当我们的免疫系统运行时，它会启动抗体、白细胞和吞噬细胞。但其工作原理的所有细节尚不清楚——特别是在淋巴结中，淋巴结是免疫系统的重要组成部分。例如，尚不清楚节点内和节点内的血液供应具体是如何工作的。
这个问题现在已经由一个跨学科的研究小组在 Helmholtz-Zentrum Hereon 的一个小组的参与下解开了。研究人员获得了 3D 图像，这些图像以前所未有的分辨率显示了节点的血管系统，并且与当前的教科书知识相矛盾。该团队在Frontiers in Immunology中展示了其成果。
每个人大约有 600 到 700 个淋巴结。它们分布在整个身体上，每个尺寸在 3 到 30 毫米之间。这些节点在我们的免疫防御中起着至关重要的作用：它们激活白细胞、淋巴细胞，还包含巨噬细胞，即清道夫细胞。
“尽管如此，我们远未了解免疫系统这些重要部分的一切，”位于汉堡 DESY 分站的材料物理研究所的生物学家 Jörg Hammel 博士解释道。“除其他外，目前还不知道血管系统的细节如何，它为节点提供氧气和营养，并且在将免疫细胞归巢到淋巴结中也起着重要作用。”
为了解决这个难题，研究小组使用了一种特殊的分析方法：显微层析成像。原则上，它的工作原理就像医院中的传统 CT 扫描仪一样，可以拍摄身体内部的三维 X 射线图像。
但是，与标准程序不同的是，该团队没有使用传统的 X 射线管作为辐射源，而是使用来自 DESY 的 PETRA III 存储环的高强度和高度聚焦的光束。“这为我们提供了更好的对比度和更高的图像分辨率，”Hammel 解释道。“所以我们可以比在医院更详细地研究样本。”
X 射线视图中的血管
在他们的实验中，专家们扫描了健康小鼠的淋巴结。他们使用了一种称为相衬法的显微断层摄影术的特殊变体。此处，X 射线在撞击样品之前穿过二维网格。该网格生成定义的照明模式，然后系统地在样本上移动。同时，灵敏的检测器记录通过样品的辐射。
之后，可以通过计算机算法重建样本的详细外观。“与通常的方法相比，我们不需要造影剂，”Hammel 在解释该方法的优势之一时说道。“这使我们能够将淋巴结几乎保留在其原始状态以进行检查。”
结果是基于节点的高分辨率 X 射线图像的令人印象深刻的 3D 模型。可以在其上看到血管网络，精度为两微米。
在评估过程中，团队发现了一个惊喜：直到现在，专家们一直认为血管只在一个点进出淋巴结——类似于只有一个电源插座的墙壁。相比之下，新图像显示船只进入了更大的区域。“墙”有多个插座，分布在一定区域，这很可能与之前的课本知识相悖。
“这似乎是有道理的，因为当淋巴结在感染期间被激活时，它们会膨胀到原来体积的几倍，”Jörg Hammel 描述道。“通过让血管进入多个部位而不是一个部位，淋巴结的血管系统在被激活时可以更有效、更有选择性地对肿胀做出反应。”
该研究是跨学科神经生物学免疫学小组 (INI-Research) 的合作成果，该小组是汉堡大学、亥姆霍兹赫雷恩中心、慕尼黑工业大学以及汉堡大学和杜伊斯堡-埃森大学的合作伙伴。
计划进一步研究
该方法为未来带来了更多希望：例如，可以检查被感染激活并肿胀至其数倍大小的淋巴结血管。“节点遍布全身，”Hammel 说。“我们可以观察身体不同部位的淋巴结如何对感染做出反应。”
分析节点对 SARS-CoV-2 感染的反应也很有趣。毕竟，众所周知，病毒不仅会影响肺部，还会影响血管。此外，检测淋巴结中是否存在任何性别差异也可能令人兴奋——这是一个高度热门的研究领域。
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