血脑屏障及其突破课堂讲解

血脑屏障突破的进展,BloodBrainBarrier；BBB,12生物技术3班王宁,目录：,1.血脑屏障简介2.突破血脑屏障的最新方式3.价值,血脑屏障现象的发现,注射盼蓝（锥虫蓝）涂料以后，全身组织都着色，而脑和脊髓则不着色。20世纪初发现，给动物静脉注射苯丙胺后，此药可以分布到全身的组织器官，唯独脑组织没有它的踪迹。这些事实都启示人们想到有保护脑组织的“屏障”存在血脑屏障最初是一个解剖概念。它主要具有防御功能，使大脑有用的营养物质和代谢产物可以自由通过，并防止外界有害物质进人大脑，因此叫血脑屏障。向鸡胚注入谷氨酸后，发现谷氨酸能迅速进入鸡胚的脑组织，但在成年鸡脑中则很难进入。以上事实说明血脑屏障结构功能的完善，是随动物个体发育的完善而形成的。,19世纪末，德国细菌学家Ehrlich发现注入机体的染料可以将全身所有器官染色，却独独不能将大脑染色。后来他一个学生Goldman继续了这个实验，发现将染料注入脑髓液中，只有大脑被染色，而其他器官不被染色，由此Goldman正式提出血脑屏障的概念。,血脑屏障功能概述,后续的研究发现，血脑屏障实际上是几种细胞紧密结合的产物，而它的功能，也远比阻挡染料要强大的多。它就像长城，包裹，保护了整个脑组织，除了氧气，二氧化碳，葡萄糖这类必需品，绝大多数物质都无法透过这层屏障。在进化的漫漫长河中，血脑屏障给予了人类无限的保护，维持了中枢神经相对稳定的状态，使得大脑免受伤害。,血脑屏障的结构：,血脑屏障的基本结构：毛细血管内皮细胞之间的紧密连接毛细血管基膜致密毛细血管基膜外有星形胶质细胞终足围绕形成的胶质膜,血脑屏障的结构：,lumenofbloodvesselpericyteendothelialcellneuronbasementmembranelymphocytemonocyteneutrophilastrocytemicroglia,血管腔周细胞内皮细胞神经元基底膜淋巴细胞单核细胞中性粒细胞星形胶质细胞小胶质细胞,血脑屏障的结构：,血脑屏障的结构：,血脑屏障的结构：,BBB的屏障作用的主要由覆盖在脑毛细血管腔面的BMEs（脑微血管内皮细胞）及其细胞间紧密连接完成。星形胶质细胞仅参与诱导和维持BBB的特性。,血脑屏障的结构：,BBB是由无窗孔的毛细血管内皮细胞及细胞间紧密连接、基膜、周细胞、星形胶质细胞足突和极狭小的细胞外隙共同组成的一个细胞复合体,是存在于脑和脊髓内的毛细血管与神经组织之间的一个动态的调节界面。,血脑屏障的阻碍：,当大脑生病的时候，这反而变成了累赘：脑部肿瘤，帕金森，阿兹海默，精神分裂.等等等，很多机理上对它们有效的药物，都被会血脑屏障无情的拒之门外,血脑屏障的阻碍：,更宽泛的来说，大多数药物，由于“体型”或者“体质”的原因，都无法越过血脑屏障。只有一些特别设计的药物，通过“易容术”，可以伪装成良民，透过屏障，渗透进大脑。但是这些药物的体量有限，一些化疗药，在最佳的情况下，也只能渗透进20%，有效性并不高。而且，易容术的适用范围比较窄，并不是所有药物都能靠整容蒙骗过关。血脑屏障，就这样，成为了每一个研究神经类药物的研究者的噩梦。,突破血脑屏障的基本方法：,特点起效时间短操作要求较低,突破血脑屏障的基本方法：,特点安全剂量有限适用范围小,突破血脑屏障的基本方法：,突破血脑屏障的基本方法：,特点争议较大副作用明显,突破血脑屏障的最新方法：,加拿大，多伦多sunnybrook团队,磁共振引导聚焦超声设备突破大脑的血脑屏障,1.将化疗药物通过微小气泡注入到该患者血液里，气泡药物混合体会随着血流到达全身各处，包括脑组织,该小组第一次将小剂量的化疗药物通过静脉滴注在她的血液中，然后加入无害的微观气泡的混合。,磁共振引导聚焦超声设备突破大脑的血脑屏障,2.患者配戴立体定位神经系统的超声波发射器,药物和泡沫循环通过病人的血液，然后针对血管的血脑屏障接近使用MRI引导下超声肿瘤。利用超声产生的声波为压缩和扩展的微泡了一遍又一遍，产生振动，撕开细胞紧密交织在屏障的选定区域。这扫清了化疗药物的途径，通过进入靶区的大脑。,磁共振引导聚焦超声设备突破大脑的血脑屏障,3.研究人员借助磁共振引导聚焦超声设备精准发射高强度聚焦超声束。,超声波投射在这些微小的气泡上，可以使它们震动，震动的气泡每秒钟扩张-收缩达20万次，迫使构成血脑屏障的内皮细胞分开。,磁共振引导聚焦超声设备突破大脑的血脑屏障,4.血液中的化疗药物便可从间隙中穿过，到达肿瘤细胞附近。,该研究小组说，血脑屏障保持开放长达12小时，然后开始修复。不到24小时后，在随后的手术中，肿瘤与周围组织取出，交给病理学家来研究确定每个超声目标和非目标区域化疗的浓度。,突破血脑屏障的最新方法：,加拿大，多伦多sunnybrook团队,老年痴呆与血脑屏障：,老年痴呆（阿尔茨海默氏症）是一种不可逆的、渐进性脑部疾病，缓慢地破坏记忆和思维能力，最终会扰乱主要器官的功能。阿尔茨海默氏症的一个特征是淀粉样蛋白质的积累，这种蛋白质会破坏神经元，使得患者认知受损、记忆丧失。研究发现阿尔茨海默氏症与血脑屏障可能有关。有一种淀粉样蛋白质与老年痴呆的发展有关，通过影响血脑屏障，可以减缓这种蛋白质的积累。,Hiv与血脑屏障：,耶鲁大学医学院和北卡罗来纳大学的研究人员们发现，在HIV感染后的四个月内，HIV病毒就可以突破血脑屏障，进入大脑，并在大脑中稳定存在。一段时间之后，这些HIV病毒逐渐发生变异，开始变得不同于血液循环系统中的那些HIV病毒颗粒。然而，针对血液中的抗HIV药物并不能很好地杀死那些在脑部存在的变异后的HIV病毒，因而在一定时间之后，这些存活下来的变异HIV病毒能够对神经系统和精神健康产生很大的负面影响，比如可以造成大脑的萎缩。,研究者们采集了72份美国加州旧金山的HIV新近感染者的血液和脑脊液样品。他们发现，仅仅在几个月内，70个人中的脑脊液中可以检出HIV的存在。被试验者中的四分之一的