『干细胞篇』血脑屏障相关
血脑屏障的结构和功能以及疾病中的作用研究
血脑屏障的结构和功能以及疾病中的作用研究血脑屏障是指位于脑血管系统内的组织结构，由由神经血管内皮细胞和外周细胞间紧密连接形成的结构。
在生理状态下，血脑屏障起着保护脑部免受有害分子和细胞入侵的作用，同时也能调节脑内物质的代谢和运输。
然而在一些疾病状态下，血脑屏障的功能会受到破坏，引起脑部疾病的发生。
因此，对血脑屏障的结构和功能及其扰动相关疾病的研究是十分重要的。
一、血脑屏障的结构神经血管内皮细胞和外周细胞间的紧密连接形成了血脑屏障，这种连接叫做紧密连接（tight junction）。
紧密连接由许多膜蛋白和细胞骨架支持，确保了神经血管内皮细胞之间的非常接近，几乎不留隙缝。
这种结构让神经血管内皮细胞能够起到基本过滤作用，从而防止细菌和有毒物质进入脑脊液和脑部。
此外，神经血管外层还覆盖有神经胶质细胞，这些胶质细胞能够释放一些物质，帮助维持神经元正常生理功能。
二、血脑屏障的功能血脑屏障的功能不仅仅是起着基本过滤作用，还包括了一定的代谢和转运功能。
例如，血脑屏障能够调节脑内的氨基酸和葡萄糖的代谢和运输，保证脑部正常的能量代谢。
此外，血脑屏障也能调节一些离子，如钙离子、钠离子和氢离子等，维持脑内正常生理功能。
三、疾病中的血脑屏障在一些疾病状态下，血脑屏障的结构和功能会受到破坏，例如神经炎、脑肿瘤、脑炎、脑出血以及脑中风等。
在这些情况下，血脑屏障的紧密连接会变得不稳定，使得血脑屏障对细菌和有害分子更加敏感。
研究表明，血脑屏障的破坏可能对神经损伤和炎症反应的发生和发展起重要作用。
血脑屏障的破坏还可能通过促进炎症反应影响脑部的血供和代谢。
神经炎症反应在脑中是不常见的，而且可能会导致一些其他的疾病，例如阿尔茨海默症和帕金森病。
此外，有研究表明，在糖尿病和肥胖症等疾病中，血脑屏障也可能发生变化，从而影响脑的正常生理功能。
四、研究血脑屏障研究血脑屏障的结构和功能及其在疾病中的作用已经成为研究领域中的热点。
研究者们利用多种技术手段来研究血脑屏障，如血脑屏障通透性的测量、表面等电焦点电泳、液相色谱法、核磁共振和光学显微镜等，以探究血脑屏障的结构和功能以及其在疾病中的作用。
血脑屏障在神经系统疾病中的功能与作用研究
血脑屏障在神经系统疾病中的功能与作用研究神经系统是身体各个系统协同工作的中枢，也是我们人类非常复杂、关键的一部分。
但随着生活压力的增大、环境污染的恶化、饮食营养的失衡等外界因素的干扰，神经系统面临越来越多的挑战和威胁。
这些外界因素对神经系统的影响最终会造成各种神经系统疾病的产生，如阿尔茨海默病、帕金森病、癫痫、脑卒中等等。
在这些神经系统疾病的治疗过程中，有一个非常重要的部分需要研究，那就是血脑屏障。
血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）是阻止血液中的有害物质进入脑组织和脊髓的屏障。
它是由微血管内皮细胞、脉络丛上皮细胞和星形胶质细胞等构成的一层防御屏障。
了解血脑屏障对于神经系统疾病的诊断和治疗至关重要。
1. 血脑屏障的构成和功能血脑屏障主要由三类细胞组成：微血管内皮细胞、基底膜和星形胶质细胞。
微血管内皮细胞是屏障的主要构成部分，它们之间的连接是非常紧密的，形成了血脑屏障。
基底膜是微血管内皮细胞和星形胶质细胞之间的物理隔离层。
星形胶质细胞通过向微血管内皮细胞释放一系列化学信号和分泌物质来影响血脑屏障的不透性。
血脑屏障的最主要功能在于保护中枢神经系统（CNS）免受外界有害物质的侵害。
血脑屏障可以阻止血液中的细胞、蛋白质、毒素、药物和病毒等物质向脑组织和脊髓内部渗透。
这种保护机制对于身体的健康非常重要，如果没有血脑屏障的阻隔，中枢神经系统可能会受到伤害或者感染，导致各种神经系统疾病的产生。
2. 血脑屏障与神经系统疾病虽然血脑屏障的存在对于维持中枢神经系统的健康至关重要，但是在某些情况下，神经系统疾病仍然会破坏血脑屏障的结构和功能，从而导致有害物质穿过屏障进入到中枢神经系统中。
多个神经系统疾病都被发现与BBB的破坏有关，如阿尔茨海默病（Alzheimer disease）、帕金森病（Parkinson disease）、多发性硬化病（Multiple Sclerosis）等等。
阿尔茨海默病的大脑BBB的破坏往往是通过淀粉样蛋白β的积累导致的。
血脑屏障的名词解释
血脑屏障的名词解释人类的大脑是一个复杂而奇妙的器官，对我们的思维、行为和感官等方面起着至关重要的作用。
然而，大脑的保护也变得非常必要，因为它是如此脆弱而容易受到伤害。
在大脑中，有一个重要的防线，被称为血脑屏障。
血脑屏障，也称为脑血屏障，是一种细胞组织结构，是连接微血管和神经元之间的界面。
它的主要功能是限制和控制从血液进入大脑的物质，以保护神经系统的正常功能。
在血脑屏障存在之前，大脑受到来自外部环境的伤害的风险将大大增加。
血脑屏障的主要成分是由特殊类型的细胞组成的血管内皮细胞。
这些细胞通过形成紧密连接，形成了一个相对不透水的屏障。
这种屏障通过控制物质的通过来维护大脑内环境的稳定。
除了血管内皮细胞，其他细胞类型，如胶质细胞，也起到维护和支持血脑屏障功能的作用。
血脑屏障的最重要的功能是限制大脑和血液之间的物质交换。
它通过多种机制阻止大多数药物、细菌和毒素进入大脑。
只有一些特定的物质，如氧气、糖类和某些药物，才能通过血脑屏障。
这一特性是大脑能够在相对稳定的环境中运行的关键。
血脑屏障还对大脑内环境的调节起着重要作用。
它能够通过选择性地允许特定物质进入大脑或排出大脑，来维持神经信号传递的平衡。
血脑屏障还能够保护神经元免受外源性毒物、炎症和感染的侵害。
然而，血脑屏障也可能成为治疗药物进入大脑的障碍。
由于其高度选择性的特性，许多药物无法穿过血脑屏障，从而限制了一些脑部疾病的治疗。
因此，科学家和医生们正在努力寻找突破血脑屏障的方法，以提供更好的治疗机会。
最近的研究表明，血脑屏障也可能与一些神经性疾病的发展有关。
当血脑屏障遭受一些外界刺激时，如感染、炎症或创伤，它可能会受到损伤或破坏。
这可能导致原本保护大脑的屏障变得失效，从而让外界有害物质进入大脑，导致炎症和神经疾病的发展。
总之，血脑屏障是大脑与血液之间的重要界面。
它通过形成物质不透水的屏障，保护和维持大脑的正常功能。
然而，它也可以成为治疗物质进入大脑的阻碍，并与一些神经性疾病的发展相关。
血脑屏障的结构和功能研究
