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学术经纬|40年等待终成正果！大分子突破血脑屏障，科学家们取得重要进展


▎药明康德内容团队编辑
本周 ， 《科学》子刊《科学·转化医学》（Science Translational Medicine）同期报道了两篇由Denali Therapeutics公司发表的研究论文 。 论文中 ， 这家生物技术公司介绍了一种全新的技术 ， 能帮助大分子突破血脑屏障 ， 进入大脑 。 这也意味着在40多年的不断尝试下 ， 我们终于取得了可喜的进展 。
学术经纬|40年等待终成正果！大分子突破血脑屏障，科学家们取得重要进展
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【学术经纬|40年等待终成正果！大分子突破血脑屏障，科学家们取得重要进展】

学术经纬|40年等待终成正果！大分子突破血脑屏障，科学家们取得重要进展
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神秘的大脑屏障
说到血脑屏障的历史 ， 还要追溯到100多年前 。 当时 ， 后来的诺奖得主保罗·埃尔利希（Paul Ehrlich）在研究如何用染料给不同的组织和器官染色 。 他发现在注射染料后 ， 一些动物全身的器官都被染上了颜色 ， 唯独大脑是个例外 。 他把原因简单地归于大脑的吸收力不够 。
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▲ 保罗·埃尔利希教授（图片来源：Harris & Ewing / Public domain）
后来 ， 他的一位学生做了另外一项实验 ， 直接将染料注射进了动物大脑的脑脊液中 。 这一次 ， 他观察到了截然相反的结果：脑组织被完美地染上了色 ， 但身体其他部分却没有被染上色 。
基于这些发现 ， 当时的科学家们推断 ， 在中枢神经系统和身体的其他部位之间 ， 存在某种神秘的屏障 ， 阻止了物质的自由流通 。 起初 ， 人们以为屏障效应是血管造成的 。 而如今我们知道 ， 血脑屏障由紧密相连的内皮细胞组成 。
由于血脑屏障的存在 ， 很多生物大分子无法从血液循环中进入大脑 ， 从而限制了许多药物的使用——如果它们无法进入大脑 ， 自然也就无法治疗大脑里的疾病 。
自此之后 ， 许多科学家们就在探索突破血脑屏障的方法 。 这一探索 ， 就是几十年的时间 。
特洛伊木马
在上世纪80年代 ， 华盛顿大学（University of Washington）的威廉·班克斯（William Banks）教授提出了一个“特洛伊木马”式的设想 。
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▲ 一些科学家期望用特洛伊木马的方式 ， 把药物大分子送进大脑里（图片来源：after the Vergilius Vaticanus / Public domain）
我们已经知道一些特定的大分子 ， 能够通过结合血脑屏障上的特定受体 ， 被运送到大脑内 。 这个发现给科学家们带来了启发——如果我们把一些抗体/抗体片段连接到具有治疗潜力的大分子上 ， 这些抗体/抗体片段又恰好能结合血脑屏障上的特定受体 ， 我们是否就能暗渡陈仓 ， 把这些大分子偷偷送入大脑内呢？
这个策略听起来很简单 ， 实行起来却非常困难 。 40年过去了 ， 人们至今没有在探索中取得成功 。 班克斯教授在美国化学会旗下的C&EN杂志的报道中说：“我有时在想 ， ‘特洛伊木马’的设想 ， 可能引诱药企们走进了死胡同 。 ”
而这两篇发表在《科学》子刊上的论文则表明 ， 这条死胡同走通了 。
搭便车的技术
我们说回Denali Therapeutics公司 。 该公司的创始人Ryan Watts博士曾在基因泰克（Genentech）公司领导神经科学领域方面的研究 ， 将大分子突破血脑屏障 ， 也是他为之努力了10多年的方向 。
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在第一篇论文里 ， 该公司的研究人员们开发了一种新型的技术 。 它们使用了抗体的Fc片段 ， 并不断诱导它们发生突变 ， 直到它能结合血脑屏障上的“运铁蛋白受体” （transferrin receptor） 。 顾名思义 ， 在通常情况下 ， 这种受体负责把含有铁的“运铁蛋白”运输进大脑 。


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