青促会会员李佳发现血流调节大脑周细胞发育机制

　　2024年1月4日，《Cell Reports》杂志在线发表了题为《Piezo1-dependent regulation of pericyte proliferation by blood flow during brain vascular development》的研究论文。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）杜久林研究组完成。利用在体标记大脑周细胞的斑马鱼模型，该工作系统地探究了胚胎早期大脑周细胞的动态发育过程，揭示了血流在周细胞入脑后的分裂过程中发挥了重要作用，并揭示了这一过程依赖于血管内皮细胞表达的机械敏感性离子通道Piezo1及其下游的Notch信号。 

　　大脑依赖复杂而高效的血管网络为其提供营养物质并带走代谢废物。同时，为维持神经组织的稳态和正常神经活动，脑血管在发育过程中形成了血脑屏障，以严格控制血液与脑实质之间的物质交换。作为大脑毛细血管关键组成部分，周细胞对维持血脑屏障的完整性起到了关键作用。因此，解析大脑周细胞的发育过程对探索血脑屏障形成和维持的机制至关重要。 

　　先前的研究表明，血流作为血管最重要的功能表现形式，参与调节了大脑血管内皮细胞的发育。然而，血流是否影响大脑周细胞的发育目前仍不清楚。该研究发现，血流通过促进大脑周细胞的分裂，进而增加其在血管上的覆盖密度。进一步研究发现，机械敏感性阳离子通道Piezo1介导了血流对周细胞分裂的调节。激活Piezo1显著提高了内皮细胞中Notch信号的活性，进而促进大脑周细胞的分裂。通过调控血管内皮细胞中Notch信号的活性，也可以直接影响大脑周细胞的分裂速率。 

　　该研究不仅为理解大脑周细胞的发育提供了新视角，也为神经系统疾病的干预治疗提供了新思路。通过激活Piezo1或增强Notch信号强度，有望改善大脑血管功能，对阿兹海默症、血管性痴呆、脑卒中等疾病的治疗提供新的方向。 

　　杜久林研究员与青促会会员李佳副研究员为该论文的通讯作者，博士后訾化星为第一作者。此外，多位研究生和研究人员也为这一研究做出了重要贡献。该研究得到了中科院青促会、科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市自然科学基金和SA-SIBS优秀人才奖励基金等机构的资助。 

　　

  

　　A. 斑马鱼胚胎脑血管（红色）和周细胞（绿色）的在体成像。B. 血流调节大脑周细胞发育的机制模式图。血流激活血管内皮细胞的Piezo1，引起血管内皮细胞Notch信号的上调，促使血管内皮细胞表达更多的Notch配体Jag，进而激活周细胞中的Notch信号，最终促进大脑周细胞的分裂，增加其对脑血管的覆盖。