血脑屏障的结构和功能研究血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是指由脑微血管内皮细胞、导管细胞、小胶质细胞、贴壁细胞等多种细胞构成的生理屏障，它负责能够阻挡有害物质进入脑组织，维持神经系统内环境的稳定性，是脑室周围和脑组织中间的天然屏障。
BBB是一种非特异性的保护性屏障，具有高度的选择性通透性。
因此它只能阻挡某些有害物质，如毒性药物、蛋白质、病毒和细菌等，而保护有益的物质，如氧气、葡萄糖等进入脑组织。
BBB的异常功能与许多神经系统疾病有关，如脑肿瘤、脑中风、癫痫等。
BBB的结构BBB的结构由内皮细胞和紧密排列的有机基质层构成，有机基质层是指包括基底膜、星形胶质细胞（Astrocyte）脚突和脑血管平滑肌细胞在内的多种成分。
内皮细胞表面密密麻麻地覆盖着许多壳状阴极蛋白（Claudin）和含有氨基酸残基的蛋白质（Occludin）等紧密连接蛋白，这些紧密连接蛋白是维持BBB抗渗透性的核心因素。
此外，内皮细胞膜上的ABC转运泵（ATP Binding Cassette Transporters）和多种酶类如γ-谷氨酰转移酶（γ-glutamyltransferase）也参与了与BBB的通透性有关的调节作用。
星形胶质细胞形状特殊，由一个细胞体和数条突起组成。
这些突起丰富地分布在BBB内皮细胞血管周围区域，星形胶质细胞与内皮细胞形成的间隙形成了所谓的亲密接触。
星形胶质细胞的脚突具有胶质细胞产生的脑血管收缩素（Astrocyte-derived Vasoactive Substance）等细胞因子的分泌功能，从而调节和改善BBB的透过性和稳定性。
脑血管平滑肌细胞主要表现为外膜的支持和它们构成平滑肌细胞肌束的作用。
尽管它们相对较少附着在BBB上，但它们的收缩仍可能引起脑血管的紧闭和脑血流减少。
BBB的功能BBB的主要功能是维持脑内稳定的物质和能量代谢环境。
BBB阻止了许多有害的物质（如微生物、毒素、肿瘤细胞等）进入脑组织，隔绝了血浆中许多本质分子直接进入脑组织的通道。
血脑屏障的组成结构
血脑屏障的组成结构1.引言1.1 概述血脑屏障是位于脑血管壁上的一道特殊的生物屏障，它起到了维护大脑内环境稳定和保护神经组织的重要作用。
血脑屏障通过精细调控和限制物质的进出，使得大脑能够在一个相对稳定的内部环境中运行。
血脑屏障主要由血脑屏障内皮细胞、基底膜和四类细胞外基质组成。
血脑屏障内皮细胞是形成屏障的主要细胞类型，它们具有严密的连接和特殊的转运通道，可以选择性地限制物质通过。
基底膜是一层结构完整的薄膜，位于内皮细胞的外侧，它起到了支持和维护内皮细胞的作用。
在基底膜之外，还存在着四类细胞外基质，它们主要参与了细胞外信号传导和细胞外基质的组织结构。
血脑屏障的主要功能是稳定和调节大脑内部环境。
它能够阻止多数物质通过，如外源性有毒物质和细菌等，以保护大脑免受外界的侵害。
同时，血脑屏障可以通过主动转运和通透性调节来保证大脑对必需物质和代谢产物的有效供应和排泄。
血脑屏障在维持大脑功能正常运行过程中起到了不可或缺的重要作用。
本文将详细介绍血脑屏障的基本概念、作用机制以及组成结构。
我们将探讨血脑屏障内皮细胞的特殊结构和功能，解析基底膜在血脑屏障中的重要作用，并具体介绍血脑屏障外四类细胞外基质的功能和相互关系。
最后，我们也将探讨血脑屏障的重要性以及其在疾病治疗和药物研发中的研究意义。
通过深入了解血脑屏障的组成结构和功能，我们可以更好地理解和应用于相关疾病的治疗和研究工作。
1.2文章结构文章结构介绍：在本篇文章中，我们将详细探讨血脑屏障的组成结构。
为了更好地理解血脑屏障的作用和重要性，我们首先会对血脑屏障的基本概念和作用进行介绍。
随后，我们将着重介绍血脑屏障的主要组成结构，深入了解其中的组织成分和功能。
最后，我们将总结血脑屏障的重要性以及研究血脑屏障的意义。
通过本文的阅读，读者将对血脑屏障的组成结构有更深入的了解，并能够从更全面的角度认识血脑屏障的重要性和研究意义。
1.3 目的本文的目的是介绍血脑屏障的组成结构。
跨血脑屏障的主要途径和机制
跨血脑屏障的主要途径和机制一、血脑屏障的结构与功能血脑屏障是由大脑微血管内皮细胞组成的一种特殊的生理屏障,主要功能是保护大脑免受外源性物质的侵害,维持大脑内稳态环境。
血脑屏障由内皮细胞、基底膜、周细胞和星形胶质细胞构成,其中内皮细胞通过紧密连接形成一个高度选择性的物理屏障,阻止大多数分子跨膜扩散。
血脑屏障的形成和维持依赖于内皮细胞与周围细胞之间的相互作用。
星形胶质细胞分泌多种生长因子,如转化生长因子β(TGF-β)和血管内皮生长因子(VEGF),促进内皮细胞分化并形成紧密连接,从而增强血脑屏障的屏障功能。
同时,周细胞也参与到血脑屏障的建立和维持过程中,通过分泌一些信号因子调节内皮细胞的通透性和极性。
然而,血脑屏障对于许多药物和神经递质的通过具有高度的选择性,这也成为中枢神经系统(CNS)疾病治疗的一大障碍。
因此,如何有效跨越血脑屏障成为神经药物递送领域的关键问题之一。
二、跨血脑屏障的主要途径为了克服血脑屏障的阻隔作用,研究者已经发现了几种主要的跨血脑屏障的途径,包括被动扩散、载体介导转运、受体介导转运以及通过破坏屏障完整性的途径等。
被动扩散被动扩散是最为简单直接的跨血脑屏障的方式,主要取决于药物分子的理化性质,如分子量、脂溶性、电荷等。
一般来说,分子量小于400 Da、高度脂溶性且电中性的小分子更容易通过被动扩散进入大脑。
在这种情况下,药物分子可以穿透内皮细胞膜,进入大脑组织。
然而,大多数神经递质和药物分子并不满足这些性质要求,因此被动扩散并不能有效作用于CNS疾病的治疗。
因此,研究者开发了其他一些跨屏障的策略。
载体介导转运内皮细胞膜上存在各种营养物质转运蛋白,如葡萄糖转运蛋白(GLUT)、L-亮氨酸转运蛋白(LAT)等,可以介导一些内源性分子如葡萄糖、氨基酸等跨膜转运进入大脑。
利用这些天然的转运蛋白,研究者设计了一些载体介导的跨屏障递送策略。
例如,将待递送的神经药物偶联到葡萄糖或氨基酸等小分子上,利用GLUT或LAT转运蛋白实现跨膜转运。
血脑屏障损伤的常见基因
血脑屏障损伤的常见基因全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：血脑屏障是一种位于脑血管内皮细胞和神经胶质细胞之间的物理屏障，能够保护大脑免受外界有害物质的侵害。
当血脑屏障受到损伤时，会导致大脑受到各种危害，甚至引发严重疾病。
血脑屏障损伤可能由多种因素引起，其中包括遗传因素。
下面我们来了解一下与血脑屏障损伤相关的一些常见基因。
1. CLDN5基因CLDN5基因编码一种称为claudin-5的蛋白，该蛋白是血脑屏障中一种重要的无框纤维蛋白。
