动物眼内发现可清除代谢垃圾的类淋巴系统 或有助治疗青光眼

近日，《科学》旗下子刊Science Translational Medicine上的一篇研究论文刷新了我们对眼睛的认识。美国罗切斯特大学（University of Rochester）的Maiken Nedergaard教授与加州大学伯克利分校（UC Berkeley）的陈璐教授合作，在哺乳动物的眼睛内，首次发现了清除代谢垃圾的类淋巴系统。动物实验还显示，青光眼——造成失明的一种重要眼疾，与这套特殊排污系统的受损有关。

什么是“类淋巴系统”？

“类淋巴系统”，顾名思义，与淋巴系统类似。淋巴管就像身体内的排污管道，通过液体循环将组织代谢产生的垃圾清除出器官。然而，很久以来人们就发现，这套排污管道并没有铺设到大脑。

直到2012年，此次研究的主要负责人之一Negergaard教授领衔的科研团队，借助新的显微成像技术终于发现，原来大脑内拥有的是一套特殊“淋巴系统”。与传统意义上的淋巴管不同，脑中的淋巴管由胶质细胞组成。于是，Negergaard教授把胶质细胞（glia）和淋巴（lymphatic）两个词合起来，第一个提出了脑部“类淋巴系统”（glymphatic）的概念。

科学家们还发现，类淋巴系统中流动的脑脊液会把神经毒性蛋白（例如与阿尔茨海默病密切相关的β淀粉样蛋白）排出大脑。如果这套系统出故障，则会让有毒蛋白积聚，引发神经疾病。这一发现解开了大脑如何清除垃圾的谜题。

眼睛，与“心灵”相通

人们常说眼睛是心灵的窗户。某些方面，眼睛和大脑一样特殊，比如同样缺乏外周典型的淋巴管。专注于眼科研究的陈璐教授此前发现，在眼前段有一种叫作Schlemm管的结构具有淋巴特征，可以引流房水（角膜和晶状体之间的液体），有助于调节眼压。

于是，在此次研究中，两支科研团队展开合作，对视网膜所在的眼后段展开了新的探索。

为此，研究人员借助过去在研究大脑时的方法，把示踪剂（例如以荧光标记的人淀粉样蛋白）注射到小鼠眼睛内的玻璃体。玻璃体位于晶状体和视网膜之间，是种透明的凝胶状液体。研究人员观察到，荧光蛋白除了沿着预期的路径从眼前段流出，也有一些转移到视神经内静脉周围的空间。然后，示踪蛋白从那里沿着视神经移动进了看似淋巴管的结构。它们最终出现在动物颈部的淋巴结中。

绿色荧光标记的β淀粉样蛋白沿着小鼠视神经内的静脉（蓝色）排出（图片来源：参考资料[1]）

更有意思的是，研究人员发现，眼睛内这条新发现的管道不仅可以清除淀粉样蛋白，它们与小鼠大脑内清除代谢垃圾的类淋巴系统是相通的。

Negergaard教授说，过去没有人想到，视神经不仅是传输神经电信号的“电缆”，还提供了一条输送液体的高速通道。

当排污管道渗漏……

为了理解这套排污管道在眼睛里起的作用，尤其是与眼疾的影响，科学家们继续通过动物实验探索了它们与青光眼的关系。这种疾病损伤视神经而导致失明。

在两种不同的青光眼小鼠模型中，研究人员都发现，注入眼睛内的淀粉样蛋白似乎清除的速度更快了。然而，尽管青光眼通常与眼压过高有关，但流速增加似乎不是眼压变化引起。相反，在青光眼小鼠中，胶质细胞组成的排污管道发生了渗漏，随着过多外流的液体，有毒蛋白没有流入与大脑相通的净化系统，而是渗到视神经的轴突之间。这可能是过去未知的一种影响视神经的因素。

这一发现引起了很多科学家的关注。西奈山医学中心（Cedars-Sinai Medical Center）的神经科学家Maya Koronyo-Hamaoui博士过去发现，AD患者的视网膜及眼部血管中存在淀粉样沉积。在眼部找到与大脑平行的排污系统令她感到兴奋，“这是第一次有人证明，类淋巴系统是眼睛里清除代谢物的另一条途径，并且与淀粉样蛋白有关。”她说。

研究作者的论文中总结说，这一发现“或许为威胁视力的疾病，尤其是青光眼，开辟了新的治疗途径”。

参考资料

[1] Xiaowei Wang et al, (2020) An ocular glymphatic clearance system removes -amyloid from the rodent eye. Science Translational Medicine. DOI:

[2] Discovery: Scientists find for the first time how the eyes drain cellular waste and debris https://medicalxpress.com/news/2020-04-discovery-scientists-eyes-cellular-debris.html

[3] Quasi-Lymphatic System in the Rodent Eye Clears Waste. Retrieved May 7, 2020 from https://www.the-scientist.com/news-opinion/quasi-lymphatic-system-in-the-rodent-eye-clears-waste-67430

（原标题：大开眼界！科学家首次发现，眼睛内有一套特殊的“排污”系统）