胰腺淋巴结神经调控治疗1型糖尿病的解剖学研究:发现人胰腺淋巴结中的神经-免疫联系并确定电刺激靶点

《Neuromodulation: Technology at the Neural Interface》:Neuromodulation of Pancreatic Lymph Nodes as a Therapy for Type 1 Diabetes: An Anatomical Study on the Presence of a Neuro-Immune Link in Human Pancreatic Lymph Nodes and Potential Sites for Electrical Stimulation

【字体: 时间:2026年02月25日 来源:Neuromodulation: Technology at the Neural Interface 3.2

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  为解决1型糖尿病(T1D)的自身免疫病理缺乏有效干预手段的问题,本研究通过人体解剖学方法探讨了胰腺淋巴结(LNs)中交感神经-免疫联系的存在,并评估了肝总动脉(CHA)周围神经丛和LN 8a/8p胶囊作为神经调控靶点的可行性。结果显示人胰腺LNs内存在交感神经(包括靠近T细胞的离散神经),且CHA神经丛富含交感神经、手术易达,有望为T1D的神经调控疗法提供新方向。

  
1型糖尿病(T1D)是一种慢性的自身免疫性疾病,其特征是自身反应性T细胞破坏产生胰岛素的胰腺β细胞。这一致病过程涉及T细胞在胰腺引流淋巴结(LNs)中被激活后,浸润到朗格汉斯岛中。尽管目前的管理策略(包括外源性胰岛素治疗、饮食调节和规律的体育活动)可以改善血糖控制水平,但尚无能够阻止或逆转潜在自身免疫病理的干预措施。这突显了识别新型治疗靶点和开发疾病修饰策略以满足这一未满足临床需求的紧迫性。
近年来,研究发现免疫反应并非孤立进行,而是受到自主神经系统的精细调控,尤其是交感神经系统及其释放的去甲肾上腺素(NA)。在啮齿动物模型中,刺激交感神经释放的NA,可以通过激活免疫细胞上的β-肾上腺素能受体(βARs),特别是β2AR,来促进抗原引发的T细胞滞留在淋巴结内,限制它们外迁并招募到炎症组织,从而减轻炎症反应。基于此,一个创新的疗法——胰腺神经电刺激(PNES)应运而生。在小鼠(非肥胖糖尿病小鼠)实验中,通过电刺激支配胰腺LNs的交感神经,成功减少了T细胞活化,保留了β细胞功能,并维持了正常的葡萄糖耐量和胰岛素分泌水平。这为PNES成为早期T1D的潜在疗法提供了强有力的实验依据。
然而,将这一前景广阔的疗法从小鼠转化到人类,还面临着两大知识鸿沟。首先,需要确认人胰腺LNs中是否存在类似的交感神经-免疫联系。其次,人类拥有更为复杂的胰腺LN网络,而非单一淋巴结,且这些淋巴结并非由单一的离散神经支配。因此,必须找到能够有效干预多个上游淋巴结、且手术可及的神经调控靶点。为此,研究人员聚焦于解剖学上更为重要、引流下游多个较小胰腺LNs的“前哨”淋巴结——肝总动脉(CHA)周围的淋巴结8a和8p,并评估其本身及其支配神经来源(即CHA周围神经丛)作为神经调控靶点的可行性。
为了填补这些知识空白,来自荷兰乌得勒支大学医学中心解剖学系的研究团队,由Dyonne A.M. Koopmans-Lotgerink Bruinenberg等人领导,开展了一项系统性的人体解剖学研究。研究结果发表在国际期刊《Neuromodulation: Technology at the Neural Interface》上。研究人员综合利用了宏观解剖、组织学分析和显微图像形态计量学等多种技术手段,对10具甲醛固定的人体捐赠遗体进行了深入研究,旨在探究人胰腺LNs中的神经-免疫联系,并确定具有手术可行性的神经调控位点。
在研究技术方法方面,本研究主要运用了以下关键手段:首先,对10具捐赠遗体(5男5女,中位死亡年龄83.5岁)的胰腺及周围组织进行宏观解剖,定位并测量了淋巴结8a和8p及其与周围结构(如CHA、胰腺)的距离和尺寸。其次,使用了二甲苯组织透明法来增强原位淋巴结的可视化。第三,对切除的淋巴结及CHA样本进行石蜡包埋、切片,并应用了一系列免疫组织化学染色,包括用于标记总神经的蛋白基因产物9.5(PGP 9.5)、标记交感神经的酪氨酸羟化酶(TH)、标记副交感神经的胆碱乙酰转移酶(ChAT)、标记感觉神经的降钙素基因相关肽(CGRP),以及用于同时显示交感神经、T细胞和血管的三重染色(TH/CD3/vWF)。最后,利用显微镜和图像分析软件(如FIJI/ImageJ)对染色切片进行观察和定量分析,例如对CHA周围神经束的数量、大小、分布及神经组织含量进行详细表征。
研究结果
1. 确认人胰腺淋巴结中的交感神经-免疫联系
A. 小型下游胰腺淋巴结
