《Microcirculation》：Effect of Sex, Anesthesia Method, Physiological Asymmetry, and Strain on Rat Lymphatic Vessel Contractility Assessed via Near-Infrared Spectroscopy and Linear Mixed-Effects Modeling
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**摘要**
**目的**：本研究旨在探讨性别、麻醉给药方式、淋巴生理不对称性及品系对腘窝集合淋巴管收缩功能和传输功能的影响，以期为大鼠腘窝淋巴管实验建立研究比较标准。
**方法**：选用 naive 雌性和雄性（8–10周龄）Sprague-Dawley
**摘要**
**目的**：本研究旨在探讨性别、麻醉给药方式、淋巴生理不对称性及品系对腘窝集合淋巴管收缩功能和传输功能的影响，以期为大鼠腘窝淋巴管实验建立研究比较标准。
**方法**：选用 naive 雌性和雄性（8–10周龄）Sprague-Dawley 和 Lewis 大鼠（左右后肢均纳入），在两种麻醉给药方式（氯胺酮/右美托咪定和异氟烷）下，通过近红外成像和线性混合效应模型评估淋巴管收缩性和传输功能。
**结果**：研究人员通过近红外成像量化了淋巴管收缩性和传输功能的五项功能指标（搏动频率、搏动幅度、标准化搏动传输、搏动宽度和标准化搏动积分），发现性别和麻醉方式均显著影响泵送行为，而生理不对称性影响甚微。此外，研究人员还发现 Sprague Dawley 与 Lewis 大鼠之间收缩动力学存在品系依赖性差异。线性混合效应模型进一步支持上述结果，强调了性别、麻醉方式和品系在调节淋巴管收缩功能中发挥显著且各异的作用。
**结论**：研究结果表明，要为大鼠腘窝淋巴管模型建立标准比较标准，必须采用一致的麻醉方法，并应将性别作为一项生物学变量加以考虑。这些发现强调了在构建淋巴功能与疾病模型时必须考虑到的生理变异性。
**论文解读：性别、麻醉方式、生理不对称性及品系对大鼠腘窝淋巴管收缩性的影响——基于近红外光谱与线性混合效应模型的系统研究**
**一、研究背景与问题提出**
淋巴系统在维持体液稳态中发挥关键作用，通过吸收组织间液并将其回流至心血管系统来实现液体平衡。这一过程高度依赖集合淋巴管（collecting lymphatic vessel, CLV）的自主收缩功能，CLV 通过节律性的时相收缩和紧张性收缩驱动淋巴液向前流动。CLV 壁内具有防止逆流的瓣膜结构，以及由淋巴肌细胞（lymphatic muscle cell, LMC）和淋巴内皮细胞（lymphatic endothelial cell, LEC）构成的收缩层，共同保障淋巴泵送功能。当收缩功能因损伤或功能障碍受损时，组织间液积聚可导致淋巴水肿。尽管淋巴系统具有通过生长与重塑（growth and remodeling, G&R）进行适应性修复的内在能力，但严重血管损伤仍可能破坏这一过程，且目前淋巴水肿尚无治愈方法，因此亟需深入理解相关机制并开发有效治疗策略。
