增进对血脑屏障健康的了解对多种神经系统疾病有影响

被称为星形胶质细胞的脑细胞以绿色出现，紫色代表血脑屏障的泄漏。他们在一起表明泄漏发生在星形胶质细胞被消融的区域附近。现在，在一项对多种神经系统疾病具有潜在影响的研究中，弗林生物医学研究所的科学家提供了来自活生物体的首个实验证据，表明星形胶质细胞对于血脑屏障健康至关重要。

坚硬的头骨有助于保护我们的大脑免受身体伤害。

除了坚硬的外壳外，大脑还具有内部防御功能，其中包括称为血脑屏障的强大屏障，可以保护大脑细胞免受血液中对神经细胞有毒和危险的物质的侵害。如果突破了血脑屏障，则会出现健康问题。

现在，在一项可能对多种神经系统疾病产生潜在影响的研究中，弗吉尼亚理工大学的研究人员提供了来自活生物体的首个实验证据，以证明称为星形胶质细胞的丰富星形星形脑细胞对于血脑屏障至关重要健康。

今天（GLIA）2020年在线版（9月21日，星期一）的研究重新评估了关于星形胶质细胞在大脑中的作用的传统说法，并证实了长期以来一直存在的假设-尽管最近有人对此提出质疑-星形胶质细胞支持血液-脑屏障。

此外，这项发现为科学家提供了一条途径，以了解经常发生血脑屏障损害的疾病，包括颅脑外伤，中风，癫痫，阿尔茨海默氏病和帕金森氏病。

VTC法林生物医学研究所助理教授，该研究的资深作者斯特凡妮·罗贝尔（Stefanie Robel）说：“脑屏障渗漏是大脑老化以及许多其他神经系统疾病的问题。”没有星形胶质细胞，血脑屏障就会变得渗漏和无效，使脑组织容易受到各种医疗条件的影响。如果我们知道维持健康大脑屏障的原因，我们将能够更好地了解创伤性脑损伤和阿尔茨海默氏病（所有血脑屏障损害的健康问题）出了什么问题。

通常，研究人员怀疑星形胶质细胞通过释放有助于维持屏障中细胞之间紧密连接的因子来支持血脑屏障。

在这项新研究中，弗拉林生物医学研究所的科学家通过基因消融了成年小鼠中的少量星形胶质细胞，以确定这些细胞是否对维持血脑屏障健康至关重要。

研究人员使用小型，中型和大型分子示踪剂评估血脑屏障的通透性。所有标记物在某些区域都穿过障碍物，而在其他区域，只有小的示踪剂泄漏，表明各种大小的泄漏都在发生。

弗吉尼亚理工大学神经科学学院的助理教授罗贝尔说：“我们现在有了很好的工具来了解星形胶质细胞在成年大脑中的真正作用。”“以前的研究很可能没有发现这些泄漏。”

近年来，出现了一些矛盾的研究，其中科学家在动物模型中去除了星形胶质细胞，但没有迹象表明对血脑屏障有损害。

但是，当弗吉尼亚理工大学的科学家使用小鼠模型模拟星形胶质细胞去除的效果时，发生了不同程度的永久性血脑屏障损伤，损伤的程度可能与消融的星形胶质细胞的数量成比例。在这些情况下，科学家确定邻近的星形胶质细胞在受损时不会挽救血脑屏障。

这项研究是在科学家挑战了神经科学界公认的陈述之后开始的。

“我读过一篇评论文章，说星形胶质细胞在成年健康的大脑中维持血脑屏障，但很少有人引用它来表明这一事实的直接证据，”该论文的第一作者本杰明·海斯霍夫（Benjamin Heithoff）说。研究和一名研究生，他在Fralin生物医学研究所的Robel实验室中进行研究。

海斯霍夫说：“缺乏证据告诉我，该领域并没有完全嘲笑这一说法。”假设可以保留很长时间，并且需要像我们这样的研究并使用更敏感的工具来重新评估它们。现在，我们已经通过直接的实验数据加强了这一假设，现在我们已经定位自己，可以确定星形胶质细胞的这一重要功能在疾病中和受伤后如何受到影响。

血脑屏障的破坏与神经退行性疾病有关。在发生脑外伤或脑震荡的情况下，可能发生的血脑屏障破坏与终身后果（包括认知能力下降和永久性运动缺陷）的较高风险相关。

“当人们受到脑震荡时，我们通常认为这是‘轻伤’。”但是我们的后续研究表明，在星形胶质细胞无法正常运行的区域，血脑屏障的渗漏仍然存在，这表明该屏障存在长期的，持久的功能障碍。科学学院的科学。“了解该问题的发生方式以及如何解决是重要的公共卫生问题。我们必须知道是什么使该屏障起作用，以便在其功能障碍时开发出有效的治疗方法。”

参考：Benjamin P. Heithoff，Kijana K. George，Aubrey N. Phares，Ivan A. Zuidhoek，Carmen Munoz-Ballester和Stefanie Robel于2020年9月21日在GLIA发表了“星形胶质细胞是维持成年小鼠大脑血脑屏障的必要条件”。 DOI：
10.1002 / glia.23908

该研究得到了美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所的支持。