中科院上海生命科學研究院上海神經(jīng)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(wǎng)絡(luò)的發(fā)育規(guī)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(wǎng)絡(luò)形成之謎。相關(guān)研究論文于近日在線發(fā)表于國際學術(shù)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(xù)數(shù)天的三維成像和計算機輔助定量分析，發(fā)現(xiàn)在發(fā)育過程中，盡管大量腦血管在不斷形成，但腦血管三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)卻在不斷簡化。科研人員通過連續(xù)跟蹤每根血管的生長及其所承載的血流速度，發(fā)現(xiàn)腦血管網(wǎng)絡(luò)的簡化是由處于局部復雜網(wǎng)絡(luò)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(wěn)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(fā)現(xiàn)，在修剪發(fā)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(jīng)常伴隨不穩(wěn)定的雙向血流。這些結(jié)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(fā)現(xiàn)，局部血流的降低可以激活血管內(nèi)皮細胞上Rac1分子的活性，從而引起血管內(nèi)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(wǎng)絡(luò)發(fā)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(lǐng)對血管修剪的功能和機制上的深入研究。