研究表明，CLDN5基因的突变或异常表达与血脑屏障功能异常有关，容易导致血脑屏障损伤，从而增加大脑受到伤害的风险。
2. AQP4基因AQP4基因编码一种称为水通道蛋白4的蛋白，它在血脑屏障中发挥重要作用，负责调节大脑组织的水分平衡。
研究发现，AQP4基因的突变或异常表达可能导致血脑屏障水通道功能异常，进而引发水肿和损伤。
3. TNF基因TNF基因编码一种称为肿瘤坏死因子的蛋白，它是一种重要的炎症因子。
研究表明，TNF基因的异常激活可能促使炎症细胞透过血脑屏障，导致血脑屏障破坏，从而破坏大脑内环境的稳定性。
4. MMP9基因MMP9基因编码一种称为基质金属蛋白酶9的酶，其功能是分解细胞外基质蛋白。
研究表明，MMP9基因过度活跃可能导致血脑屏障的基质蛋白异常降解，进而导致血脑屏障破坏。
5. ABCB1基因ABCB1基因编码一种称为多药耐药蛋白1的蛋白，它参与细胞内药物转运和排泄。
研究表明，ABCB1基因的突变或异常表达可能导致药物在大脑内的浓度异常增加，从而对血脑屏障产生有害影响。
6. CYP2D6基因CYP2D6基因编码一种称为细胞色素P450 2D6的酶，它在机体内负责药物代谢。
研究发现，CYP2D6基因的突变可能导致药物代谢异常，从而增加药物对血脑屏障的毒性作用，导致血脑屏障损伤。
血脑屏障损伤与多种基因的异常表达或突变密切相关。
在未来的研究中，科学家们可以通过深入研究这些基因的作用机制，探寻治疗血脑屏障损伤的新途径，为预防和治疗与血脑屏障有关的疾病提供更多的思路和方法。
血脑屏障的生理特征及其研究方法
血脑屏障的生理特征及其研究方法血脑屏障是连接脑组织与循环系统之间的重要物理屏障，它在保持神经系统功能正常运作中起着至关重要的作用。
血脑屏障可以阻止血液中许多分子物质和细胞成分进入神经组织，从而防止血液脑质转移和维护神经环境的稳定。
本文将从血脑屏障的构成、特征和研究方法等方面进行探讨。
一、血脑屏障的构成和特征血脑屏障由多种细胞类型组成，包括微血管内皮细胞、基底膜和邻近星形细胞等。
微血管内皮细胞是主要构成血脑屏障的细胞类型，其间质充满了紧密连接蛋白，如在内皮细胞间连接的紧密连接蛋白ZO-1、Claudin和Occludin等，他们可以形成完整的屏障。
紧密连接物质是维持细胞间互不穿透的关键，它们可以防止大分子进入神经组织。
此外，基底膜也对血脑屏障的形成和维持发挥着作用，它可通过蛋白质、多胺和糖等联系和吸附微血管内皮细胞和星形细胞。
邻近星形细胞是一种特化的神经胶质细胞，星形细胞的作用不仅在于提供结构上的支持，同时还能影响神经元活动。
血脑屏障的生理特征在于，它可以过滤血液中的物质，只让小分子物质（如氧分子）和特定分子物质（如葡萄糖）通过。
这种“选择性通透性”是血脑屏障的重要特征之一，它可以有效保障神经组织的稳定运作。
二、血脑屏障的研究方法针对血脑屏障的研究，科学家们利用多种方法进行探究。
其中，透射电子显微镜和荧光显微镜是目前使用最广泛的研究方法。
透射电子显微镜能够通过特定技术将样品切片并通过电子束照射产生高分辨率图像。
这种技术可以用于观察并细致测量血脑屏障的组成结构、确定细胞的超微结构等。
荧光显微镜可以对特定物质进行标记，以便直接观察它们的位置和运动。
其中最常用的标记物是荧光素，抗体或以荧光作为标记的溶酶体标记物。
此外，尚有其它诸如穿脑氨酸、漏斗蛋白和荧光素等等，这些方法在研究血脑屏障的功能与疾病发展机制等方面也有着重要的应用和效果。
结论血脑屏障是维护神经组织正常运作的基础，它不仅具备机械阻挡外来物质的作用，而且还能进行生化过滤和运输等多种功能。
血脑屏障神经血管单元细胞分离
血脑屏障神经血管单元细胞分离
血脑屏障是一种特殊的生物屏障，位于脑血管和神经细胞之间。
它主要由神经血管单元细胞组成，包括脑血管内皮细胞、血脑屏障基底膜、脑管周围细胞和血脑屏障内胚窦细胞等。
分离血脑屏障神经血管单元细胞的方法有多种，以下是常用的几种方法：
1. 静脉灌注法：将动物（如小鼠）的心脏暴露出来，通过心脏灌注的方式将灌注液（包含胶原酶和DNA酶等）注入动脉，使灌注液通过全身循环进入脑血管，并附着在脑血管内皮细胞表面。
随后，使用玻璃胶片或刮刀轻轻剥离脑血管内皮细胞，并进行进一步培养和分离。
2. 高纯度密度梯度离心：利用密度梯度离心技术，分离出富集的脑血管内皮细胞。
首先，将动物大脑切片加入含有不同密度的葡萄糖或离子胶体溶液中，然后进行离心，使不同细胞组分在密度梯度中分层。
随后，通过收集不同密度梯度中特定层次的细胞来获取纯化的脑血管内皮细胞。
3. 免疫磁珠法：利用免疫磁珠分离技术，结合特定的抗体和磁珠，可以选择性地捕获和富集脑血管内皮细胞。
通过与细胞表面标志物反应的抗体结合，然后利用磁力将靶细胞捕获并分离出来。
这些方法可以根据需要进行适当的改进和调整，以满足不同实验的要求。
分离脑血管内皮细胞后，可以用于研究血脑屏障的功能、细胞交互作用以及相关疾病的发生机制。
《血脑屏障》课件
维持内环境稳定
总结词
血脑屏障能够调节大脑与血液之间的离子、水分和营养物质的交换，维持大脑内部环境 的稳定。
详细描述
血脑屏障能够控制离子和水分的进出，维持大脑内部的渗透压平衡。同时，它还能够调 节营养物质的运输，保证大脑获得足够的能量和营养物质。在病理状态下，血脑屏障的 调节功能可能会受到影响，导致大脑内部环境的紊乱。因此，保持血脑屏障的正常结构
防止感染和炎症扩散
防止血液中的有害物质进入大脑，保 护大脑免受损伤。
保护大脑免受感染和炎症的侵害，维 持大脑健康。
调节大脑中的物质浓度
控制小分子物质和营养物质的进入， 维持大脑的正常功能。
02
血脑屏障的生理作用
物质运
总结词
血脑屏障能够选择性地进行物质运输，控制大脑与血液之间 的物质交换。
详细描述
功能
保护大脑免受血液中有害物质的侵害，维持大脑内部环境的相对稳定，保证大 脑的正常功能。
血脑屏障的结构
脑毛细血管内皮细胞
形成紧密连接，限制物质通过 。
基膜
包围内皮细胞，提供结构支持 。
星形胶质细胞
环绕毛细血管，参与形成血脑 屏障。
神经胶质细胞
参与形成血脑屏障，调节物质 通过。
血脑屏障的重要性
维持大脑内部环境的稳定
人工膜模型
利用生物相容性材料制备人工膜，模拟血脑屏障的通透性、选择性 等特性。
血脑屏障的体内研究
动物模型
利用小鼠、大鼠等动物建立血脑屏障动物模型，通过观察药物在脑组织中的分布、浓度等指标，评估 药物的透过能力和治疗效果。
临床试验
在人体上进行药物试验，通过观察药物在脑组织中的浓度和分布，评估药物的透过能力和治疗效果。
血脑屏障研究及其相关应用
