PNAS：科學(xué)家成功突破血腦屏障
日期：2013-02-05 09:20:30
辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)療中心的科學(xué)家們克服了腦部疾病治療的主要困難，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)成功穿過(guò)血腦屏障的大分子藥物，在小鼠模型中逆轉(zhuǎn)了神經(jīng)系統(tǒng)的溶酶體貯積癥。文章于二月四日提前發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊 PNAS雜志的網(wǎng)絡(luò)版上。
“這一研究為人們提供了穿越血腦屏障的無(wú)創(chuàng)治療方式，將大分子藥物送入腦部治療溶酶體貯積癥，”該研究的主要研究者Dao Pan博士說(shuō)。“這種方法也能用于開(kāi)發(fā)治療其他腦部疾病的藥物，例如帕金森癥和阿爾茨海默癥。”
科學(xué)家將部分載脂蛋白E（apoE）與起治療作用的溶酶體酶IDUA融合起來(lái)，組成大分子藥物，并將其稱(chēng)為IDUAe1和IDUAe2。研究人員用這些藥物在體外處理來(lái)自粘多糖貯積癥I 型（MPS I）患者的細(xì)胞，而后又在小鼠MPS I模型中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
MPS I是影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的常見(jiàn)溶酶體貯積癥，嚴(yán)重的話會(huì)發(fā)展為Hurler綜合癥。這種疾病的患者會(huì)發(fā)生腦積水和一些認(rèn)知障礙。如果不進(jìn)行治療，許多患者會(huì)在十歲死亡。
溶酶體是細(xì)胞內(nèi)部機(jī)制的重要部分，是幫助細(xì)胞清除垃圾以維持正常功能的廢物處理系統(tǒng)。在MPS I這類(lèi)溶酶體貯積癥中，溶解廢物所需的酶缺失，使廢物在細(xì)胞內(nèi)堆積，直至細(xì)胞發(fā)生功能故障。
在MPS I中細(xì)胞缺乏的是IDUA酶，這會(huì)導(dǎo)致粘多糖在大腦和其他器官中異常累積。研究人員希望將IDUA運(yùn)輸?shù)侥X部細(xì)胞進(jìn)行治療，不過(guò)他們先得讓攜帶IDUA的藥物成功穿越血腦屏障才能到達(dá)患病的腦細(xì)胞。
血腦屏障是一種生理性屏障，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)大腦中毛細(xì)血管的滲透性。血腦屏障可以保護(hù)大腦，阻止病原體及其他外源物質(zhì)進(jìn)入腦組織。不過(guò)，這一屏障也一直是用藥物治療腦部疾病的主要障礙。科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一系列apoE衍生物，這些衍生物能夠與內(nèi)皮細(xì)胞上的受體結(jié)合，而這些內(nèi)皮細(xì)胞組成了血腦屏障中毛細(xì)血管的內(nèi)表面。研究顯示，將一些apoE元件添加到IDUA酶上，能使這種大分子結(jié)合到內(nèi)皮細(xì)胞上，并跨越細(xì)胞到達(dá)腦組織。
研究人員將IDUAe1注入MPS I小鼠模型的尾靜脈，發(fā)現(xiàn)這種大分子的確能夠穿過(guò)血腦屏障，進(jìn)入大腦的神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞。而且這些小鼠腦細(xì)胞中的粘多糖和溶酶體酶恢復(fù)了正常水平，這一效果一直持續(xù)到五個(gè)月觀察期結(jié)束。
研究人員將會(huì)進(jìn)一步驗(yàn)證這類(lèi)大分子藥物的治療效果，同時(shí)希望用這一方法開(kāi)發(fā)能跨越血腦屏障的其他藥物，用于治療其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。
