《Journal of Anatomy》：Human cerebral arterial morphogenesis explored by 3D microscopic imaging of cleared embryos: Bridging the gap between embryonic and adult anatomy
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脑动脉的解剖结构影响脑血管疾病及其治疗和预后。出生后脑血管解剖只有通过详细了解成熟脑血管的发育事件才能被理解。目前关于人类胚胎学的知识依赖于20世纪上半叶使用传统组织学方法收集的数据。本研究基于人类胚胎的全组织免疫染色、组织透明化、三维（3D）光片显微镜成像以
脑动脉的解剖结构影响脑血管疾病及其治疗和预后。出生后脑血管解剖只有通过详细了解成熟脑血管的发育事件才能被理解。目前关于人类胚胎学的知识依赖于20世纪上半叶使用传统组织学方法收集的数据。本研究基于人类胚胎的全组织免疫染色、组织透明化、三维（3D）光片显微镜成像以及具有解剖学信息的虚拟分割，对人类胚胎脑动脉发育进行了叙述性描述。研究结果与通过磁共振成像（MRI）和三维数字减影血管造影（3D DSA）探索的成人放射学解剖进行了比较。研究人员提供了脑动脉发育的详细说明，包括Willis环及其主要分支、椎基底动脉循环、眼动脉及相关血管。对若干解剖变异提供了解释。研究人员将脑动静脉畸形和Galen静脉畸形背景下的儿童及成人解剖与胚胎学数据进行了比较。最后，研究人员直接比较了胚胎与成人解剖学命名，并阐明了同名动脉节段的同一性。这些数据为脑动脉的胚胎发育和出生后解剖提供了新的认识。
人类脑动脉解剖结构直接影响脑血管疾病的诊治与预后，而成人脑血管构型的理解高度依赖胚胎发育知识。既往描述主要源于Padget在1948年基于传统组织学切片重建的工作，受当时技术限制，分辨率和血管树重建精度有限。近年来，组织透明化、全组织免疫染色与光片荧光显微镜（light sheet fluorescence microscopy, LSFM）为完整器官三维成像提供了新途径。研究人员将这些技术应用于人类早期妊娠胚胎，结合虚拟现实（virtual reality, VR）分割，并与成人和儿童影像解剖对照，系统描述了脑动脉胚胎发育过程，论文发表在《Journal of Anatomy》。
研究人员使用的人类样本来自Inserm HuDeCa生物库，由合法终止妊娠获得并获知情同意；共筛查PCW5至PCW13的41例样本，最终选用9例头/全胚胎和2例离体眼球。关键技术包括：以平滑肌肌动蛋白（smooth muscle actin, SMA）标记动脉壁、以质膜囊泡相关蛋白（plasmalemma vesicle-associated protein, PLVAP）和分化簇31（cluster of differentiation 31, CD31）标记内皮的全组织免疫染色；iDISCO+组织透明化；Blaze光片显微镜三维成像；以及基于syGlass和Imaris的VR解剖分割。成人和儿童影像数据来自Pitié-Salpêtrière医院和Necker医院，包括磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）和三维数字减影血管造影（three-dimensional digital subtraction angiography, 3D DSA）。
研究结果分为以下方面。3.1 Willis环的闭合：对PCW5至PCW7胚胎的观察显示，早期Willis环处于开放状态；PCW5.4时纵长神经动脉中线融合形成基底动脉（basilar artery, BA），关闭环的后部；PCW6.1出现前部吻合丛，PCW7前交通动脉（anterior communicating artery, AComA）形成后完成前部闭合。原始嗅动脉（primitive olfactory artery, POA）的中段随后被重新界定为大脑前动脉（anterior cerebral artery, ACA）的A1段，说明动脉节段边界在发育中发生移位。3.2 前、中脑动脉成熟：PCW8.5胚胎显示ACA和大脑中动脉（middle cerebral artery, MCA）显著扩展；AComA丛状结构持续存在可解释成人AComA窗式变异；内侧纹动脉（medial striate artery, MSA）与MCA吻合可解释副MCA变异；ACA与MCA末梢皮质支吻合可解释成人软脑膜吻合。3.3 原始嗅动脉：POA通常作为A1的分支走向嗅球；原始ACA与POA远端吻合可解释A1窗；成人所谓持续性POA起自A1；POA与眼动脉（ophthalmic artery, OA）吻合提示成人OA筛前支可能来源于POA。3.4 大脑后动脉：PCW7胚胎中原始后脉络膜动脉（primitive posterior choroidal artery, pPChoA）出现沿端脑内侧背侧走行的非脉络膜分支，因此其近段被重新界定为大脑后动脉（posterior cerebral artery, PCA），远段脉络膜支为外侧后脉络膜动脉（lateral posterior choroidal artery, LPCA）；PCA为复合血管，后交通动脉（posterior communicating artery, PComA）为颈内动脉尾侧分支部的残余。3.5 中脑动脉的成人代表：胚胎中脑动脉因其P1起源和围绕中脑的走行，被认为对应成人的顶盖动脉（collicular artery, CoA）；一例破裂顶盖微动静脉畸形（arteriovenous malformation, AVM）由双侧增粗CoA供血，支持该判断。3.6 间脑动脉的成人代表：胚胎间脑动脉（diencephalic artery, DiA）多与pPChoA共干，故位于P2近段且供应丘脑；研究人员提出成人内侧后脉络膜动脉（medial posterior choroidal artery, MPCA）为其代表。P1来源的MPCA变异可由DiA与pPChoA分离解释，但MPCA远端起源变异无法用该模型解释。3.7 间脑-中脑动脉示例病例：一例丘脑-中脑微AVM由左侧CoA和MPCA供血，经超选择DSA和三维分割证实，与胚胎-成人命名转换一致。3.8 Galen静脉动脉瘤畸形（vein of Galen aneurysmal malformation, VGAM）与ACA脉络膜支：PCW8.5胚胎中可明确识别ACA脉络膜支；一例VGAM婴儿的供血动脉主要为右侧ACA远端胼周支和PCA分支，前脉络膜动脉（anterior choroidal artery, AChoA）未参与供血，提示VGAM并非单纯脉络膜病变。数据还显示中枢神经系统血管侵入先于脉络丛发育，但端脑例外。3.9 基底动脉分支：BA由纵长神经动脉融合形成，与脊髓前动脉（anterior spinal artery, ASA）连续；融合不同步可解释BA和ASA窗式变异。小脑后下动脉（posterior inferior cerebellar artery, PICA）源自原始外侧基底椎动脉吻合（primitive lateral basilo-vertebral anastomosis, PLBVA），经血管修剪形成，其起点变异和重复可由不完全修剪解释。小脑前下动脉（anterior inferior cerebellar artery, AICA）恒定发出迷路动脉，小脑上动脉（superior cerebellar artery, SCA）为BA终末前分支。三叉神经动脉起自被盖下桥周动脉，可与OA或脑膜中动脉（middle meningeal artery, MMA）吻合，解释BA来源OA或MMA的罕见变异。3.10 眼动脉：PCW5.4出现玻璃体血管侵入；原始背侧眼动脉（primitive dorsal ophthalmic artery, PDOA）和原始腹侧眼动脉（primitive ventral ophthalmic artery, PVOA）分别形成颞睫动脉/玻璃体动脉和鼻睫动脉；PVOA的鼻睫支转移至PDOA
