当脑出血突然来袭,大脑内部正上演着一场精密的“细胞救援战”——哪些细胞率先冲锋?修复过程如何分阶段推进?这些曾困扰科学界的谜题,如今有了突破性答案。近日,郑州大学基础医学院王建教授课题组联合华大生命科学研究院、瑞典卡罗林斯卡学院及哥德堡大学团队,在脑出血病理机制研究领域取得重大突破:他们首次绘制出全球首幅小鼠脑出血模型脑组织的单细胞分辨率“时空图谱”,如同为受损大脑拍摄了一部覆盖8个关键时间点的“动态MRI”,让科学家首次看清脑出血后334万余个脑细胞从损伤集结到修复的全流程。这项发表于国际神经科学顶级期刊《Neuron》的成果,不仅为脑出血治疗打开全新视角,更标志着我国在介观脑图谱领域的研究再攀高峰。
从“静态切片”到“动态电影”:解码脑出血的“细胞级叙事”
据了解,脑出血作为脑卒中的重要类型(占比20%~30%),因其高致残率、高死亡率且缺乏特效疗法,是神经病学领域的攻坚难点。传统研究如同“拍摄孤立照片”,仅能捕捉某一时间点的局部细胞变化;而此次研究借助空间转录组学技术Stereo-seq,首次实现了对脑出血病程的全程追踪——从胶原酶诱导模型发病初期到修复后期,研究团队在8个关键时间点采集样本,获取了3342277个脑细胞的空间转录组数据,构建出一部“大脑修复纪录片”的完整素材库。
通过生物信息学深度分析,科研人员为这些细胞建立了精细“档案”:不仅识别出26种主要细胞类型,更细分出47个神经元亚类、28个胶质细胞亚类等功能“专业岗位”,相当于为大脑细胞编写了一部带“时空坐标”的百科全书。这一突破彻底改写了传统认知——脑出血并非局部病变,而是一场涉及全脑反应的系统工程。
334万细胞的“救援行动”:从“紧急集结”到“防护网构筑”
研究团队用“细胞版救援大片”形容脑出血后的动态过程:发病1天内,血肿中心的神经元因缺血缺氧迅速“阵亡”,神经胶质细胞与外周血液来源的免疫细胞如“急救队员”般第一时间集结,在受损区域周围形成“前线指挥部”。第7天关键期,这些“急救队员”完全取代病灶区原有神经元;同时,反应性星形胶质细胞在出血边界“筑起胶质瘢痕”——这道特殊的生物屏障如同拉起的防护网,将病灶与健康脑组织精准隔离。
这一发现首次明确:脑出血后第7天是“清除-修复”机制切换的关键时间窗口。更令人惊喜的是,研究意外发现远端脑区的静息态神经干细胞被“唤醒”,其特异性基因的表达特征如同“隐藏的后备军”,为神经再生药物开发提供了全新靶点。
从实验室到病床:为精准治疗按下“快进键”
这项基础研究的临床价值远超预期。
据介绍,脑出血患者往往面临“黄金救治期模糊”“干预手段单一”等困境,而时空图谱的绘制相当于为医生提供了一部“细胞战场导航图”。研究团队通过两种模型(胶原酶诱导与自体血诱导)验证,发现细胞反应模式高度一致,从而为人类脑出血的早期诊断、精准干预及个体化治疗提供科学依据。
目前,该图谱已通过论文向全球研究者开放共享,未来或可指导医生在关键时间点调控“救援细胞”的活性,最大限度激活大脑自我修复潜能。 “过去我们说‘脑出血7天内是关键期’,却道不明其中机制;现在时空图谱告诉我们,这是‘紧急救援’向‘系统修复’切换的临界点。”王建教授表示,这项工作不仅为领域提供了“显微镜摄像机”般的动态观测工具,更通过全脑视角重新定义了脑出血的病理认知边界。
中国智慧:从“跟跑”到“领跑”的脑图谱之路
此次突破是我国“全脑介观神经联接图谱”大科学计划的又一标志性成果。
据悉,“全脑介观神经联接图谱”大科学计划依托脑成像、空间转录组及人工智能等前沿技术,聚焦大脑细胞类型多样性、联接规律及脑疾病机制,已吸引国内外30余家科研机构、300余名科学家联合攻关。作为计划核心成果之一,郑州大学团队的研究不仅巩固了我国在介观脑图谱领域的国际影响力,更推动了从“小型动物脑图谱”到“非人灵长类”再到“人脑”的关键跨越。正如参与成果发布的专家所言:“脑图谱大科学计划的每一步推进,都是人类解码大脑的重要阶梯。这次突破,让我们离‘读懂大脑’的目标更近了一步。”
郑报全媒体记者 张竞昳

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