宽吻海豚的类淋巴系统与脑膜淋巴结构形态学研究揭示潜水哺乳动物中枢神经系统稳态维持机制

本研究首次在潜水哺乳动物宽吻海豚中证实了类淋巴系统（glymphatic system）和脑膜淋巴系统（meningeal lymphatic system）的存在，通过免疫荧光显微镜、组织化学染色和CT血管造影技术，揭示了其与硬脑膜静脉窦的解剖关联及AQP4水通道蛋白的表达特征，为理解极端生理条件下（如潜水时的心动过缓和呼吸暂停）中枢神经系统（CNS）代谢废物清除机制提供了新视角。

　　

在哺乳动物中，类淋巴系统（glymphatic system）和脑膜淋巴系统（meningeal lymphatic system）是近年来被发现的脑内"清洁工"，它们通过脑脊液（CSF）循环清除中枢神经系统（CNS）中的代谢废物，对维持脑健康至关重要。然而，这一系统在经历极端生理变化的潜水哺乳动物中是否同样存在，仍是一个未解之谜。宽吻海豚（Tursiops truncatus）作为典型的潜水哺乳动物，在潜水时会经历呼吸暂停、心动过缓和外周血管收缩等生理变化，这些变化可能对类淋巴系统的功能产生独特影响。

为解决这一问题，美国北卡罗来纳大学威尔明顿分校（University of North Carolina Wilmington）的研究团队对9头搁浅的宽吻海豚进行了系统研究。通过免疫荧光显微镜、组织化学染色和CT血管造影等技术，研究人员首次在宽吻海豚中证实了类淋巴系统和脑膜淋巴系统的存在，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究采用了三项关键技术：1）CT血管造影重建颅内静脉窦系统；2）免疫荧光标记淋巴管内皮细胞标志物PROX-1和VEGFR3；3）组织化学染色（H&E和Masson's Trichrome）分析脑膜淋巴管形态。样本来源于美国北卡罗来纳州海岸搁浅的新鲜海豚尸体。

结果部分

Morphology of the glymphatic and meningeal lymphatic structures

研究发现宽吻海豚具有明显的血管周围间隙（PVS）和星形胶质细胞终足上的AQP4水通道蛋白，这是类淋巴系统功能的关键结构。在硬脑膜静脉窦附近还观察到脑膜淋巴管（MLVs），其中背侧MLVs结构简单，而基底MLVs具有复杂的瓣膜和平滑肌层。

Dural venous sinus architecture

CT血管造影显示宽吻海豚的上矢状窦（SSS）和横窦（TVS）与人类相似，但横窦呈现独特的"篮状"静脉丛形态。组织学分析发现SSS由硬脑膜的骨膜层和脑膜层分离形成，其侧壁含有平滑肌层，而脑脊液通过蛛网膜颗粒（arachnoid granulations）吸收。

Meningeal lymphatic vessel identification

免疫荧光证实MLVs表达PROX-1和VEGFR3标志物，与人类和小鼠模型一致。TVS周围的MLVs比SSS周围的更大，含有更复杂的瓣膜结构。

Glymphatic pathway components

脑实质内血管周围存在明显的PVS"晕轮"，AQP4在星形胶质细胞终足上广泛表达，尤其在血管周围和胶质界膜处富集，这种分布模式与陆生哺乳动物相似。

讨论与意义

该研究首次在潜水哺乳动物中证实了类淋巴和脑膜淋巴系统的结构完整性，揭示了其在极端生理条件下的潜在适应性。研究提出，潜水时的静脉血集中可能增强类淋巴流动，促进代谢废物清除。这一发现为理解潜水相关CNS损伤（如减压病）的病理机制提供了新视角，也为阿尔茨海默病等神经退行性疾病（以β-淀粉样蛋白Aβ沉积为特征）的研究提供了潜在动物模型。

研究还发现宽吻海豚的MLVs可能通过颅神经和静脉结构向口咽扁桃体和肩前淋巴结引流，这与其缺乏传统嗅觉系统的解剖特征相适应。未来比较不同潜水能力的海洋哺乳动物（如浅潜与深潜物种）的类淋巴系统，可能揭示更多神经保护机制。该研究为探索极端生理条件下的脑脊液动力学开辟了新途径，对海洋哺乳动物和人类医学均有重要启示意义。