生物通報道：身體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)能確保任何入侵微生物很難到達(dá)大腦——對生存至關(guān)重要的器官。由毛細(xì)血管形成的血漿與腦細(xì)胞外液間的屏障以及由脈絡(luò)膜形成的血漿與腦脊液間的屏障，稱為血腦屏障，除了非常小的分子，其它物質(zhì)很難穿過這道屏障進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。這道“封鎖線”雖然有益，但是它也阻擋了神經(jīng)系統(tǒng)疾病（例如老年癡呆癥）治療藥物的傳送途徑。

在12月6日的Molecular Therapy雜志上發(fā)表的一項最新研究中，賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員，發(fā)現(xiàn)了一種能夠穿越血腦屏障和類似的眼部生理學(xué)障礙——視網(wǎng)膜血管屏障——的方法。將靶定神經(jīng)元的受體，與一種能夠降解老年癡呆癥斑塊主要成分的分子進(jìn)行配對，生物學(xué)家們能夠充分地溶解小鼠大腦和人腦組織中的這些神經(jīng)斑塊，為退行性疾病，同樣也為其他包括大腦和眼部疾病的治療，提供了一種潛在的機(jī)制。

研究人員在思考如何攻破血腦屏障時，開始了這項研究工作。Daniell假設(shè)，一個分子，如果它附著于一個能通過屏障的載體上，作為一個“分子交通指揮員”，那么它可能就可以穿過這個屏障。蛋白霍亂毒素B（CTB），是當(dāng)前被FDA批準(zhǔn)用于人類的一個無毒載體，被該研究用來穿越血腦屏障。

他們又發(fā)現(xiàn)了一種蛋白，能清除老年癡呆癥患者大腦中發(fā)現(xiàn)的斑塊。這些斑塊，被認(rèn)為能夠引起疾病相關(guān)的癡呆，由淀粉樣蛋白β（Aβ）——在健康人體以可溶形式被發(fā)現(xiàn)的一種蛋白——的纏結(jié)形成。他們指出，這種蛋白——人腦髓鞘堿性蛋白（MBP）已被證明能夠降解Aβ鏈，研究團(tuán)隊決定將其與CTB結(jié)合在一起，以探究MBP是否能夠通過屏障。

Daniell說：“我們知道，這些纏結(jié)的β淀粉樣蛋白是老年癡呆癥的問題所在。所以我們的想法是，將蛋白切碎到它們的正常大小，從而使其不能形成這些纏結(jié)。”

為了驗證這個想法，首先，賓夕法尼亞團(tuán)隊將含有經(jīng)遺傳工程改造、表達(dá)這個融合蛋白的凍干葉片的膠囊，喂食給健康小鼠，使其暴露CTB-MBP化合物，這是由Daniell經(jīng)多年發(fā)展的一種不同藥物和疫苗口服給藥的方法。研究人員將一個綠色熒光蛋白加到CTB載體上，可以通過追蹤“光”，來發(fā)現(xiàn)小鼠在何處吸收這個蛋白。在小鼠大腦和視網(wǎng)膜中，他們都發(fā)現(xiàn)了這個發(fā)光的蛋白。

Daniell說：“當(dāng)我們在大腦和視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)這個發(fā)光蛋白時，我們非常激動。如果蛋白能夠穿過健康小鼠的血腦障礙，我們認(rèn)為，它也可能穿過老年癡呆癥患者的大腦，因為他們的血腦障礙有一定程度的受損。”

CTB不是融合蛋白的一部分，因此，他們沒有看到這個表達(dá)，表明它們的載體蛋白——“交通指揮員”，是傳送它們感興趣蛋白的一個重要部分。

然后，為了探究MBP一旦到達(dá)大腦會做什么。Daniell和同事們，使已患老年癡呆癥的小鼠大腦暴露CTB-MBP蛋白。他們利用一種結(jié)合到大腦斑塊上的著色劑，發(fā)現(xiàn)暴露CTB-MBP化合物后，會導(dǎo)致著色降低60%以上，表明斑塊正在溶解。

