发育中的家鸡视顶盖中分子与功能性血脑屏障特性的时空形成

《Fluids and Barriers of the CNS》：Spatiotemporal arising of molecular and functional blood-brain barrier properties in the developing Gallus gallus optic tectum

　　

摘要

背景

脑血管内皮具有独特的特性，能够严格调控神经微环境。虽然哺乳动物血脑屏障的发育过程已被充分研究，但家鸡胚胎（Gallus gallus）则是一种独特且易于操作的模型，可用于实时观察和操控其发育过程。然而，家鸡大脑中血脑屏障成熟的精确分子和功能时间线仍缺乏深入研究。在此，我们首次对Gallus gallus视顶盖中的血脑屏障发育进行了全面的时空分析。

方法

我们在HH32到HH44的发育阶段进行了多模式分析，结合了对血脑屏障相关基因的转录分析、共聚焦显微镜和光片显微镜检测，以及渗透性和外排活性的定量功能测定。

结果

我们发现，在HH36到HH40这一关键发育窗口期内，血脑屏障开始向专业化屏障转变。这一时期特征为紧密连接蛋白（CLDN5、OCLN）和外排转运蛋白（ABCB1）的表达显著上升，而窗孔形成标志物（PLVAP）的表达则下降。此外，紧密连接组装蛋白ZO-1在这一时期也由不连续的表达模式逐渐转变为沿血管壁的连续线性表达。在功能层面，我们发现对10 kDa右旋糖酐的旁细胞限制以区域依赖的方式发展，而定量检测显示从HH38开始埃文斯蓝的渗透性显著降低。最后，我们从HH36开始检测到了P-糖蛋白的外排活性。

结论

总体而言，我们的研究结果将鸡胚胎重新定义为研究屏障形成的理想模型，并确定HH36-40这一发育窗口期为血脑屏障获得其分子和功能特性的关键时期。这为未来针对神经血管发育和病理机制的研究提供了坚实的基础。