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清华大学团队突破胚胎大脑成像技术 首次揭示发育中神经细胞动态互作
2025年12月18日 13:30:54
来源：化工仪器网 作者：宋池 点击量：4339
清华大学团队研发出新型胚胎小鼠宫内活体成像技术，首次在活体状态下直接观测到大脑皮层内神经元、血管与免疫细胞间的动态互作过程，并成功应用于自闭症模型研究，为理解大脑发育及发育性疾病机制提供了全新的关键在体证据与研究工具。
12月16日，国际顶尖学术期刊《细胞》(Cell)在线发表了一项由清华大学团队完成的开创性研究。该研究通过自主研发一种新型胚胎小鼠宫内活体成像技术，首次在活体状态下，清晰揭示了胚胎大脑皮层内神经元、血管与免疫细胞之间复杂的动态相互作用，为理解大脑发育机制及相关疾病起源提供了全新视角和强大工具。
脑发育，尤其是胎儿期的大脑发育，是生命科学的核心问题之一。哺乳动物大脑皮层的正常构建依赖于神经元精准的迁移、免疫细胞持续的环境监视以及神经、血管、免疫三大系统间有序的互作。然而，传统基于脑切片的研究方法无法维持大脑的完整性与细胞的原生状态，而此前已有的胚胎活体成像技术则在观测稳定性、时长和操作便捷性上存在显著局限，使得在体观测胚胎脑内细胞动态行为面临巨大挑战。
针对这一难题，研究团队自主研发了名为IMEE的高稳定性、多视角、长时程胚胎小鼠宫内活体成像技术。该技术通过创新的辅助支持装置固定胚胎，结合双光子显微成像，实现了对胚胎期小鼠大脑长达数小时甚至更久的稳定、大视野、高深度活体观测，并能同步监测脑内血流等多重生理指标，同时确保胚胎在整个过程中的正常发育。
借助这一突破性技术，研究人员系统描绘了兴奋性与抑制性神经元在胚胎大脑皮层中截然不同的迁移模式。更为重要的是，IMEE首次让科学家能够实时“看到”迁移中的神经元与血管网络、小胶质细胞(大脑固有的免疫细胞)之间的动态接触与互作。
为了探索该技术的应用价值，研究团队将其应用于自闭症谱系障碍的模型小鼠。他们直接观察到了模型小鼠胚胎脑中抑制性神经元迁移行为的异常，为理解此类发育性疾病的早期病理机制提供了直接的活体证据。此外，研究还证实胚胎小胶质细胞具备快速响应损伤、聚集并启动修复的能力，揭示了发育中大脑内免疫监视与保护机制的存在。
该研究不仅突破了长期存在的技术瓶颈，更为解析大脑发育过程中多系统协同互作的根本机制开辟了全新途径，凸显了活体成像技术在揭示生命动态过程及疾病机理中的不可替代价值。
素材来源：Cell
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