科学家在恢复老年小鼠大脑的废物处理机制方面取得了重大进展，为利用现有药物可能治 Alzheimer 和 Parkinson 病开辟了新的治疗方法。
阿尔茨海默病（Alzheimer）和帕金森病（Parkinson）等疾病可被描述为“肮脏的大脑”疾病，表明大脑难以清除有害的废物。一个主要的促成因素是衰老，这减少了大脑排除有毒物质的能力。最近对小鼠的研究显示，可能有办法抵消这些与年龄相关的变化，增强大脑的废物清除能力。
“我们的研究结果表明，通过恢复颈部淋巴管的功能，我们可以显著改善因年龄增长导致的废物清除能力下降，”罗切斯特大学哈基姆工程与应用科学学院机械工程教授道格拉斯·凯利（Douglas Kelley）博士说道。“此外，这可以通过临床上已可用的药物实现，暗示了一种新的治疗方法。”凯利是发表在《自然衰老》（Nature Aging）期刊上的这项研究的主要作者之一，另一位是罗切斯特大学转化神经医学中心的共同主任迈肯·内德加德（Maiken Nedergaard）博士。
在2012年，内德加德及其团队提出了“脑淋巴系统”，这是大脑专门的废物清除机制，它利用脑脊液（CSF）来清理在正常运作过程中由能耗高的神经元及其他脑细胞产生的多余蛋白质。这一重大发现为治疗与蛋白质废物积累有关的疾病（如阿尔茨海默病涉及的β淀粉样蛋白和Tau蛋白，和帕金森病涉及的α-突触核蛋白）提供了新思路。健康年轻的大脑通过脑淋巴系统有效地清除这些有毒蛋白质，然而，伴随年龄的增长，这一过程会减缓，从而促使这些疾病的发展。
一组小泵将废物从大脑中移除
一旦脑脊液充满了蛋白质废物，它必须从颅骨经过淋巴系统最终到达肾脏，在那里与身体的其他废物一起被排除。新的研究利用先进的成像和粒子追踪技术，首次详细描述了部分污染的脑脊液通过颈部淋巴管离开大脑的过程。
研究团队不仅能测量脑脊液流动，还观察到了颈部淋巴管的有节奏的收缩，这些收缩帮助将脑脊液从大脑移除。“与依赖心脏作为单一泵的心血管系统不同，淋巴液的运输涉及一个小泵的网络，”凯利解释说。这些被称为淋巴泵（lymphangions）的微小泵装有阀门以防止逆流，并连接形成淋巴管。
研究人员发现，随着小鼠的老化，这些泵的收缩变得不那么频繁，且阀门开始出现故障，导致与年轻小鼠相比，老年小鼠污染的脑脊液排出率下降了63%。
已知药物刺激大脑清洁液的流动
随后，团队想要观察能否重新激活淋巴泵，并发现一种称为前列腺素F2α的药物，这是一种类似于用于医学上诱导分娩的激素化合物，可以帮助平滑肌收缩。由于淋巴泵中覆盖着平滑肌细胞，该药物应用于老年小鼠的颈部淋巴管时，导致收缩频率增加及污染脑脊液流出速度增强，恢复了近乎年轻小鼠的效率水平。
“这些血管在皮肤表面上很容易接触到，我们现在了解到了它们的重要性以及如何增强它们的功能，”凯利说。“这一策略，可能与其他治疗方法结合，有望为这些疾病开辟创新疗法的道路。”
其他贡献这项研究的人员包括第一作者丁杜（Ting Du），阿迪提亚·拉古南丹（Aditya Raghunandan）和亨伯托·梅斯特雷（Humberto Mestre），以及来自罗切斯特大学的弗吉尼亚·普拉（Virginia Plá），郭军（Guojun Liu），安东尼奥·拉德龙-德-吉瓦拉（Antonio Ladrón-de-Guevara），埃文·纽博尔德（Evan Newbold），保罗·托宾（Paul Tobin），丹尼尔·甘-马丁内斯（Daniel Gahn-Martinez），索拉夫·帕塔纳亚克（Saurav Pattanayak），秦文·黄（Qinwen Huang）和韦国·彭（Weiguo Peng）。该研究得到了多家机构的支持，包括美国国家神经疾病与中风研究所，伦德贝克基金会，诺和诺德基金会，人类前沿科学计划，米里亚姆和谢尔顿·G·阿德尔森医学研究基金会，西蒙斯基金会，欧盟共同计划——神经退行性疾病研究，美国陆军研究办公室，国家补充与综合健康中心，以及BRAIN计划。