动物模型，尤其是大鼠模型，被广泛用于淋巴生理学和损伤反应研究。然而，不同研究中模型实施条件的差异，如麻醉方法（基于氯胺酮/右美托咪定与基于异氟烷），可能引入变异性并限制研究结果的可比性。淋巴液最终经右淋巴导管和胸导管两大管道回流入心血管系统：右淋巴导管汇入右锁骨下静脉，引流身体右上象限的大部分淋巴液；胸导管汇入左锁骨下静脉，承担其余大部分淋巴液的回流。这种固有的淋巴引流生理不对称性提示，身体两侧 CLV 的功能和收缩性可能存在差异。此外，CLV 内的 LEC 层受染色体和激素性别差异的高度调控，例如性激素雌激素与 LEC 和 LMC 上表达的雌激素受体α和β结合后，可影响血管舒张、修复和重塑过程。已有研究报告女性淋巴压力低于男性，但关于淋巴功能性别差异，尤其在大鼠腘窝淋巴区域，仍缺乏全面认识。同时，温度、体位、染料使用等实验变量已知会影响血管收缩性，而麻醉方法对大鼠淋巴功能的具体影响尚未完全明确。来自小鼠模型的初步数据显示，异氟烷和戊巴比妥抑制淋巴收缩，而氯胺酮类麻醉可能保留收缩功能。除性别和麻醉外，大鼠品系也可能影响淋巴功能，Sprague Dawley 大鼠最为常用，而 Lewis 近交系大鼠在移植手术中具有优势，但品系间可能的生理差异是否延伸至淋巴收缩性尚不清楚。基于上述问题，本研究系统评估性别、麻醉方式、生理不对称性和品系对 naive 大鼠腘窝 CLV 泵送功能的影响，旨在为未来淋巴损伤和淋巴水肿研究提供必要的基线标准。
**二、研究方法概述**
该研究共纳入 81 只大鼠，其中雄性 18 只，雌性 63 只，涵盖 Sprague Dawley 和 Lewis 两种品系。研究人员采用近红外（near-infrared, NIR）成像技术，在体观测腘窝区域 CLV 的收缩活动。大鼠分别接受两种麻醉方案：氯胺酮/右美托咪定（ketathesia/dexdomitor）肌肉注射，或异氟烷（isoflurane）吸入麻醉。通过足垫注射荧光示踪剂（LI-COR IRDye 800CW NHS Ester 偶联甲氧基聚乙二醇胺，溶于生理盐水），利用近红外显微镜系统以 10 帧/秒的速率采集 5000 帧图像序列。将图像序列导入 ImageJ，在淋巴管上手动绘制 2–4 个感兴趣区域（region of interest, ROI），提取荧光强度随时间的变化曲线。通过自定义峰值检测算法识别收缩事件，量化五项泵送功能指标：搏动频率（每分钟收缩次数）、搏动宽度（收缩周期内收缩峰持续时间，以帧计）、标准化搏动幅度（收缩相对强度）、标准化搏动传输（单位时间标准化流量输出）和标准化搏动积分（每次收缩的标准化流量输出）。为评估各因素的相对影响，研究人员采用线性混合效应模型，以品系、性别、麻醉方式和肢体侧别为固定效应，以大鼠个体编号为随机效应，使用 MATLAB 的 fitlme 函数进行建模分析。样本来源包括两种品系、两种性别、两种麻醉方式及左右后肢，所有动物均来自佐治亚理工学院动物设施，实验方案经机构动物护理和使用委员会批准。
**三、研究结果**
**3.1 性别对淋巴泵送功能的影响**
在 Sprague Dawley 大鼠中，合并左右后肢和麻醉方式的数据后，雌性大鼠的搏动幅度、搏动传输和搏动积分显著低于雄性，而搏动频率显著高于雄性；搏动宽度在性别间无显著差异。这表明性别对淋巴泵送行为具有特异的调控作用，雌性呈现更高频但较弱、每次收缩传输量较低的泵送模式。
**3.2 麻醉方式对淋巴泵送功能的影响**
在按性别分层比较麻醉方式时，雌性 Sprague Dawley 大鼠中，异氟烷麻醉显著增加了搏动频率，但降低了搏动宽度和搏动积分，相对于氯胺酮/右美托咪定；雄性大鼠中，异氟烷显著降低了搏动幅度、搏动传输和搏动积分。此外，异氟烷下雌性搏动频率高于雄性，而氯胺酮/右美托咪定下雄性搏动幅度、搏动传输和搏动积分高于雌性。结果说明麻醉方式对淋巴收缩的幅度、频率和输出均有显著影响，且影响存在性别间差异。
**3.3 生理不对称性对淋巴泵送功能的影响**
比较左右后肢的淋巴泵送指标，按性别和麻醉方法分层后，所有组中均未观察到肢体间的显著差异。这说明在腘窝远端淋巴管中，生理不对称性对泵送功能的影响极小，区域对称性在该水平得到保留。
