血管指導(dǎo)大腦發(fā)育

大腦的功能和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定（homeostasis）依賴于其復(fù)雜的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)之間的通信。因此，大腦中不同細(xì)胞群體的發(fā)育需要在時(shí)間和空間上加以協(xié)調(diào)。在一項(xiàng)新的研究中，來自德國(guó)法蘭克福大學(xué)、美因茨大學(xué)、馬克斯-普朗克腦研究所和吉森大學(xué)的研究人員報(bào)道血管在協(xié)調(diào)大腦內(nèi)的神經(jīng)元細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的正常發(fā)育中發(fā)揮的新功能。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年8月24日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Endothelial Dab1 signaling orchestrates neuro-glia-vessel communication in the central nervous system”。論文通信作者為Amparo Acker-Palmer。

眾所周知，大腦中的血管形成是為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞提供氧氣和營(yíng)養(yǎng)物所必不可少的，這就在代謝上為神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)提供支撐。

為了研究血管和神經(jīng)元之間的通信，Acker-Palmer團(tuán)隊(duì)著重關(guān)注神經(jīng)血管發(fā)育的不同方面。首先，他們利用小鼠視網(wǎng)膜中的血管形成作為一種成熟的方法來研究對(duì)血管生長(zhǎng)很重要的分子。通過使用這種方法，他們發(fā)現(xiàn)作為一種之前已證實(shí)影響神經(jīng)元遷移的分子，Reelin能夠通過激活內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)的ApoER2受體和Dab1蛋白而以一種非常相似的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制獨(dú)立地影響血管生長(zhǎng)。

大腦皮層在記憶、注意力、感知、語(yǔ)言和意識(shí)等所有基本功能中起著關(guān)鍵作用。大腦皮層中的神經(jīng)元是成層組裝的，而且這種組裝是在胚胎發(fā)育過程中建立的。Acker-Palmer，“我們決定完全剔除內(nèi)皮細(xì)胞中的Reelin信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，并觀察大這是如何影響大腦皮層中的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞排列?！崩眠@個(gè)系統(tǒng)，這些研究人員揭示了令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，即內(nèi)皮細(xì)胞指導(dǎo)神經(jīng)元在大腦皮層中的正確定位。從機(jī)制上講，這就能夠證實(shí)內(nèi)皮細(xì)胞分泌堆積在血管周圍的胞外基質(zhì)中的層粘連蛋白（laminin），從而附著在對(duì)神經(jīng)元的正常遷移和大腦皮層的正常發(fā)育所必需的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞纖維上。

在成熟的大腦中，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞也會(huì)包裹毛細(xì)血管，阻止血液中的有害物質(zhì)進(jìn)入大腦。這被稱為“血腦屏障”，而且它是在大腦中形成的維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定所必需的結(jié)構(gòu)。重要的是，Acker-Palmer和她的團(tuán)隊(duì)還證實(shí)在大腦皮層中，內(nèi)皮細(xì)胞用于協(xié)調(diào)神經(jīng)元遷移的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)也被用來建立血腦屏障中的通信。一些神經(jīng)精神疾病和神經(jīng)退行性疾病與異常的神經(jīng)血管通信有關(guān)。因此，了解參與這種通信的信號(hào)通路和機(jī)制是尋找治療癡呆癥和精神疾病的新方法的基礎(chǔ)。