室周器官結構與功能的研究進展

劉洪超 蔡林衡 黎少平 王鑰鋒 寇海龍

（河南科技大學醫學院，河南 洛陽 471003）

室周器官（circumventricular organs，CVOs）是位于第三腦室和第四腦室室壁周圍特定部位的特殊分化結構，目前公認的CVOs包括穹窿下器、終板血管器、正中隆起、連合下器、最后區等。有學者也將覆有腦室上皮的神經垂體、松果體、脈絡叢等列為CVOs。CVOs具有一些與一般腦組織結構不同的特點，可視為一個功能系統。本文對CVOs結構與功能的研究現狀做一綜述，為其深入研究和臨床應用提供科學依據。

1 CVOs的共同結構特點[1]

對CVOs的研究至今已有五十余年歷史，人們對其形態結構有了較深認識。研究發現，CVOs在構造上的共同特點包括：①CVOs均位于腦脊液循環通路的關鍵位點，如穹窿下器位于室間孔上方，占據在側腦室與第三腦室交接部位；正中隆起介于下丘腦與垂體之間；連合下器靠近中腦水管與第三腦室移行部；最后區位于第四腦室與小腦延髓池或延髓中央管之間等。②CVOs均位于腦室壁上，直接和腦脊液接觸，形成腦脊液－神經組織界面，且表面的室管膜上皮中都混有伸長細胞，與鄰接腦室面分界明顯，為少纖毛區。其中伸長細胞頂突伸入腦脊液中，較長的基突與深面的毛細血管襻接觸，構成腦脊液和血液之間物質交換的橋梁。③大多數CVOs富含粗大的窗性毛細血管，而全部CVOs僅占全腦重量的0.2%。血管床異常豐富，與其微小體積不呈比例，提示這些微血管為功能性血管。④CVOs雖血供豐富，但基礎代謝率并不高，耗能水平低于血管密度不如它們的一般腦區，提示其物質轉運方式以不耗能或低耗能的被動運輸為主，有利于腦內體液信息分子轉導。此外，其血流緩慢，利于血中化學配體分子與CVOs的受體位點結合。⑤CVOs處毛細血管均缺乏血腦屏障和腦脊液腦屏障，有學者稱它們為腦的窗口。血液中的物質可很快進入這些器官的細胞間隙內。⑥CVOs均含有神經元和多種神經膠質細胞，并與中樞系統的其他重要神經核團有著廣泛的纖維聯系。

2 CVOs的功能研究

2.1 CVOs參與神經內分泌功能

20世紀90年代以前，對CVOs的研究多集中在其參與神經內分泌調節等方面。如穹窿下器作為感受血管緊張素最敏感的結構之一，與下丘腦神經內分泌核群密切聯系，激活穹窿下器可提高飲水動機，促使加壓素釋放，出現交替性飲水記憶行為；終板血管器與穹窿下器一樣，作為滲透壓感受器緊密結合血管緊張素Ⅱ以調節體液平衡。有報道終板血管器參與產生白細胞介素-1引起發熱反應；松果體作為一個重要的神經內分泌器官，參與調節機體生物節律、生殖行為、體溫以及心血管系統活動等。有學者總結，CVOs可能參與機體包括神經內分泌、飲水行為、覺醒、呼吸控制、嘔吐、影響心血管活動等在內的16種功能。

2.2 CVOs參與神經免疫調節功能

20世紀90年代后，隨著神經免疫學的發展，對CVOs參與神經免疫調節的研究受到重視并逐漸增多。當前神經科學認為，腦內有自己的免疫系統，但由于血腦屏障的存在，腦具有免疫特殊性。1977年，Besedovsky提出了“神經－免疫－內分泌網絡”學說。從此，神經、免疫和內分泌系統間的相互關系作為一個跨學科的新興領域，成為生物學中的重大理論課題和許多科研工作者熱衷研究的焦點。目前，這三大系統間相互關系的研究已發展成為一門獨立的交叉的學科體系，稱“神經免疫調節”或“神經免疫內分泌學”等。免疫系統通過免疫調質及其受體影響神經和內分泌系統的狀態，神經系統通過神經遞質及其受體調節內分泌和免疫系統的功能，而內分泌系統則通過激素及其受體控制神經和免疫系統的活動[2]。免疫調質、神經遞質、激素及其受體作為三大系統共用的化學語言，同時三大系統均存在著共用配體的受體，共用配體可交叉作用于相應的受體，從而構成極其復雜的神經－免疫－內分泌網絡關系[3]。正常情況下，三大系統間的調節處于平衡狀態，一旦這種平衡被打破，就可能導致疾病的發生。

