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清華大學團隊突破胚胎大腦成像技術 首次揭示發(fā)育中神經細胞動態(tài)互作
2025年12月18日 13:30:54
來源：化工儀器網 作者：宋池 點擊量：4236
清華大學團隊研發(fā)出新型胚胎小鼠宮內活體成像技術，首次在活體狀態(tài)下直接觀測到大腦皮層內神經元、血管與免疫細胞間的動態(tài)互作過程，并成功應用于自閉癥模型研究，為理解大腦發(fā)育及發(fā)育性疾病機制提供了全新的關鍵在體證據與研究工具。
12月16日，國際頂尖學術期刊《細胞》(Cell)在線發(fā)表了一項由清華大學團隊完成的開創(chuàng)性研究。該研究通過自主研發(fā)一種新型胚胎小鼠宮內活體成像技術，首次在活體狀態(tài)下，清晰揭示了胚胎大腦皮層內神經元、血管與免疫細胞之間復雜的動態(tài)相互作用，為理解大腦發(fā)育機制及相關疾病起源提供了全新視角和強大工具。
腦發(fā)育，尤其是胎兒期的大腦發(fā)育，是生命科學的核心問題之一。哺乳動物大腦皮層的正常構建依賴于神經元精準的遷移、免疫細胞持續(xù)的環(huán)境監(jiān)視以及神經、血管、免疫三大系統(tǒng)間有序的互作。然而，傳統(tǒng)基于腦切片的研究方法無法維持大腦的完整性與細胞的原生狀態(tài)，而此前已有的胚胎活體成像技術則在觀測穩(wěn)定性、時長和操作便捷性上存在顯著局限，使得在體觀測胚胎腦內細胞動態(tài)行為面臨巨大挑戰(zhàn)。
針對這一難題，研究團隊自主研發(fā)了名為IMEE的高穩(wěn)定性、多視角、長時程胚胎小鼠宮內活體成像技術。該技術通過創(chuàng)新的輔助支持裝置固定胚胎，結合雙光子顯微成像，實現了對胚胎期小鼠大腦長達數小時甚至更久的穩(wěn)定、大視野、高深度活體觀測，并能同步監(jiān)測腦內血流等多重生理指標，同時確保胚胎在整個過程中的正常發(fā)育。
借助這一突破性技術，研究人員系統(tǒng)描繪了興奮性與抑制性神經元在胚胎大腦皮層中截然不同的遷移模式。更為重要的是，IMEE首次讓科學家能夠實時“看到”遷移中的神經元與血管網絡、小膠質細胞(大腦固有的免疫細胞)之間的動態(tài)接觸與互作。
為了探索該技術的應用價值，研究團隊將其應用于自閉癥譜系障礙的模型小鼠。他們直接觀察到了模型小鼠胚胎腦中抑制性神經元遷移行為的異常，為理解此類發(fā)育性疾病的早期病理機制提供了直接的活體證據。此外，研究還證實胚胎小膠質細胞具備快速響應損傷、聚集并啟動修復的能力，揭示了發(fā)育中大腦內免疫監(jiān)視與保護機制的存在。
該研究不僅突破了長期存在的技術瓶頸，更為解析大腦發(fā)育過程中多系統(tǒng)協同互作的根本機制開辟了全新途徑，凸顯了活體成像技術在揭示生命動態(tài)過程及疾病機理中的不可替代價值。
素材來源：Cell
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