任性！血腦屏障，說(shuō)開(kāi)就開(kāi)

作者 |  辛雨

圖片來(lái)源：pixabay

大腦由數十億個(gè)神經(jīng)細胞組成，這些脆弱的細胞需要在一個(gè)受保護的環(huán)境中才能正常工作。

這個(gè)微妙的環(huán)境被400英里長(cháng)的特殊血管系統保護著(zhù)，這些血管能限制與大腦接觸的物質(zhì)，這就是血腦屏障。

血腦屏障對于保護腦組織免受毒素和病原體的侵害至關(guān)重要。

“但在神經(jīng)系統疾病的背景下，這道屏障卻成為最大的‘敵人’，因為它阻礙了治療****物的通過(guò)?！泵绹敶髮W(xué)醫學(xué)院內科心血管研究中心教授A(yíng)nne Eichmann說(shuō)。

為了給****，多年來(lái)，神經(jīng)學(xué)家和血管生物學(xué)家一直都希望找到一顆神奇的“子彈”，可以暫時(shí)打開(kāi)血腦屏障。

如今，Eichmann的研究團隊開(kāi)發(fā)出一種抗體工具，可以一次性打開(kāi)血腦屏障幾個(gè)小時(shí)，從而將****物輸送到患者大腦。

相關(guān)研究結果日前發(fā)表于《自然—通訊》。

Eichmann說(shuō)：“這是我們首次發(fā)現如何用分子控制血腦屏障?！?/span>

血腦屏障的形成和維持依賴(lài)于Wnt信號通路，它調節著(zhù)許多關(guān)鍵的細胞過(guò)程。Eichmann團隊試圖對這一途徑進(jìn)行調節，以便“按需”打開(kāi)血腦屏障。

研究人員選擇研究一種名為Unc5B的分子，該分子是在毛細血管內皮細胞中表達的內皮膜受體。

實(shí)驗結果表明，如果敲除小鼠體內的Unc5B，這種嚙齒動(dòng)物便會(huì )在胚胎發(fā)育早期死亡，因為它們未能形成正常的血管系統，這表明Unc5B是血管發(fā)育中的一個(gè)重要分子。

研究人員還發(fā)現，一種名為Claudin5的蛋白質(zhì)也隨之顯著(zhù)減少了，后者對血腦屏障內皮細胞之間的緊密連接至關(guān)重要。這讓研究團隊意識到，Unc5B在維持血腦屏障方面可能很重要。

研究人員此前并未發(fā)現Unc5B和Wnt信號通路之間的聯(lián)系。通過(guò)這項新研究，他們發(fā)現，Unc5B受體控制著(zhù)Wnt通路，起著(zhù)上游調節器的作用。

接下來(lái)，研究人員在已經(jīng)建立血腦屏障的成年小鼠體內敲除Unc5B，發(fā)現在沒(méi)有Unc5B的情況下，血腦屏障是開(kāi)放的。

此外，他們發(fā)現，移除負責屏障效應、與Unc5B受體結合并在細胞之間或細胞內部發(fā)送信號的Netrin-1配體，也會(huì )導致血液屏障缺陷。

于是，研究團隊開(kāi)發(fā)了一種可以阻止Netrin-1與Unc5B結合的抗體。注射該抗體后，研究人員能夠干擾Wnt信號通路，導致血腦屏障在需要時(shí)暫時(shí)打開(kāi)。

“這是一個(gè)相當迷人的過(guò)程，我們能以一種對時(shí)間非常敏感的方式打開(kāi)血腦屏障，以促進(jìn)****物輸送?！痹撜撐牡谝蛔髡?、耶魯大學(xué)博士后研究員Kevin Boyé說(shuō)。

由于血腦屏障阻止了除極少數小分子外的所有分子的進(jìn)入，因而導致神經(jīng)系統疾病極難治療，如阿爾茨海默氏癥、多發(fā)性硬化癥、腦瘤和抑郁癥等?？刂七@一屏障將有助于未來(lái)的****物輸送。

值得一提的是，研究團隊目前還沒(méi)有發(fā)現任何潛在并發(fā)癥，但計劃在以后的研究中評估抗體的有效性和潛在毒性。

Eichmann表示，他們圍繞人體如何建立如此緊密的屏障保護神經(jīng)元，以及如何將其用于****物輸送做了許多基礎性研究，并發(fā)現血腦屏障有可能被用作****物穿透大腦的傳遞平臺。

接下來(lái)，研究團隊希望了解如何將該發(fā)現應用于腦腫瘤的化療。他們目前還在研究是否可以將抗體應用到大腦之外的中樞神經(jīng)系統其他區域。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41467-022-28785-9

《中國科學(xué)報》 (2022-03-18 第2版 國際 原標題為《科學(xué)家可能打開(kāi)了血腦屏障》)