻璃體(IVT)內四種途徑給小鼠接種滅活的HSV-2,誘導小鼠的全身免疫和局部腦免疫。再次用HSV-2感染小鼠時,腹膜內接種的小鼠全部死於感染,而

顱內免疫和IVT免疫為小鼠提供了80%的保護

,初步展示了眼腦軸的免疫反應。

研究人員推測,眼腦軸的免疫反應也是由局部淋巴結(LN)介導的。阻斷頸深淋巴結(dCLN)的淋巴管,IVT免疫提供的保護效應消失。IVT免疫還能夠促進dCLN生發中心B細胞分化,顯著提高dCLN中抗原特異性CD4+T細胞水平。

眼後室抗原引發大腦中的免疫反應

接種滅活HSV-2後,所有的免疫途徑都會引起血清抗HSV-2抗體水平升高,但是只有顱內免疫和IVT免疫小鼠的腦脊液中可以檢測到抗HSV-2抗體,這表明

血清抗體並不介導中樞神經系統的免疫保護,而IVT免疫透過局部抗體依賴性反應介導對中樞神經系統的保護

不僅如此,研究人員發現,IVT還可以對除HSV-2之外的多種病原體產生眼腦免疫反應,比如HSV-1和肺炎鏈球菌,後者是細菌性腦膜炎的主要病原體;即使顱記憶體在腫瘤的情況下,透過IVT或顱內途徑進行的免疫也可以提供相應保護。當然,免疫途徑及其保護作用與感染或腫瘤的類別有關,比如在皮膚黑色素瘤模型中,皮下免疫的效果就優於顱內或IVT免疫。

眼部淋巴引流分區

接下來,研究人員對眼腦免疫的機制進行了探索。將熒光標記的右旋糖酐註射入小鼠的眼睛前房或IVT內,可以發現

眼內的前房和玻璃體之間存在分隔引流系統

。繼續標記與視神經相關的淋巴管網絡,研究人員觀察到淋巴管系統是位於神經周圍的膜上,而不是神經本身,並且小鼠視神經鞘中存在淋巴管,

IVT途徑註射的熒光示蹤劑和抗體可以透過腦脊液進入視神經鞘淋巴管

,血管內皮生長因子C(VEGFC)可以使IVT引流增加。

研究人員還發現,眼部淋巴引流對基因治療的免疫反應至關重要,眼後註射重組腺相關病毒能夠更有效地誘導免疫反應。

視神經鞘淋巴管系統網絡

總的來說,研究表明,

眼睛後室具有獨特的淋巴引流系統,與dCLN處的中樞神經系統腦膜淋巴網絡接合

,視神經鞘淋巴系統網絡可以將接種到玻璃體的抗原引流至dCLN,並

在大腦中啟動局部保護性免疫反應

研究團隊正在試圖透過眼部註射來治療黃斑水腫、糖尿病和青光眼患者常見的視網膜血管滲漏。「既然大腦和眼睛之間存在共同的免疫反應,」作者表示,「而且眼睛要比大腦更容易用藥得多」。

參考文獻:

Yin X, Zhang S, Lee J H, et al. Compartmentalized ocular lymphatic system mediates eye–brain immunity[J]. Nature, 2024: 1-8.

本文作者丨王雪寧