『干细胞篇』血脑屏障相关
血脑屏障的结构和功能以及疾病中的作用研究
血脑屏障的结构和功能以及疾病中的作用研究血脑屏障是指位于脑血管系统内的组织结构，由由神经血管内皮细胞和外周细胞间紧密连接形成的结构。
在生理状态下，血脑屏障起着保护脑部免受有害分子和细胞入侵的作用，同时也能调节脑内物质的代谢和运输。
然而在一些疾病状态下，血脑屏障的功能会受到破坏，引起脑部疾病的发生。
因此，对血脑屏障的结构和功能及其扰动相关疾病的研究是十分重要的。
一、血脑屏障的结构神经血管内皮细胞和外周细胞间的紧密连接形成了血脑屏障，这种连接叫做紧密连接（tight junction）。
紧密连接由许多膜蛋白和细胞骨架支持，确保了神经血管内皮细胞之间的非常接近，几乎不留隙缝。
这种结构让神经血管内皮细胞能够起到基本过滤作用，从而防止细菌和有毒物质进入脑脊液和脑部。
此外，神经血管外层还覆盖有神经胶质细胞，这些胶质细胞能够释放一些物质，帮助维持神经元正常生理功能。
二、血脑屏障的功能血脑屏障的功能不仅仅是起着基本过滤作用，还包括了一定的代谢和转运功能。
例如，血脑屏障能够调节脑内的氨基酸和葡萄糖的代谢和运输，保证脑部正常的能量代谢。
此外，血脑屏障也能调节一些离子，如钙离子、钠离子和氢离子等，维持脑内正常生理功能。
三、疾病中的血脑屏障在一些疾病状态下，血脑屏障的结构和功能会受到破坏，例如神经炎、脑肿瘤、脑炎、脑出血以及脑中风等。
在这些情况下，血脑屏障的紧密连接会变得不稳定，使得血脑屏障对细菌和有害分子更加敏感。
研究表明，血脑屏障的破坏可能对神经损伤和炎症反应的发生和发展起重要作用。
血脑屏障的破坏还可能通过促进炎症反应影响脑部的血供和代谢。
神经炎症反应在脑中是不常见的，而且可能会导致一些其他的疾病，例如阿尔茨海默症和帕金森病。
此外，有研究表明，在糖尿病和肥胖症等疾病中，血脑屏障也可能发生变化，从而影响脑的正常生理功能。
四、研究血脑屏障研究血脑屏障的结构和功能及其在疾病中的作用已经成为研究领域中的热点。
研究者们利用多种技术手段来研究血脑屏障，如血脑屏障通透性的测量、表面等电焦点电泳、液相色谱法、核磁共振和光学显微镜等，以探究血脑屏障的结构和功能以及其在疾病中的作用。
血脑屏障在神经系统疾病中的功能与作用研究
血脑屏障在神经系统疾病中的功能与作用研究神经系统是身体各个系统协同工作的中枢，也是我们人类非常复杂、关键的一部分。
但随着生活压力的增大、环境污染的恶化、饮食营养的失衡等外界因素的干扰，神经系统面临越来越多的挑战和威胁。
这些外界因素对神经系统的影响最终会造成各种神经系统疾病的产生，如阿尔茨海默病、帕金森病、癫痫、脑卒中等等。
在这些神经系统疾病的治疗过程中，有一个非常重要的部分需要研究，那就是血脑屏障。
血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）是阻止血液中的有害物质进入脑组织和脊髓的屏障。
它是由微血管内皮细胞、脉络丛上皮细胞和星形胶质细胞等构成的一层防御屏障。
了解血脑屏障对于神经系统疾病的诊断和治疗至关重要。
1. 血脑屏障的构成和功能血脑屏障主要由三类细胞组成：微血管内皮细胞、基底膜和星形胶质细胞。
微血管内皮细胞是屏障的主要构成部分，它们之间的连接是非常紧密的，形成了血脑屏障。
基底膜是微血管内皮细胞和星形胶质细胞之间的物理隔离层。
星形胶质细胞通过向微血管内皮细胞释放一系列化学信号和分泌物质来影响血脑屏障的不透性。
血脑屏障的最主要功能在于保护中枢神经系统（CNS）免受外界有害物质的侵害。
血脑屏障可以阻止血液中的细胞、蛋白质、毒素、药物和病毒等物质向脑组织和脊髓内部渗透。
这种保护机制对于身体的健康非常重要，如果没有血脑屏障的阻隔，中枢神经系统可能会受到伤害或者感染，导致各种神经系统疾病的产生。
2. 血脑屏障与神经系统疾病虽然血脑屏障的存在对于维持中枢神经系统的健康至关重要，但是在某些情况下，神经系统疾病仍然会破坏血脑屏障的结构和功能，从而导致有害物质穿过屏障进入到中枢神经系统中。
