近日，《科學》旗下子刊Science Translational Medicine上的一篇研究論文刷新了我們對眼睛的認識。美國羅切斯特大學（University of Rochester）的Maiken Nedergaard教授與加州大學伯克利分校（UC Berkeley）的陳璐教授合作，在哺乳動物的眼睛內，首次發現了清除代謝垃圾的類淋巴系統。動物實驗還顯示，青光眼——造成失明的一種重要眼疾，與這套特殊排汙系統的受損有關。
什麼是「類淋巴系統」？
「類淋巴系統」，顧名思義，與淋巴系統類似。淋巴管就像身體內的排汙管道，通過液體循環將組織代謝產生的垃圾清除出器官。然而，很久以來人們就發現，這套排汙管道並沒有鋪設到大腦。
直到2012年，此次研究的主要負責人之一Negergaard教授領銜的科研團隊，藉助新的顯微成像技術終於發現，原來大腦內擁有的是一套特殊「淋巴系統」。與傳統意義上的淋巴管不同，腦中的淋巴管由膠質細胞組成。於是，Negergaard教授把膠質細胞（glia）和淋巴（lymphatic）兩個詞合起來，第一個提出了腦部「類淋巴系統」（glymphatic）的概念。
科學家們還發現，類淋巴系統中流動的腦脊液會把神經毒性蛋白（例如與阿爾茨海默病密切相關的β澱粉樣蛋白）排出大腦。如果這套系統出故障，則會讓有毒蛋白積聚，引發神經疾病。這一發現解開了大腦如何清除垃圾的謎題。
眼睛，與「心靈」相通
人們常說眼睛是心靈的窗戶。某些方面，眼睛和大腦一樣特殊，比如同樣缺乏外周典型的淋巴管。專注於眼科研究的陳璐教授此前發現，在眼前段有一種叫作Schlemm管的結構具有淋巴特徵，可以引流房水（角膜和晶狀體之間的液體），有助於調節眼壓。
於是，在此次研究中，兩支科研團隊展開合作，對視網膜所在的眼後段展開了新的探索。
為此，研究人員藉助過去在研究大腦時的方法，把示蹤劑（例如以螢光標記的人澱粉樣蛋白）注射到小鼠眼睛內的玻璃體。玻璃體位於晶狀體和視網膜之間，是種透明的凝膠狀液體。研究人員觀察到，螢光蛋白除了沿著預期的路徑從眼前段流出，也有一些轉移到視神經內靜脈周圍的空間。然後，示蹤蛋白從那裡沿著視神經移動進了看似淋巴管的結構。它們最終出現在動物頸部的淋巴結中。
綠色螢光標記的β澱粉樣蛋白沿著小鼠視神經內的靜脈（藍色）排出（圖片來源：參考資料[1]）
更有意思的是，研究人員發現，眼睛內這條新發現的管道不僅可以清除澱粉樣蛋白，它們與小鼠大腦內清除代謝垃圾的類淋巴系統是相通的。
Negergaard教授說，過去沒有人想到，視神經不僅是傳輸神經電信號的「電纜」，還提供了一條輸送液體的高速通道。
當排汙管道滲漏……
為了理解這套排汙管道在眼睛裡起的作用，尤其是與眼疾的影響，科學家們繼續通過動物實驗探索了它們與青光眼的關係。這種疾病損傷視神經而導致失明。
在兩種不同的青光眼小鼠模型中，研究人員都發現，注入眼睛內的澱粉樣蛋白似乎清除的速度更快了。然而，儘管青光眼通常與眼壓過高有關，但流速增加似乎不是眼壓變化引起。相反，在青光眼小鼠中，膠質細胞組成的排汙管道發生了滲漏，隨著過多外流的液體，有毒蛋白沒有流入與大腦相通的淨化系統，而是滲到視神經的軸突之間。這可能是過去未知的一種影響視神經的因素。
這一發現引起了很多科學家的關注。西奈山醫學中心（Cedars-Sinai Medical Center）的神經科學家Maya Koronyo-Hamaoui博士過去發現，AD患者的視網膜及眼部血管中存在澱粉樣沉積。在眼部找到與大腦平行的排汙系統令她感到興奮，「這是第一次有人證明，類淋巴系統是眼睛裡清除代謝物的另一條途徑，並且與澱粉樣蛋白有關。」她說。
研究作者的論文中總結說，這一發現「或許為威脅視力的疾病，尤其是青光眼，開闢了新的治療途徑」。
參考資料
[1] Xiaowei Wang et al, (2020) An ocular glymphatic clearance system removes -amyloid from the rodent eye. Science Translational Medicine. DOI:
[2] Discovery: Scientists find for the first time how the eyes drain cellular waste and debris https://medicalxpress.com/news/2020-04-discovery-scientists-eyes-cellular-debris.html
[3] Quasi-Lymphatic System in the Rodent Eye Clears Waste. Retrieved May 7, 2020 from https://www.the-scientist.com/news-opinion/quasi-lymphatic-system-in-the-rodent-eye-clears-waste-67430
（原標題：大開眼界！科學家首次發現，眼睛內有一套特殊的「排汙」系統）