Science:改写教科书！科学家发现大脑第四层脑膜结构，可发挥物质交换和免疫监视作用

中枢神经系统由硬脑膜、蛛网膜和软脑膜分隔排列，具有支持和营养大脑的作用。硬脑膜由两层合成，血管和神经走行于两层之间，软脑膜形成的邹襞突入脑室内，形成脉络丛，分泌脑脊液。

心血管搏动驱动脑脊液沿周围间隙流入脑深部，并通过胶质细胞水通道蛋白4进行间液交换。脑脊液由脑膜中的淋巴管网络排出，这种排出功能出现障碍后加速蛋白质的聚集，引起认知功能障碍。

蛛网膜与软脑膜之间有较大的间隙，称为蛛网膜下腔。2023年1月6日罗切斯特大学医学中心Maiken Nedergaard研究团队重新定义了大脑脑膜系统，发现了存在于蛛网膜下腔中存在一类淋巴样膜，将该腔室分为两个部分，成为大脑的第四层膜结构。

图1：蛛网膜下腔淋巴样膜(SLYM)结构图

Prospero相关同源异形盒蛋白1(PROX1)是一种高度保守的、决定淋巴命运的转录调节因子，可用于标记淋巴管内皮细胞标志物。研究人员通过双光子显微镜观察Prox1-EGFP工具小鼠躯体感觉皮质区域发现在与硬脑膜平行的胶原束下方，存在一层连续的、扁平的Prox1-EGFP+单层细胞，与松散的胶原纤维混合在一起，称为蛛网膜下腔淋巴样膜(SLYM)。

进一步分析发现SLYM厚度为14.2 um，覆盖蛛网膜下腔血管，而硬脑膜平均厚度为21.8 um，被胶原纤维包绕，两者存在明显的结构差异。全脑结构分析发现SLYM与静脉窦内皮细胞直接接触，为静脉窦壁上的蛛网膜下腔绒毛样结构。人类皮层组织中也发现SLYM存在于整个蛛网膜下腔。

图2：SLYM与静脉窦内皮细胞密切接触

Prox1-EGFP小鼠红色荧光团结合的1微米微球注入蛛网膜下腔硬膜下浅表隔室，同时在蛛网膜下腔深部隔室内注射1微米蓝光荧光微球，结果发现这些荧光团并没有互相渗透。此外，渗透性实验发现不允许3kDa及以上的分子通过。这就表明SLYM是一种屏障，将蛛网膜下腔空间细分为上浅表层和下深层两个腔室。

Prox1-EGFP+ SLYM细胞也表达另一种淋巴标记物PDPN及细胞维A酸结合蛋白2 (CRABP2) ，表明其作为依赖淋巴样结构。进一步的荧光实验表明SLYM并不表达蛛网膜屏障细胞层的紧密连接主要成分CLDN-11也不表达蛛网膜小梁的标志物淋巴管内皮受体1。这些结果表明SLYM并不是蛛网膜的一部分，而是围绕着大脑的第四脑膜层。

图3：SLYM驻留多种免疫细胞

研究人员通过双光子显微镜发现SLYM中存在大量的白细胞，而在腹腔注射脂多糖后可明显增加SLYM中的白细胞聚集，这种异常的聚集也发现在衰老小鼠中。此外，SLYM中也存在巨噬细胞和树突状细胞，这就表明SLYM可作为免疫细胞发挥作用的关键微环境。

本文发现在小鼠和人类大脑中均存在分隔蛛网膜下腔空间的第四层脑膜-SLYM，它包裹着血管，与静脉窦内皮紧密相连，允许脑脊液和静脉血进行物质交换。同时，SLYM驻留多种免疫细胞，为大脑免疫功能屏障和液体运输功能研究提供全新的视野。

原始出处：

Mllgrd et al.A mesothelium divides the subarachnoid space into functional compartments. Science 379， 84–88 (2023).