생쥐의 뇌와 두개골에서 면역 세포 분리

신경계의 중심 허브인 뇌는 두개골에 의해 보호됩니다. 두개골 아래에는 수막으로 알려진 세 층의 결합 조직, 즉 경막(dura mater), 거미막(arachnoid mater) 및 피아 마터(pia mater)가 있습니다. 뇌척수액(CSF)은 지주막하(subarachnoid)와 지주막(pia mater) 사이의 지주막하 공간을 순환하며 뇌를 완충하고 림프계를 통해 노폐물을 제거합니다 ^1,2. 이 독특한 아키텍처는 뇌의 안정성을 유지하고 잠재적인 손상으로부터 뇌를 보호하는 안전하고 지원적인 환경을 제공합니다.

뇌는 오랫동안 면역 특권을 가진 것으로 여겨져 왔습니다. 그러나 실질에 상주하는 미세아교세포 외에도 맥락총(choroid plexus)과 수막(meninges)을 포함한 뇌의 경계가 다양한 면역 세포를 수용한다는 증거가 늘어나면서 이 개념은 부분적으로 포기되었습니다³. 이 세포는 항상성을 유지하고, 뇌 건강을 감시하며, 뇌 손상에 대한 면역 반응을 시작하는 데 중요한 역할을 합니다. 특히 최근의 연구 결과에 따르면 두개골은 뇌수 면역에 관여하며 손상 후 뇌의 면역 반응에 기여할 수 있습니다. 2018년, Herisson et al.은 두개골 골수와 수막을 연결하는 직접 혈관 채널을 발견하여 백혈구 이동을 위한 해부학적 경로를 확립했습니다 ^4,5. 나중에, Cugurra et al.은 수막의 많은 골수성 세포(예: 단핵구 및 호중구)와 B 세포가 혈액에서 유래하지 않는다는 것을 입증했습니다⁶. 저자들은 calvaria bone-flap transplantation 및 selective irradiation 요법과 같은 기술을 사용하여 두개골 골수가 CNS 손상 후 CNS 실질뿐만 아니라 수막의 골수성 세포에 대한 국소 공급원 역할을 한다는 설득력 있는 증거를 제시했다⁶. 또한, 또 다른 연구에서는 수막 B 세포가 두개골 골수에 의해 지속적으로 공급된다고 제안했다⁷. 최근에는 거미막 출구(arachnoid cuff exit, ACE)라고 불리는 새로운 구조가 면역 세포 이동을 위한 경막과 뇌 사이의 직접 관문으로 확인되었다⁸.

이러한 흥미로운 발견은 면역 세포가 손상된 뇌에 침투하는 기원(예: 허혈성 뇌졸중 후)에 중요한 의미를 갖습니다. 뇌졸중 후 많은 면역 세포가 뇌에 침투하여 급성 뇌 손상과 만성 뇌 회복에 기여한다는 많은 증거가 있습니다. 일반적인 개념은 이러한 세포가 뇌에 침투하는 혈액 속의 순환 백혈구라는 것인데, 이는 주로 뇌졸중으로 인한 혈액-뇌 장벽 손상에 의해 촉진됩니다. 그러나 이 개념은 도전을 받고 있습니다. 한 연구에서 쥐의 두개골과 경골의 면역 세포는 다르게 표지되었으며, 뇌졸중 후 6 시간에는 두개골에서 호중구와 단핵구의 감소가 크게 발견되었습니다. 경골과 더 많은 두개골 유래 호중구가 허혈성 뇌에 존재했습니다. 이러한 데이터는 급성 뇌졸중 단계에서 허혈성 뇌의 호중구가 주로 두개골 골수에서 발생한다는 것을 시사한다⁴. 흥미롭게도 CSF가 이 마이그레이션을 안내할 수 있습니다. 실제로, 최근의 두 가지 보고에 따르면, 뇌척수액은 두개골 채널을 통해 뇌에서 두개골 골수로 신호 신호를 직접 전달할 수 있으며, 중추신경계 손상 후 두개골 골수에서 세포 이동과 조혈을 지시할 수 있습니다 ^9,10.

이러한 최근의 발견에 비추어 볼 때, 뇌 질환에 대한 면역 반응을 연구할 때 뇌와 두개골 골수의 면역 세포의 변화를 분석하는 것이 중요해졌습니다. 이러한 연구에서는 세포 분류, 유세포 분석 및 단일 세포 RNA 염기서열 분석(scRNA-seq)과 같은 다운스트림 분석을 위해 충분한 수의 고품질 면역 세포가 필요합니다. 여기에서 전반적인 목표는 뇌 조직과 두개골 골수에서 단세포 현탁액을 준비하기 위한 두 가지 최적화된 절차를 제시하는 것입니다. 두개골의 종골(전두골, 후두골 및 두정골)은 일반적으로 골수를 추출하는 데 사용되며, 이 골수는 이 연구에서 특별히 두개골 골수라고 합니다.