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淋巴系统的术后代偿

来源:环球科学

(图片来源:CC0 Public Domain)

淋巴系统是人体免疫中至关重要的管网状结构,正常的淋巴系统具有转运代谢炎性产物、控制感染的生理功能。最近,来自佐治亚大学(University of Georgia)的研究组发现,手术清除的淋巴结构能够以另一种方式“复活”。这项发表在《自然·生物工程》(Nature Biomedical Engineering)的研究为治疗淋巴系统相关疾病——例如慢性创伤并发症、组织癌细胞扩散提供了新思路。

淋巴功能缺陷与心血管病、癌症等一系列疾病的发展转归都有密切联系。例如,乳腺癌细胞可以从原发肿瘤上脱落、通过周边丰富的淋巴系统转移。若不及时治疗,癌细胞会迅速扩散至全身。此外,淋巴管与血管的结构功能类似。癌症治疗或淋巴结清扫术对淋巴结构的破坏会阻碍体液回流,引起上下肢的慢性淋巴水肿。

“人们目前并没有修复或重建淋巴系统的能力;人们甚至不太清楚淋巴系统的运行方式。这次发表的文章回答了一个基础的科学问题:能否重建或治愈受损的淋巴系统。”John Peroni博士解释道。他来自佐治亚大学兽医学院,是一名教授和大型动物外科医生。

此项研究由佐治亚理工学院和佐治亚大学农业与环境科学学院再生生物医学中心(the Regenerative Bioscience Center at UGA's College of Agricultural and Environmental Sciences)的合作者们共同开展。他们从绵羊动物模型腿上移除了一条主淋巴管——生理状态下,下肢中两条并行的主淋巴管之于淋巴系统的意义,几乎等于心脏对心血管系统的意义。用这种方法进行处理,研究者们便可以定位淋巴循环的起点和淋巴修复的情况。

研究组观察到,重构过程中的淋巴系统表现出一系列分子水平的适应性变化。这些变化增强了平滑肌细胞的氧化应激水平,这与细菌感染时免疫系统激发炎症反应的情况很类似。六周后,研究组注意到,残存的淋巴管正付出双倍的努力,试图弥补氧化应激带来的功能不足。

“我们预测,移除一条主淋巴管会造成下肢明显肿胀。然而令我们惊讶的是,肿胀十分轻微。淋巴侧支循环的数量和强度远比我们想象的要多得多。显微镜水平下,我们发现体液的循环并没有停止,下肢的组织液在淋巴管移除后也仍然能够被充分吸收。”Peroni说。

这项研究的结果与此前研究组在啮齿动物尾巴(最常用的淋巴系统模型)上的造模结果基本一致。对此,Peroni解释道:“绵羊这样大体积的动物模型与啮齿类动物相比,重力的因素更加明显。在重力作用下,身体下部的淋巴液更难回流。大体积动物模型和人类在这一点上非常相似,这更有利于我们模拟人类的创伤愈合过程。”

此项目中,Peroni与佐治亚理工大学机械与生物工程学院的Brandon Dixon副教授进行了密切合作,后者是淋巴系统生理与生物工程实验室(Laboratory of Lymphatic Biology and Bioengineering)的负责人。Dixon表示:“此项研究的创新点在于,我们观察的重点在于未受手术损伤的淋巴结构。这对于乳腺癌患者的继发性淋巴水肿意义重大,因为这种类型的水肿通常在术后几个月才发生,而那时患者剩余的淋巴系统已经丧失代偿能力了。”

此项临床前研究仍然需要在人类身上进一步证实。然而,它已经为清扫术后的淋巴系统重构提供了清晰的证据。Dixon总结道:“最令人激动的部分是,我们建立的动物模型复原了淋巴系统在清扫术后的适应性改变,而不再是此前简单的损伤恢复模型。这与人类患者的实际情况更加相似。”

翻译:韩佳桐

校对:刘宇航

引进来源:佐治亚大学

 

本文来自:环球科学
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