大脑如何为生长“铺设血管”?《Cell》揭示脑血管网络分阶段扩张与重塑,与神经元成熟紧密同步


脑血管网络对于维持神经元功能和保持大脑的稳态至关重要。大脑血管系统在胚胎发育早期就开始形成,起源于神经周围的血管网,并通过侵入点侵入神经管。然而,在出生时,小鼠和人类的脑血管结构仍然较为稀疏,具有原始的结构、有限的动脉静脉分化以及未成熟的星形胶质细胞和周细胞覆盖,这突显了这一阶段神经血管单元的不成熟性。

出生后的大脑发育需要血管的生长来与体积的迅速扩张相适应,同时还要适应与出生后阶段特有的新神经回路的细化以及神经胶质细胞的成熟过程。在这一阶段,神经元活动模式失去了胚胎时期的特性,并影响着出生后的血管发育,这表明神经与血管之间存在动态的相互作用。

在出生后的发育过程中,神经连接和血管网络的组织结构在一生中基本保持不变。然而,血管化在整个大脑中的进展方式,以及如何将体积增长与神经元回路的成熟相整合,目前尚不清楚。

2026年4月14日,法国巴黎索邦大学Nicolas Renier团队在Cell在线发表题为The spatiotemporal dynamics of postnatal vascularization in the mouse brain的研究论文,为了从空间和时间两个维度来解决这个问题,该研究开发了一个与光片对齐的啮齿动物大脑标注发育图谱(LAMBADA)——这是一个用于以高时间分辨率注册和标注光学透明的发育中啮齿动物大脑的资源,该资源还通过与空间转录组学对齐而得到丰富。

文章模式图(图源自Cell

利用这个资源,该研究确定了出生后大脑血管发育的三个不同的、全脑范围的阶段:(1)等比例扩张阶段,其特征是典型的转录组学标志;(2)区域专业化阶段,与神经元成熟和突触形成相一致;(3)细化阶段,以血管网络和突触的稳定化为特征。

该研究通过将血管重塑与空间转录组学基因表达相关联,阐明了这些阶段背后的分子和结构机制。这本图鉴为研究神经血管的发育相互作用提供了基础,并且也是有关小鼠出生后大脑发育研究的参考资料。

参考消息:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00280-1


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