在对两名捐赠者的22个小型下游胰腺LNs的分析中,所有淋巴结的实质内均观察到了交感神经,它们或作为较大神经束的一部分,或作为单一神经存在。在所有LNs中,神经均出现在血管周围(血管旁神经);在21个LNs中,偶尔可见神经靠近T细胞。这初步证实了人胰腺LNs中存在交感神经,且其位置与免疫细胞相邻。
B. 胰头区淋巴结8a和8p
淋巴结8a在所有6名捐赠者中均一致存在,而淋巴结8p存在于4/6的捐赠者中。所有淋巴结的包膜和实质内均存在交感神经。在实质内,交感神经既存在于血管旁,也偶尔作为靠近T细胞的离散神经出现。此外,在相邻切片中观察到了突触素(synaptophysin)阳性信号,这表明部分观察到的神经在该区域具有潜在的突触活性。这些发现进一步强化了人胰腺主要引流LNs中存在交感神经-免疫联系的证据。
2. 识别手术可及的神经调控位点
A. 胰头区淋巴结8a和8p
手术可及性:淋巴结8a在所有情况下均易于触及和看见,通常位于CHA尾侧和/或前侧,但其沿CHA的具体位置存在个体差异。淋巴结8p的可视性较差,但可通过触诊定位,均位于CHA的头侧。
连接纤维束中的交感神经存在:连接淋巴结与周围组织(如胰腺、CHA周围神经丛、腹腔神经丛)的纤维束主要由结缔组织和脂肪组织构成,其中穿插着小血管、淋巴管和主要为交感神经的神经。神经的数量在不同纤维束间有差异,但靠近淋巴结8a、连接腹腔神经丛和CHA神经丛的纤维束中神经较多。
刺激装置安全植入的适宜性:淋巴结8a的平均前表面面积为2.475 cm2,但位置靠近CHA(平均距离0.083 cm)和胰腺(平均距离0.367 cm),存在变异性。淋巴结8p面积较小(0.716 cm2),距离胰腺较远但靠近CHA和肝固有动脉(PHA)。其靠近关键结构的特点,增加了直接在该处放置刺激装置的难度和风险。
B. 近端肝总动脉(CHA)
手术可及性:打开小网膜后,CHA的远端部分可直接看到和触及。通过仔细触诊可定位其起始部,其前表面覆盖着腹膜、脂肪组织以及走行于整个CHA的神经丛结构。
交感神经的存在:CHA周围的神经丛主要由交感神经构成(PGP和TH染色模式可比,而ChAT和CGRP染色极少)。图像分析显示,动脉周围平均有121个神经束(面积>400 μm2),短轴和长轴平均直径分别为0.23 mm和0.40 mm。平均58.26%的神经束分布在距离CHA外膜1 mm范围内。这些神经束中包含的交感神经(TH-IR)组织面积平均占神经束总面积的51.48%,占血管壁及周围总组织面积的10.05%。
刺激装置安全植入的适宜性:CHA的平均绝对长度为3.683 cm,其起始部至胃十二指肠动脉(GDA)的直线距离平均为3.467 cm。近端CHA非常靠近胰腺(平均距离0.683 cm),而距离十二指肠和胆囊较远。其直径(包括周围神经丛)平均为0.783 cm。
结论与讨论
本研究首次系统证实,人胰腺LNs(包括关键的上游淋巴结8a和8p)的包膜和实质内均存在交感神经,并且实质内的神经不仅存在于血管旁,还作为离散结构出现在T细胞附近,部分神经还显示出突触活性标志。这为人胰腺LNs中存在交感神经-免疫联系提供了坚实的解剖学证据,为探索PNES作为T1D潜在疗法奠定了理论基础。
在确定神经调控靶点方面,研究对比了直接刺激淋巴结8a/8p包膜和刺激近端CHA周围神经丛两种策略。结果表明,近端CHA的周围神经丛是最有前景的干预位点,主要原因有三:首先,其通过常规标准手术路径易于到达;其次,该神经丛主要成分为交感神经,且神经束密集分布在动脉周围(尤其是后侧),而支配淋巴结8a的神经可能主要来源于其前-尾侧区域;最后,相较于直接植入淋巴结(后者位置多变且紧邻胰腺等重要器官),在CHA上放置刺激装置可能更具操作空间和安全性。尽管直接刺激淋巴结8a也可能有效,但其位置的不确定性要求术前必须进行计算机断层扫描(CT)成像评估。
当然,刺激CHA神经丛也可能无意中影响到随肝固有动脉(PHA)和胃十二指肠动脉(GDA)走向肝脏和十二指肠的神经纤维,即存在脱靶刺激的风险。研究人员认为,通过优化刺激剂量和参数,重点靶向CHA神经丛外层的神经,或许可以最大限度地刺激那些早期分支到周围结构(包括LNs)的神经,同时保留更深层、随主要动脉走向远处器官的神经。
这项探索性研究也存在局限性,例如样本量(10具遗体)较小且来自高龄捐赠者,而T1D患者通常更年轻,其淋巴结的神经密度可能更高。然而,该研究为将PNES从小鼠模型转化到人类临床应用提供了至关重要的解剖学依据和明确的靶点指导,标志着向开发一种可能改变早期T1D疾病进程的神经调控疗法迈出了关键一步。未来需要进一步的功能性研究来验证电刺激这些靶点是否能在人体产生预期的免疫调节效果,并最终评估其治疗T1D的安全性和有效性。
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