作者 |  辛雨

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大腦由數十億個神經細胞組成，這些脆弱的細胞需要在一個受保護的環境中才能正常工作。

這個微妙的環境被400英里長的特殊血管系統保護著，這些血管能限制與大腦接觸的物質，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重要。

“但在神經系統疾病的背景下，這道屏障卻成為最大的‘敵人’，因為它阻礙了治療****物的通過。”美國耶魯大學醫學院內科心血管研究中心教授Anne Eichmann說。

為了給****，多年來，神經學家和血管生物學家一直都希望找到一顆神奇的“子彈”，可以暫時打開血腦屏障。

如今，Eichmann的研究團隊開發出一種抗體工具，可以一次性打開血腦屏障幾個小時，從而將****物輸送到患者大腦。

相關研究結果日前發表于《自然—通訊》。

Eichmann說：“這是我們首次發現如何用分子控制血腦屏障。”

血腦屏障的形成和維持依賴于Wnt信號通路，它調節著許多關鍵的細胞過程。Eichmann團隊試圖對這一途徑進行調節，以便“按需”打開血腦屏障。

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。

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

研究人員還發現，一種名為Claudin5的蛋白質也隨之顯著減少了，后者對血腦屏障內皮細胞之間的緊密連接至關重要。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現Unc5B和Wnt信號通路之間的聯系。通過這項新研究，他們發現，Unc5B受體控制著Wnt通路，起著上游調節器的作用。

接下來，研究人員在已經建立血腦屏障的成年小鼠體內敲除Unc5B，發現在沒有Unc5B的情況下，血腦屏障是開放的。

此外，他們發現，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送信號的Netrin-1配體，也會導致血液屏障缺陷。

于是，研究團隊開發了一種可以阻止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暫時打開。

“這是一個相當迷人的過程，我們能以一種對時間非常敏感的方式打開血腦屏障，以促進****物輸送。”該論文第一作者、耶魯大學博士后研究員Kevin Boyé說。

由于血腦屏障阻止了除極少數小分子外的所有分子的進入，因而導致神經系統疾病極難治療，如阿爾茨海默氏癥、多發性硬化癥、腦瘤和抑郁癥等。控制這一屏障將有助于未來的****物輸送。

值得一提的是，研究團隊目前還沒有發現任何潛在并發癥，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元，以及如何將其用于****物輸送做了許多基礎性研究，并發現血腦屏障有可能被用作****物穿透大腦的傳遞平臺。

接下來，研究團隊希望了解如何將該發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系統其他區域。

相關論文信息：

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

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