Base barrier cells provide compartmentalization of choroid plexus, brain and CSF

1.논문 제목: Base barrier cells provide compartmentalization of choroid plexus, brain and CSF

2.저자명: Daan Verhaege, Clint De Nolf, Lore Van Acker, Wouter Claeys, Jonas Castelein, Elien Van Wonterghem, Griet Van Imschoot, Pieter Dujardin, Ward De Spiegelaere, Esther Hoste, Fleur Boone, Hart G. W. Lidov, Neil Dani, Julia Derk, Anna Kremer, Evelien Van Hamme, Peter Borghgraef, Saskia Lippens, Maria K. Lehtinen, Julie Siegenthaler, Lien Van Hoecke Roosmarijn E. Vandenbroucke

3.출처 및 게제 : Nature neuroscience, 12 February 2026

4.DOI: https://doi.org/10.1038/s41593-025-02188-7

5.Abstract: The choroid plexus (ChP), located in the brain ventricles, is largely composed of ChP epithelial cells that produce the cerebrospinal fluid (CSF) and form the blood–CSF barrier. At the ChP–brain attachment sites, we have discovered unique fibroblasts referred to as ChP base barrier cells (BBCs). We show that ChP BBCs originate from meningeal mesenchymal precursors, arrive early during development, remain throughout life and are conserved across species. ChP BBCs are transcriptionally similar to meningeal arachnoid barrier cells and are interconnected by both adherens and tight junctions. Notably, we provide evidence that the BBCs function as a barrier, controlling communication between the periphery and central nervous system. Moreover, during inflammatory insult, we observed a loss of barrier integrity and immune cell crossing. Altogether, our research revealed a barrier at the ChP base, crucial in protecting the central nervous system by compartmentalizing the ChP stroma, brain parenchyma and CSF.

6.한글 초록 요약본: Choroid plexus (ChP)는 뇌실 내에서 cerebrospinal fluid (CSF)를 생성하고 blood-CSF barrier를 형성하는 구조임. 그러나 ChP가 뇌 실질과 연결되는 부위의 세포 구성과 기능은 명확히 밝혀지지 않음. 본 연구에서는 single-cell RNA sequencing을 통해 ChP 기저부에 존재하는 새로운 fibroblast 집단을 확인하고 이를 base barrier cell (BBCs)로 명명함. BBCs는 meningeal mesenchyme에서 유래하며 tight junction과 adherens junction을 형성하여 ChP stroma, brain parenchyma, CSF 사이에 물질 이동을 제한하는 barrier 구조를 형성함. 또한 염증 상황에서 이 barrier가 손상되며 작은 분자와 면역세포가 통과하는 현성이 나타남. 본 연구는 ChP 기저부에 존재하는 새로운 barrier 구조를 규명하며 CNS 내 compartmentalization을 유지하는 기전을 제시함.

7.한글 논문 요약본:

7-1 Introduction : 중추신경계는 외부 환경으로부터 보호되기 위해 여러 barrier 구조를 가짐. 대표적으로 blood-brain barrier (BBB), blood-arachnoid barrier, blood-CSF barrier가 존재함. Choroid plexus는 CSF를 생성하며 epithelial cell 사이의 tight junction을 통해 blood-CSF barrier를 형성함. 그러나 ChP는 meninges 및 뇌 실질과 구조적으로 연결되어 있으며, 이러한 연결 부위에서 어떤 세포가 존재하고 어떤 기능을 하는지는 명확히 밝혀지지 않았음. 특히 meninges와 ChP 모두에 존재하는 fibroblast의 이질성과 기능에 대한 이해는 제한적임. 본 연구에서는 single-cell transcriptomics와 구조. 기능 분석을 통해 ChP fibroblast의 하위 집단을 규명하고 ChP 기저부에서 새로운 barrier 세포가 존재하는지 확인하고자 함.

7-2 Method:

7-2-1: Single-cell RNA sequencing: mouse lateral ventricle 및 fourth ventricle ChP에서 단일세포 분석

7-2-2: 세포 위치 및 marker 검증: RNA in situ hybridization/ Immunofluorescence staining

7-2-3: 발생 기원 및 발달, 노화 분석: Mesp1Cre 및 Tbx18CreERT2 lineage tracing mouse 사용/ Embryonic부터 aged mouse까지 BBC 존재 여부 비교

7-2-4: 초미세 구조 분석: transmission electron microscopy, serial block-face SEM 및 focused ion beam SEM

7-2-5: Barrier 기능 분석: 3kDa, 10kDa dextran tracer를 intravenous 또는 intracerebroventricular로 주입

7-2-6: 염증 모델 및 면역세포 분석: LPS로 systemic inflammation 유도/ CCR2-GFP mouse를 이용해 monocyte 이동 관찰

7-3 Result:

7-3-1: Choroid plexus에서 새로운 fibroblast 아형 확인: scRNA-seq 분석에서 ChP fibroblast는 두

집단으로 구분된: Type Ⅰ fibroblast (ChP stroma 내부에 위치)/ Type Ⅱ fibroblast (ChP 기저부에

위치). Type Ⅱ fibroblast는 Igfbp6, Cldn11, Rbp4 등을 발현하며 meningeal barrier cell과 유사한

특징을 보여 ChP base barrier cell (BBCs)로 정의함.

7-3-2: BBC는 meninges 유래 세포: CLDN11 marker 분석에서 BBC는 embryonic stage부터 존재하며성체와 노화 단계에서도 유지됨. Lineage tracing 결과, BBC는 meningeal mesenchyme에서 유래한 fibroblast population 임이 확인됨.

7-3-3: BBC는 junction 기반 barrier 구조를 형성함: BBC는 CLDN11, ZO1, CDH1 등 junction protein을발현하며 서로 밀접하게 연결됨. 전자현미경 분석에서는 세포 사이에 tight junction과 adherens junction이 확인됨. 이 세포들은 ChP stroma와 brain/ CSF 경계에 위치하여 plug-like barrier layer를 형성함.

7-3-4: BBC는 분자 이동을 제한함: Dextran tracer 실험에서 혈관을 통해 주입된 tracer는 ChP stroma까지는 이동했지만 BBC layer를 통과하여 CSF로 이동하지 못함. 반대로 CSF로 주입된 tracer 역시 stroma 방향으로 확산되지 않아 BBC가 양방향 확산을 제한하는 barrier임이 확인됨.

7-3-5: 염증 상황에서 barrier 기능이 약화됨: LPS로 염증을 유도한 결과 BBC에서 junction protein 발현 감소와 tracer leakage 증가가 관찰됨. 또한 CCR2-GFP mouse에서 monocyte가 BBC를 통과하여 CSF로 이동하는 현상이 나타남.

8.대표 Figure

Fig1. ScRNA-seq indentifies a fibroblast subtype at the ChP base.