研讨发明年夜脑三维血管收集构成的细胞和分子机制

8月21日，Neuron在线揭橥了题为《Piezo1通道介导的钙离子运动调控发育进程中年夜脑血管的途径选择》的研讨论文，该研讨由中国迷信院脑迷信与智能技巧杰出立异中间、上海脑迷信与类脑研讨中间、中科院上海性命迷信研讨院神经迷信国度重点试验室杜久林研讨组完成。年夜脑发育进程中，血管的途径选择对脑血管三维收集的构成至关主要。该研讨以斑马鱼为模子，发明年夜脑血管内皮顶端细胞分支上机械敏感通道Piezo1介导的钙离子运动频率高下，决议顶端细胞分支膨胀或伸长的命运，从而决议血管发展的途径选择和脑血管三维收集的构成形式。

为摸索内皮顶端细胞途径选择的细胞分子机制，研讨人员经过在体长时程成像，及时不雅察少小斑马鱼脑部内皮顶端细胞在发育进程中的细胞形状和钙离子运动的静态变更，发明内皮顶端细胞不时地伸出静态性较强的亚细胞分支，产生缩回的分支被镌汰直至完整消逝，产生伸长的分支被波动上去，进而决议内皮顶端细胞的发展偏向。脑血管内皮顶端细胞的分支上出现分歧频率的部分自觉钙离子运动，高频钙离子运动与顶端细胞分支的膨胀相干，而低频钙离子运动则与分支的伸长相干。同时，经过阻断或引诱部分钙离子运动，证实高、低频钙离子运动辨别决议顶端细胞分支膨胀和伸长的命运。别的，研讨团队探求部分钙运动的起源，发明机械敏理性阳离子通道Piezo1介导顶端细胞部分钙运动的发生和响应分支的发展命运；敲除piezo1可招致斑马鱼年夜脑血管顶端细胞分支上钙运动的削减、顶端细胞途径选择缺点以及年夜脑三维血管收集发育异常。研讨进一步发明钙激活的卵白水解酶Calpain和一氧化氮分解酶（NOS）旌旗灯号通路，辨别介导Piezo1-钙离子运动诱发的顶端细胞分支的膨胀或伸长的命运。该研讨说明年夜脑三维血管发育进程中机械敏感通道Piezo1及其下流的钙离子运动对内皮顶端细胞的途径选择的主要感化。

杜久林试验室后期任务发明（PLoS Biology，2012，10： e1001375），发育进程中，年夜脑血管三维收集构成后，部分脑血管中血流的下降和变异惹起血管内皮细胞的迁徙，招致地点血管消逝，从而简化在几何标准上不时增加的脑血管三维收集，进步脑血流效力。两项研讨任务从血管发展和修剪这两个“阴-阳”正面，提醒年夜脑血管三维收集的构成机制。血管发育次要经过血管重生的方法，继续从已存在的血管上发展出新的血管分支，从而构成一个庞杂但有序的三维血管收集。血管内皮顶端细胞位于血管发展锥的前端，不时从其尖端处伸出多个静态变更的亚细胞分支及稠密的丝状伪足，摸索四周的组织微情况，并引领血管发展锥向其靶标血管发展，该进程即为血管内皮顶端细胞的途径选择。是以，顶端细胞的途径选择十分主要，它决议血管发展的途径，是各器官组织中（包含年夜脑）三维血管收集形式构成的症结。但是，以后对顶端细胞途径选择的机制仍知之甚少。 (100yiyao.com）