多个神经系统疾病都被发现与BBB的破坏有关，如阿尔茨海默病（Alzheimer disease）、帕金森病（Parkinson disease）、多发性硬化病（Multiple Sclerosis）等等。
阿尔茨海默病的大脑BBB的破坏往往是通过淀粉样蛋白β的积累导致的。
血脑屏障的名词解释
血脑屏障的名词解释人类的大脑是一个复杂而奇妙的器官，对我们的思维、行为和感官等方面起着至关重要的作用。
然而，大脑的保护也变得非常必要，因为它是如此脆弱而容易受到伤害。
在大脑中，有一个重要的防线，被称为血脑屏障。
血脑屏障，也称为脑血屏障，是一种细胞组织结构，是连接微血管和神经元之间的界面。
它的主要功能是限制和控制从血液进入大脑的物质，以保护神经系统的正常功能。
在血脑屏障存在之前，大脑受到来自外部环境的伤害的风险将大大增加。
血脑屏障的主要成分是由特殊类型的细胞组成的血管内皮细胞。
这些细胞通过形成紧密连接，形成了一个相对不透水的屏障。
这种屏障通过控制物质的通过来维护大脑内环境的稳定。
除了血管内皮细胞，其他细胞类型，如胶质细胞，也起到维护和支持血脑屏障功能的作用。
血脑屏障的最重要的功能是限制大脑和血液之间的物质交换。
它通过多种机制阻止大多数药物、细菌和毒素进入大脑。
只有一些特定的物质，如氧气、糖类和某些药物，才能通过血脑屏障。
这一特性是大脑能够在相对稳定的环境中运行的关键。
血脑屏障还对大脑内环境的调节起着重要作用。
它能够通过选择性地允许特定物质进入大脑或排出大脑，来维持神经信号传递的平衡。
血脑屏障还能够保护神经元免受外源性毒物、炎症和感染的侵害。
然而，血脑屏障也可能成为治疗药物进入大脑的障碍。
由于其高度选择性的特性，许多药物无法穿过血脑屏障，从而限制了一些脑部疾病的治疗。
因此，科学家和医生们正在努力寻找突破血脑屏障的方法，以提供更好的治疗机会。
最近的研究表明，血脑屏障也可能与一些神经性疾病的发展有关。
当血脑屏障遭受一些外界刺激时，如感染、炎症或创伤，它可能会受到损伤或破坏。
这可能导致原本保护大脑的屏障变得失效，从而让外界有害物质进入大脑，导致炎症和神经疾病的发展。
总之，血脑屏障是大脑与血液之间的重要界面。
它通过形成物质不透水的屏障，保护和维持大脑的正常功能。
然而，它也可以成为治疗物质进入大脑的阻碍，并与一些神经性疾病的发展相关。
血脑屏障的结构和功能研究
血脑屏障的结构和功能研究血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是指由脑微血管内皮细胞、导管细胞、小胶质细胞、贴壁细胞等多种细胞构成的生理屏障，它负责能够阻挡有害物质进入脑组织，维持神经系统内环境的稳定性，是脑室周围和脑组织中间的天然屏障。
BBB是一种非特异性的保护性屏障，具有高度的选择性通透性。
因此它只能阻挡某些有害物质，如毒性药物、蛋白质、病毒和细菌等，而保护有益的物质，如氧气、葡萄糖等进入脑组织。
BBB的异常功能与许多神经系统疾病有关，如脑肿瘤、脑中风、癫痫等。
BBB的结构BBB的结构由内皮细胞和紧密排列的有机基质层构成，有机基质层是指包括基底膜、星形胶质细胞（Astrocyte）脚突和脑血管平滑肌细胞在内的多种成分。
内皮细胞表面密密麻麻地覆盖着许多壳状阴极蛋白（Claudin）和含有氨基酸残基的蛋白质（Occludin）等紧密连接蛋白，这些紧密连接蛋白是维持BBB抗渗透性的核心因素。
此外，内皮细胞膜上的ABC转运泵（ATP Binding Cassette Transporters）和多种酶类如γ-谷氨酰转移酶（γ-glutamyltransferase）也参与了与BBB的通透性有关的调节作用。
星形胶质细胞形状特殊，由一个细胞体和数条突起组成。
这些突起丰富地分布在BBB内皮细胞血管周围区域，星形胶质细胞与内皮细胞形成的间隙形成了所谓的亲密接触。
星形胶质细胞的脚突具有胶质细胞产生的脑血管收缩素（Astrocyte-derived Vasoactive Substance）等细胞因子的分泌功能，从而调节和改善BBB的透过性和稳定性。
