科学家们在发育神经科学领域取得了重大进展，创建了首个详细描绘小鼠大脑血管网络出生后如何发育的图谱。他们的研究发表在《细胞》杂志上。
该研究由蒙特利尔大学CHU Sainte-Justine研究所Azrieli研究中心研究员、蒙特利尔大学教授Alexandre Dubrac共同领导，与巴黎脑研究所的Nicolas Renier实验室密切合作完成。
研究揭示，大脑中的血管并非简单地与神经元平行发展。相反，它们的生长遵循动态的、多阶段的轨迹，这种轨迹在大脑不同区域有所差异，并且与神经回路的成熟紧密相关——这赋予了血管在出生后大脑构建中的主动作用。
"我们知道神经元在出生后会经历广泛的变化，但我们对血管如何适应这些变化的理解要少得多，"该研究的共同第一作者、Dubrac实验室的博士生Mathilde Bizou说。"这个图谱终于提供了对这一基本动态的全面视角。"
一个至关重要但仍神秘的网络
尽管大脑仅占体重的一小部分，但它单独消耗了人体约20%的可用氧气和能量。满足这一高需求依赖于密集且组织精细的血管网络，负责向神经元输送氧气和营养物质。
出生时，这个血管网络仍不成熟。然而，正是在出生后，大脑经历了重大转变：它快速生长，神经回路得到精炼，某些区域根据感官体验和环境输入进行专门化。
迄今为止，研究人员追踪血管如何随时间在整个大脑中适应这些变化的工具非常有限。
"我们对成年大脑有着非常详细的地图，但对血管网络如何在出生后建立的信息却少得多。这有点像试图理解一个城市如何运作，却没有道路地图。"
——Alexandre Dubrac，CHU Sainte-Justine研究所Azrieli研究中心研究员，蒙特利尔大学教授
为解决这一差距，Renier团队基于小鼠模型开发了一个三维图谱，使他们能够以前所未有的时空精度追踪从出生到成年期的血管网络发育。
与此同时，Dubrac团队生成并整合了时空转录组数据，使将血管结构与动态分子程序联系起来成为可能。
通过结合这些互补的专业知识，该研究重建了大脑的整个血管网络，并从结构和分子层面分析了其随时间的演变。
发育的三个主要阶段
该研究的主要贡献之一是确定了出生后血管发育的三个连续阶段。
第一阶段对应于协调生长，在此期间血管网络和大脑以相对成比例的方式增大。这一阶段确保了生命最初几天的充足基础灌注，相当于人类胎儿发育的最后几个月。
第二阶段标志着一个重大转变。在此期间，血管比大脑本身生长得更快，导致血管网络明显密集化。这一阶段在人类中可能对应于幼儿期和学龄期，与大脑发育的所谓"关键期"相吻合，此时神经回路形成、精炼和专门化，特别是响应感官活动。
最后，第三阶段对应于血管网络的稳定和精炼期，可能与青春期相关。在此阶段，血管结构达到更成熟的组织，同时保留一定的重塑能力。
血管化并不均匀
研究表明，血管网络的发展在整个大脑中并非均匀分布。
这些差异不能仅用神经元活动的普遍增加来解释，而是因为某些大脑区域发出特定信号，直接影响血管生长是继续还是停止。
通过将血管密度图与基因表达谱进行交叉参考，研究人员发现这些信号充当了血管网络的真实引导线索，指明网络应继续发育的位置和程度。
当这些信号通路受到干扰时，血管失去引导，变得无序，并异常生长。
研究人员表示，这些发现表明血管网络不仅仅是被动地伴随大脑发育；它与神经元的沟通密切相关。
这种相互作用在出生后发育的第二阶段尤为关键，此时神经元活动加剧，两个系统之间的紧密协调对大脑的精细组织变得至关重要。
探究儿童期疾病
研究人员认为，除了其基础贡献外，该图谱为研究各种疾病（包括自闭症）以及在儿童期出现或起源的某些脑血管疾病提供了重要的起点。
"现在拥有正常发育的参考图，将使我们能够比较此过程被破坏时发生的情况，"Dubrac说。
"我们将能够更好地理解神经元发育和血管化之间的不匹配是否以及如何导致特定大脑区域的脆弱性。"
他主张，现在应该将发育中的大脑视为一个深度神经血管系统，其中血管在大脑健康中扮演着与神经元本身同等重要的主动角色。
来源：蒙特利尔大学
期刊参考：de Launoit, E., et al. (2026). The spatiotemporal dynamics of postnatal vascularization in the mouse brain. Cell. DOI: 10.1016/j.cell.2026.03.013.
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