血脑屏障研究及其相关应用血脑屏障是保护大脑免受外界毒素和病毒侵袭的重要屏障。
它位于脑组织和血液之间，由一层由紧密细胞连接而成的膜组成。
这层膜具有高度的选择性，能够让必须进入脑内的营养物质通过，但对各种有害物质则进行拒绝。
血脑屏障作为一道坚实的屏障，能够保护脑部神经元和神经系统不受外界毒素的损害，但它同时也给众多医疗科技领域带来了很大的挑战。
研究人员需要战胜这个屏障，才能接近和治疗脑部疾病。
一些脑部疾病，例如脑癌、阿尔茨海默病等，疾病的治疗和诊断需要进入脑内。
但血脑屏障的严格防御策略，使得很难将外部医学剂量输送到脑内。
随着生物技术的发展，科研人员发现可以利用纳米粒子对脑部疾病进行精准的治疗，这给科研人员在研究血脑屏障方面提供了新的思路。
近年来，神经科学家和生物技术专家利用纳米技术研制出一种可穿越血脑屏障的纳米粒子。
这种纳米粒子可以通过屏障，将药物输送到脑内。
这种治疗方法的好处在于，患病脑部区域能够集中治疗，最大限度地减少副作用和创伤。
在神经科学领域，血脑屏障对于治疗许多神经退行性疾病具有重要作用。
比如，患有阿尔茨海默病的病人中，大脑细胞增加而血脑屏障含量减少。
血脑屏障研究的提升，让科学家能够通过治疗血脑屏障来对阿尔茨海默病进行有效治疗。
利用单个抗体可以清除类似于突触相互作用的损伤物质，这将促进神经元再生和细胞活力。
更进一步地说，通过深入理解血脑屏障的生理特性，科学家可以探索如何阻止血液中的粘附分子与脑部微血管壁细胞的结合，动态控制，减缓创伤的速度并帮助更新血脑屏障。
值得注意的是，血脑屏障除了在神经科学领域有重要作用，还与药物的代谢和药物跨膜输送有密切关系。
了解血脑屏障的生理特性可以更好地设计、开发和改进药物形式和传递系统，并减少不良反应和治疗失败率。
总之，了解血脑屏障的生理特性和研究其相关应用具有重要的意义。
这对于治疗神经系统疾病和开发更有效的药物治疗方案具有重要意义，使得科学家们可以与恶性肿瘤、阿尔茨海默病等重大疾病做斗争。
血-脑屏障(中英双语解读生理、功能与临床意义)
血-脑屏障目录血-脑屏障 (1)一、概述： (1)二、解剖结构： (2)三、血-脑屏障的生理机能： (3)四、血-脑屏障的功能： (3)五、改变血-脑屏障通透性的临床意义： (4)血-脑屏障：早在1885年有人发现，静脉注射苯胺染料后，全身组织均被染色，但脑却不染色，以后的研究表明许多药物和物质都不易从血液中进入脑实质中去，这种现象称为血—脑屏障。
一、概述：学术界认为血脑屏障是由两层膜和其间的细胞浆所构成。
系脑屏障的组成部分之一。
脑、脊髓各毛细血管壁的相邻内皮细胞间以牢固的结合方式彼此相连，这样可以阻止某些有害成分进入脑组织内，以利于脑、脊髓的物质代谢。
由于有屏障作用，故名。
某些感染性疾病、中毒等可破坏血-脑的屏障作用，而造成脑损害，出现相应的临床表现。
血-脑屏障：是血液与脑组织之间的屏障，可限制物质在血液和脑组织之间的自由交换。
可防止有害物质进入脑组织，对脑、脊髓起到保护作用。
毛细血管的内皮、基底膜和星状胶质细胞的血管周足等，可能就是血脑屏障的形态学基础。
二、解剖结构：血-脑屏障一种特殊的解剖结构，一般认为由软脑膜、脉络丛、脑血管和星状胶质组织所组成。
它能防止毒素及其他有害物质进入脑内损害神经细胞，同时又能保证输送脑代谢所需物质的进入和代谢产物的排出，使内环境相对稳定，以维持神经细胞的正常功能。
血-脑屏障：是隔开血液和脑组织、脑脊液的解剖功能结构。
实质上它是指血液与脑细胞、血液与脑脊液及脑脊液与脑细胞之间的三个屏障。
血脑屏障的生理、解剖基础：一是中枢神经系统的毛细血管内皮细胞间连接比较紧密、细胞之间仅有少数或没有微孔，二是比其他部位毛细血管壁多一层星形胶质细胞，三是间质液中蛋白质含量比其他部位少。
这些特征使其具有半透膜性质，因而营养物质可以通过血脑屏障，代谢产物亦可由脑细胞转移到血液中去。
外源化学物较少进入脑组织，对中枢神经系统起保护作用。
化学物质的进入与其脂/水分配系数、蛋白质结合率、解离度有关。
血脑屏障 精粹
血脑屏障是指脑毛细血管阻止某些物质（多半是有害的）由血液进入脑组织的结构。
19 世纪末,德国细菌学家Ehrlich 发现注入机体的染料可以将全身所有器官染色,却独独不能将大脑染色。
后来他的一个学生Goldman 继续了这个实验,发现将染料注入脑髓液中,只有大脑被染色而其他器官不被染色,由此Goldman 正式提出了血脑屏障(blood brain barrier BBB) 的概念。
直到20 世纪60 年代,电子显微镜的研究才揭示了血脑屏障的解剖学基础。
血脑屏障的基本结构特点包括：（1）毛细血管内皮细胞之间的紧密连接；（2）毛细血管基膜致密；（3）毛细血管基膜外有星形胶质细胞终足围绕形成的胶质膜。
血脑屏障作用：1.阻止某些物质（多半是有害的）由血液进入脑组织的结构2.减少受甚至不受循环血液中有害物质的损害3.保持脑组织内环境的基本稳定4.维持中枢神经系统正常生理状态某些物质在通过脑毛细血管内皮细胞时将遭受到胞浆内酶系统的作用而被破坏，所以即使能进入毛细血管内皮细胞的物质也不一定都能通过血脑屏障而进入脑实质。
现已发现脑毛细血管内皮细胞含有单胺氧化酶(MAO)可使属于单胺类的神经递质(如儿茶酚胺，5－羟色胺等，见后)氧化分解，又γ－氨基丁酸(GABA)虽然可被脑毛细血管内皮细胞摄入，但却又遭受细胞内GABA转氨酶的作用而被破坏，如果用β－氨基乙酸抑制该酶则GABA是可以进入脑组织的。
脑毛细血管壁内的这种生物转化作用加强了血脑屏障的屏蔽功能，使脑组织的内环境免受血液中化学成份骤然变动的影响葡萄糖、氨基酸和各种离子是靠载体转运的。
凡营养上必需的氨基酸大都转运迅速，而难以越过血脑屏障的都是非必需氨基酸。
影响血脑屏障功能的因素：1、高渗溶液用高渗溶液（如高露醇）灌注颈动脉，可使血脑屏障开放，这一过程是可逆2、高温高温会使BBB的通透性增加，导致脑水肿、脑细胞损伤。
3、冷冻脑冻伤时血管内皮生长因子A在脑血管内皮上的高度表达是导致BBB通透性增加的一个因素。
血脑屏障的构建与维护机制
血脑屏障的构建与维护机制血脑屏障是一种神经系统内环境与外界环境隔离的重要屏障，它由脑毛细血管的内皮细胞、基底膜和周围神经胶质细胞共同构成。
血脑屏障的主要作用是维护神经系统内部稳定的化学环境和离子平衡，保护神经组织不受外界环境的干扰和有害物质的毒害。
在实现这一功能的同时，血脑屏障还具有筛选与选择性通透性的特性，以确保心血管系统向神经系统供应的营养成分正常。
构建机制血脑屏障的构建是一个复杂而精细的过程。
它在胚胎发育过程中开始建立，而且必须始终维持正常的功能。