脑血管平滑肌细胞主要表现为外膜的支持和它们构成平滑肌细胞肌束的作用。
尽管它们相对较少附着在BBB上，但它们的收缩仍可能引起脑血管的紧闭和脑血流减少。
BBB的功能BBB的主要功能是维持脑内稳定的物质和能量代谢环境。
BBB阻止了许多有害的物质（如微生物、毒素、肿瘤细胞等）进入脑组织，隔绝了血浆中许多本质分子直接进入脑组织的通道。
血脑屏障的组成结构
血脑屏障的组成结构1.引言1.1 概述血脑屏障是位于脑血管壁上的一道特殊的生物屏障，它起到了维护大脑内环境稳定和保护神经组织的重要作用。
血脑屏障通过精细调控和限制物质的进出，使得大脑能够在一个相对稳定的内部环境中运行。
血脑屏障主要由血脑屏障内皮细胞、基底膜和四类细胞外基质组成。
血脑屏障内皮细胞是形成屏障的主要细胞类型，它们具有严密的连接和特殊的转运通道，可以选择性地限制物质通过。
基底膜是一层结构完整的薄膜，位于内皮细胞的外侧，它起到了支持和维护内皮细胞的作用。
在基底膜之外，还存在着四类细胞外基质，它们主要参与了细胞外信号传导和细胞外基质的组织结构。
血脑屏障的主要功能是稳定和调节大脑内部环境。
它能够阻止多数物质通过，如外源性有毒物质和细菌等，以保护大脑免受外界的侵害。
同时，血脑屏障可以通过主动转运和通透性调节来保证大脑对必需物质和代谢产物的有效供应和排泄。
血脑屏障在维持大脑功能正常运行过程中起到了不可或缺的重要作用。
本文将详细介绍血脑屏障的基本概念、作用机制以及组成结构。
我们将探讨血脑屏障内皮细胞的特殊结构和功能，解析基底膜在血脑屏障中的重要作用，并具体介绍血脑屏障外四类细胞外基质的功能和相互关系。
最后，我们也将探讨血脑屏障的重要性以及其在疾病治疗和药物研发中的研究意义。
通过深入了解血脑屏障的组成结构和功能，我们可以更好地理解和应用于相关疾病的治疗和研究工作。
1.2文章结构文章结构介绍：在本篇文章中，我们将详细探讨血脑屏障的组成结构。
为了更好地理解血脑屏障的作用和重要性，我们首先会对血脑屏障的基本概念和作用进行介绍。
随后，我们将着重介绍血脑屏障的主要组成结构，深入了解其中的组织成分和功能。
最后，我们将总结血脑屏障的重要性以及研究血脑屏障的意义。
通过本文的阅读，读者将对血脑屏障的组成结构有更深入的了解，并能够从更全面的角度认识血脑屏障的重要性和研究意义。
1.3 目的本文的目的是介绍血脑屏障的组成结构。
跨血脑屏障的主要途径和机制
跨血脑屏障的主要途径和机制一、血脑屏障的结构与功能血脑屏障是由大脑微血管内皮细胞组成的一种特殊的生理屏障,主要功能是保护大脑免受外源性物质的侵害,维持大脑内稳态环境。
血脑屏障由内皮细胞、基底膜、周细胞和星形胶质细胞构成,其中内皮细胞通过紧密连接形成一个高度选择性的物理屏障,阻止大多数分子跨膜扩散。
血脑屏障的形成和维持依赖于内皮细胞与周围细胞之间的相互作用。
星形胶质细胞分泌多种生长因子,如转化生长因子β(TGF-β)和血管内皮生长因子(VEGF),促进内皮细胞分化并形成紧密连接,从而增强血脑屏障的屏障功能。
同时,周细胞也参与到血脑屏障的建立和维持过程中,通过分泌一些信号因子调节内皮细胞的通透性和极性。
然而,血脑屏障对于许多药物和神经递质的通过具有高度的选择性,这也成为中枢神经系统(CNS)疾病治疗的一大障碍。
因此,如何有效跨越血脑屏障成为神经药物递送领域的关键问题之一。
二、跨血脑屏障的主要途径为了克服血脑屏障的阻隔作用,研究者已经发现了几种主要的跨血脑屏障的途径,包括被动扩散、载体介导转运、受体介导转运以及通过破坏屏障完整性的途径等。
被动扩散被动扩散是最为简单直接的跨血脑屏障的方式,主要取决于药物分子的理化性质,如分子量、脂溶性、电荷等。
一般来说,分子量小于400 Da、高度脂溶性且电中性的小分子更容易通过被动扩散进入大脑。
在这种情况下,药物分子可以穿透内皮细胞膜,进入大脑组织。
然而,大多数神经递质和药物分子并不满足这些性质要求,因此被动扩散并不能有效作用于CNS疾病的治疗。
