脑脊液通过颈淋巴管排出的数值模拟研究 背景介绍 脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）是围绕大脑和脊髓流动的透明液体，其主要功能是为中枢神经系统提供物理保护、营养供应以及代谢废物的清除。近年来，越来越多的研究表明，脑脊液的排出不仅通过传统的蛛网膜颗粒吸收，还通过颅底的筛板进入鼻咽部淋巴管，最终到达颈淋巴管（Cervical Lymphatic Vessels, CLVs）。这一排出途径的异常与多种神经系统疾病（如创伤性脑损伤、神经退行性疾病等）密切相关。然而，由于颈淋巴管的解剖结构和物理特性尚未完全明确，脑脊液通过颈淋巴管排出的机制仍存在许多未解之谜。 为了深入理解这一过程，研究人员开发了一种数值模型，模拟脑脊液从筛板到颈淋巴管的排出过程。这项研究不仅为脑脊液排出的生理机...
自动化体外模型在脑积水研究中的应用 背景介绍 脑积水（Hydrocephalus）是一种由于脑室内脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）积聚引起的神经系统疾病，若不及时治疗，可能导致严重的并发症和永久性脑损伤。据统计，每500名新生儿中就有1人患有脑积水。尽管过去60年中有大量努力改进脑积水的治疗方法，但脑室分流管（shunt）的失败率仍然居高不下，50%的分流管在两年内失效，85%在十年内失效。分流管失效的主要原因是导管阻塞，导致患者需要多次手术修复，这不仅增加了患者的痛苦，还带来了巨大的医疗成本。美国每年因脑积水治疗的费用高达20亿美元。 然而，目前缺乏一个能够模拟临床相关参数的长期体外模型，这限制了基于假设的研究，进而阻碍了对分流管阻塞机制的深入理解。为了解决这一问...
脑脊液流动动力学及其在药物输送中的应用研究 背景介绍 脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）在人类脊髓腔中扮演着至关重要的角色，负责运输溶解的营养物质和废物。由于其脉动性，CSF的流动受到心脏和呼吸周期的影响。近年来，随着对中枢神经系统（Central Nervous System, CNS）疾病治疗需求的增加，如何优化鞘内（Intrathecal, IT）药物输送成为了研究热点。鞘内注射通过利用CSF的流体动力学特性，能够将治疗分子直接输送到中枢神经系统，从而提高治疗效果。 然而，现有的计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）模型大多基于个体或小群体，由于脊髓腔几何形状的显著变异性，这些研究结果可能无法推广到更广泛的人群。因此...
社区居住老年人中脉络丛体积与认知功能的关系研究 学术背景 随着全球老龄化问题的加剧，痴呆症患者的数量逐年增加。早期识别认知功能下降的老年人并引导他们采取预防和治疗措施变得尤为重要。然而，目前针对老年人认知障碍的预防或疾病修饰疗法仍然有限，因此需要更深入地了解老年人认知障碍的病理生理机制。以往的研究主要集中在脑实质与认知功能的关系上，而对颅内其他结构（如脉络丛）与认知功能的关系研究较少。 脉络丛（Choroid Plexus, CP）是位于脑室系统中的一种富含血管的结构，主要负责脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）的产生、神经发生、代谢废物的清除、神经炎症调节等功能。近年来，越来越多的证据表明，脉络丛与阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）的病理生...
脑内皮通透性、运输和流动的评估研究 背景介绍 血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是保护大脑免受有害物质侵害的重要屏障，同时也是药物进入大脑的关键障碍。BBB的通透性和运输特性直接影响药物的脑内分布，尤其是中枢神经系统（CNS）药物的疗效。然而，BBB的高通透性药物（如脂溶性药物）的测量一直是一个技术难题，因为传统的脑血流测量方法在高通透性药物的情况下难以准确评估其通透性。为了解决这一问题，研究者们开发了新的实验方法，旨在突破传统方法的限制，直接测量高通透性药物的BBB通透性。 本研究由Quentin R. Smith等人主导，旨在通过原位脑灌注技术（in situ brain perfusion technique）测量高脂溶性药物的BBB通透性，并验证其与药物脂溶...