各层结构的协同作用是实现这一目标的关键。
具体地说，从静脉端的毛细血管开始，脑部内皮细胞之间的紧密连接和周围星形细胞的支持结构开始发育，形成一个完整的血脑屏障。
与此同时，血脑屏障中的各种各样的细胞类型逐渐成熟，包括脑基底膜中的基质细胞、周围星形细胞、微血管平滑肌细胞和脑内单核细胞等。
在发育过程中，很多分子和信号通路参与了血脑屏障的建立过程。
一些转录因子特别在这个过程中发挥了重要的调控作用。
其中，NF-κB、TGF-β、STAT3和SREBP等转录因子在细胞外指导组织或细胞内共同调控内皮细胞的紧密连接，维护血脑屏障的稳健性和通透性。
维护机制血脑屏障的维护是一个动态过程，在不同的生理和病理状态下，其通透性和分子运输可能会发生变化。
为此，一些分子和细胞类型参与了血脑屏障的维护，以保持其完整性和功能。
其中，astrocytes是最重要的血脑屏障组成部分之一。
这些细胞不仅提供血管周围有足够的支持，同时也可以通过不同的途径来影响毛细血管的通透性。
具体地， Astrocytes通过分泌支持基底膜的分子，如Laminin等，从而加强血脑屏障的功能。
另外，通过对于细胞周围环境的调节，astrocytes也可以均衡细胞和非细胞因素对于物质通透性的作用，以维护血脑屏障的稳定性和选择性通透性。
此外，局部皮质激素的产生和应用也能发挥一定的作用。
这些激素涉及到多种细胞类型的信号通路，并可以调节神经内皮紧密连接的结构和作用。
血脑屏障的组成与功能分析
血脑屏障的组成与功能分析血脑屏障(Blood-Brain Barrier，BBB)是指自然界中维持人脑正常生理机能与环境物质平衡的一个重要屏障，它位于毛细血管内壁，阻隔血液与脑组织的直接接触，控制外界物质的自由进出。
血脑屏障不仅防止对神经元和胶质细胞的伤害，同时它对外界环境物质、毒物、药物和病原菌等攻击有一定的保护作用，它对脑内外环境的维持发挥着至关重要的作用。
一、血脑屏障的组成血脑屏障的组成包括四部分：内皮细胞、基膜、星形细胞和内皮细胞膜上的紧密连接。
（一）内皮细胞血脑屏障的内皮细胞是毛细血管内壁的细胞，其形态、结构和功能与体外的小血管内皮细胞有很大差异。
血脑屏障内皮细胞有很多小瘤，形成了微小的突起，隆起部分中间有一个小孔，孔径大小能够改变，通过这个小孔可以控制外界物质的进出。
（二）基膜内皮细胞的外侧是一层基膜，基膜含有胶原蛋白、支持性蛋白、卵白质等，具有强健的机械支持力。
（三）星形细胞星形细胞，又称脑脊髓脉络丛细胞，是血脑屏障的主要组成部分之一，它们位于内皮细胞的外侧，贴着毛细血管外膜。
星形细胞具有支持、饮食、分泌、毒物清除等功能，在血脑屏障的发育中起到重要的作用。
（四）紧密连接毛细血管内皮细胞膜上的紧密连接是整个血脑屏障中最为重要的结构部分。
血脑屏障的微血管壁面上，内皮细胞之间存在着一层紧密连接，这种组织特性使血脑屏障能够维持很高的抗透过性，不会让外界病原菌、毒素等入侵到脑组织细胞中去，这有效保护了脑组织的完整性。
二、血脑屏障的功能血脑屏障是维持人脑功能及环境物质平衡的一个重要屏障，其主要功能包括以下几个方面：（一）隔离性作用血脑屏障的隔离性作用，使得进出脑组织的物质不发生扰动，保证了脑内外环境基本稳定。
这对于脑功能正常维持、病毒或细菌的侵入和脑内肿瘤的扩散等症状形成都具有很大的保护作用。
（二）物质交换作用血脑屏障的物质交换作用是指具有高度特异性的运输通道。
它控制脑内外的体液与物质交换，维持脑内外环境的化学平衡。
血脑屏障的结构和功能
［］ Ｋ ｎ ｉ ， ｏｄ ， ｅａａＴ ｅ ａ． ｉ ｒｕ ｃｉｎｔｓ ａｉ ｔ ７ ａａ Ｈ ｎ ａ Ｕ ｈ ｒ ， ｔ １Ｌｖ ｎ ｔ ｔ ｉ ｐｔ ｎｓ Ｓ Ｔ ｅｆ ｏ ｅ ｓｎ ｅ
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抑制 巨噬 细 胞 释 放肿 瘤 坏 死 因 子 （ＮＦ ， 轻 全 身 Ｔ ）减 炎症 反应 的生理 机制 ， 为胆碱 能抗 炎途 径［。 称 １ 胆碱 １ ］
酯酶 抑制 可 激 活胆 碱 能抗 炎途 径 ， 而减 少 炎 性 因 从
子 的产 生 ， 效 地 清 除 细 菌 感 染 ， 有 对抗 实验 性 脓 毒 症 并 改善 其存 活率 Байду номын сангаас该 机制 是否 与 脓毒 症 时血 清 Ｃ Ｅ水平 下 降有 关 ， ｈ 目前 尚少 见 报 道 ， 待 进 一 步 有
研究。
ｔ ｎｓ ］Ｅ ｒ ｌ ｈ ｍ Ｃｉ Ｂｏｈｍ， ９ ５３ （） —４ ｉ ｔＪ． ｕ ＪＣｉ Ｃ ｅ ｌ ｉ ｅ １ ９，３１：１ １． ｅ ［ ｎ ｎ ｃ １
ｓ ｒ ｍ ｉ ｅ ｎ ｙ ｓ ｉ ｎ ｅ ｗｅ ｇ ｔｏ ｔ ａ ｉｎ ｓ ｗｉ ａ ｉ ｇ ｄｉｏ — ｅ ｕ ｌ ｒ ｅ ｚ ｍｅ ｎ ｕ ｄ ｒ ｉｈ ｕ ｐ ｔｅ ｔ ｔ ｅ ｔ ｓ ｒ ｖ ｈ ｎ
血脑屏障[严选材料]
![血脑屏障[严选材料]](https://img.taocdn.com/s3/m/8b71f6499ec3d5bbfc0a7406.png)
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13
4.决定血脑屏障通透性的因素
• 物质的脂溶性 • 物质的亲水性 • 与血浆蛋白的结合程度 • 载体转运系统 • 发育的影响 ……
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14
5.血脑屏障各组分详解
血管腔面
a
内皮细胞
b
紧密连接
c
基膜
d
周细胞
e4
星星形形胶胶质质细细胞胞终终足足
Basement membrane Pericytes
End -feet of astrocytes
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中枢和外周毛细血管的差别
外周
CNS
内皮细胞
有窗孔、多小泡
无窗孔、缺乏小泡
内皮细胞连接
有间隙
紧密连接
周细胞
很少
有
基膜
无
胶质细胞
无
有 星形胶质细胞终足
内皮细胞含有的酶 无
类
内皮细胞是否能收 含收缩蛋白，对组织
物质交换非常丰富
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3
Following questions
毒素 H2O
药物
ATP
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4
How to protect?