因此,研究者开发了其他一些跨屏障的策略。
载体介导转运内皮细胞膜上存在各种营养物质转运蛋白,如葡萄糖转运蛋白(GLUT)、L-亮氨酸转运蛋白(LAT)等,可以介导一些内源性分子如葡萄糖、氨基酸等跨膜转运进入大脑。
利用这些天然的转运蛋白,研究者设计了一些载体介导的跨屏障递送策略。
例如,将待递送的神经药物偶联到葡萄糖或氨基酸等小分子上,利用GLUT或LAT转运蛋白实现跨膜转运。
血脑屏障损伤的常见基因
血脑屏障损伤的常见基因全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：血脑屏障是一种位于脑血管内皮细胞和神经胶质细胞之间的物理屏障，能够保护大脑免受外界有害物质的侵害。
当血脑屏障受到损伤时，会导致大脑受到各种危害，甚至引发严重疾病。
血脑屏障损伤可能由多种因素引起，其中包括遗传因素。
下面我们来了解一下与血脑屏障损伤相关的一些常见基因。
1. CLDN5基因CLDN5基因编码一种称为claudin-5的蛋白，该蛋白是血脑屏障中一种重要的无框纤维蛋白。
研究表明，CLDN5基因的突变或异常表达与血脑屏障功能异常有关，容易导致血脑屏障损伤，从而增加大脑受到伤害的风险。
2. AQP4基因AQP4基因编码一种称为水通道蛋白4的蛋白，它在血脑屏障中发挥重要作用，负责调节大脑组织的水分平衡。
研究发现，AQP4基因的突变或异常表达可能导致血脑屏障水通道功能异常，进而引发水肿和损伤。
3. TNF基因TNF基因编码一种称为肿瘤坏死因子的蛋白，它是一种重要的炎症因子。
研究表明，TNF基因的异常激活可能促使炎症细胞透过血脑屏障，导致血脑屏障破坏，从而破坏大脑内环境的稳定性。
4. MMP9基因MMP9基因编码一种称为基质金属蛋白酶9的酶，其功能是分解细胞外基质蛋白。
研究表明，MMP9基因过度活跃可能导致血脑屏障的基质蛋白异常降解，进而导致血脑屏障破坏。
5. ABCB1基因ABCB1基因编码一种称为多药耐药蛋白1的蛋白，它参与细胞内药物转运和排泄。
研究表明，ABCB1基因的突变或异常表达可能导致药物在大脑内的浓度异常增加，从而对血脑屏障产生有害影响。
6. CYP2D6基因CYP2D6基因编码一种称为细胞色素P450 2D6的酶，它在机体内负责药物代谢。
研究发现，CYP2D6基因的突变可能导致药物代谢异常，从而增加药物对血脑屏障的毒性作用，导致血脑屏障损伤。
血脑屏障损伤与多种基因的异常表达或突变密切相关。
在未来的研究中，科学家们可以通过深入研究这些基因的作用机制，探寻治疗血脑屏障损伤的新途径，为预防和治疗与血脑屏障有关的疾病提供更多的思路和方法。
血脑屏障的生理特征及其研究方法
血脑屏障的生理特征及其研究方法血脑屏障是连接脑组织与循环系统之间的重要物理屏障，它在保持神经系统功能正常运作中起着至关重要的作用。
血脑屏障可以阻止血液中许多分子物质和细胞成分进入神经组织，从而防止血液脑质转移和维护神经环境的稳定。
本文将从血脑屏障的构成、特征和研究方法等方面进行探讨。
一、血脑屏障的构成和特征血脑屏障由多种细胞类型组成，包括微血管内皮细胞、基底膜和邻近星形细胞等。
微血管内皮细胞是主要构成血脑屏障的细胞类型，其间质充满了紧密连接蛋白，如在内皮细胞间连接的紧密连接蛋白ZO-1、Claudin和Occludin等，他们可以形成完整的屏障。
紧密连接物质是维持细胞间互不穿透的关键，它们可以防止大分子进入神经组织。
此外，基底膜也对血脑屏障的形成和维持发挥着作用，它可通过蛋白质、多胺和糖等联系和吸附微血管内皮细胞和星形细胞。
邻近星形细胞是一种特化的神经胶质细胞，星形细胞的作用不仅在于提供结构上的支持，同时还能影响神经元活动。
血脑屏障的生理特征在于，它可以过滤血液中的物质，只让小分子物质（如氧分子）和特定分子物质（如葡萄糖）通过。
这种“选择性通透性”是血脑屏障的重要特征之一，它可以有效保障神经组织的稳定运作。
二、血脑屏障的研究方法针对血脑屏障的研究，科学家们利用多种方法进行探究。