**3.4 品系对淋巴泵送功能的影响**
在异氟烷麻醉下，比较 Sprague Dawley 和 Lewis 大鼠。雌性 Lewis 大鼠的搏动频率低于 Sprague Dawley 大鼠，而搏动宽度和搏动积分高于 Sprague Dawley 大鼠；雄性 Lewis 大鼠仅表现出搏动宽度增加，其余指标在品系之间无显著差异。这表明品系依赖性差异主要体现于雌性大鼠的收缩频率和单次收缩持续时间及流量输出。
**3.5 线性混合效应模型分析**
线性混合效应模型进一步量化了各因素的影响。对于搏动频率，Sprague Dawley 品系相比 Lewis 品系具有更高的收缩率，而异氟烷麻醉和雄性性别与较低的频率相关。搏动幅度在雄性大鼠和氯胺酮/右美托咪定麻醉下更大，表明这些条件下收缩更强。搏动传输在氯胺酮/右美托咪定给药时升高，尤其在雄性大鼠中。搏动宽度在氯胺酮/右美托咪定和 Lewis 品系中增加，而 Sprague Dawley 大鼠收缩持续时间较短。搏动积分在氯胺酮/右美托咪定麻醉和 Lewis 品系中较高，表明相对于异氟烷和 Sprague Dawley 品系具有更大的每次收缩传输能力。模型结果与分组比较一致，强调了性别、麻醉方法和品系在调节淋巴收缩功能中发挥显著且各异的作用。
**四、讨论与结论**
讨论部分指出，性别和麻醉方式均显著调节淋巴功能，雌性大鼠的搏动幅度、传输和积分较低而频率较高，这与性染色体和性激素影响多种生理功能的研究一致。麻醉方式方面，氯胺酮/右美托咪定给药的大鼠相比异氟烷表现出更高的收缩幅度、传输和积分，而异氟烷与更短、力度更小的收缩相关。这种差异可能归因于不同麻醉药物激活的中枢神经核团不同：氯胺酮激活皮层核团，而异氟烷激活下丘脑和脑干核团，从而导致下游生理功能不同。研究结果与一项在小鼠中的类似麻醉研究存在差异（该研究报道异氟烷降低淋巴收缩而氯胺酮/右美托咪定无影响），这可能归因于物种特异性生理差异以及远交系小鼠群体中的遗传变异性。
生理不对称性方面，尽管已知身体不同象限的淋巴引流存在解剖学差异，但控制性别和麻醉方法后，左右后肢的泵送指标无显著差异，提示远端腘窝血管中淋巴功能保持区域对称性，可能因其远离胸导管处的中央解剖分叉点。
研究还强调了解释淋巴传输差异时需考虑淋巴系统与血液血管系统之间的密切功能耦合。性别激素调节内皮一氧化氮信号、交感神经活动、血管张力和微血管通透性，从而影响毛细血管滤过和淋巴生成率。麻醉药物会改变全身血压、心率、自主神经活动、血管阻力和组织灌注，因此麻醉依赖的淋巴泵送差异可能既反映对淋巴管的直接作用，也反映流体滤过改变导致的淋巴前负荷和后负荷变化。此外，不同大鼠品系在血管反应性、内皮功能、炎症表型和微血管通透性方面可能存在差异，进一步影响间质液产生和淋巴负荷。由于该研究未同步测量血液血管参数，无法确定观察到的淋巴传输差异在多大程度上由血液血管变化介导，而非固有淋巴机制。
研究局限性包括：实验仅在腘窝区域使用 NIR 成像进行，而其他淋巴床（如尾部、肠系膜）的血管结构、血流模式和收缩性存在差异；NIR 成像仅限于外周浅表淋巴管，目前尚无无创方法对深层淋巴管进行功能成像；所有成像均在麻醉下进行，清醒状态下的淋巴功能可能与该状态显著不同，因为麻醉可通过抑制交感和副交感过程使淋巴功能降至基线水平。
**研究结论**：本研究表明，性别、麻醉方法和品系是影响淋巴泵送行为的关键变量，在设计合解释淋巴研究时必须仔细考虑。这些发现为标准化大鼠淋巴功能和损伤模型奠定了基础，对于提高临床前研究的可重复性和推进淋巴损伤治疗转化策略至关重要。
**展望**：研究麻醉方法、性别和淋巴生理不对称性对淋巴管收缩性和传输的影响，有助于明确标准化大鼠淋巴水肿/淋巴损伤模型的规格。纳入这些变量可能提高实验可重复性，并促进不同研究间淋巴结局的比较。
该论文发表于《Microcirculation》。