BRAIN
BLOOD
BCB
CSF
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5
一、什么是血脑屏障
血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)：在血液和脑之间，选择性 地阻止某些物质由血进入脑的屏 障。
—— Semin Immunopathol (2010)
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多发性硬化 (Multiple sclerosis)
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血脑屏障概述
血脑屏障概述段菁菁!潘!阳!!!江西师范大学生命科学学院!南昌!""$$''"摘!要!血脑屏障存在于高等动物的脑组织与脑毛细血管之间#严格调节血脑两侧的物质转运#为中枢神经系统精密高效运行提供保障$本文介绍血脑屏障的结构%功能%作用机理#及其与疾病的关系#也是对大脑内环境稳态维持机制的解析$关键词!血脑屏障!结构与功能!作用机理!大脑内环境!!高等动物的大脑是一台极精密的,仪器-#任何轻微的环境变化都有可能影响其正常功能$由于对5=%氧浓度%离子浓度的变化高度敏感#神经元需要一个相对稳定的大脑内环境#这种稳定在很大程度上依赖于血脑屏障!*,//1\*0.+3*.00+<0#888"$%&&#年#B;0,+-;给活体动物静脉注射染料时发现#除大脑外的其他器官均着色$%K$$年#E<X.31/X4D?根据普鲁士蓝不能由血液入脑正式提出了血脑屏障这一概念&%'$%K%"年#Z/,1).3直接将染料注射进了动物的蛛网膜下腔#得到了脑组织着色#其他部分不着色的结果#进一步证实了血脑屏障的存在$后续研究发现#血脑屏障普遍存在于包括人类在内的中枢神经系统发达的哺乳动物大脑内#保护大脑免受血液中病原体和毒素的损害#是维持中枢神经系统内环境稳定的重要结构&''$!"血脑屏障的结构血脑屏障是血液循环和中枢神经系统之间的一个高度选择性透过的动态区域#主要由脑血管内皮细胞!及其之间的紧密连接"%基膜%周细胞以及星形胶质细胞构成!图%"#神经元和小胶质细胞在生理和病理状态下也会参与血脑屏障的结构和功能调节$%:%!内皮细胞!内皮细胞!<31/2;<,+.,-<,,4"是一薄层位于血管内侧相互嵌合的扁平细胞#细胞间形成紧密连接#脑毛细血管内皮细胞间的紧密连接比周围毛细血管内皮细胞间的连接要紧密#$*%$$倍#形成紧密9999999999999999999999999999999999999999999999变#更换双凸透镜#可以使远近不同的物体在白纸板上呈现清晰的物像-的感性认识#并能够形成,正常情况下#人能够看清远近不同的物体与晶状体的曲度改变有关-的概念(并能够解释,近视眼的形成原因-等$但是#模拟实验有明显的不足)首先#双凸透镜的曲度不易感知#学生很难形成深刻印象(其次#实验无论更换几个凸透镜#学生形成的认识都是简单的%片面的%肤浅的感性认识#很难长久记忆和迁移应用$若在模拟实验的基础上引入,高斯成像关系式-#即%G物距h%G像距g%G焦距$该关系式能够准确%全面地反映,物距%像距和焦距-的关系#有利于学生准确把握,眼球的成像原理-以及,近视眼和远视眼的特点-$':"!借助图表训练思维!济南出版社的.义务教育教科书+生物学/八年级上册#有下面的一个练习题)在探究种子萌发的外界条件实验中#对H组实验分别进行了如下处理#如表%$请分析回答)!本实验中有几!!表!"探究种子萌发的外界条件%号瓶'号瓶"号瓶H号瓶处理方法%$粒种子#不加水%$粒种子#加水至种子高度的一半%$粒种子#加水淹没种子%$粒种子#加水至种子高度的一半'#e'#e'#e#e组对照0变量分别是什么0"请写出每个瓶内预期的实验结果#并陈述理由$回答这个问题#需要首先两两比较$而学生回答这个问题时#往往会漏掉部分比较#也会出现重复比较$其根本原因是思维的无序性#如比较了%和'#接着比较"和H(而不是按照%*'%%*"%%*H%'*"%'*H%"*H的顺序依次进行比较$为了培养学生思维的有序性#教师可以引导学生思考怎样比较才能避免漏掉比较或重复比较$教师可以引导学生绘制比较表格!表'"$这种表格语言#学生能直观地感受到比较应遵循的顺序和方法#使学生的思路更加有序#因而更加简洁清晰$表#"比较的顺序和内容前项后项变量变量个数是否是对照实验%'"H'"H"H!!显然#利用数学语言#可以增强学生思维的规律性%有序性#发展学生的科学思维能力$"!!图%!血脑屏障结构示意图连接的成分主要有闭合蛋白!-,.(1+34"%咬合蛋白!/--,(1+34"%连接黏附分子%胞质辅助蛋白W J \,等#与内皮细胞共同形成血脑屏障的基础$内皮细胞还间接参与大脑生理活动的调节#内皮细胞葡萄糖代谢产物!如谷氨酰胺和/氨基丁酸"可以跨过血脑屏障进入大脑#进而被加工成神经递质$%:'!基膜!基膜!*.4<)<32)<)*0.3<"位于脑毛细血管内皮细胞的下表面#是由胶原蛋白%层黏连蛋白%纤维连接蛋白等蛋白纤维构成的连续网状结构#对组织结构起支持%连接作用#同时也是渗透性的障碍#兼具调节分子和细胞运动的功能$%:"!周细胞!周细胞!5<0+-?2<4"位于内皮细胞外侧#和内皮细胞之间共同拥有一个基膜#周细胞可以通过细胞间直接接触!如连接蛋白Q 钙粘蛋白"#来控制内皮细胞的功能和分化&"'$周细胞具有手指状外延#可调控毛细血管中血液流动以保证血脑屏障功能#还有调节内皮细胞渗透性%稳定微血管壁和促进微血管生成的能力$此外#周细胞还可调节中枢神经系统免疫细胞对血脑屏障的影响$%:H!星形胶质细胞!星形胶质细胞!.420/-?2<4"位于血管壁外侧#与神经元相连接并通过血管周足促进内皮细胞间紧密连接的形成与维持#阻止物质通过细胞间进入大脑$同时还参与血脑屏障中的水和离子平衡调节$此外#星形胶质细胞通过回收神经递质%刺激突触形成以及为神经元提供营养和代谢支持来维持大脑稳态$%:#!