Nrf2在维持血脑屏障完整性中的作用 学术背景 血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是中枢神经系统（Central Nervous System, CNS）与周围血液循环之间的重要屏障，由内皮细胞、周细胞、平滑肌细胞、星形胶质细胞和神经元组成。BBB的主要功能是选择性控制小分子、代谢物和细胞的通过，维持脑内环境的稳态，同时保护大脑免受病原体、炎症、损伤和疾病的侵害。BBB的完整性对于预防多种神经系统疾病至关重要，而其功能障碍与神经退行性疾病、中风、创伤性脑损伤等疾病密切相关。 近年来，研究发现氧化应激和炎症是导致BBB功能障碍的主要因素。Nrf2（Nuclear factor erythroid-related factor 2）是细胞抗氧化和抗炎反应的主要调节因子，...
阿尔茨海默病小鼠模型中血脑脊液屏障功能的非侵入性MRI研究 学术背景 阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）是一种常见的神经退行性疾病，其主要特征包括β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块和神经纤维缠结的积累。近年来，越来越多的研究表明，血脑脊液屏障（Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier, BCSFB）在AD的病理过程中扮演了重要角色。BCSFB主要由脉络丛（Choroid Plexus, CP）构成，负责脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）的产生和清除。BCSFB功能障碍可能导致毒性蛋白的积累，从而加速AD的进展。然而，由于缺乏非侵入性的检测手段，BCSFB在AD中的动态变化尚未得到充分研究。 为了解决这一问题，研究人员利用动...
颅内与颅外平面测量脑血流与脑脊液动力学相互作用的研究 背景介绍 脑血流（Cerebral Blood Flow, CBF）与脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）的相互作用是维持颅内压（Intracranial Pressure, ICP）稳定的关键因素。根据Monro-Kellie学说，颅内容积（包括脑实质、脑脊液和血液）是恒定的，任何一方的容积变化必须由其他部分补偿。然而，近年来的研究表明，脑血流和脑脊液的动态变化并不完全遵循这一学说，尤其是在心脏周期内，脑血流的微小变化可能无法被脑脊液完全平衡。这一现象在多种神经系统疾病（如脑积水、阿尔茨海默病等）中具有重要意义。 尽管许多研究通过相位对比磁共振成像（Phase-Contrast MRI, PC-MRI）技术测量了脑...
胶质母细胞瘤分化程度对血脑屏障通透性的影响 背景介绍 胶质母细胞瘤（Glioblastoma Multiforme, GBM）是一种高度侵袭性的脑肿瘤，由于其复杂的生物学特性和血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）的存在，治疗难度极大。血脑屏障是由紧密连接蛋白（Tight Junctions, TJs）和ATP结合盒（ATP-binding Cassette, ABC）转运蛋白组成的复杂结构，能够阻止大多数药物进入大脑。尽管在GBM肿瘤核心区域，血脑屏障被破坏，但在肿瘤边缘的脑组织（Brain-Adjacent-to-Tumor, BAT）中，血脑屏障仍然完整，这导致药物难以到达这些区域，进而引发肿瘤复发。 GBM的异质性是其治疗失败的主要原因之一。肿瘤中同时存在分化程...
非侵入性成像技术评估脉络丛跨屏障水交换 背景介绍 脉络丛（Choroid Plexus, CP）是脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）生成的关键部位，同时也是血-脑脊液屏障（Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier, BCSFB）的重要组成部分。脉络丛通过调节脑脊液的分泌和吸收，维持大脑的内环境稳定。然而，目前缺乏非侵入性的成像技术来评估脉络丛的功能，这限制了对BCSFB功能的深入理解。现有的方法，如示踪剂稀释法和脑脊液采集法，虽然能够间接测量脑脊液的分泌，但这些方法具有侵入性，且无法准确区分脉络丛与其他潜在来源（如血脑屏障）的贡献。 近年来，研究人员提出通过测量脉络丛到脑脊液的水流出率（kbc）来评估BCSFB的完整性。这一指标在老年小鼠和轻...