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『哈佛大学』《自然》：大脑消耗能量的场面太震撼了！哈佛华人科学家借助双光子显微镜，首次记录下活体小鼠大脑血流精准调控全过程丨科学大发现( 二 )


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控制小窝形成的基因敲除前（左）和敲除后（右）
果不其然 ， 没了小窝之后 ， 神经和血管之间的耦合严重受损 。
『哈佛大学』《自然》：大脑消耗能量的场面太震撼了！哈佛华人科学家借助双光子显微镜，首次记录下活体小鼠大脑血流精准调控全过程丨科学大发现
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左图和中图小窝还在 ， 血管收缩自如
右图小窝没了 ， 血管反应减弱
不过控制血管伸缩的平滑肌细胞上也有小窝 ， 好在顾教授团队随后证实消除小窝不会影响平滑肌细胞的功能 。 这基本证实了小窝是调节神经和血管耦合的关键 。
那是哪种细胞的小窝具备上述能力呢？顾教授的团队又分别定向消除小动脉内皮细胞和平滑肌细胞的小窝 。 最终确认是小动脉内皮细胞的小窝在调节神经与血管的耦合 。
而且她们还发现 ， 小动脉内皮细胞小窝对神经与血管耦合的调控 ， 是独立于内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的 。 阻断这两个方式中的任何一个 ， 都会减弱神经与血管耦合 。 两个通路全阻断的话 ， 神经和血管的耦合就完全消失了 。
『哈佛大学』《自然》：大脑消耗能量的场面太震撼了！哈佛华人科学家借助双光子显微镜，首次记录下活体小鼠大脑血流精准调控全过程丨科学大发现
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大脑里面的血管真是繁忙啊
最终 ， 顾教授团队还发现 ， 小动脉内皮细胞之所以存在大量的小窝 ， 与Mfsd2a基因的表达水平低有关 ， 而其他小窝少甚至没有小窝的细胞中 ， Mfsd2a基因表达水平非常高 。
“早在一百多年前科学家就发现神经和血管耦合了 ， 但是这种精准而迅速的调控的背后的机制 ， 仍然鲜为人知 。 ”论文第一作者Brian W. Chow说[7] ， “小动脉内皮细胞竟然在这个过程中发挥着积极的作用 ， 这让我们很吃惊 。 ”
在随后的研究中 ， 顾教授的团队计划深入研究小动脉内皮细胞小窝调节神经和血管耦合的机制 。
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参考资料：
[1].Iadecola C. The Neurovascular Unit Coming of Age: A Journey through Neurovascular Coupling in Health and Disease[J]. Neuron, 2017, 96(1): 17-42.
[2].Chow B W, Nu?ez V, Kaplan L, et al. Caveolae in CNS arterioles mediate neurovascular coupling[J]. Nature, 2020: 1-5.
[3].Hill R A, Tong L, Yuan P, et al. Regional blood flow in the normal and ischemic brain is controlled by arteriolar smooth muscle cell contractility and not by capillary pericytes[J]. Neuron, 2015, 87(1): 95-110.


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