為了更加確信他們的化合物恰當(dāng)?shù)匕卸�了斑塊，研究人員與國立衛(wèi)生研究院合作，獲得了死于老年癡呆癥的人腦組織，進(jìn)行了同樣類型的著色實驗。他們的結(jié)果表明，在下頂葉皮層——大腦的一部分，在老年癡呆癥相關(guān)的癡呆發(fā)展中起重要作用——的著色有47%的降低。

作為最后一步，研究人員將含CTB-MBP的膠囊喂食給15月齡（等同于人類80歲或更大年齡）的老年癡呆癥小鼠。經(jīng)過3個月的喂食，小鼠海馬體的Aβ斑塊具有70%以上的減少，在皮層部位減少了40%以上，而含有無CTB-MBP添加的生菜葉片的膠囊喂食的小鼠，和沒有用任何膠囊喂食的小鼠，都沒有大腦斑塊減少的證據(jù)。

因為在老年癡呆癥患者的眼睛中也發(fā)現(xiàn)有斑塊，研究人員檢測了蛋白喂食小鼠的眼睛。他們發(fā)現(xiàn)，老年癡呆癥小鼠的確有視網(wǎng)膜斑塊，但是那些喂食CTB-MBP化合物的小鼠，在其視網(wǎng)膜中，檢測不到Aβ斑塊。

Daniell說：“真的沒有人知道，是否老年癡呆癥患者的記憶問題，是由癡呆或其眼睛問題引起的。在這里，我們指出，它可能是兩者共同引起的，我們能夠通過口服途徑溶解斑塊。”

Daniell希望這項穿過血腦屏障和血視網(wǎng)膜屏障傳送蛋白的技術(shù)，可以用來治療老年癡呆癥之外的各種疾病。因為無法將藥物傳送到大腦，所以現(xiàn)在一些臨床試驗已經(jīng)失敗。目前，一些眼部疾病的治療藥物，必須通過注射滲入視網(wǎng)膜，這種途徑需要麻醉，具有視網(wǎng)膜脫落的風(fēng)險。通過一個可吸收的膠囊進(jìn)行治療，將更加的安全、容易和更劃算。

下一步，Daniell希望與賓夕法尼亞大學(xué)的老年癡呆癥專家合作，推動這些研究的進(jìn)行，補充一個行為性成分，來確定是否CTB-MBP化合物不僅能消除斑塊，還能提高老年癡呆癥小鼠的記憶和機(jī)能。（生物通：王英）

生物通推薦原文摘要：
Oral delivery of bioencapsulated proteins across blood-brain and retinal barriers
Abstract：Delivering neuro-therapeutics to target brain-associated diseases is a major challenge. Therefore, we investigated oral delivery of green fluorescence protein (GFP) or myelin basic protein (MBP) fused with the transmucosal carrier cholera toxin B subunit (CTB), expressed in chloroplasts (bioencapsulated within plant cells) to the brain and retinae of triple transgenic (3xTg) AD mice, across the blood-brain and retinal barriers. Human neuroblastoma cells internalized GFP when incubated with CTB-GFP but not GFP alone. Oral delivery of CTB-MBP in healthy and 3xTgAD mice shows increased MBP levels in different regions of the brain, crossing intact blood brain barrier. ThioflavinS stained amyloid plaque intensity was reduced up to 60% by CTB-MBP incubation with human AD and 3xTgAD mice brain sections ex vivo. Amyloid loads were reduced in vivo by 70% in hippocampus and cortex brain regions of 3xTgAD mice fed with bioencapsulated CTB-MBP, along with reduction in the ratio of insoluble Aβ42 to soluble fractions. CTB-MBP oral delivery reduced Aβ42 accumulation in retinae and prevented loss of retinal ganglion cells in 3xTgAD mice. Lyophilization of leaves increased CTB-MBP concentration by 17-fold and stabilized it during long-term storage in capsules, facilitating low-cost oral delivery of therapeutic proteins across the blood brain and retinal barriers.