胎儿脑积水研究找到关键 “救命窗口”，或改写产前治疗格局

为解决先天性脑积水（HCP）治疗难题，西班牙耶稣乌松微创外科中心及美国辛辛那提儿童医院医疗中心的研究人员，开展胎儿羊梗阻性 HCP 模型研究，明确其对神经发育影响并找到潜在干预时间窗，为产前治疗提供重要依据，值得一读。

　　

在神经外科领域，先天性脑积水（Congenital hydrocephalus，HCP）可是个 “麻烦制造者”。它是一种常见的先天性疾病，发病率在每 1000 个活产婴儿中就有 1 - 3 例。这种病会让胎儿的脑室扩张，颅内压力升高，进而给神经系统带来严重损伤，影响孩子的未来。

HCP 的治疗一直是个难题。尽管手术是常用的治疗手段，但很多时候，手术并不能解决所有问题。不少接受分流手术的脑积水患儿，神经功能障碍依旧存在，脑室扩大的情况也没有得到明显改善。而且，先天性脑积水与大脑发育异常、神经发生紊乱有着千丝万缕的联系，它们可能共享一些细胞层面的发病机制，这使得情况更加复杂。另外，胎儿脑积水还会引发室管膜细胞和神经上皮的改变，导致神经上皮剥脱，影响神经干细胞（Neural stem cells，NSCs）和神经前体细胞（Neural progenitor cells，NPCs）的正常功能，引发一系列神经病理变化，比如神经细胞异位和癫痫等问题。同时，神经炎症也在 HCP 的发展过程中 “推波助澜”，激活的小胶质细胞和星形胶质细胞释放各种因子，加重脑损伤，还会影响少突胶质细胞的功能，导致髓鞘形成异常。

面对这些棘手的问题，研究人员一直在努力寻找解决办法。为了深入了解 HCP 对神经发育的影响，找到更有效的治疗时机和方法，西班牙耶稣乌松微创外科中心以及美国辛辛那提儿童医院医疗中心的研究人员展开了一项重要研究。他们的研究成果发表在相关领域的知名期刊上，论文名为《胎儿羊梗阻性脑积水模型中神经前体细胞增殖和分化的改变及潜在干预时间窗的确定》 。这项研究通过对胎儿羊梗阻性脑积水模型的研究，发现了 HCP 对神经发生和神经胶质发生的显著影响，并找到了一个潜在的产前手术干预的最佳时间窗口，这一成果为改善受影响胎儿和新生儿的治疗效果带来了新的希望。

为了开展这项研究，研究人员运用了多种关键技术方法。他们建立了胎儿羊梗阻性 HCP 模型，通过向胎儿羊脑池内注射 BioGlue 来诱导脑积水。实验过程中，对不同孕期阶段的胎儿羊大脑进行研究，采用了组织学和分子生物学技术。组织学上，运用苏木精 - 伊红（H&E）染色来观察大脑组织形态学变化；利用免疫荧光染色，使用针对不同细胞标记物的抗体，如 Pax6、Sox2、GFAP 等，来识别和定位不同类型的细胞。分子生物学方面，进行蛋白质免疫印迹（Western blot）分析，检测相关蛋白的表达水平；通过 RNA 提取和实时荧光定量聚合酶链式反应（RT - qPCR），测定基因的表达变化情况。同时，运用统计学方法对数据进行处理和分析，以确定实验结果的显著性差异。

