《PNAS》科學家首揭特定分子訊號 維繫血腦屏障外更影響神經活動

撰文記者 巫芝岳
日期2022-08-19
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《PNAS》科學家首揭特定分子訊號 維繫血腦屏障外更影響神經活動 (圖片來源:網路)

近(15)日,美國南加大(USC)與巴克老化研究所(Buck Institute for Research on Aging)的科學家,首次在果蠅幼蟲中發現,血腦屏障(BBB)中的特定分子訊號,除了在維繫屏障功能有所必要外,也會進一步影響神經元訊號。該研究發表於期刊《PNAS》。

研究人員針對與維繫血腦屏障相關的「Notch訊號傳導途徑」進行研究。這項涉及細胞表面Notch受體、存在於果蠅和人類體內的分子訊號途徑,已知和人類的心血管疾病、中風和阿茲海默症相關。

他們發現,位於神經束邊緣層下方的神經膠細胞(subperineurial glia),所發出的Notch訊號,會調節血腦屏障的整體結構,當該訊號被阻斷時,不僅血腦屏障功能受損,且包括神經傳導物質的釋放、肌肉收縮等基本的神經系統功能,也會受影響。 

而這項過程,是由於Notch訊號抑制了另一項名為JNK的分子訊號,進而限制了細胞外基質的主要調節蛋白——「基質金屬蛋白酶Mmp1」的表現所致。

領導該研究的USC老年學兼任教授Pejmun Haghighi表示,在某些條件下,即使血腦屏障保持完整,調整Notch訊號也會影響神經元的放電方式,這顯示血腦屏障中的訊號,不僅是用於維持屏障功能,也會影響其他神經功能。因此,破壞屏障功能可能導致神經功能障礙。

論文中表示,雖然血腦屏障已知對保護神經元、維持大腦營養和離子平衡上,扮演著重要角色,但對於這些形成血腦屏障的細胞,如和為持屏障、影響神經活動則所知甚少。

因此,本次發現,可說為開發與血腦屏障相關的神經退化性疾病療法,開闢了一項新視角。

Haghighi的團隊,也一直在研究阿茲海默症中的兩個主要基因突變,並發現當這些基因在果蠅中表現時,血腦屏障會立刻遭到破壞。

Haghighi表示,他希望未來能更全面地了解血腦屏障和神經退化性疾病間的關聯;他們也正持續探索這些訊號途徑,看能否將這些發現,從目前所研究的果蠅幼蟲,轉化到各年齡層都能適用的疾病研究模型中。

參考資料:

1.論文原文:https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2110097119

2.https://www.sciencedaily.com/releases/2022/08/220815150330.htm

(編譯/巫芝岳)