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糖尿病周围神经病变(DPN)是常见的神经病理性疼痛疾病,为探究 Nageotte 结节在其中的作用及分子特征,研究人员分析器官捐赠者的背根神经节(DRG)。结果发现 DPN 患者 DRG 中 Nageotte 结节丰富,且其由卫星胶质细胞等构成。该研究为 DPN 治疗提供新靶点。
糖尿病周围神经病变(Diabetic Peripheral Neuropathy,DPN)是神经病理性疼痛中最常见的一种。患者常常会感受到自发的刺痛或灼痛,还伴有感觉缺失的症状。目前普遍认为,这种疼痛和感觉缺失主要是因为感觉轴突从表皮开始退化。然而,DPN 的发病机制仍存在诸多未解之谜,例如,Nageotte 结节在 DPN 中的作用及分子特征尚不明确。Nageotte 结节是 1922 年由 Jean Nageotte 发现的,是感觉神经元死亡后形成的非神经元细胞簇。但多年来,人们对它知之甚少,它在疼痛和神经退行性变方面的作用更是模糊不清。因此,深入研究 Nageotte 结节,对于揭示 DPN 的发病机制、寻找新的治疗靶点具有重要意义。
为了解开这些谜团,美国德克萨斯大学达拉斯分校(The University of Texas at Dallas)的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上,为 DPN 的研究带来了新的曙光。
研究人员运用了多种关键技术方法。他们从 90 名器官捐赠者获取背根神经节(Dorsal Root Ganglia,DRG)样本(样本来源于西南移植联盟及 AnaBios),采用了组织学染色(如苏木精 - 伊红染色)、免疫组化、空间转录组学、RNAscope 原位杂交、透射电镜等技术,从不同层面深入探究 Nageotte 结节的特征。
下面来看看具体的研究结果:
- Nageotte 结节在 DPN 及其他神经病变的 DRG 中形成:研究人员对 90 名器官捐赠者的 DRG 进行苏木精 - 伊红染色,发现糖尿病患者,尤其是患有周围神经病变的糖尿病患者,其 DRG 中的 Nageotte 结节明显多于非糖尿病患者。此外,部分患有其他疼痛疾病(如纤维肌痛或特发性周围神经病变)的非糖尿病患者,DRG 中也存在较多 Nageotte 结节,这表明 Nageotte 结节的形成与神经病变密切相关。
- 神经瘤样轴突束与 Nageotte 结节细胞相互交织:通过免疫组化实验,研究人员发现 Nageotte 结节中约 25% 的神经元呈现特殊形态,且在 DPN 的 DRG 中,有神经瘤样轴突结构与 Nageotte 结节细胞相互交织。这些轴突表达感觉神经元标记物,如外周蛋白(Peripherin)、Nav1.7 和 TrpV1,但不表达交感神经标记物酪氨酸羟化酶(TH),说明这些轴突可能来源于感觉神经元。
- DPN 的 DRG 中存在广泛的轴突发芽和细胞周巢形成:与非糖尿病对照组相比,DPN 的 DRG 中 Peripherin 阳性的轴突发芽显著增加。这些轴突不仅与 Nageotte 结节细胞交织,还围绕着感觉神经元的细胞体,形成细胞周巢(Pericellular Nests,PCNs)。不过,DPN 的 DRG 中的 PCNs 大多不是由交感神经形成,与其他神经病理性疼痛中的情况不同。
- Nageotte 结节分支和营养不良性轴突表达 TrpV1 和 Nav1.7:研究人员通过免疫组化检测发现,虽然大部分 DPN 样本中 TrpV1 蛋白表达下降,但在部分样本中,TrpV1 在 Nageotte 结节的轴突和营养不良性轴突中被检测到。同时,Nav1.7 在 Nageotte 结节的轴突分支、DRG 中的轴突纤维以及营养不良性轴突的膜上均有表达,这表明这些轴突可能与疼痛的产生有关。
- Nageotte 结节分支起源于附近的感觉神经元:研究人员通过细丝追踪和体外实验发现,Nageotte 结节的轴突束起源于附近感觉神经元的轴突分支。这一结果支持了感觉神经元在 DPN 中会转变为多极表型的观点,与传统认为的感觉神经元伪单极形状不同。
- Nageotte 结节由非髓鞘化施万细胞和卫星胶质细胞组成:利用空间转录组学和组织学验证,研究人员确定 Nageotte 结节主要由非髓鞘化施万细胞和卫星胶质细胞组成,这些细胞表达分泌配体,如骨桥蛋白(Osteopontin,SPP1),可能与附近神经元上的受体相互作用,影响神经元的功能。
- Nageotte 结节表达骨桥蛋白等配体,可能与附近神经元相互作用:研究人员对 Nageotte 结节进行聚类分析,发现不同亚群的 Nageotte 结节基因表达存在差异。通过分析潜在的配体 - 受体相互作用,发现骨桥蛋白(SPP1)在 Nageotte 结节中高表达,且可能与附近神经元上的 CD44 受体相互作用。此外,DPN 感觉神经元中磷酸化的真核翻译起始因子 4E(p - eIF4E)水平升高,这可能影响神经元的兴奋性,与神经病理性疼痛有关。
在讨论部分,研究人员指出,他们的研究揭示了 DPN 中 DRG 存在广泛的神经元变性,Nageotte 结节的形成与神经变性密切相关。这表明早期的神经保护策略对于预防 DPN 患者 DRG 神经元的不可逆损伤至关重要。同时,研究还发现人类感觉神经元在糖尿病中会发生形态改变,形成特殊结构,并且 Nageotte 结节与周围神经元之间存在潜在的配体 - 受体信号网络。不过,仍有一些问题有待进一步研究,如某些因子对轴突发芽的影响、配体 - 受体相互作用与疼痛产生及神经元死亡的关系等。
总的来说,这项研究更新了人们对 Jean Nageotte 发现的 Nageotte 结节的认识,表明其是 DPN 中 DRG 的关键病理特征。通过现代技术对 Nageotte 结节的研究,为理解 DPN 的发病机制提供了新的视角,有望为治疗这一常见的神经病理性疼痛疾病开辟新的道路。