下面我们来详细看看研究的结果。

1. VZ 破坏导致 NSCs/NPCs 易位和 PH 形成：研究人员发现，在诱导 HCP 后，从 E105 开始，脑室周围的 VZ（ventricular zone，脑室区，是神经干细胞和前体细胞所在区域）就出现了破坏，也就是室管膜剥脱。通过 H&E 染色和免疫荧光染色观察发现，这会导致神经前体细胞暴露并移位到脑室，同时，脑室周围区域会积累一些停滞的神经母细胞，这些细胞聚集在一起，就形成了室管膜下异位（Periventricular heterotopia，PH）。这表明 VZ 的破坏与异常的皮质组织和功能密切相关，是 HCP 引发神经发育异常的重要原因之一。
2. VZ 破坏导致神经前体细胞减少：神经发生是一个复杂的过程，受到多种转录因子的调控。研究人员对 NPCs 相关标记物 Pax6 和 Sox2 进行研究，通过免疫荧光染色、Western blot 分析和 RT - qPCR 检测发现，在 HCP 早期（E105），Pax6 和 Sox2 阳性细胞数量有一个短暂的增加，但随着孕期的推进，其表达逐渐下降。到了 E125 和 E140 时，HCP 组的 Sox2 表达与对照组相比显著下调。这说明 HCP 会干扰神经前体细胞的正常增殖和维持，影响神经发生过程，使得神经前体细胞数量减少，进而影响大脑的正常发育。
3. 室管膜剥脱导致神经发生改变：在正常的大脑发育过程中，转录因子在神经元分化和迁移中起着关键作用。研究人员对 Tbr2、Ascl1 和 DCX 等转录因子进行研究，通过 RT - qPCR 和 Western blot 分析发现，在 HCP 胎儿中，这些转录因子的表达在不同孕期出现了失调。例如，Ascl1 和 Tbr2 基因的表达在 E105 时最初增加，随后呈现不同的变化趋势；DCX 在 E105 时基因表达和蛋白水平显著增加，到足月时又下调。通过对 DCX 染色观察发现，PH 由密集排列、形态不规则的 DCX 阳性细胞组成。这一系列结果表明，室管膜剥脱干扰了皮质神经元的分化途径，导致神经发生异常，影响了大脑神经元的正常发育和功能。
4. 随着孕期进展，室管膜剥脱区域的星形胶质细胞反应加剧：当 HCP 发生时，室管膜剥脱区域会引发星形胶质细胞反应。研究人员通过检测星形胶质细胞的标记物 GFAP、vimentin 和 Aq4，运用 RT - qPCR、Western blot 分析和免疫荧光染色发现，从 HCP 早期开始，这些标记物的基因表达就显著增加，在孕期后期（E140）更为明显。而且，免疫荧光染色显示，HCP 样本中星形胶质细胞的形态和组织方式发生了改变。此外，研究还发现，在 E105 时，脑积水大脑 VZ 中的 GFAP?星形胶质细胞还表达 Pax6，这表明 NPCs 中的 Pax6 细胞可能分化为星形胶质细胞，参与维持内环境稳定和修复过程，但同时也可能对神经发生产生影响。
5. 早期胎儿脑积水减少髓鞘形成：在大脑发育过程中，神经发生之后是神经胶质发生，少突胶质细胞负责髓鞘的形成。研究人员使用 Olig2、Sox10、MBP 等作为少突胶质细胞和髓鞘形成的标记物，通过 RT - qPCR、Western blot 分析和免疫荧光染色发现，在 HCP 组中，虽然在 E105 时 MOBP 和 MOG 基因表达上调，但随后 Sox10、MOBP、MOG 基因表达以及 MBP 和 Olig2 蛋白表达在孕期中晚期显著下调。免疫荧光染色也观察到髓鞘损伤的现象。这说明 HCP 会阻碍少突胶质细胞的正常发育和髓鞘形成，影响大脑白质的正常功能，对神经系统的发育产生不利影响。

综合研究结果和讨论部分，这项研究意义重大。它清晰地揭示了先天性 HCP 对胎儿神经发育的深远影响，让我们对 HCP 的病理过程有了更深入的理解。通过对不同孕期神经发生和神经胶质发生相关指标的研究，明确了 HCP 导致神经发育异常的具体机制，比如 VZ 破坏、神经前体细胞减少、神经发生和神经胶质发生改变等。更为关键的是，研究找到了一个潜在的产前手术干预时间窗口，即在羊模型中 E105 - E125 之间，这对应着人类妊娠的中晚期。在这个时间段进行手术干预，有可能在不可逆的神经损伤发生之前，减轻脑积水对胎儿大脑的损害，为产前治疗提供了重要的理论依据和实践指导。虽然目前的研究还存在一些局限性，如动物模型与人类的差异、样本量等问题，但它为未来的研究指明了方向。随着对 HCP 病理机制的深入了解和治疗技术的不断发展，有望开发出更有效的治疗方法，改善脑积水患儿的预后，让这些孩子能够拥有更好的未来。