研究发现，低氧造成的脑损伤会影响特定的细胞
低氧水平是早产儿脑损伤的一个众所周知的原因。但是低氧对发育中的人类大脑造成伤害的机制尚不清楚。
现在，斯坦福大学医学院的研究人员已经发现了一组特别容易受到低热量伤害的脑细胞氧气早期发展中的暴露。这种损伤与大脑异常相一致，尤其是在早产儿童中出现的灰质减少。研究人员还发现了一种化合物，可能能够预防这一问题。研究结果将于5月6日在网上发表自然医学．
“在过去的20年里，我们已经取得了很大的进步早产儿该研究的主要作者、斯坦福大学露西尔·帕卡德儿童医院的儿科助理教授、新生儿学家、医学博士安卡·帕斯卡说。ob体育开户网址她说，在一些早产儿中，低氧脑损伤被认为会导致神经和精神疾病。
先前的研究表明，怀孕28周之前出生的孩子，或至少提前12周出生的孩子，大脑皮层比足月怀孕后出生的孩子更薄。的大脑皮层是一层高度折叠的灰质，构成了人类和其他灵长类动物大脑的大部分。它负责高级的大脑功能，包括认知、语言、感觉和运动信息的处理。
新生儿学家很早就认识到，非常早产儿的肺发育不完全。这些婴儿的肺功能很差，控制婴儿呼吸的大脑中心还没有完全成熟。这些因素增加了他们血氧下降和随后脑损伤的风险。
严重受损的细胞
帕斯卡和她的同事们发现，发育中的大脑中的许多细胞不会因暴露在低氧环境中而受到伤害。然而，脑室下区(负责人类皮层生长的区域)的中间祖细胞受到严重影响。这些细胞最终会发育成成熟的脑细胞，包括神经元。
这一发现之所以成为可能，是因为斯坦福大学的研究人员此前已经找到了如何创造三维细胞培养物，模拟发育中的细胞的结构和功能方面人类的大脑．他们称这些为大脑球体。
精神病学和行为科学助理教授、资深作者Sergiu Pasca医学博士说:“大多数人类大脑发育，特别是在怀孕的第二和第三个月，是无法直接研究的。”Sergiu和Anca pasu是一对夫妻，他们各自在斯坦福大学管理着一个实验室。他们之前发表的研究表明，大脑球状体发育出了与人类大脑发育相同的一般组织，包括皮层的深层和浅层，并且在大约相同的时间轴上发育。Sergiu Pasca说:“如果提供正确的线索，这些细胞团将在培养皿中分化、组织和成熟，这是非常引人注目的。”
在这项新研究中，研究小组在怀孕19-24周时，将大脑球状体培养成含有与人类脑组织相似的细胞群和基因表达标记。
研究人员将这些皮质球状体暴露在低氧环境中48小时，然后将氧气水平恢复到正常水平。他们检测了低氧状态下24小时和48小时的基因表达变化，以及氧气水平恢复正常后72小时的基因表达变化。
正如预期的那样，科学家们在已知对缺氧有反应的基因中发现了24小时和48小时后的基因表达变化。
他们还发现在脑室下区表达的一组基因发生了变化，该区域富含在怀孕中后期产生神经元的祖细胞。进一步的分析显示，这些祖细胞并没有死亡。相反，一组特定的中间祖细胞比正常细胞更早地分化成神经元，这一变化导致成熟大脑中的神经元总数减少。这种途径被称为未折叠蛋白反应，是一种过渡的应激反应途径细胞从“成长”模式到“生存”模式。
安卡·帕斯卡说:“我们很惊讶，但这是一个很好的惊喜。”“回过头来看，这是有道理的。”
测试化合物
研究人员还测试了a小分子这恢复了未折叠蛋白质反应的某些方面，可以逆转球体对低氧的反应。这种分子被称为ISRIB，它可以在低氧暴露后阻止中间祖细胞的分化。
“这是令人兴奋的，因为我们的研究结果告诉我们，从药理学上操纵这一途径可以干扰缺氧损伤大脑，并可能有助于防止损害，”Sergiu Pasca说。
斯坦福大学这篇论文的其他合著者包括研究科学家Jin-Young Park博士;客座副教授Shin Huyn-Woo，医学博士，博士;博士后学者Omer Revah, DVM，博士;Ruth O'Hara博士，精神病学和行为科学教授;以及神经外科教授西奥·帕尔默博士。
进一步探索
