蛋白质缺乏诱导的胎儿生长受限对新生儿神经血管网络发育及血脑界面完整性的影响

《Fluids and Barriers of the CNS》：Neurovascular connectedness and blood-brain interfaces integrity under fetal growth restriction: between resilience and vulnerability

摘要

背景

胎儿生长受限是一个重要的公共卫生问题，其原因通常是胎盘功能不全或营养不良。这会导致大脑重量减轻，并增加神经发育障碍的风险。神经网络的成熟严重依赖于中枢神经系统（CNS）的稳态，而稳态由血脑屏障和血脑脊液（CSF）界面（即脑血管系统和脉络丛）维持。在本文中，我们研究了妊娠期间蛋白质缺乏引起的胎儿生长受限对新生儿神经血管网络发育以及正常条件和系统性压力下血脑界面完整性的影响。

方法

我们使用了snRNA-Seq技术和基于Supernova的方法，结合对大鼠锥体细胞树突分支及其相关血管的三维分析，来研究皮质神经元和血管网络的发展及其连接性。同时，我们还进行了蔗糖渗透性测试和细胞增生测量，以评估不同病理状态下血脑界面的完整性。

结果

研究表明，皮质神经元和血管网络及其连接性对蛋白质缺乏具有一定的抵抗力。然而，这些网络表现出长期受影响的特征，表明胎儿发育过程受到了干扰。我们提供了定量数据，证明在经历胎儿生长受限的发育中的动物中，血脑脊液屏障和血脑屏障在体内都较为脆弱，并且这些界面在出生后早期无法应对额外的系统性炎症压力。这种损伤的程度在不同个体之间存在差异。

结论

导致胎儿生长受限的蛋白质缺乏虽然不会影响负责高级认知功能的结构，但确实会引起神经血管相互作用中的微妙且潜在有害的变化。蛋白质缺乏导致的大脑屏障功能完整性改变是一个被忽视但重要的后果。这会增加大脑环境的不稳定性，从而影响出生后的发育，并增加环境中的外源物质对大脑的毒性作用。个体间大脑屏障脆弱性的差异是一个之前未被描述的因素，在评估经历过胎儿生长受限的婴儿在面临系统性压力时出现中枢不良结果的风险时需要加以考虑。