大脑血管网络形成之谜破解

　　中科院上海生命科学研究院上海神经科学研究所杜久林研究组科研人员，通过采用多学科交叉手段，首次从宏观全脑尺度揭示大脑血管网络的发育规律，并从微观层次上揭示其细胞分子机制，从而揭示了大脑血管网络形成之谜。相关研究论文于近日在线发表于国际学术刊物《公共科学图书馆 生物学》杂志上。

　　科研人员通过对活体斑马鱼脑中所有血管进行连续数天的三维成像和计算机辅助定量分析，发现在发育过程中，尽管大量脑血管在不断形成，但脑血管三维网络结构却在不断简化。科研人员通过连续跟踪每根血管的生长及其所承载的血流速度，发现脑血管网络的简化是由处于局部复杂网络中的血管消失即血管修剪造成的，其中最初形成的脑血管约有45%最终消失。这一简化过程降低了血管与血管间血流速度的差异，避免了不稳定的双向血流，提高了整体脑血流速度，使动脉到静脉血流更为有效。

　　科研人员进一步研究发现，在修剪发生前，即将消失的血管的血流速度和血流剪切力均低于相邻血管，而血流速度和剪切力的变化均高于相邻血管，并且即将消失的血管经常伴随不稳定的双向血流。这些结果显示，血流变化可能是血管修剪的诱因。在分子细胞水平上，科研人员进一步发现，局部血流的降低可以激活血管内皮细胞上Rac1分子的活性，从而引起血管内皮细胞的迁移，并最终导致血管消失。

　　专家认为，这项研究揭示了血管修剪在脑血管网络发育中的重要作用，并阐明了一种新颖的导致血管修剪的细胞机制，将可能引领对血管修剪的功能和机制上的深入研究。