大腦血管網絡形成之謎破解

　　中科院上海生命科學研究院上海神經科學研究所杜久林研究組科研人員，通過采用多學科交叉手段，首次從宏觀全腦尺度揭示大腦血管網絡的發育規律，并從微觀層次上揭示其細胞分子機制，從而揭示了大腦血管網絡形成之謎。相關研究論文于近日在線發表于國際學術刊物《公共科學圖書館 生物學》雜志上。

　　科研人員通過對活體斑馬魚腦中所有血管進行連續數天的三維成像和計算機輔助定量分析，發現在發育過程中，盡管大量腦血管在不斷形成，但腦血管三維網絡結構卻在不斷簡化。科研人員通過連續跟蹤每根血管的生長及其所承載的血流速度，發現腦血管網絡的簡化是由處于局部復雜網絡中的血管消失即血管修剪造成的，其中最初形成的腦血管約有45%最終消失。這一簡化過程降低了血管與血管間血流速度的差異，避免了不穩定的雙向血流，提高了整體腦血流速度，使動脈到靜脈血流更為有效。

　　科研人員進一步研究發現，在修剪發生前，即將消失的血管的血流速度和血流剪切力均低于相鄰血管，而血流速度和剪切力的變化均高于相鄰血管，并且即將消失的血管經常伴隨不穩定的雙向血流。這些結果顯示，血流變化可能是血管修剪的誘因。在分子細胞水平上，科研人員進一步發現，局部血流的降低可以激活血管內皮細胞上Rac1分子的活性，從而引起血管內皮細胞的遷移，并最終導致血管消失。

　　專家認為，這項研究揭示了血管修剪在腦血管網絡發育中的重要作用，并闡明了一種新穎的導致血管修剪的細胞機制，將可能引領對血管修剪的功能和機制上的深入研究。