瑞典一项最新研究表明,一种可保护早产儿免受脑损伤的疗法展现出希望。研究人员使用一种由人源细胞创建的首创产前脑模型,观察到脑出血对早产期间干细胞影响的新细节,并成功测试了一种能减少损伤的解毒剂。
该研究发表于《先进科学》期刊,揭示了脑室内出血如何导致早产儿神经干细胞受损。KTH皇家理工学院、卡罗林斯卡学院以及隆德大学和马尔默大学的研究人员共同完成了此项研究。
研究表明,当红细胞渗入大脑脑室下区(SVZ)并分解时,免疫反应信使蛋白白细胞介素-1(IL-1)水平会升高。KTH皇家理工学院和卡罗林斯卡学院AIMES研究中心高级讲师安娜·赫兰德教授表示,这些蛋白会发出强烈信号,促使神经干细胞停止发挥干细胞功能。
“干细胞不再保持灵活性并准备生长为不同类型的脑细胞,而是过早改变或完全停止生长,”赫兰德解释道。
脑室内出血(IVH)是早产的常见且严重的神经系统并发症。当红细胞进入大脑时,原本在血液中保护它们的血浆蛋白和抗氧化剂会因压力和应激而失效。红细胞破裂并释放触发炎症的成分(如血红蛋白),进而激活与免疫反应相关的促炎蛋白(例如白细胞介素-1)。
赫兰德指出:“血液及其降解产物会在胶质细胞(大脑的支撑细胞,负责保护、滋养大脑并修复损伤)中引发强烈的炎症反应。”
医学科学此前曾通过动物实验研究红细胞裂解物的影响,但瑞典开发的这一模型开创了新领域。它首次在高度模拟人类脑机制的系统中研究这些影响。研究团队与土耳其埃格大学和美国哈佛大学的研究人员合作,利用源自干细胞的实验室培养人脑细胞构建了该模型,从而能够检测早产儿脆弱大脑中的反应。
该先进模型为成功测试一种解毒剂提供了独特平台:白细胞介素-1拮抗剂被证实可抑制白细胞介素-1水平,为干细胞提供部分保护。
研究人员还单独研究了出血患者脑脊液(CSF)的影响,发现其对神经干细胞的影响虽明显但较弱,这是由于有毒降解产物浓度较低,同时脑脊液含有生长因子、营养物质和抗炎蛋白。
“这是我构建和见过的最复杂的体外模型之一,”赫兰德表示,“我们能重现所有这些相互作用令人惊叹。更重要的是,我们观察到模型对模拟条件和患者样本均产生相关反应,这一点极为关键,因为目前尚无针对此类患者的 established 治疗方案。”
未来,研究团队计划利用该平台研究不同程度的损伤并扩展模型规模。“我们希望能筛选出比当前研究疗法更有效的其他治疗方案。”
完整文献信息:
《脑室下区芯片:研究新生儿脑室内出血中神经发生中断的模型》
劳拉·尼科莱蒂·赞普罗尼、贝居姆·戈克切、马格努斯·格拉姆、科科·霍利迪、阿伊林·森德米尔、玛丽梅利亚·阿帕雷西达·波尔西奥纳托、安娜·赫兰德
《先进科学》
首次发表:2025年10月24日
附件文件说明:
新研究揭示了脑出血如何在早产期间导致脑损伤。“干细胞不再保持灵活性并准备生长为不同类型的脑细胞,而是过早改变或完全停止生长,”安娜·赫兰德教授表示。照片:格雷格·贝克
产前脑模型的部分视图:由含人源细胞的三通道微芯片组成。顶部为脑室通道;中部为含神经干细胞和胶质细胞的脑室下区;底部为血管通道。每个通道长约1厘米。
产前脑模型的部分视图:由含人源细胞的三通道微芯片组成。顶部为脑室通道;中部为含神经干细胞和胶质细胞的脑室下区;底部为血管通道。每个通道长约1厘米。
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