小胶质细胞!小胶质细胞!)+-0/A ,+."分布于脑血管周围#但不与脑血管直接接触#是中枢神经系统内的固有免疫细胞#小胶质细胞静息时呈高度分枝状#激活时形态呈阿米巴样#其激活通常局限于损伤和疾病活动的部位$激活后的小胶质细胞通过介导细胞因子的释放%吞噬病原体和蛋白质聚集的免疫反应来维持大脑稳态&H '$#"血脑屏障的功能':%!屏障功能!血脑屏障可以阻止绝大部分毒素%病原体%抗体等大分子进入大脑#只有J '%7J '等气体%水以及脂溶性物质能扩散通过$正常情况下#外周神经递质和绝大多数激素也无法通过血脑屏障#这有利于维持脑内中枢神经递质水平#保证大脑正常的生理功能$血脑屏障扮演着维持脑组织内环境稳定的重要角色$':'!物质运输调节功能!血脑屏障具有高度选择性#主动调节物质内流和外排运输#允许大脑必需的小分子物质!如葡萄糖%氨基酸%神经活性肽等"经主动运输通过#大脑释放的激素及代谢废物也可以通过血脑屏障进入血液#继而被运走$血脑屏障对调节脑组织的营养与代谢%维持中枢神经系统正常生理功能有重要意义$但并不是大脑所有区域都拥有血脑屏障$一些与体液调节密切联系%需要接触血液以获取信息并做出迅速反应的特殊区域!通常位于脑室系统中线附近#如松果腺%垂体后叶等"#缺少紧密连接的内皮细胞层而具有较高的通透性&%'$$"血脑屏障的作用机理物质通过血脑屏障有被动扩散%载体转运%胞吞作用等多种形式#但是许多物质通过血脑屏障的实际效率却十分低$血脑屏障的屏障功能及选择功能是通过以下途径实现的)":%!紧密连接!内皮细胞及其细胞间的紧密连接是对离子和亲水小分子高度阻拦的胞间屏障#内皮细胞内不含收缩蛋白#可维持细胞间的紧密连接&%'#这是血脑屏障的,物理屏障-$它允许许多气体!包括气态麻醉剂"的被动扩散#但限制极性溶质的进入$紧密连接迫使许多物质只能通过跨细胞途径通过血脑屏障$":'!载体介导的内流转运系统!许多内源性物质和极性营养物质!如葡萄糖和必需氨基酸"无法通过紧密连接#也无法通过被动扩散穿过内皮细胞#所以内皮细胞上有载体介导的转运系统$常见的转运载体有葡萄糖转运蛋白%!Z E69%"%单羧酸转运蛋白%!@79%"%E 型氨基酸转运蛋白!E F 9%"等$其中#Z E 69%介导转运血液中的葡萄糖进入大脑(@79%向脑内转运单羧酸物质如乳酸盐%丙酮酸盐等(EF 9%转运分子质量较大的中性氨基酸#如亮氨酸%苯丙氨酸%甲硫氨酸等&#'$":"!载体介导的外排转运系统!特殊的外排转运系统可实现高度极化的动态控制#主动外排毒素和非内源性物质#是血脑屏障的,转运屏障-$血脑屏障的内皮细胞膜上的外排转运体主要是F 9C 结合盒!F 9C *+31+3A -.44<22<#F 87"转运蛋白家族成员#内含%*'个F 9C 结合域#可借助F 9C 水解释放的能量介导多种物质跨膜转运$其中研究较多的F87转运蛋白有多药耐药相关蛋白!@O C"%C糖蛋白%乳腺癌耐药蛋白!87O C"等$":H!跨内皮细胞的胞吞作用!血脑屏障内皮细胞表面发生的胞吞作用主要有两种类型)受体介导的胞吞作用和吸附介导的胞吞作用$由于内皮细胞中存在复杂的溶酶体系统#是血脑屏障的,代谢屏障-#使得跨内皮细胞的胞吞作用转运效率很低$内皮细胞溶酶体系统由反式高尔基体网络%各时期的内体%逆转录酶阳性囊泡和溶酶体组成#大部分内吞的囊泡被重新运回细胞表面或运至溶酶体降解#仅含有需转运的大分子的囊泡才能从溶酶体的降解区室中转移出来#避免被降解&I'#并在对侧细胞膜胞吐$%"血脑屏障与疾病血脑屏障固然强大#但并非铜墙铁壁$一些病原体可以突破血脑屏障进入大脑#如乙型脑炎病毒%狂犬病毒%伪狂犬病毒等病毒$新冠病毒!>F O>7/b'"也被认为在极少数情况下有通过血脑屏障的可能#还有部分细菌%真菌和寄生虫!如卫氏并殖吸虫%疟原虫及弓形虫等"#等病原体进入后可能损伤神经元引发神经系统疾病$此外#某些毒品成分如海洛因碱!二乙酰吗啡"可凭借高度亲脂性迅速通过血脑屏障进入大脑&M'$狂犬病毒可通过血脑屏障进入大脑#但是人类自身的免疫细胞和狂犬疫苗却无法通过血脑屏障到达大脑#换而言之狂犬病毒若是通过了血脑屏障#就会引发%$$L的死亡率$血脑屏障在高度选择时同样会将超过K&L的小分子药物和%$$L的大分子药物拒之门外#限制其到达中枢神经系统的靶点#因此许多在机理上可作用于中枢神经系统疾病的药物及抗生素只能,望洋兴叹-$药物的通过效率受自身理化性质%与血浆蛋白结合率%与转运体的亲和程度及脑脊液*血液间的5=梯度和渗透压变化等因素的限制$但当大脑处于炎性病理状态时#在小胶质细胞分泌的细胞因子及趋化因子调节下#内皮细胞间紧密连接可能被破坏#血液与脑脊液渗透压发生改变#部分一般不容易通过血脑屏障的药物!如青霉素类%糖肽类药物"#此时有较高的通过效率$@/32.A3<等&&'发现#血脑屏障的破坏是阿尔茨海默症的早期标志之一$此外#脑细菌感染%脑炎%脑肿瘤%脑血管病%神经退行性病变等脑部疾病#会导致血脑屏障中紧密连接蛋白被选择性切割%基膜溶解%星形胶质细胞周足回缩#造成血脑屏障被破坏%通透性增加#进而可能引发局部血管病变%继发性神经炎症%血管源性脑水肿以及弥漫性脑组织损害等症状&K'$虽然病理状态下#血脑屏障通透性增加%发生渗漏#但远没有崩解#治疗药物面临有洞的,柏林墙-依旧束手无策$所以如何打开血脑屏障将药物送入大脑一直是研究的热门课题#也取得了长足的进展$临床上使用聚集超声和微泡造影技术结合&%$'%血管活性剂%惰性高渗溶液!如阿拉伯糖%甘露醇等"可实现血脑屏障的开放$有研究表明#某些中药成分对血脑屏障开合也有一定的调控作用$作为高等生物进化的产物#血脑屏障在保护大脑%维持大脑内环境稳态的同时#也给脑部疾病治疗带来了一定的阻碍#所以血脑屏障的药物透过%无创开合及其与脑部疾病的关系等相关研究一直热度不减#未来这些研究成果也必将创造巨大的应用价值#造福人类$ !通信作者主要参考文献&%'孙久荣:脑科学导论&@':北京)北京大学出版社#'$$%:&''F88J99Q N:U?3.)+-4/T7Q>*.00+<04)<S/,(2+/3#1+T T<0<32+.2+/3# .31)/1(,.2+/3&N':7<,,(,.0.31@/,<-(,.0Q<(0/*+/,/A?#'$$##'#!%")#'":&"'Z B O=F O U9=#V J E86O Z=#O B U P B>7:Q\-.1;<0+3)<1+.2<4 5<0+-?2+-‐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4、血脑屏障
