血腦屏障（The blood brain barrier，BBB）由血管內皮細胞間的緊密連接（ tight junctions）組成，阻隔大腦和身體的其他部分。從好的方面來(lái)說(shuō)，BBB能夠使有害的毒素和細菌遠離大腦，但它也會(huì )阻止許多用于治療腦部疾病的藥物進(jìn)入大腦。
開(kāi)發(fā)用于治療大腦和中樞神經(jīng)系統疾病的藥物的一個(gè)關(guān)鍵障礙是，設計出一種能有效通過(guò)血腦屏障的通道。盡管提高藥物劑量能夠有所幫助，但這種策略會(huì )為其他器官帶來(lái)風(fēng)險。
圖片來(lái)源：Cell（DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.017）
3月8日，賓夕法尼亞大學(xué)Perelman醫學(xué)院的神經(jīng)學(xué)教授A(yíng)mita Sehgal帶領(lǐng)的團隊在題為“A Circadian Clock in the Blood-Brain Barrier Regulates Xenobiotic Efflux”的論文中發(fā)現，果蠅血腦屏障的滲透率在夜間高于白天，且這種晝夜節律是由“血腦屏障內支持細胞（support cells）中的一個(gè)分子時(shí)鐘”控制的。
利用一種染料，Sehgal教授研究組發(fā)現，血腦屏障中的傳輸時(shí)鐘信號（transmitting clock signals）需要縫隙連接（gap junctions），而這種連接的表達是周期性的。在夜間，鎂會(huì )穿過(guò)這些連接，降低它在細胞中的濃度（該濃度與致密血腦屏障的形成有關(guān)），進(jìn)而允許物質(zhì)滲透到大腦中。
為了測試基于這種周期性的滲透性，在夜間進(jìn)行大腦藥物給藥是否會(huì )帶來(lái)更好的結果，科學(xué)家們給有癲癇傾向的突變果蠅提供了抗癲癇藥物phenytoin。結果顯示，雖然在晝夜循環(huán)過(guò)程中癲癇的發(fā)病率沒(méi)有變化，但與白天服用phenytoin的果蠅相比，夜間服用該藥的果蠅在癲癇發(fā)作后用于恢復的時(shí)間更短。
圖片來(lái)源：Cell
Sehgal教授說(shuō)：“盡管過(guò)去有研究表明，血腦屏障的開(kāi)放在24小時(shí)內會(huì )出現波動(dòng)；但我們首次看到了這種屏障存在生物鐘的直接證據。”
總結來(lái)說(shuō)，這些發(fā)現表明，對于作用于大腦的藥物而言，給藥時(shí)間是需要特別考慮的。據悉，基于這項成果，科學(xué)家們也在開(kāi)發(fā)一類(lèi)用于調節血腦屏障生物鐘的藥物。
參考資料：
Newfound Clock in Blood Brain Barrier of Fruit Flies Regulates Daily Permeability
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