室周器官结构与功能的研究进展

刘洪超 蔡林衡 黎少平 王钥锋 寇海龙

（河南科技大学医学院，河南 洛阳 471003）

室周器官（circumventricular organs，CVOs）是位于第三脑室和第四脑室室壁周围特定部位的特殊分化结构，目前公认的CVOs包括穹窿下器、终板血管器、正中隆起、连合下器、最后区等。有学者也将覆有脑室上皮的神经垂体、松果体、脉络丛等列为CVOs。CVOs具有一些与一般脑组织结构不同的特点，可视为一个功能系统。本文对CVOs结构与功能的研究现状做一综述，为其深入研究和临床应用提供科学依据。

1 CVOs的共同结构特点[1]

对CVOs的研究至今已有五十余年历史，人们对其形态结构有了较深认识。研究发现，CVOs在构造上的共同特点包括：①CVOs均位于脑脊液循环通路的关键位点，如穹窿下器位于室间孔上方，占据在侧脑室与第三脑室交接部位；正中隆起介于下丘脑与垂体之间；连合下器靠近中脑水管与第三脑室移行部；最后区位于第四脑室与小脑延髓池或延髓中央管之间等。②CVOs均位于脑室壁上，直接和脑脊液接触，形成脑脊液－神经组织界面，且表面的室管膜上皮中都混有伸长细胞，与邻接脑室面分界明显，为少纤毛区。其中伸长细胞顶突伸入脑脊液中，较长的基突与深面的毛细血管襻接触，构成脑脊液和血液之间物质交换的桥梁。③大多数CVOs富含粗大的窗性毛细血管，而全部CVOs仅占全脑重量的0.2%。血管床异常丰富，与其微小体积不呈比例，提示这些微血管为功能性血管。④CVOs虽血供丰富，但基础代谢率并不高，耗能水平低于血管密度不如它们的一般脑区，提示其物质转运方式以不耗能或低耗能的被动运输为主，有利于脑内体液信息分子转导。此外，其血流缓慢，利于血中化学配体分子与CVOs的受体位点结合。⑤CVOs处毛细血管均缺乏血脑屏障和脑脊液脑屏障，有学者称它们为脑的窗口。血液中的物质可很快进入这些器官的细胞间隙内。⑥CVOs均含有神经元和多种神经胶质细胞，并与中枢系统的其他重要神经核团有着广泛的纤维联系。

2 CVOs的功能研究

2.1 CVOs参与神经内分泌功能

20世纪90年代以前，对CVOs的研究多集中在其参与神经内分泌调节等方面。如穹窿下器作为感受血管紧张素最敏感的结构之一，与下丘脑神经内分泌核群密切联系，激活穹窿下器可提高饮水动机，促使加压素释放，出现交替性饮水记忆行为；终板血管器与穹窿下器一样，作为渗透压感受器紧密结合血管紧张素Ⅱ以调节体液平衡。有报道终板血管器参与产生白细胞介素-1引起发热反应；松果体作为一个重要的神经内分泌器官，参与调节机体生物节律、生殖行为、体温以及心血管系统活动等。有学者总结，CVOs可能参与机体包括神经内分泌、饮水行为、觉醒、呼吸控制、呕吐、影响心血管活动等在内的16种功能。

2.2 CVOs参与神经免疫调节功能

20世纪90年代后，随着神经免疫学的发展，对CVOs参与神经免疫调节的研究受到重视并逐渐增多。当前神经科学认为，脑内有自己的免疫系统，但由于血脑屏障的存在，脑具有免疫特殊性。1977年，Besedovsky提出了“神经－免疫－内分泌网络”学说。从此，神经、免疫和内分泌系统间的相互关系作为一个跨学科的新兴领域，成为生物学中的重大理论课题和许多科研工作者热衷研究的焦点。目前，这三大系统间相互关系的研究已发展成为一门独立的交叉的学科体系，称“神经免疫调节”或“神经免疫内分泌学”等。免疫系统通过免疫调质及其受体影响神经和内分泌系统的状态，神经系统通过神经递质及其受体调节内分泌和免疫系统的功能，而内分泌系统则通过激素及其受体控制神经和免疫系统的活动[2]。免疫调质、神经递质、激素及其受体作为三大系统共用的化学语言，同时三大系统均存在着共用配体的受体，共用配体可交叉作用于相应的受体，从而构成极其复杂的神经－免疫－内分泌网络关系[3]。正常情况下，三大系统间的调节处于平衡状态，一旦这种平衡被打破，就可能导致疾病的发生。