神經-免疫-內分泌網絡主要是通過體液聯系的，而腦脊液是重要的組成部分，為三者間的相互調節提供了一個信息通道。由于中樞神經系統內存在血腦屏障，腦－腦脊液神經體液回路就成為其中主要途徑。CVOs恰處于血液－神經－腦脊液三種信息的交匯處，位置的特殊性決定了它在神經－免疫－內分泌調節中可能起著舉足輕重的作用。如前所述，CVOs缺乏血腦屏障，在腦－腦脊液回路中可能起著窗口作用，成為多種信息轉導的關鍵位點。有學者總結，經CVOs可能存在8種信息轉導方式，且CVOs對進入腦內的物質具有選擇性，并非單純依據分子量大小而決定。最近研究表明，外周免疫信息分子入腦途徑有三：一是經血腦屏障，包括腦血管內皮細胞特異性主動轉運和腦血管內皮細胞受體介導信號轉導；二是經CVOs；三是經迷走神經傳入纖維。更多的證據表明，CVOs是血攜免疫信息分子少量、優先入腦位點，而CVOs在腦脊液通路上的定點分布，可能對腦脊液成分，尤其是免疫信息分子具有監控作用。腦作為一個整體通過自主神經系統和神經內分泌途徑調節外周免疫系統，而外周免疫活動的信息也可由免疫調質和迷走神經等體液和神經途徑傳入腦[4]。

3 問題與展望

目前對CVOs參與神經免疫調節的研究還處于初始階段。諸如，CVOs雖缺乏血腦屏障和腦－腦脊液屏障，是否存在酶屏障及防御屏障？血攜免疫信息分子既可經血腦屏障又可經CVOs入腦，兩種途徑并存有何意義？血攜免疫信息分子入腦后如何通過腦內免疫監控機制？腦窗口與腦屏障并存情況下，腦內微環境如何實現相對穩定？這些問題的闡明，不僅對神經科學，尤其是神經免疫內分泌學具有理論意義，而且對腦內免疫性疾病發生機理的探討，對藥物更有效到達腦組織給藥途徑的選擇以及某些疾病的診療策略和預后評估等均有潛在的臨床意義[5]。

CVOs作為神經系統的一部分，參與機體多種功能的調節。最近研究表明，CVOs是引起腦內免疫反應的關鍵部位，已成為國際研究的熱點。從神經－免疫－內分泌網絡學說來看，CVOs在腦屏障系統、腦脊液循環、腦功能調節中占據重要地位[1]。有理由預測，CVOs將是研究神經干細胞、腦組織移植、中樞神經再生與修復等神經科學前沿領域以及進行腦內相關疾病早期診斷的敏感部位。深入研究CVOs，具有重要的理論意義和臨床實踐意義，在基礎生物醫學發展、臨床醫學和預防醫學實踐等方面展示著廣闊的應用前景。

[1]馬常升,曹翠麗.腦室周圍器官解剖學[M].北京:科學出版社,2009.

[2]朱長庚.免疫-神經-內分泌網絡[M]//李云慶.神經科學基礎.2版.北京:高等教育出版社,2010:363-375.

[3]王云霞,蔣春雷.神經、內分泌與免疫系統的相互調節[M]//壽天德.神經生物學.2版.北京:高等教育出版社,2006,501-527.

[4]王國強,胡森,張寶林.中樞神經在神經-內分泌-免疫網絡中的調節作用研究進展[J].感染·炎癥·修復,2006,7(3) :187-189.

[5]Sisó S,Jeffrey M,González L.Sensory circumventricular organs in health and disease[J]. Acta Neuropathol,2010,120(6):689-705.