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    1. 神經外科

      血腦屏障如何破?Omega-3可能是解鎖的關鍵

      作者:佚名 來源:MedSci梅斯 日期:2021-06-22
      導讀

               血腦屏障,一層緊密堆積的細胞,排列在大腦的血管中,可以阻止毒素、病原體和一些營養物質進入大腦,是大腦為保護中樞神經系統免受傷害而形成的一個重要進化機制。遺憾的是,它同樣也是治療藥物進入大腦內部的一個主要障礙。 美國哥倫比亞大學的研究人員聯合新加坡國立大學、芝加哥大學等在國際頂級期刊 Nature 上發表了一篇題為Structural basis of omega-3 fatty acid tra

      關鍵字:  血腦屏障 

              血腦屏障,一層緊密堆積的細胞,排列在大腦的血管中,可以阻止毒素、病原體和一些營養物質進入大腦,是大腦為保護中樞神經系統免受傷害而形成的一個重要進化機制。遺憾的是,它同樣也是治療藥物進入大腦內部的一個主要障礙。

              美國哥倫比亞大學的研究人員聯合新加坡國立大學、芝加哥大學等在國際頂級期刊" Nature "上發表了一篇題為"Structural basis of omega-3 fatty acid transport across the blood–brain barrier"的研究論文。

              該研究描述了一種將Omega-3運輸到大腦中的分子工作機制,可能是解鎖血腦屏障的關鍵,可以幫助研究人員開發出能夠更好地穿過血腦屏障的神經疾病藥物。

              Omega-3脂肪酸,對大腦和眼睛的發育很重要。它們主要來自飲食來源,并由肝臟轉化為一種稱為溶血磷脂酰膽堿(LPC)的溶血磷脂,以便分別通過血腦屏障和血視網膜屏障從血液進入大腦和視網膜。

              一種稱為MFSD2A的蛋白質位于這些內皮細胞的膜上,并充當Omega-3穿過這些屏障的分子通道。然而,MFSD2A如何介導攜帶Omega-3脂肪酸的溶血脂的攝取仍然是個謎。

              研究人員表示,如果我們知道MFSD2A的樣子,就可以解決這個謎團,并利用這些信息設計可以劫持這個分子網關的神經病治療藥物,偽裝成Omega-3脂肪酸溶血磷脂,有點像是為了設計一把合適的鑰匙而去觀察鎖的樣子。

              為了研究MFSD2A的結構,研究小組使用了一種稱為單粒子低溫電子顯微鏡的技術,將樣品冷卻到低溫,在亞納摩爾尺度上觀察分子,并結合新的生化分析。這使他們能夠揭示蛋白質結構的原子級細節,然后用于計算機模擬探索其工作機制。

              研究人員使用大規模原子集合分子動力學(MD)模擬,然后使用先進的計算生物物理學方法對MD數據進行詳細分析,獲得了轉運蛋白的3D結構圖。

              結構分析表明,MFSD2A呈碗狀,omega-3結合在碗的特定一側,碗是倒置的,面向細胞內部,但這只是蛋白質的一個靜態3D結構,在現實中,蛋白質必須移動才能運輸Omega-3。

              為了了解這些運動可能是什么樣子,研究人員使用蛋白質的3D模型作為運行計算模擬的起點,揭示了轉運蛋白如何移動并調整其形狀以將Omega-3釋放到大腦中。

              而且,研究人員還測試并確認了從結構和計算模擬得出的關于MFSD2A工作原理的假設確定蛋白質中重要的特定部分。

              總之,血腦屏障阻擋了約98%的藥物吸收,限制了神經系統疾病的治療。研究中揭示的結構信息可以用來更好地設計可以通過MFSD2A轉運的神經治療藥物。

              研究人員表示,還需要進一步的研究來揭示MFSD2A如何介導溶血磷脂通過血腦屏障轉運的更多細節。

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