原理 2026-11-13 22:03:05
我们的脑受到血脑屏障的保护。血脑屏障由脑血管中的一系列细胞构成,将脑与身体其他部位的血液循环隔开。长期以来,科学家主要将血脑屏障视为一道保护脑的防线,阻止血液中的有害物质进入脑组织。
如今,一项近期发表于《细胞》杂志的研究表明,血脑屏障不仅是一道阻止有害物质进入脑的防线,也是一个具有选择性的物质交换界面:它能够将血液中的特定蛋白质选择性地运送到不同类型的脑细胞,从而帮助维持脑的健康。
研究团队通过小鼠实验,首次系统绘制了血液蛋白质穿过血脑屏障进入脑的图谱,鉴定出92种能够进入脑组织的蛋白质。他们还发现,这种选择性运输功能的异常,可能与阿尔茨海默病的早期病理变化有关,为探索神经退行性疾病的新疗法提供了线索。
脑与身体的对话
人体内的多个器官,例如肝脏和肾脏,会在不同时间向血液中释放不同的蛋白质。这意味着,血浆所含蛋白质的种类及其组成,可以向脑传递有关身体当前状态的重要信息。
但由于血脑屏障的存在,脑究竟能够感知其中哪些蛋白质呢?为了回答这个问题,研究团队希望追踪有哪些血浆蛋白质能够被运送到小鼠的脑中。但是现有方法不仅效率较低,还可能干扰机体正常的生理过程。
因此,在这项研究中,研究人员借助曾获诺贝尔奖的蛋白质标记化学技术,开发出一种更高效的方法,能够在不干扰蛋白质正常生物学功能的情况下,对血液中的大量蛋白质进行标记,并追踪其中哪些能够进入脑。
他们利用这种方法,对小鼠血液中的各类蛋白质进行了标记,再将这些蛋白质注射回小鼠的血液循环中。接着,通过检查小鼠的脑组织,他们确定了哪些被标记的蛋白质成功穿过了血脑屏障。
在他们追踪的861种蛋白质中,有92种成功穿过了血脑屏障进入脑。这些蛋白质大多由脑以外的其他器官产生,特别是肝脏。
这一发现表明,血液中的蛋白质就像是信使,它们携带着来自身体其他部位的信号,而血脑屏障会选择性地将脑需要的蛋白质运送进来。
研究团队还发现,这些蛋白质在进入脑后,会被引导至特定类型的脑细胞,并在那里发挥各自的功能。这就像一套“分子邮政编码”系统,帮助不同的蛋白质准确抵达各自的目的地。
例如,一种由肝脏产生的蛋白质能够进入脑,为一种被称为星形胶质细胞的脑细胞提供支持。这种蛋白质名为载脂蛋白A1(APOA1)。
研究人员进一步发现,APOA1可以通过血脑屏障上的SR-B1受体进入脑,随后与星形胶质细胞中的ABCA1蛋白相互作用,促进胆固醇外排。这一过程有助于维持神经元之间正常的突触连接。
此前的研究已发现,这条通路的功能障碍与阿尔茨海默病风险升高有关。这意味着,来自身体其他部位的信号,可能在维持脑的正常功能方面发挥着重要作用。
当供应通道出现故障
科学家早已知道,随着阿尔茨海默病的发展,血脑屏障会逐渐受损,使有害分子得以渗入脑。研究人员想知道:当疾病发生时,这套物质运输系统会出现怎样的变化?
利用新开发的蛋白质标记技术,研究团队对阿尔茨海默病模型小鼠进行了研究。他们发现,在血脑屏障的结构遭到破坏之前,它向脑运输APOA1等具有保护作用的蛋白质的能力就已经下降。与此同时,这种蛋白质运输障碍还伴随着神经元之间的连接减少、行为改变,以及其他阿尔茨海默病早期的典型病理表现。
这些发现引出了一个重要问题:如果增加APOA1的供应,能否减轻阿尔茨海默病的相关症状?
为了寻找答案,研究人员利用经过基因改造、能够在肝脏中产生更多APOA1的小鼠模型开展实验。结果发现,随着更多APOA1穿过血脑屏障进入脑,小鼠表现出的阿尔茨海默病相关异常也有所减轻。例如,星形胶质细胞中的脂质积累减少,炎症相关分子的水平也有所下降。
从脑之外治疗脑
这些发现为理解和治疗阿尔茨海默病提供了新的视角:疾病的发生可能不仅与脑内部的病理变化有关,还可能与脑从身体其他部位获得的物质供应减少有关。
如果这一推测得到进一步证实,研究人员或许就能从脑之外入手,通过恢复有益蛋白质的供应来改善脑功能。例如,促进肝脏等器官产生更多APOA1,使更多具有保护作用的蛋白质进入脑。
此外,研究团队绘制的92种蛋白质图谱,不仅揭示了哪些蛋白质能够进入脑,还为利用血脑屏障天然的转运机制提供了线索。未来,研究人员或许能够借助这些机制,将药物更高效地送入脑,甚至利用类似“分子邮政编码”的机制,将药物精准递送至特定类型的脑细胞。
当然,这些潜在的治疗策略仍有待进一步研究,尤其需要验证小鼠实验中的发现能否适用于人类。但这项研究已经提供了一张新的蓝图:通过理解脑与身体其他部位之间的物质交换,我们或许能够找到从脑之外保护和治疗脑的新方法。
#参考来源:
https://gladstone.org/news/study-rewrites-rules-blood-brain-barrier/
https://www.nature.com/articles/d41586-026-03655-2
https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.10.039
#图片来源:
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发布时间:2026-11-13 21:21:09
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