其中，透射电子显微镜和荧光显微镜是目前使用最广泛的研究方法。
透射电子显微镜能够通过特定技术将样品切片并通过电子束照射产生高分辨率图像。
这种技术可以用于观察并细致测量血脑屏障的组成结构、确定细胞的超微结构等。
荧光显微镜可以对特定物质进行标记，以便直接观察它们的位置和运动。
其中最常用的标记物是荧光素，抗体或以荧光作为标记的溶酶体标记物。
此外，尚有其它诸如穿脑氨酸、漏斗蛋白和荧光素等等，这些方法在研究血脑屏障的功能与疾病发展机制等方面也有着重要的应用和效果。
结论血脑屏障是维护神经组织正常运作的基础，它不仅具备机械阻挡外来物质的作用，而且还能进行生化过滤和运输等多种功能。
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『干细胞篇』血脑屏障相关
订阅号APExBIO
01
亨廷顿氏病iPSC衍生的脑微血管内皮细胞显示WNT介导的血管生成和血脑屏障缺陷
脑微血管内皮细胞（BMECs）是血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）的重要组成部分。
虽然BBB功能障碍存在于包括亨廷顿氏病（Huntington’s Disease，HD）在内的神经障碍中，但BMECs本身是否功能受损进而导致BBB功能障碍尚不清楚。
而且，鉴于利用小鼠模型和死后组织以识别初级缺陷的局限性，BBB功能障碍的机制仍然未知。
作者Lim等对来自HD患者或对照组诱导多能干细胞（iPSC）衍生的BMECs（iBMEC）进行了转录组和功能分析。
结果发现HD iBMEC具有受损的血管生成和屏障性质。
WNT/β-Catenin通路在人HD脑组织中被激活，WNT被抑制后，血管生成缺陷得到拯救。
从临床角度来看，治疗药物输送到脑中需要了解神经变性疾病中BBB功能的状态，以便开发有效的治疗方法。
iBMEC模型可用于评估药物的中枢神经系统渗透，并指导HD和其他神经障碍患者的治疗。
Huntington's Disease iPSC-Derived Brain Microvascular Endothelial Cells Reveal WNT-Mediated Angiogenic and Blood-Brain Barrier Deficits.
Cell Rep. 2017 May 16;19(7):1365-1377.
DOI: 10.1016/j.celrep.2017.04.021
02
基于患者iPSC的建模确定脑神经元紊乱的起源是跨越血脑屏障的甲状腺激素转运缺陷，而不是神经元本身
甲状腺激素（TH）转运蛋白单羧酸转运蛋白8（MCT8）的失活突变引起儿童严重的精神运动迟滞。
动物模型无法反映人类疾病的生物学。
作者Vatine等利用患者特异性诱导的多能干细胞（iPSCs），衍生出MCT8缺陷型神经细胞。
该神经细胞显示正常的生长速率，分化特性，还显示TH吸收减少，但是显示正常的TH依赖性神经元成熟。
这表明是神经细胞降低的TH可利用性而不是MCT8转运蛋白的缺乏决定患病表型。
血脑屏障（BBB）调控TH进入大脑，iPSC衍生的脑微血管内皮细胞（iBMECs）也用于模拟MCT8缺陷患者的BBB。
MCT8缺陷型脑内皮细胞显示TH转运缺陷。
MCT8缺陷患者iBMEC提供了一个独特的平台，用于评估TH类似物和新治疗药物跨越MCT8缺陷患者BBB的能力。
总之，这项研究提供了首个基于iPSC的人类BBB疾病模型，患病的BBB可能是TH运输到大脑的主要障碍，为未来药物筛选提供了新工具。
Modeling Psychomotor Retardation using iPSCs from MCT8-Deficient Patients Indicates a Prominent Role for the Blood-Brain Barrier.
Cell Stem Cell. 2017 May 8.
DOI: 10.1016/j.stem.2017.04.002。