 大脑与其周围的血管存在着密切的关系。这些血管为需要能量的神经元细胞提供营养。来自德国弗莱堡的马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所（Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics）的研究人员现在已经发现了血管细胞是如何感知大脑的代谢状况并以此改变血管功能的。这一结果对阿尔茨海默病或血管性痴呆等神经退行性疾病的患者很重要，因为这些年龄相关疾病的发病与血管缺陷和血管功能的破坏同时发生。  大脑是我们身体上能量需求最多，同时也是新陈代谢最活跃的器官。它负责我们的思想、想法、运动和学习能力。我们的大脑由600公里长的血管提供动力，这些血管给大脑带来营养并清除废物。 然而，大脑也是非常脆弱的。因此，大脑中的血管已经进化成一个紧密的保护屏障——血脑屏障（BBB）——限制分子进出大脑。大脑调节颅内的生物环境是至关重要的。一方面，病原体或毒素被有效地阻止进入大脑，但另一方面，所需的信使或营养素可以畅通无阻地通过它们。  一个神经微血管的特写。内皮细胞标记为红色，周细胞标记为绿色。这两种细胞通过维持血脑屏障来确保神经血管系统的完整性。 表观遗传学开启营养处理程序 考虑到大脑和它的血管之间的密切关系，它们之间广泛的交流是很重要的。最近马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的Asifa Akhtar实验室的工作表明，血管可以感知邻近神经细胞的代谢状态。 研究人员发现，表观遗传调节因子MOF是为神经元提供处理脂肪酸所需的代谢酶所必需的。该研究的第一作者Bilal Sheikh解释说：“必须有东西告诉神经细胞周围有营养物质，它们应该启动处理这些营养物质的程序。MOF进入DNA，启动基因程序，允许细胞处理大脑中的脂肪酸。” 脂肪酸存在于食物中，用于产生能量和组成细胞膜所需的复杂脂质。当MOF的活性有缺陷时，如发生在神经发育障碍时，神经元不能处理脂肪酸。这导致它们在脑细胞之间的间隙中积累。在他们的研究中，Asifa Akhtar的团队发现脂肪酸的不平衡能被神经血管感知，通过放松血脑屏障（BBB）刺激神经血管产生应激反应。如果代谢失衡继续存在，血脑屏障（BBB）就会渗漏，血脑屏障的渗漏就会导致疾病状态。  德国马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所 神经血管破裂 这项研究为更好地理解神经细胞和血管在大脑中的相互作用奠定了基础，并阐明了复杂器官中一种细胞类型的代谢环境的变化会直接影响周围细胞的功能，从而影响整个器官功能。 “我们的研究表明，大脑的适当新陈代谢对其健康至关重要。有缺陷的神经代谢环境可导致血管炎症、形成血脑屏障的细胞功能障碍和通透性增加。接下来会发生神经血管破裂，” Asifa Akhtar解释说。 这一点尤为重要，因为神经血管破裂是阿尔茨海默病和血管性痴呆等年龄相关疾病发病的一个典型特征。更好地描述导致血管功能障碍的分子变化，将有助于设计更好的治疗方法来治疗这些疾病。  该研究于6月15日发表在《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。 参考文献 Source：Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics Brothers in arms: The brain and its blood vessels Reference： Sheikh, B.N., Guhathakurta, S., Tsang, T.H. et al. Neural metabolic imbalance induced by MOF dysfunction triggers pericyte activation and breakdown of vasculature. Nat Cell Biol (2020). https:///10.1038/s41556-020-0526-8 |
|
|