blood brain barrier；血脑屏障是指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆和脑脊液之间的屏障，这些屏障能够阻止某些物质（多半是有害的）由血液进入脑组织。
血液中多种溶质从脑毛细血管进入脑组织，有难有易；有些很快通过，有些较慢，有些则完全不能通过，这种有选择性的通透现象使人们设想可能有限制溶质透过的某种结构存在，这种结构可使脑组织少受甚至不受循环血液中有害物质的损害，从而保持脑组织内环境的基本稳定，对维持中枢神经系统正常生理状态具有重要的生物学意义。
介于血液和脑组织之间的对物质通过有选择性阻碍作用的动态界面，由脑的连续毛细血管内皮及其细胞间的紧密连接、完整的基膜、周细胞以及星形胶质细胞脚板围成的神经胶质膜构成，其中内皮是血脑屏障的主要结构。
血脑屏障是血-脑、血-脑脊液和脑脊液-脑三种屏障的总称。
与其他组织器官的毛细血管相比，脑毛细血管及其邻近地区在结构上确有一些明显的特点（正常情况下）：①脑毛细血管缺少一般毛细血管所具有的孔，或者这些孔既少且小。
内皮细胞彼此重叠覆盖，而且连接紧密，能有效地阻止大分子物质从内皮细胞连接处通过。
②内皮细胞还被一层连续不断的基膜包围着。
③基膜之外更有许多星形胶质细胞的血管周足（终足）把脑毛细血管约85%的表面包围起来。
这就形成了脑毛细血管的多层膜性结构，构成了脑组织的防护性屏障。
在病理情况下，如血管性脑水肿时，内皮细胞间的紧密粘合处开放，由于内皮细胞肿胀重叠部分消失，很多大分子物质可随血浆滤液渗出毛细血管，这会破坏脑组织内环境的稳定，造成严重后果。
20世纪初发现，给动物静脉注射苯丙胺后，此药可以分布到全身的组织器官，唯独脑组织没有它的踪迹。
注射台盼蓝（锥虫蓝）涂料以后，全身组织都着色，而脑和脊髓则不着色。
以后陆续发现很多药物和染料注入动物体后，都有类似的分布情况。
这些事实都启示人们想到有保护脑组织的“屏障”存在。
向鸡胚注入谷氨酸后，发现谷氨酸能迅速进入鸡胚的脑组织，但在成年鸡脑中则很难进入。
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『干细胞篇』血脑屏障相关
订阅号APExBIO
01
亨廷顿氏病iPSC衍生的脑微血管内皮细胞显示WNT介导的血管生成和血脑屏障缺陷
脑微血管内皮细胞（BMECs）是血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）的重要组成部分。
虽然BBB功能障碍存在于包括亨廷顿氏病（Huntington’s Disease，HD）在内的神经障碍中，但BMECs本身是否功能受损进而导致BBB功能障碍尚不清楚。
而且，鉴于利用小鼠模型和死后组织以识别初级缺陷的局限性，BBB功能障碍的机制仍然未知。
作者Lim等对来自HD患者或对照组诱导多能干细胞（iPSC）衍生的BMECs（iBMEC）进行了转录组和功能分析。
结果发现HD iBMEC具有受损的血管生成和屏障性质。
WNT/β-Catenin通路在人HD脑组织中被激活，WNT被抑制后，血管生成缺陷得到拯救。
从临床角度来看，治疗药物输送到脑中需要了解神经变性疾病中BBB功能的状态，以便开发有效的治疗方法。
iBMEC模型可用于评估药物的中枢神经系统渗透，并指导HD和其他神经障碍患者的治疗。
Huntington's Disease iPSC-Derived Brain Microvascular Endothelial Cells Reveal WNT-Mediated Angiogenic and Blood-Brain Barrier Deficits.
Cell Rep. 2017 May 16;19(7):1365-1377.
DOI: 10.1016/j.celrep.2017.04.021
02
基于患者iPSC的建模确定脑神经元紊乱的起源是跨越血脑屏障的甲状腺激素转运缺陷，而不是神经元本身
甲状腺激素（TH）转运蛋白单羧酸转运蛋白8（MCT8）的失活突变引起儿童严重的精神运动迟滞。
动物模型无法反映人类疾病的生物学。
作者Vatine等利用患者特异性诱导的多能干细胞（iPSCs），衍生出MCT8缺陷型神经细胞。
该神经细胞显示正常的生长速率，分化特性，还显示TH吸收减少，但是显示正常的TH依赖性神经元成熟。
这表明是神经细胞降低的TH可利用性而不是MCT8转运蛋白的缺乏决定患病表型。
血脑屏障（BBB）调控TH进入大脑，iPSC衍生的脑微血管内皮细胞（iBMECs）也用于模拟MCT8缺陷患者的BBB。
MCT8缺陷型脑内皮细胞显示TH转运缺陷。
MCT8缺陷患者iBMEC提供了一个独特的平台，用于评估TH类似物和新治疗药物跨越MCT8缺陷患者BBB的能力。
总之，这项研究提供了首个基于iPSC的人类BBB疾病模型，患病的BBB可能是TH运输到大脑的主要障碍，为未来药物筛选提供了新工具。
Modeling Psychomotor Retardation using iPSCs from MCT8-Deficient Patients Indicates a Prominent Role for the Blood-Brain Barrier.
Cell Stem Cell. 2017 May 8.
DOI: 10.1016/j.stem.2017.04.002。