2025年05月07日发布 | 3695阅读

【中国声音】CELL|瑞金医院尚寒冰教授/脑智卓越中心杜久林研究员/李佳副研究员团队发现神经活动调控脑膜淋巴系统发育

李佳

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心

刘明剑

复旦大学附属华山医院

杜文杰

复旦大学附属华山医院

尚寒冰

上海交通大学附属瑞金医院

杜久林

中科院神经所

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4月30日,CELL期刊在线发表题为“Neural-activity-regulated and glia-mediated control of brain lymphatic development”的研究论文。该工作由上海交通大学医学院附属瑞金医院尚寒冰教授和中国科学院脑科学与智能技术中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)研究员杜久林、副研究员李佳课题组合作完成,首次发现脑膜淋巴系统发育的大脑调控机制:神经活动通过特定胶质细胞亚群——slc6a11b+辐射状星形胶质细胞(Radial astrocyte, RA)动态调控关键因子Vegfc的表达,并在脑膜ccbe1+成纤维细胞跨组织协作下,精密控制脑膜淋巴内皮细胞(mural lymphatic endothelial cell, muLEC)的发育模式。此项研究突破了传统脑膜淋巴发育的理论框架,发现了“神经-胶质-成纤维细胞-淋巴”动态调控轴,为神经-免疫系统互作研究领域提供了新认知,为老年痴呆、帕金森症潜在干预手段提供新途径。


Li J, Liu MJ, Du WJ, et al. Neural-activity-regulated and glia-mediated control of brain lymphatic development. Cell. Published online April 30, 2025.

在线地址:http://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.008


1787年,意大利解剖学家保罗・马斯卡尼在其著作《人体淋巴管系统图谱》中首次描述了人脑膜淋巴系统。但直到2015年,芬兰赫尔辛基大学阿利塔洛团队与美国华盛顿大学基普尼斯团队,才分别系统研究了脑膜淋巴系统的结构与相关功能。近十年研究表明,脑膜淋巴系统作为大脑的“排污网络”,通过清除代谢废物、运输免疫细胞等维持大脑内稳态。然而,一个根本问题悬而未决:大脑自身是否调控,以及如何调控这些免疫相关细胞的发育?


研究团队充分利用脊椎动物斑马鱼在体长时间成像的优势,结合多种基因操作、神经活动调控等手段,发现上调大脑神经活动(如视觉诱发、电刺激等)显著增强位于软脑膜muLEC的发育,抑制神经活动(如视觉剥夺、药物等)则导致muLEC发育受损。以淋巴系统发育所必须的因子Vegfc为线索,研究团队在脑内鉴定出特异性表达Vegfc的胶质细胞亚群——slc6a11b+ RAs(图I)。这些细胞延伸出纤维直达脑膜表面,是脑内Vegfc的主要来源,其缺失导致muLEC无法正常发育,而上调其Vegfc信号则显著增强muLEC发育(图II)。同时,slc6a11b+ RAs的活动及其Vegfc的表达水平均受到神经活动的调节(图III)。研究团队进一步发现,slc6a11b+RAs分泌的Vegfc前体(pro-Vegfc)需要位于脑膜的成纤维细胞分泌的CCBE1的协同作用,方可转化为成熟形式的Vegfc(mVegfc);这种跨细胞间的时空特异性协作将mVegfc的分布精确限制在脑膜上,确保了muLEC仅分布于脑表面,避免侵入脑实质(图IV)。



该工作表明,大脑不仅是神经信息处理中心,也是自身微环境的“协调者”。神经活动通过特定的胶质细胞亚群动态调节脑膜淋巴内皮的发育,揭示了一条全新的“神经-胶质-成纤维细胞-淋巴”调控轴,解释了大脑如何根据功能需求动态调节其淋巴网络构建,为研究脑-免疫互作提供了新框架;同时,该发现也诠释了脑膜淋巴系统只定位于脑膜而不侵入脑实质的原因所在。未来,干预这一调控网络可为了解脑膜淋巴系统在神经退行性疾病等中的作用提供新视角,并为研发潜在的干预手段提供新途径。





通讯作者兼第一作者


李佳

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心

● 中国科学院脑智卓越中心副研究员

● 中国科学院青促会会员

●中科院上海生科院博士,加州大学圣地亚哥分校博后训练

● 以第一作者或通讯作者在CELL、CARDIOVASCULAR RESEARCH、CELL RESEARCH、CELL REPORTS等期刊发表SCI论文14篇,授权专利两项

