头骨和大脑之间的捷径可能是人类免疫系统绕过血脑屏障的一种可能方式。
研究人员最近在小鼠和人类头骨中发现了一系列微小通道，至少在小鼠中，这些小通道代表大脑免疫的意想不到的来源。
此前，科学家们假设免疫系统通过一种神经学海关大门（将血液通道与重要神经组织分开的屏障）与大脑建立联系。
现在看来，根本就没有必要绕这么远的路了。大脑周围骨骼内的免疫细胞似乎有一条更直接的路径。
去年，研究人员发现大量隐藏的免疫细胞在小鼠颅骨的骨髓中。当遇到一个或大脑中的肿瘤，这些细胞穿过颅骨通道进入脑脊液。
现在看来，这条秘道其实是一条双向路。
研究人员发现，颅骨中的免疫细胞不仅可以流向大脑，脑脊液也可以渗入颅骨。
专家认为它的作用有点像免疫进站。
人类头骨中的通道。 （Herisson 等人，《自然神经科学》，2022）
当浸泡哺乳动物大脑的透明液体流过头骨的裂缝时，骨髓细胞会密切监测其是否受到威胁。
如果检测到病原体，骨髓会通过产生免疫细胞来抵抗感染。
将荧光示踪剂注射到小鼠的脑脊液中，可以清楚地显示脑脊液通过头盖骨中的亚毫米通道进入骨髓。
当研究人员向小鼠大脑注射引起脑膜炎的细菌时，脑膜炎会引发脑膜或脑膜炎症，感染开始在脑脊液中循环。
然后液体和细菌都通过这些小通道侵入颅骨并刺激免疫系统反应。
细菌（绿色）进入小鼠大脑的颅骨通道。 （Herisson 等人，《自然神经科学》，2022）
将细菌注射到小鼠大脑一小时后，99%的干细胞在头骨骨髓中分别标记有。
“现在我们知道，大脑可以向这个免疫中枢发出信号——换句话说，如果出现问题，例如在感染和炎症期间，大脑可以呼救。”说马蒂亚斯·纳伦多夫 (Matthias Nahrendorf) 在马萨诸塞州总医院和哈佛大学工作。
“头骨骨髓中的细胞正在监视通过我们之前发现的头骨通道排出大脑的脑脊液。”
2018 年，Nahrendorf 和他的同事实现了哺乳动物头骨中的骨髓通过骨骼中微小的血管通道直接与脑膜相连。
从那以后的几年里，人们越来越清楚地认识到头骨是一个被忽视的免疫监视来源。在此之前，人们认为哺乳动物大脑的健康状况是由身体其他部位的远程免疫位点监测的。
但新的研究表明，这些其他网站并没有那么参与，至少最初没有。研究人员给小鼠注射脑内病原体一小时后，小鼠腿骨的外周骨髓中没有显示出抗体标记的细胞。然而，头骨骨髓却有。
这表明嵌入头骨中的免疫系统首先处理神经感染。
“一般来说，颅骨由于靠近脑膜和[中枢神经系统]并且与脑膜和[中枢神经系统]相互影响，因此需要进行更仔细的检查，”作者写在他们的新论文中。
“对[脑脊液]流出物的持续采样表明，颅骨状态可能反映大脑健康状况，并且颅骨在调节[中枢神经系统]炎症方面发挥着重要作用。”
通过免疫染色仔细观察透露小鼠头骨中的骨髓的免疫细胞组成与小鼠胫骨中的骨髓略有不同。
在小鼠大脑中注射细菌后，头骨中的中性粒细胞（免疫系统的第一道防线）和单核细胞（杀死入侵者或提醒其他血细胞采取行动）显着富集。这些免疫细胞还聚集在脑脊液流动且骨髓丰富的鼻窦附近。
结果表明，脑脊液可直接进入颅骨骨髓。更重要的是，免疫细胞可以响应脑脊液的提示而离开颅骨骨髓。
大多数时候，这条途径是有帮助的。通过持续检查脑脊液中是否有入侵者并做出相应反应，头骨的免疫系统可以保持哺乳动物大脑的健康。
那么，如果免疫系统过度运转，会发生什么呢？
“这可能对痴呆症等疾病产生巨大影响疾病，因为这些疾病具有炎症成分，”说纳伦多夫。
虽然这些发现尚未在人类中得到复制，但我们的大脑很可能表现出类似的绕过血脑屏障的系统。作者利用显微 CT 扫描已经找到了连接人类头骨和大脑脑膜的类似微小通道，每个直径约 1.5 毫米。
在我们自己的物种中，白细胞和脑脊液是否也流经这些通道尚不清楚。
多发性硬化症、重症肌无力和吉兰-巴利综合征等人类神经系统疾病都以过度活跃的免疫反应为标志，但这种反应是如何启动的仍有待弄清楚。
“我们的工作也可能有助于研究免疫反应有害的情况，例如当颅骨骨髓衍生的免疫细胞损害大脑和周围神经时，”添加纳伦多夫。
“了解神经炎症的加剧因素是成功调节神经炎症的第一步。”
该研究发表于自然神经科学。
