科學人雜誌
神經科學

打開血腦障壁

2013/07/01 英特藍迪(Jeneen Interlandi)
血腦障壁不只是單純的圍牆,而是可以變化與活動的器官。這項新的發現可能給癌症與阿茲海默症等疾病帶來革命性的療法。

重點提要

  1. 100多年來,科學家認為血腦障壁(blood-brain barrier, BBB)是一道神聖不可穿越的牆;事實上,它是由一般的血管構成,但具有一項非凡性質:組成血管內壁的細胞排列異常緊密,只容許少數幾種物質穿透,進入腦中。
  2. 血腦障壁本身就是個充滿活性的重要器官,其中的細胞互相溝通,決定哪些分子不能通過,哪些可以;此外,還有更多細胞能通過障壁,這是之前的科學家料想不到的。
  3. 為了反映這種新的認知,如今科學家把血腦障壁稱做神經血管單位(neurovascular unit)。
  4. 許多人相信:找出開啟及關閉血腦障壁的方法,將是治療許多疾病的關鍵。
艾利希(Paul Ehrlich)於19世紀末進行的著名染色實驗,不僅讓他發現了某種梅毒的療法以及獲頒諾貝爾醫學獎,同時還碰上一個至今仍困擾醫學界的難題。當他將染劑注入小鼠的血液循環系統,發現體內除了腦以外的所有器官都被該染劑滲透了:腎臟、肝臟以及心臟在顯微鏡下都呈現清楚且明顯的藍紫色,只有腦部仍維持蒼白的淺黃色。當艾利希的學生把相同染劑直接注入腦中,卻得出相反的結果:腦變成了藍色,其他器官則否。該學生想:顯然,有某種障壁存在於腦與血液之間。一直要過了半個世紀,比艾利希當時使用的顯微鏡放大率高出約5000倍的顯微鏡問世後,才有人真正看到深藏在腦部血管中的那個障壁。正常人腦中,血管總共有將近645公里那麼長。這些血管彎來扭去,形成無止盡的糾纏迴圈,將人腦當中約1000億個神經元都涵蓋在內。所有這些血管的內壁都襯附著一層內皮細胞;事實上,人體內所有血管的內壁都由內皮細胞所覆蓋,只不過這些內皮細胞在腦血管內壁的排列方式,要比體內其他位置的血管都來得更緊密。這也說明了為什麼艾利希使用的染劑以及大多數的現有藥物,都不能從血液進入腦中。早在能看見這層障壁之前,醫生就曉得敬畏並避開它。美國明尼蘇達大...

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