● 获2020年赛诺菲-中国科学院上海生命科学研究院优秀青年人才奖励基金

● 主持国家自然科学基金项目、上海市科委面上项目、中国博士后科学基金特别资助,参与国家重点研发计划




第一作者


刘明剑

复旦大学附属华山医院

● 原上海交通大学附属瑞金医院硕士研究生,现复旦大学附属华山医院博士研究生,主要研究方向为脑血管及淋巴相关疾病。以第一/共一作者在国际权威期刊发表高水平研究工作多篇

杜文杰

复旦大学附属华山医院

● 复旦大学附属华山医院麻醉科,医学博士、主治医师

● 中华医学会麻醉学分会医学装备学组委员

● 中国药理学会麻醉药理学分会青年委员

● 主要研究方向为全麻药物及疼痛的神经机制,主持国自然基金2项,包括青年项目和面上项目各1项。以第一/共一作者在国际权威期刊发表高水平研究工作多篇,包括Cell Reports、eLife、Anesthesiology、Cell Death and Disease等




通讯作者


尚寒冰 主任医师

上海交通大学医学院附属瑞金医院

● 瑞金医院紧急医学中心副主任、神经外科主任医师,医学博士,硕士研究生导师

● 现任中国卒中学会脑血管外科分会委员、中国医学救援协会公共卫生分会理事、中国医学救援协会重症医学分会神经重症专委会委员、上海医学会灾难医学委员会委员、上海医学会神经外科分会脑血管外科学组委员、上海中西医结合学会神经外科分会委员

● 长期从事脑血管病、颅脑损伤、颅神经疾病、神经系统急危重症的治疗及基础研究。先后赴美国约翰霍普金斯医学院、日本藤田保健卫生大学、以色列瑞本医学中心深造脑血管疾病、创伤救治的临床和基础研究

● 曾荣获“上海市医学科技奖”、“瑞金医院优秀员工”、“上海职工发明专利铜奖”、“广慈医疗技术创新奖”等奖励。近年以第一作者或通讯作者在ACS Chemical Neuroscience、NeuroMolecular Medicine、Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases、Neuroimaging、Brain research bulletin、中华神经外科杂志、中华创伤杂志、中国临床神经外科杂志等国内外权威杂志发表学术论文40余篇,参编参译《神经系统肿瘤》、《尤曼斯神经外科学》等学术专著5部。主持及第一参加人完成国家级、省部级课题9项

杜久林 研究员

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心

● 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(原中国科学院神经科学研究所)副主任,神经科学国家重点实验室主任,中国科学院大学和上海科技大学兼职特聘教授,中国神经科学学会副理事长。本科毕业于中国科技大学,博士毕业于中国科学院上海生理研究所,曾先后在东京大学、复旦大学、美国伯克利大学学习/工作

● 创建多项国际领先的在体研究技术,建立“既见森林(全脑)、又见树木(神经元)、甚或树叶(突触)”全脑尺度在体脑结构-功能研究体系,运用多学科交叉手段,从复杂系统的视角,研究适应性行为的神经机制,提出“Bi-Pathway Brain Function”假说;并侧重全脑神经联接结构和功能图谱,揭示大脑架构设计和功能运作的基本原理,开展全脑重建、模拟与计算研究,探索类脑算法和理论。同时,建立在体动物上观察和研究内皮细胞/周细胞入脑到血管网络形成/修剪/扩展等生物学过程的实验体系,以及全脑血管网络动力学数学模型,研究大脑血管三维网络发育及其功能和血脑屏障形成的分子细胞机制及其神经调节。研究成果和创建的方法体系处于国际领先水平,相关方法被国际同行广泛使用。受邀四十多次在国际会议和国外研究机构做学术报告

● 主要成果发表在Nature、Neuron、Nature Neuroscience、Developmental Cell、JACS、Nature Communications、PLoS Biology、Circulation Research、Cell Reports、Cell Research、PNAS等期刊上。杰青、万人、上海市领军人才等获得者,获中国神经科学学会首届CST杰出神经科学家奖和张香桐神经科学青年科学家奖、上海市自然科学牡丹奖、上海市自然科学一等奖、全国高校自然科学一等奖等。基金委创新群体负责人,科技部重大科学研究计划“发育与生殖”专项、科技创新2030“脑科学与类脑研究”专项项目首席科学家

● 兼中国神经科学学会副理事长、学术工作委员会主任,中国生理学会学术工作委员会副主任、转化神经科学专业委员会主任,Neuroscience Bulletin副主编,国内十余家神经科学研究机构学术委员会委员等。培养的研究生/博士后已有14人在国内外高校/科研机构任独立PI



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