特洛伊木马携带药物穿透血脑屏障

硬化症、帕金森病、阿尔茨海默病和癫痫只是中枢神经系统的一部分疾病。它们都很难治疗，因为大脑受到血脑屏障的保护。

哥本哈根大学健康与医学科学学院官网7月12日消息

血脑屏障是血液和大脑之间的一堵边界墙，只允许某些分子进入大脑。虽然某些物质（如水、氧气和酒精）可以穿透血脑屏障，但99%潜在的神经保护化合物都无法到达大脑中的目标。

现在，在一项包括清醒小鼠在内的活体研究中，哥本哈根大学（University of Copenhagen）的一组研究人员直接洞察了如何欺骗血脑屏障的不渗透性墙壁，让药物传递到大脑。

他们研究了所谓的纳米颗粒脂质体（nanoparticle liposome）药物载体，并将其送入血脑屏障，同时在整个系统中对其进行跟踪和监测。

“在这项研究之前，研究人员并不了解活体大脑的血脑屏障中发生了什么，以及为什么有些纳米颗粒能够穿越而另一些不能。在这方面，血脑屏障是一个'黑匣子’，在那里药物给药和大脑检测之间的情况仍然不清楚。甚至有人怀疑纳米颗粒是否有可能进入大脑。通过我们的论文，我们现在提供了纳米颗粒进入大脑的直接证据，并描述了它发生的原因、时间和地点，”神经科学系助理教授Krzysztof Kucharz解释道。

研究人员在丹麦技术大学（Technical University of Denmark）和奥尔堡大学（Aalborg University）的同事的帮助下，使用双光子成像来解构血脑屏障，以了解纳米颗粒药物载体如何穿过生物体中的血脑屏障。

“我们监测了纳米颗粒进入大脑过程的每一步，为未来的药物设计提供有价值的知识。具体来说，我们展示了纳米颗粒靶向哪些血管段最有效，以允许它们进入大脑。而且因为我们能够在单个纳米粒子的水平上监测药物载体，现在我们提供了一个新平台来开发更有效和更安全的治疗方法，”Krzysztof Kucharz 说。

这项发表在《自然-通讯》(Nature Communications)杂志上的研究表明，针对大脑的纳米颗粒会被血管和小静脉中的内皮细胞接收，而内皮细胞是血脑屏障中的细胞，负责允许或拒绝分子进入我们的大脑组织。

研究于2021年7月5日发表在《Nature Communications》（最新影响因子：12.121）杂志上

类似于神话中的特洛伊木马，它们被内皮细胞识别，并通过血脑屏障运输到大脑。这些纳米颗粒有一个装载空间，可以装载各种神经保护药物，治疗许多神经退行性疾病。这种方法目前已在许多脑癌、卒中、阿尔茨海默病和帕金森病的临床和临床前试验中得到验证。然而，纳米颗粒进入大脑的转运水平仍然很低，需要改进才能达到临床意义。因此，需要优化纳米颗粒给药，而要做到这一点，了解纳米颗粒如何与血脑屏障相互作用是至关重要的。这就是我们发挥作用的地方。Kucharz说。

作者开发的方法平台可能构成一个很好的平台来微调纳米颗粒，以增加到大脑的运输，并为未来设计新的药物递送系统提供有价值的信息。这将有望为有效治疗大脑疾病提供一个巨大的飞跃。

哥本哈根大学健康与医学科学学院

参考文献

Source：University of Copenhagen - The Faculty of Health and Medical Sciences

A Trojan horse could help get drugs past our brain's tough border patrol

Reference：

Kucharz, K., Kristensen, K., Johnsen, K.B. et al. Post-capillary venules are the key locus for transcytosis-mediated brain delivery of therapeutic nanoparticles. Nat Commun 12, 4121 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-24323-1