形态测量分析表明，雏鸟的颅部神经管会通过主动扩张来形成颅壳

《Biophysical Reports》：Morphometric analysis reveals that the chick cranial neural tube expands as an active shell

　　

摘要

在胚胎阶段，脊椎动物的大脑最初是一个大致均匀、充满液体的上皮管，随后会迅速膨胀并形成不同的区域，进而发育出形态各异的主要脑囊。液体分泌到管腔内部所产生的静水压力会在神经管中产生张力，这种张力被认为可能是大脑早期发育过程中细胞增殖的驱动因素。然而，对于3D形态结构与细胞增殖之间的定量关系，目前仍缺乏清晰的认识。在此，我们为发育中的神经上皮在解剖轴上的机械与生物特性提供了标准化的映射方法。通过在该方法指导下研究鸡胚胎的3D形态特征，我们发现局部曲率决定了不同区域的边界。通常情况下，快速膨胀应该会导致上皮层被拉伸变薄，但实际观察结果显示情况恰恰相反：整体膨胀伴随着组织厚度的显著增加，这说明早期大脑实际上是一个处于活跃状态的“外壳”。此外，组织厚度的空间分布并不受局部曲率的影响。我们的研究结果表明，几何结构与生长过程是相互独立的，在大脑快速膨胀的过程中，组织厚度以及有丝分裂活性的空间分布能够保持稳定，而不会受到管腔压力所引发的剧烈几何结构变化的干扰。综上所述，虽然神经上皮中的张力可能在一定程度上促进细胞增殖，但在早期胚胎大脑的区域性扩张过程中，生物学上的预先设定机制更可能起主导作用。

Nimesh Chahare|Chieko Imamura|Nandan L. Nerurkar

纽约州哥伦比亚大学生物医学工程系