神经-免疫-内分泌网络主要是通过体液联系的，而脑脊液是重要的组成部分，为三者间的相互调节提供了一个信息通道。由于中枢神经系统内存在血脑屏障，脑－脑脊液神经体液回路就成为其中主要途径。CVOs恰处于血液－神经－脑脊液三种信息的交汇处，位置的特殊性决定了它在神经－免疫－内分泌调节中可能起着举足轻重的作用。如前所述，CVOs缺乏血脑屏障，在脑－脑脊液回路中可能起着窗口作用，成为多种信息转导的关键位点。有学者总结，经CVOs可能存在8种信息转导方式，且CVOs对进入脑内的物质具有选择性，并非单纯依据分子量大小而决定。最近研究表明，外周免疫信息分子入脑途径有三：一是经血脑屏障，包括脑血管内皮细胞特异性主动转运和脑血管内皮细胞受体介导信号转导；二是经CVOs；三是经迷走神经传入纤维。更多的证据表明，CVOs是血携免疫信息分子少量、优先入脑位点，而CVOs在脑脊液通路上的定点分布，可能对脑脊液成分，尤其是免疫信息分子具有监控作用。脑作为一个整体通过自主神经系统和神经内分泌途径调节外周免疫系统，而外周免疫活动的信息也可由免疫调质和迷走神经等体液和神经途径传入脑[4]。

3 问题与展望

目前对CVOs参与神经免疫调节的研究还处于初始阶段。诸如，CVOs虽缺乏血脑屏障和脑－脑脊液屏障，是否存在酶屏障及防御屏障？血携免疫信息分子既可经血脑屏障又可经CVOs入脑，两种途径并存有何意义？血携免疫信息分子入脑后如何通过脑内免疫监控机制？脑窗口与脑屏障并存情况下，脑内微环境如何实现相对稳定？这些问题的阐明，不仅对神经科学，尤其是神经免疫内分泌学具有理论意义，而且对脑内免疫性疾病发生机理的探讨，对药物更有效到达脑组织给药途径的选择以及某些疾病的诊疗策略和预后评估等均有潜在的临床意义[5]。

CVOs作为神经系统的一部分，参与机体多种功能的调节。最近研究表明，CVOs是引起脑内免疫反应的关键部位，已成为国际研究的热点。从神经－免疫－内分泌网络学说来看，CVOs在脑屏障系统、脑脊液循环、脑功能调节中占据重要地位[1]。有理由预测，CVOs将是研究神经干细胞、脑组织移植、中枢神经再生与修复等神经科学前沿领域以及进行脑内相关疾病早期诊断的敏感部位。深入研究CVOs，具有重要的理论意义和临床实践意义，在基础生物医学发展、临床医学和预防医学实践等方面展示着广阔的应用前景。

[1]马常升,曹翠丽.脑室周围器官解剖学[M].北京:科学出版社,2009.

[2]朱长庚.免疫-神经-内分泌网络[M]//李云庆.神经科学基础.2版.北京:高等教育出版社,2010:363-375.

[3]王云霞,蒋春雷.神经、内分泌与免疫系统的相互调节[M]//寿天德.神经生物学.2版.北京:高等教育出版社,2006,501-527.

[4]王国强,胡森,张宝林.中枢神经在神经-内分泌-免疫网络中的调节作用研究进展[J].感染·炎症·修复,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.