斑马鱼母体甲状腺激素通过pax6a+神经前体细胞调控后脑血管发育的机制研究

本研究揭示了母体甲状腺激素(MT3)通过转运蛋白Mct8调控斑马鱼后脑血管发育的关键机制。研究人员发现MT3通过激活特定pax6a+神经前体细胞(NPCs)表达血管内皮生长因子aa(vegfaa)，指导中央动脉(CtAs)的精准迁移。该发现为理解Allan-Herndon-Dudley综合征(AHDS)的神经血管异常提供了新视角，发表于《Communications Biology》。

　　

在脊椎动物神经发育过程中，母体甲状腺激素(MT3)的精确调控至关重要。人类Allan-Herndon-Dudley综合征(AHDS)患者因单羧酸转运蛋白8(MCT8/SLC16A2)突变导致严重神经发育障碍，但其对脑血管系统的影响机制尚未阐明。斑马鱼作为理想模型，其胚胎发育完全依赖母体提供的3,5,3'-三碘甲状腺原氨酸(T3)，且mct8基因在28.5℃下仅能转运T3，为研究MT3特异性作用提供了独特条件。

葡萄牙阿尔加维大学海洋科学中心的研究团队通过mct8基因敲降(KD)和敲除(KO)模型，结合活体成像和多重荧光原位杂交技术，首次揭示了MT3-Mct8信号轴通过调控后脑特定pax6a⁺神经前体细胞(NPCs)表达vegfaa，指导中央动脉(CtAs)定向迁移的分子机制。该研究发表于《Communications Biology》。

关键技术包括：1) mct8 morpholino(吗啉寡核苷酸)敲降和CRISPR-Cas9基因编辑构建突变体；2) Tg(fli1:EGFP)等转基因斑马鱼系的血管活体成像；3) 全胚胎原位杂交(WISH)定位vegfaa/pax6a共表达；4) 光片显微镜动态追踪CtAs迁移；5) Evans blue染色评估血脑屏障完整性。

研究结果

斑马鱼后脑血管在mct8突变体中异常
通过Evans blue染色和转基因模型证实，mct8 KD/KO胚胎仅形成3/7的CtAs，且周细胞招募延迟。值得注意的是，这种缺陷具有区域特异性，后脑CtAs受影响而体节间血管正常。

MT3通过vegfaa调控血管发育
时空表达分析显示，mct8突变体中后脑vegfaa表达显著降低，尤其在 rhombomere 2-5区域。外源注入vegfaa-165 mRNA可部分挽救CtAs 1-3和7的发育，表明MT3通过vegfaa调控血管生成。

pax6a⁺ NPCs是vegfaa的主要来源
共定位分析发现，腹侧pax6a⁺细胞与vegfaa共表达，且这些细胞的缺失与CtAs发育缺陷直接相关。CRISPR生成的pax6a突变体再现了mct8突变体的血管表型，证实该细胞群的关键作用。

MT3信号通路的时空特异性
通过双荧光WISH揭示：CtAs 4-6的迁移严格依赖共表达mct8/thraa/thrab的pax6a⁺细胞，而CtAs 1-2则通过甲状腺受体非依赖途径发育。这种rhombomere特异的调控模式解释了血管发育的精确时空控制。

结论与意义

该研究首次阐明MT3通过mct8-thraa/thrab信号轴调控pax6a⁺ NPCs产生vegfaa，指导后脑血管模式形成的级联机制。这一发现不仅解释了AHDS患者皮层血管化异常的病理基础，更为理解甲状腺激素在神经-血管耦合中的作用提供了新范式。值得注意的是，研究揭示的"神经前体细胞指导血管迁移"模式可能普遍存在于脊椎动物神经发育中，为相关发育障碍疾病的干预提供了潜在靶点。