最新研究表明血脑屏障能智能挑选体内蛋白送入大脑。补齐受损的物资通道,有望从脑外开辟阿尔茨海默病新疗法。

100年来,医学界一直把血脑屏障看成一面简单的物理防护墙,以为它的唯一作用就是阻挡血液中的毒素侵入大脑。然而,发表在《细胞》杂志上的一项最新研究刷新了这项传统认知。科学家发现,血脑屏障其实是一个高度智能的分子传输接口,它能主动挑选血液中由身体其他器官产生的特定蛋白质,并精准递送到脑内的特定细胞中。大脑的健康,在很大程度上依赖这条来自全身的精细分子供应链。

在这项研究中,旧金山格莱斯顿研究所的生物工程师Andrew Yang与实验室研究员Haoyue Zhou追踪了小鼠血液中的861种蛋白质,发现其中有92种蛋白质可以穿越血脑屏障进入脑组织。这些来自远方器官的蛋白质就像携带着身体信号的信使,而血脑屏障只选择性地吸收大脑真正所需的分子。一旦进入大脑,它们就会被分发给不同的细胞,参与多项关键的生理过程。

血脑屏障不只是防盗门,它还负责给大脑配送特定蛋白质

这项发现为攻克阿尔茨海默病带来了新视角。随着阿尔茨海默病病情加重,血脑屏障会在物理上发生破损渗漏。但研究人员怀疑,血脑屏障在传输蛋白方面的失灵可能早在物理破损前就已经发生。

实验显示,两种来自肝脏的蛋白质起着至关重要的作用。第一种是APOA1蛋白,它进入大脑后会被送往星形胶质细胞,激活一条维持神经连接健康的关键通路。过去的研究表明,当这条通路功能衰退时,阿尔茨海默病的发病风险会显著上升。第二种是α1抗胰蛋白酶,它会被递送到大脑的主要免疫细胞小胶质细胞中。

在患有阿尔茨海默病的小鼠体内,大脑中的APOA1蛋白水平明显下降,而α1抗胰蛋白酶的吸收量却异常增加。这表明在血脑屏障渗漏有害物质之前,它就已经停止让有益蛋白质通过,大脑的身体供应链出现了衰竭。为了验证这一点,研究人员对小鼠实施了靶向肝脏的基因疗法,提升其肝脏产生APOA1蛋白的能力。结果令人振奋,小鼠脑内的APOA1水平恢复后,即便带有致病基因,其阿尔茨海默病的症状也得到了明显改善。

Andrew Yang表示,阿尔茨海默病可能并不完全起源于大脑内部,而是始于身体向大脑输送物资的线路被切断。如果这一机制在人体中同样成立,未来或许能通过补充体外蛋白质或研发新型血脑屏障递送载具,从脑外入手治疗阿尔茨海默病。

当然,由于目前的研究建立在小鼠模型之上,人类与小鼠在血脑屏障受体表达、血浆成分及屏障特性上存在差异,且基因诱导的小鼠模型无法完全涵盖复杂的病因。要将这一发现转化为人类的临床疗法,还需要进行更多的后续探索。

血脑屏障不只是防盗门,它还负责给大脑配送特定蛋白质

原文:https://www.sciencealert.com/study-rewrites-the-rules-of-the-blood-brain-barrier-including-proteins-that-may-be-involved-in-alzheimers