人脑是人体最受保护的器官，这确实有充分的原因。为了保护咱们体内的"控制中心"免受病原体和毒素的影响，脑和脊髓被特权隔离在身体的其他部位之外。

但是，这座"象牙塔"也给医药带来了重大障碍。今天，几乎所有的大分子药物和超过98%的小分子药物无法进入人体血液系统，因为有一个名为血脑屏障的"锁门"。

科学家表示，他们现在比以往任何时候都更接近透过它将重要的治疗手段带过去。

宾夕法尼亚大学的研究人员在实验室中组建了一个简单的血脑屏障模型，使他们能够测试最佳的药物运输者。具体而言，该团队正在研究脂质纳米颗粒，也就是"包裹"，这种可以穿过血脑屏障并带有蛋白质、抗体或甚至信使RNA的物质。

这种脂质包装也是使新冠mRNA疫苗能够进入人体细胞的原因。

mRNA疗法在治疗神经系统疾病方面具有巨大的潜力，因为理论上他们可以用来替换大脑中缺失的蛋白质或修复错误的基因。但首先，我们必须将它们送到那里。

"我们的模型在穿越血脑屏障方面的表现比其他方式更出色，并帮助我们识别后来在未来模型中得到验证的器官特异性颗粒，"生物工程师Michael Mitchell解释道。"这引人入胜的概念无疑将影响到治疗创伤性脑损伤、中风和阿尔茨海默病等疾病的新途径的开发。"

这些治疗手段是急需的。除了治疗情绪障碍的药物外，如抗抑郁药，一些估计认为在所有可用的药物中，仅有百分之一的药物能在中枢神经系统中起作用。

要绕过血脑屏障，有些药物被直接注入到脑部，但这种疗法是高度侵入性的，且药物在整个器官中不容易扩散，限制了其治疗范围。

2015年，科学家首次利用声波让化疗药物穿过血脑屏障，促使临床试验不断进行。但这项最新研究采取了不同的方法。多年来，科学家一直在研究脂质纳米颗粒以及它们将药物传送到大脑的能力，但以前的模型无法计量有多少mRNA实际上到达了中枢神经系统。

"我花了几个月的时间来研究这个新的体外系统的最佳条件，包括选择哪种细胞生长条件和荧光报告机制，"生物工程师Emily Han解释道。"一旦稳定，我们就会筛选我们的脂质纳米颗粒库，并在动物模型上进行测试。"

在实验室试验了14种脂质纳米颗粒后，有五种被选中进行更多的活体老鼠测试。这些药物"包裹"，被标记有荧光标示物，显示出了其穿越血脑屏障的高度能力。当将这些药物注入老鼠血液后，药物在大脑细胞中产生的生物发光信号可以在6小时后被科学家读取。

然而，尽管一些脂质纳米颗粒成功进入了血脑屏障，但并非所有药物都真正进入了大脑细胞。这表明，研究人员需要在选择未来研究的药物运载者时多加挑剔。

作者们希望他们新的体外模型能帮助科学家们确定最优的候选者，指导大脑靶向治疗的未来发展。

"此外，"宾大的团队补充道，"该平台可以用于研究脂质纳米颗粒对其他生物屏障的运输，如血-胎盘屏障，以研究与怀孕相关的疾病，以及血-视网膜屏障，以研究视网膜疾病。"

本文译自 ScienceAlert，由 sein 编辑发布。

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