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突破血腦屏障:研究者或解決百年難題

康乃爾大學研究者也許解決一個達百年之久的難題:如何安全地打開與關閉血腦屏障(blood-brain barrier),使阿茲海默症、多重硬化症以及中樞神經系統癌症的療法能有效地被傳遞。(Journal of Neuroscience, Sept. 14, 2011.)

研究者們發現,adenosine(腺嘌呤核苷、腺苷) — 一種由身體製造的分子,能調控大分子進入腦部。這是研究者首度發現,當組成血腦屏障之細胞上的 adenosine 受體被活化時,能建立一道進入血腦屏障的閘門。

雖然這項研究是以老鼠完成,不過研究者也在人類身上的這些相同細胞上發現 adenosine 受體。她們亦發現,一種現有的、經 FDA 許可的藥物,稱為 Lexiscan(一種基於 adenosine 的藥物,用於重症患者的心臟造影),也能短暫地開啟跨越血腦屏障的閘門。

血腦屏障是由構成腦部血管的特化細胞所組成。那能選擇性的防止物質進入血液與腦袋,只讓必要的分子如胺基酸、氧、葡萄糖與水通過。該屏障的限制性如此之大,以至於研究者找不到方法將藥物傳遞到腦部 — 直到目前為止。

“每種神經學疾病的最大障礙是,我們無法治療這些疾病,因為我們無法將藥物傳遞進入腦部," Margaret Bynoe 說,康乃爾獸醫學院的免疫學副教授,以及一篇出現在 9/14 Journal of Neuroscience 之論文的資深作者。
Aaron Carman, Bynoe 實驗室的前博士後研究,本論文的第一作者。這項研究的資金來自 NIH。

“大製藥廠已經試了一百年,要找出如何通過血腦屏障並讓患者活著," Bynoe 說,她與同事已將這些發現申請專利,同時創立一家公司 Adenios Inc.,那將涉及藥物檢測以及臨床前試驗。

研究者已嘗試將藥物傳遞到腦部。他們藉由修改藥物,使其與受體結合,並且搭上其他分子的便車(piggyback)以通過屏障,不過到目前為止,這種修改過程導致藥效喪失,Bynoe 說。

“利用 adenosine 受體似乎能成為一種更一般性的、跨越屏障的閘門," 她補充。"我們正用那種機制,在我們想要的時候開啟與關閉閘門。"

在這篇論文中,研究者描述成功地將大型的葡萄聚糖(dextrans)與抗體這樣的巨分子運入腦中。"我們想看看我們能讓多大的分子進入以及這邊是否有尺寸上的限制," Bynoe 說。

在某種基因轉殖老鼠模型中,研究者亦成功地將抗 beta amyloid(β類澱粉)抗體遞送通過血腦屏障,並觀察到該抗體與導致阿茲海默症的β類澱粉斑塊(beta-amyloid plaques)結合。治療多發性硬化症的類似研究已經開始,在此,研究者希望緊縮血腦屏障,而非開啟它,以避免具破壞性的免疫細胞進入並引發疾病。

不過,老鼠的 adenosine 受體有許多已知的拮抗劑(antagonists,那些專門阻止發訊的藥物或蛋白),未來的研究將嘗試確認像那樣的人類藥物。

研究者亦計畫探索傳遞腦癌藥物並更加了解「adenosine 受體如何調控血腦屏障」背後的生理學。

資料來源:Medical x Press: Breaching the blood-brain barrier: Researchers may have solved 100-year-old puzzle [September 13, 2011]

轉載自 only-perception

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