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來源：學(xué)術(shù)經(jīng)緯
頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》上，最近發(fā)表了一篇有關(guān)“血腦屏障”的研究論文。來自斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們?cè)诒容^年輕小鼠和老年小鼠的大腦后，發(fā)現(xiàn)一個(gè)令人意外的現(xiàn)象?！蹲匀弧吩u(píng)論說，“這一發(fā)現(xiàn)將改變我們對(duì)血腦屏障及其隨年齡變化的認(rèn)識(shí)”。
大約120年前，科學(xué)家們?cè)诮o全身各個(gè)組織和器官染色時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一層神秘而特殊的屏障，會(huì)把通過血液傳送的染料分子擋在腦組織以外。后續(xù)的研究顯示，除了染料，血流內(nèi)的很多物質(zhì)，比如致炎因子、大分子藥物等，都會(huì)被這層“血腦屏障”所阻擋，無法輕易滲透進(jìn)腦組織。
隨著年齡增長，就像年久失修的水管一樣，血腦屏障也可能出現(xiàn)“滲漏”問題。近年來的一些研究發(fā)現(xiàn)，血腦屏障的通透性變大與認(rèn)知功能衰退不無關(guān)系，例如在腦外傷、阿爾茨海默病患者當(dāng)中，一些有神經(jīng)毒性的蛋白質(zhì)分子就更容易從血管“漏”進(jìn)腦組織，可能是造成病變的重要因素。
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不難看出，血腦屏障不容易通透的特點(diǎn)既保護(hù)了大腦免受傷害，也為藥物輸送制造難題，重要性不言而喻。
然而，在這項(xiàng)新研究中，科學(xué)家們采用新的示蹤方法卻發(fā)現(xiàn)，年輕健康的大腦中，血腦屏障的滲透性其實(shí)并不差！它們?cè)试S血液中的大量蛋白質(zhì)進(jìn)入大腦，數(shù)量比進(jìn)入老年大腦的更多，速率也比過去以為的更快。
不同于以往對(duì)血腦屏障的研究，Tony Wyss-Coray教授領(lǐng)銜的研究小組并沒有采用注射外源示蹤劑的方法，而是給數(shù)百種構(gòu)成血漿的內(nèi)源蛋白質(zhì)打上了化學(xué)小標(biāo)簽，然后追蹤這些蛋白質(zhì)在小鼠全身的活動(dòng)，尤其是與血腦屏障的相互作用。
標(biāo)記示蹤數(shù)百種血漿蛋白的方法示意圖
他們由此發(fā)現(xiàn)，在健康的年輕小鼠中，進(jìn)入大腦的血漿蛋白數(shù)量要比以前認(rèn)為的多得多。研究人員猜測，它們有可能與神經(jīng)環(huán)路相互作用，調(diào)節(jié)情緒、行為等各種神經(jīng)功能。
相比之下，在年老的小鼠中，滲透到腦中的血漿蛋白含量卻比較低。這個(gè)結(jié)果令人驚訝，畢竟過去使用外源示蹤劑的多項(xiàng)研究表明，隨著年齡增長，血腦屏障的通透性會(huì)增加。
這一看似矛盾的結(jié)果，經(jīng)過研究人員對(duì)蛋白運(yùn)輸機(jī)制的進(jìn)一步研究得到了解釋。原來，構(gòu)成血腦屏障的主要成分——血管內(nèi)皮細(xì)胞，起著限制蛋白質(zhì)進(jìn)出的作用，但這些細(xì)胞上分布著很多受體。在年輕大腦中，這些受體與特定的蛋白質(zhì)結(jié)合，形成快遞包裹“囊泡”，接送這些內(nèi)源蛋白質(zhì)穿越細(xì)胞。而在老年小鼠中，以受體為中介的蛋白質(zhì)運(yùn)送顯著減少；相反，不依賴受體的轉(zhuǎn)運(yùn)，也就是無差別性滲漏，變得更多了。
隨著年齡增長，蛋白質(zhì)通過血腦屏障的特異性減弱了
為了解血腦屏障運(yùn)送蛋白質(zhì)的機(jī)制，研究人員還對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的基因進(jìn)行排查，尋找影響血漿蛋白攝取的基因?！斑@些基因或許有助于找出與受體介導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的跨膜受體。”研究人員說道。這些受體可以用來設(shè)計(jì)“特洛伊木馬”，幫助藥物分子穿越血腦屏障作用于大腦。
舉例來說，過去人們發(fā)現(xiàn)，“運(yùn)鐵蛋白受體”是血腦屏障中的一種“帶貨”受體，因此藥物研發(fā)人員設(shè)法讓這種受體扮演“特洛伊木馬”的角色，把大分子藥物帶入大腦。
研究作者總結(jié)說，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)不僅揭示了健康大腦的血腦屏障功能，幫助研究人員理解血腦屏障在阿爾茨海默癥等涉及認(rèn)知功能下降的疾病中到底起什么作用，還有可能帶來新的方法幫助我們把藥物輸送到大腦中去。
