《Journal of Anatomy》:Multiscale analysis of the adult human superior hypogastric plexus and hypogastric nerve
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上腹下丛(SHP)与腹下神经(HN)是自主神经系统中负责盆腔脏器交感调节的组成部分。尽管其功能重要,但这些结构中神经元的三维(3D)分布与免疫组化组成仍缺乏充分表征。研究人员采用多尺度成像方法,对成人SHP与HN进行3D解剖与免疫组化表征。研究使用改良Adip
上腹下丛(SHP)与腹下神经(HN)是自主神经系统中负责盆腔脏器交感调节的组成部分。尽管其功能重要,但这些结构中神经元的三维(3D)分布与免疫组化组成仍缺乏充分表征。研究人员采用多尺度成像方法,对成人SHP与HN进行3D解剖与免疫组化表征。研究使用改良Adipo-Clear/iDISCO协议对防腐(遗体捐献项目)与未防腐多聚甲醛(PFA)固定(器官捐献项目)标本进行透明化处理,并通过光片荧光显微镜(LSFM)成像。在HN中识别出数千个神经元胞体,证明该神经不仅作为轴突通道。在沿全长进行免疫组化分析的一例HN样本中,超过90%的神经元为酪氨酸羟化酶免疫反应性(TH-IR),故推测为去甲肾上腺素能。SHP与HN中的神经元胞体排列成大小不一的簇状,嵌入神经束内而非离散神经节。冷冻切片的高分辨率共聚焦显微镜确认SHP与HN中存在大量TH-IR(推测去甲肾上腺素能)神经元胞体与轴突。非去甲肾上腺素能轴突群体同样丰富。推测传入轴突(降钙素基因相关肽与P物质免疫反应性)穿过SHP与HN,并偶尔环绕单个神经节神经元,提示这些部位可能存在直接感觉-运动通信。综上,这些发现提供了成人SHP与HN新的3D解剖与免疫组化表征,对理解正常盆腔自主功能及泌尿生殖疾病病理生理具有重要意义,该数据及成像方法的进一步应用将指导盆腔区域保留神经外科手术技术的改进与靶向神经调控方法的开发。
研究背景与动机:盆腔脏器的神经控制由外周神经、交感和副交感自主神经节以及背根神经节(感觉)共同完成。SHP作为椎前交感神经节的尾侧延续,HN宏观连接SHP与下腹下丛(IHP),是盆腔交感传出的重要通路。既往对SHP与HN的认识多来自大体解剖、胚胎/胎儿研究或薄层石蜡切片,缺乏成人整体结构的3D细胞级表征;同时HN长期被视作单纯轴突通道,其在盆腔手术(如根治性子宫切除、全直肠系膜切除)中损伤可致排尿障碍、射精异常等,故亟需从多尺度明确其细胞构成与空间关系以服务手术保护与神经调控。该文发表于《Journal of Anatomy》。研究人员通过对成人SHP尾侧段与HN全长标本开展多尺度成像,得出HN并非单纯传导束而内含大量神经元、SHP与HN神经元以簇状嵌于神经束、超90%为TH-IR去甲肾上腺素能、并存非去甲肾上腺素能轴突及CGRP/SP阳性推测感觉轴突环绕特定神经元等结论,为盆腔自主神经解剖与临床干预提供新基准。
主要技术方法概览:研究队列来源于法国尼姆大学医院器官捐献项目(未防腐PFA固定)与墨尔本大学遗体捐献项目(Genelyn防腐后PFA再固定),共5例供体(男4女1,22–101岁),取SHP尾侧与双侧HN全长。关键技术为改良Adipo-Clear联合iDISCO组织透明化、全 Mount 多色免疫荧光(抗TH、CGRP、SP、NFM、Tuj1、VIP、nNOS、VAChT等)、光片荧光显微镜(LSFM)宏观3D成像、利用神经元脂褐素自荧光跨标本计数、syGlass虚拟现实手动分割、共聚焦显微镜对冷冻切片亚细胞结构验证,以及“反向透明化”后重切切片复用。
研究结果:
3.1 SHP与HN的组织学评估:石蜡切片显示两结构均由脂肪纤维结缔组织包绕神经束与血管构成;神经元胞体成簇嵌于神经束而非被膜神经节,周围绕卫星胶质细胞;未防腐样本细胞保存优于防腐样本(防腐者见胞周“晕”样收缩间隙)。
3.2 利用组织自荧光可视化未切片HN与SHP:脂褐素自荧光在488/561 nm通道可标定神经元胞体,LSFM下SHP呈多平面神经束交织血管网,HN见平行分支神经束伴一条扭曲主血管(直径317±16 μm)及嵌束神经元簇,偶见含SIF细胞的副神经节。
3.3 HN内嵌入神经元的定位与量化:全长HN透明块计数显示单侧神经元数千(右6714±1077,左6321±1358),沿全长均匀分布而非端聚集;一例右侧HN各段>90%为TH-IR(近IHP段66.9%),SHP尾侧97.2%为TH-IR。
3.4 TH-IR在SHP与HN神经元和轴突中占优势:共聚焦证实TH-IR轴突满布神经束,TH-IR胞体大小不一嵌于束内;VAChT-IR曲张体主要位于神经毡,少数贴靠TH-IR胞体,代表脊髓交感节前胆碱能输入。
3.5 TH阴性神经元与轴突属性:VIP-IR与nNOS-IR轴突散在TH-IR轴突间,不与TH共标,无VIP-IR胞体,HN中仅见极少数TH阴性/nNOS-IR胞体;提示存在少量非去甲肾上腺素能(推测胆碱能)成分。
3.6 推测感觉轴突靶向特定神经元:CGRP与SP高度共标轴突穿行SHP/HN,约1/5神经元被CGRP/SP曲张体篮状包绕,提示感觉-自主直接通信可能。
讨论浓缩:研究突破在于用透明化+LSFM+自荧光策略将成人HN从“通道”重新定义为“含神经元的交感中继结构”,且防腐标本自荧光保留使大宗解剖标本可量化。与鼠类IMG类比,HN神经元或分别源自SHP(尾段)与IHP(近颅段)迁移;TH高占比支持交感属性,VIP/nNOS轴突提示潜在胆碱能调控,CGRP/SP包裹特定神经元为盆腔痛与神经调制提供解剖依据。局限为供体少、SHP仅取尾侧、未做转录分组。
结论翻译:在本多尺度显微研究中,研究人员对成人SHP与HN的解剖与免疫组化特征进行了3D表征。新数据显示HN内存在数千神经元胞体(表明该神经不仅作为轴突通道),并揭示了SHP与HN内细胞类型的空间关系、神经化学分类与解剖构筑。这些发现对解剖研究与临床实践具重要意义,尤其在保留神经外科手术与神经调控疗法中,精确神经结构知识不可或缺。