重磅!Nature：首个人类大脑血管分子图谱震撼发布!为跨学科合作搭建了桥梁

来源：100医药网 2024-07-15 12:05

这份详尽的单细胞大脑血管图谱，不仅为我们提供了关于发育、成年及疾病状态下人类大脑血管系统分子架构与异质性的深度洞察，更为后续研究奠定了坚实的基础，预示着脑科学领域即将迎来一场革命。

血管，如同人体内的生命之河，滋养着每一个细胞，尤其在大脑中，其复杂精妙的网络对维持认知功能至关重要。然而，人类大脑血管的细胞与分子架构至今仍是未解之谜。

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为 Single-cell atlas of the human brain vasculature across development, adulthood and disease 的研究报告中，来自苏黎世大学等机构的科学家们通过研究构建了有史以来第一个人类大脑血管的分子图谱，覆盖了从胚胎发育至成年，乃至脑肿瘤与血管畸形等疾病状态下的血管全景。这项研究不仅填补了医学领域的空白，更为未来疾病的诊断与治疗开辟了新路径。

研究团队从人类大脑的不同发育阶段及疾病状态中分离出血管组织，聚焦于内皮细胞 血管壁上的守护者，它们在调节血液与组织间交流中扮演着核心角色。科学家们惊讶地发现，内皮细胞在大脑发育各阶段呈现出迥异的特性，其在神经血管网络中的作用远超预期。

Thomas Walchli教授强调，无论是大脑的健康发育、日常功能维护，还是面对脑瘤、中风等疾病的挑战，血管系统的稳定运行都是决定性的。通过对血管生长、沉默与再激活过程的深入解析，研究者们有望揭示大脑血管系统的运作机理，为创新疗法的设计提供理论支撑。

位于加拿大Krembil脑研究所的科研团队，借助其卓越的神经外科平台，对117个样本中的60多万个离体细胞进行了高分辨率单细胞RNA测序，涉及内皮细胞、血管周边及其他组织来源的细胞类型。这一庞大的数据集不仅深化了我们对大脑血管系统内部运作的理解，还将成为全球科研人员的宝贵资源。通过对比健康与病变状态下的血管差异，研究者们能够识别异常血管的薄弱环节，为脑瘤和血管畸形的治疗提供新思路。

科学家首次绘制出人类大脑血管通路的分子图谱

图片来源：Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07493-y

令人瞩目的发现之一是，健康成年大脑的血管系统几乎停止生长，而脑瘤或血管畸形却能激活类似早期发育阶段的血管再生能力。此外，研究首次揭示了人类大脑血管系统与外部器官血管在发育及成年期的异同，以及疾病状态下大脑血管向外围血管转变的现象。

在疾病环境中，大脑血管的特性发生部分改变，如血脑屏障中的内皮细胞功能调整，从 过滤器 变为免疫调节者，甚至演变成抗原呈递细胞，触发免疫反应。这一发现暗示了血管网络与免疫系统的深层互动，为肿瘤血管生成提供了新的视角。

Walchli博士展望道，尽管距离临床应用尚需时日，但通过解析早期大脑发育中的血管网络成长模式，我们有望更深刻地理解肿瘤血管系统的形成规律。鉴于早期大脑、脑瘤与血管畸形均呈现血管生长与免疫抑制特征，抑制血管生成同时增强免疫功能的策略，或将成为治疗的新方向。未来，将血管靶向疗法与免疫疗法相结合，抑制血管增生，延长患者生存期，将成为可能。通过监测脑血管系统中仅存在于早期发育大脑与脑瘤，而非健康大脑的特征，研究者们能够早期预警并干预疾病进程，优化治疗效果。

此项研究不仅巩固了近年来脑血管生物学领域的进展，更为跨学科合作搭建了桥梁，涵盖发育、血管、计算、肿瘤学、神经科学、免疫学及单细胞遗传学等多个领域。总而言之，这份详尽的单细胞大脑血管图谱，不仅为我们提供了关于发育、成年及疾病状态下人类大脑血管系统分子架构与异质性的深度洞察，更为后续研究奠定了坚实的基础，预示着脑科学领域即将迎来一场革命。（100yiyao.com）

参考文献：

W lchli, T., Ghobrial, M., Schwab, M.et al..Nature (2024). doi：10.1038/s41586-024-07493-y

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