间质 ——被传统解剖学遗漏的“新器官”? Nature子刊
2018/03/31
3月27日,《Scientific Reports》期刊发表一篇很有意思的文章,揭示了一种被传统解剖学长期遗漏的结构——间质(interstitium).因为广泛存在于全身、且参与多种生物学过程,所以被科学家们第一次定义为“新器官”。


doi:10.1038/s41598-018-23062-6

这篇题为“Structure and Distribution of an Unrecognized Interstitium in Human Tissues”的文章由纽约大学的科学家们完成,他们发现,粘膜下层中存在一种充满液体的网格空间结构,即interstitium,由胶原纤维束包裹间质液而成。

这一结构的发现颠覆了传统解剖学所认为的“致密的结缔组织”观点。通常病理学研究会将采集的活体组织经过化学处理,使其得以“固定”,在显微镜下进行观察,从而解析机体构成。

研究团队认为,interstitium是一种广泛存在于身体内的器官,与淋巴系统有关联,并有可能参与癌症转移。

新器官?

纽约大学的病理学教授Neil Theise和团队利用了一种新技术——基于探针的激光共聚焦显微内镜(pCLE),可以在内窥镜检查时,以高分辨率实时观测活体组织成像。研究招募了12名癌症患者,将接受手术切除胆管和胰脏组织。在切除之前,研究人员利用pCLE技术实时观察了胆管周围组织。

意外的是,在固定的胆管切片中他们只观察到致密的结缔组织,但是活体组织成像却显示出包含液体的网状空间结构,即Interstitium。另外,移出液体会导致Interstitium的蛋白网络“坍塌”。这或许可以解释为什么固定的样本没有间质存在了。

更重要的是,除了胆管,Interstitium广泛分布于全身,包括皮肤真皮层、胃肠道、肺部、泌尿系统、血管等几乎所有器官和组织的粘膜下层。


Illustration of the interstitium, fluid-filled spaces supported by a network of collagen bundles, lined on one side with cells
JILL GREGORY, REPRINTED WITH PERMISSION FROM MOUNT SINAI HEALTH SYSTEM, LICENSED UNDER CC-BY-ND.

功能

Interstitium是一个充满液体的网格状空间结构。其中,网格由胶原蛋白束构成,包裹的液体被称为间质液。另外,携带有两种标志物的扁平细胞不规则排列在蛋白束上。

Interstitium可以起到类似于减震器的作用,保护组织、肌肉、血管在日常工作中免于拉伤。研究发现,间质是淋巴液的来源。此外,间质会伴随年龄的增长而变化,可能与皮肤皱纹、四肢僵硬以及纤维化、炎症疾病等有关。研究人员推测,这些细胞很有可能是间质干细胞。而且间质构成蛋白会伴随组织器官的运动而产生电流,可能发挥类似于针灸的作用。

更重要的是,因为液体具有流动性,所以,这一结构或许可以解释“为什么侵入其中的癌细胞更容易扩散”这一问题。


Image of fresh-frozen human bile duct (left) shows collagen bundles in blue; the asterisks mark fluid-filled spaces of the interstitium. Images of a fixed bile duct from the same patient (upper and lower right) show the collapse of spaces (arrowheads in bottom panel) and collagen bundles sticking together.
BENIAS ET AL., SCIENTIFIC REPORTS, 2018.

质疑

不过,这一大胆结论并未得到一致认可。有学者认为,interstitium可能在机体内发挥着重要作用,但是并不应该划为器官。而且,这一研究仅限于少量的患者。

“组织学家、病理学家很早就知道组织之间存在包含液体的空隙。” 克萨斯大学MD安德森癌症中心的病理学家Anirban Maitra认为,将interstitium归纳为迄今为止尚未被发现的最大器官比较牵强。如果按照这一定义,腹腔、胸膜腔也应该可以被称为器官。

科学从来不是静止不前的,关于interstitium的存在、功能以及争议或许可以在接下来更多的研究中找到答案。

参考资料:

Is the Interstitium Really a New Organ?

Newfound 'organ' had been missed by standard method for visualizing anatomy

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查看更多
  • Structure and Distribution of an Unrecognized Interstitium in Human Tissues

    Confocal laser endomicroscopy (pCLE) provides real-time histologic imaging of human tissues at a depth of 60–70 μm during endoscopy. pCLE of the extrahepatic bile duct after fluorescein injection demonstrated a reticular pattern within fluorescein-filled sinuses that had no known anatomical correlate. Freezing biopsy tissue before fixation preserved the anatomy of this structure, demonstrating that it is part of the submucosa and a previously unappreciated fluid-filled interstitial space, draining to lymph nodes and supported by a complex network of thick collagen bundles. These bundles are intermittently lined on one side by fibroblast-like cells that stain with endothelial markers and vimentin, although there is a highly unusual and extensive unlined interface between the matrix proteins of the bundles and the surrounding fluid. We observed similar structures in numerous tissues that are subject to intermittent or rhythmic compression, including the submucosae of the entire gastrointestinal tract and urinary bladder, the dermis, the peri-bronchial and peri-arterial soft tissues, and fascia. These anatomic structures may be important in cancer metastasis, edema, fibrosis, and mechanical functioning of many or all tissues and organs. In sum, we describe the anatomy and histology of a previously unrecognized, though widespread, macroscopic, fluid-filled space within and between tissues, a novel expansion and specification of the concept of the human interstitium.

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