血腦屏障(The blood brain barrier,BBB)由血管內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接( tight junctions)組成,阻隔大腦和身體的其他部分。從好的方面來說,BBB能夠使有害的毒素和細(xì)菌遠(yuǎn)離大腦,但它也會阻止許多用于治療腦部疾病的藥物進(jìn)入大腦。
開發(fā)用于治療大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物的一個關(guān)鍵障礙是,設(shè)計(jì)出一種能有效通過血腦屏障的通道。盡管提高藥物劑量能夠有所幫助,但這種策略會為其他器官帶來風(fēng)險(xiǎn)。
圖片來源:Cell(DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.017)
3月8日,賓夕法尼亞大學(xué)Perelman醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)學(xué)教授Amita Sehgal帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在題為“A Circadian Clock in the Blood-Brain Barrier Regulates Xenobiotic Efflux”的論文中發(fā)現(xiàn),果蠅血腦屏障的滲透率在夜間高于白天,且這種晝夜節(jié)律是由“血腦屏障內(nèi)支持細(xì)胞(support cells)中的一個分子時鐘”控制的。
利用一種染料,Sehgal教授研究組發(fā)現(xiàn),血腦屏障中的傳輸時鐘信號(transmitting clock signals)需要縫隙連接(gap junctions),而這種連接的表達(dá)是周期性的。在夜間,鎂會穿過這些連接,降低它在細(xì)胞中的濃度(該濃度與致密血腦屏障的形成有關(guān)),進(jìn)而允許物質(zhì)滲透到大腦中。
為了測試基于這種周期性的滲透性,在夜間進(jìn)行大腦藥物給藥是否會帶來更好的結(jié)果,科學(xué)家們給有癲癇傾向的突變果蠅提供了抗癲癇藥物phenytoin。結(jié)果顯示,雖然在晝夜循環(huán)過程中癲癇的發(fā)病率沒有變化,但與白天服用phenytoin的果蠅相比,夜間服用該藥的果蠅在癲癇發(fā)作后用于恢復(fù)的時間更短。
圖片來源:Cell
Sehgal教授說:“盡管過去有研究表明,血腦屏障的開放在24小時內(nèi)會出現(xiàn)波動;但我們首次看到了這種屏障存在生物鐘的直接證據(jù)。”
總結(jié)來說,這些發(fā)現(xiàn)表明,對于作用于大腦的藥物而言,給藥時間是需要特別考慮的。據(jù)悉,基于這項(xiàng)成果,科學(xué)家們也在開發(fā)一類用于調(diào)節(jié)血腦屏障生物鐘的藥物。
參考資料:
Newfound Clock in Blood Brain Barrier of Fruit Flies Regulates Daily Permeability
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