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大脑的血管（经过人工染色）内壁排列着光滑的分子，形成了一道抵御脑组织炎症的屏障。图片来源：Vsevolod Zviryk/科学图片库
一项针对小鼠的研究表明，大脑血管内壁的一层黏液状屏障可能是保护大脑免受衰老有害影响的关键所在。
该研究显示，这层黏稠的屏障会随着时间的推移而退化，这可能会让有害分子进入脑组织并引发炎症反应。通过基因疗法修复这层屏障，能够减轻老年小鼠大脑中的炎症，并改善它们的学习和记忆能力。这项研究成果于今日发表在《自然》杂志上。
加州斯坦福大学的诺贝尔化学奖得主、该研究的主要作者卡罗琳·贝托齐（Carolyn Bertozzi）表示，这一发现让人们关注到了一类此前了解甚少的分子——黏蛋白。这类分子覆盖在全身血管的内壁，赋予了黏液滑腻的质地。她说：“黏蛋白在人体中发挥着许多有趣的作用，但直到最近，我们才有了研究它们的工具。此前，它们一直是不为人知的。”
鼻涕状的屏障
黏蛋白是一种大型蛋白质，上面附着着碳水化合物，这些碳水化合物相互连接，形成一种富含水分的凝胶状物质。它们是血脑屏障的重要组成部分，血脑屏障是一个限制某些分子从血液进入大脑的系统。
长期以来，研究人员一直在寻找让药物绕过这一屏障以治疗脑部疾病的方法。此前的研究也表明，这一屏障的完整性会随着年龄的增长而受损，这意味着它可能是治疗与衰老相关疾病（如阿尔茨海默病）的重要靶点。
但在斯坦福大学的研究生索菲亚·施（Sophia Shi）决定专注研究血管内壁富含黏蛋白的糖萼层之前，科学家们对黏蛋白在这些变化中所起的作用知之甚少。施和她的同事研究了随着小鼠年龄增长，大脑中的糖萼层会发生什么变化。贝托齐说：“年轻小鼠血管上的黏蛋白又厚又饱满，充满活力。而在老年小鼠身上，它们则又薄又稀疏，且分布不均。”
研究小组进一步发现，老年小鼠体内某一特定类型的黏蛋白含量比年轻小鼠少。科学家们还表明，产生这些黏蛋白所需的酶活性下降，会导致血脑屏障变得更易渗漏。
而增强老年小鼠体内这些酶的活性，可以减少渗漏，并提高它们在学习和记忆测试中的表现。贝托齐说，老年小鼠可能会健忘，“它们无法像以前那样走出迷宫。但在我们修复了黏蛋白屏障后，它们在这些测试中的表现会更好。”
大脑中的滤网
西雅图华盛顿大学研究神经生物学和生理学的米歇尔·埃里克森（Michelle Erickson）表示，这项研究为探索血脑屏障的研究人员开辟了一条新的研究途径。她说：“这将在很大程度上推动该领域的发展。”
还有其他人对探索流经其他器官的血管糖萼层中可能存在的与年龄相关的变化感兴趣。日本岐阜大学医院研究血管疾病的急诊医生冈田秀司（Hideshi Okada）说：“衰老不仅仅是适用于大脑的概念。” 冈田尤其想在肾脏中探索这种可能性，因为肾脏在过滤血液方面起着重要作用，而且肾功能也会随着年龄的增长而下降。
埃里克森说，下一个重要问题是为什么黏蛋白对血脑屏障如此重要。它们可能起到物理滤网的作用，阻止某些分子穿过血管壁。但贝托齐表示，这些蛋白质可能还发挥着更复杂的作用——这一作用或许能揭示让药物穿过血脑屏障的方法。
她说：“我有一种预感，黏蛋白实际上在主动运输某些物质，或者排除其他物质。我们必须弄清楚这一点。”
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