新たに発見された頭蓋骨チャネルは免疫に役割を果たします
研究者たちは、炎症の過程で損傷した脳が骨髄と通信できるようにする「小さなチャネル」を発見しました。これらの「トンネル」は、迅速な免疫応答を確保するための鍵です。
炎症は、体内の感染や怪我の事例に対する免疫応答として発生します。
免疫応答は、骨髄として知られている海綿状組織のタイプを含む複雑な調整プロセスの影響を受けます。
骨髄は、頭蓋骨、脊柱の椎骨、脛骨などの脚の骨など、多くの骨の内部に見られます。
この組織は、赤血球といくつかの種類の免疫細胞の両方を生成します。これらはすべて炎症に関与し、怪我や感染症に反応します。
現在、マサチューセッツ州ボストンのハーバード大学医学部の研究者が実施し、一部は国立衛生研究所（NIH）の資金提供を受けた研究により、脳と骨髄がどのように協調して迅速で標的を定めた免疫応答を確保するかが発見されました。
答えは、専門家がジャーナルに掲載された論文で説明しています ネイチャーニューロサイエンス、2つが通信できるようにするこれまで知られていなかったチャネルにあります。
「私たちは常に、腕や脚の免疫細胞が血液を介して損傷した脳組織に移動すると考えていました。これらの発見は、免疫細胞が代わりに炎症領域に迅速に到達するための近道を取っている可能性があることを示唆しています」と、NIHの国立神経障害脳卒中研究所のプログラムディレクターであるフランチェスカボセッティは説明します。
「炎症は多くの脳障害において重要な役割を果たしており、新たに記述されたチャネルが多くの状態で重要になる可能性があります。これらのチャネルの発見は、多くの新しい研究の道を開きます。」
フランチェスカ・ボセッティ
負傷した脳は頭蓋骨から助けを借ります
研究者たちは最初にマウスモデルで研究を行い、何を検索すればよいかがわかったら、人間での発見を再現することもできました。
彼らは、高度な光学画像技術を使用して、好中球の動きを追跡しました。好中球は、通常、最初に損傷を受けた体内の場所に移動する免疫細胞の一種です。
具体的には、脳卒中や髄膜炎の結果として損傷した脳組織に到達した好中球が、頭蓋骨にある骨髄から放出されたのか、脛骨に見つかった骨髄から放出されたのかを調べることができました。
マウスの脳を見ると、科学者たちは脳卒中の際に、ほとんどの場合、損傷した脳組織が脛骨ではなく頭蓋骨から好中球を受け取ることを発見しました。
しかし、心臓発作の間、心臓は頭蓋骨と脛骨骨髄の両方から同数の好中球を受け取る可能性が高いことを研究者は明らかにしました。これは、心臓がこれらの骨構造の両方から遠くに位置しているためです。
また、彼らは、脳卒中が発生してから6時間後、頭蓋骨の骨髄には脛骨よりも好中球が少ないことを指摘しました。
これが示唆するのは、頭蓋骨に見られる損傷した脳組織と骨髄が直接的な「コミュニケーション」手段を持っていることです。これにより、最も近い「回答者」からの迅速で的を絞った免疫応答が可能になります。
「予期しない」発見
これはどのように起こりますか？関与するメカニズムに関する最初の手がかりは、間質細胞由来因子-1（SDF-1）として知られる骨髄タンパク質に由来します。このタンパク質の役割は、免疫細胞が骨髄に貯蔵される時期と放出される時期を調節することです。
SDF-1レベルが低下すると、骨髄は好中球を放出するため、損傷した組織に注意を向けることができます。
チームは、SDF-1レベルが脳卒中の6時間後に頭蓋骨に見られる骨髄でのみ減少することを指摘しました。これは、頭蓋骨に見られる骨髄が脳と直接連絡しており、損傷を「警告」していることを示しています。最も近い支援源を「募集」します。
「私たちは[その後]頭蓋骨を非常に注意深く調べ始め、あらゆる角度から頭蓋骨を見て、好中球がどのように脳に到達しているかを理解しようとしました」と研究の共著者であるマティアス・ナーレンドルフ博士は説明します。
「予期せぬことに、骨髄と脳の外層を直接つなぐ小さなチャネルを発見しました」と彼は付け加えます。
ナーレンドルフ博士と彼のチームは、頭蓋骨全体だけでなく、脛骨でもそのような「小さなチャネル」のコミュニケーションを特定しました。
マウスでのこれらの発見に続いて、研究者たちは次に人間で同じ構造を検索し、それらを見つけました。彼らが人間の頭蓋骨で観察したチャネルは、マウスで観察されたチャネルの5倍だったと彼らは報告している。
さらに、マウスとヒトでは、チャネルは頭蓋骨の内層と外層の両方に現れます。
将来、科学者たちは、他のどのタイプの細胞がこれらの新しく発見されたチャネルを通って移動する可能性があるかを確認し、これらの小さな通路が免疫応答をどのように媒介するかについてのより多くの情報を明らかにすることに熱心です。
