大腦是我們需要能量和代謝活躍的器官。它對我們的思想、四維、行動和學(xué)習(xí)能力負責(zé)。我們的大腦由600公里長的血管提供能量，這些血管為大腦提供營養(yǎng)并清除廢物。然而，大腦也非常脆弱。因此，大腦中的血管進化出了一種嚴密的保護屏障——血腦屏障，它限制了分子在大腦中的進出運動。一方面，病原體或毒素被有效地阻止進入大腦，另一方面，所需的信使或營養(yǎng)素可以暢通無阻地通過它們。

大腦及其血管之間的廣泛交流是很重要的。近Asifa Akhtar實驗室的研究表明，血管可以感知鄰近神經(jīng)細胞的代謝狀態(tài)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，表觀遺傳調(diào)節(jié)因子MOF是為神經(jīng)元提供加工脂肪酸所需的正確代謝酶所必需的。研究的主要作者Bilal Sheikh解釋說：“必須通過什么物質(zhì)告訴神經(jīng)細胞周圍有營養(yǎng)物質(zhì)，它們應(yīng)該啟動處理這些營養(yǎng)物質(zhì)所需的程序。MOF進入DNA，啟動基因程序，讓細胞處理大腦中的脂肪酸。”

脂肪酸存在于食物中，用于產(chǎn)生能量和組裝細胞膜所需的復(fù)雜脂質(zhì)。當(dāng)MOF的活性有缺陷時，如神經(jīng)發(fā)育障礙時，神經(jīng)元就不能處理脂肪酸。這導(dǎo)致它們在腦細胞間的間隙積聚。在他們的研究中，Asifa Akhtar的團隊發(fā)現(xiàn)脂肪酸的這種不平衡是由神經(jīng)xue管感知的，通過放松血腦屏障刺激神經(jīng)xue管產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。如果代謝失衡仍然存在，血腦屏障的滲漏會導(dǎo)致疾病狀態(tài)。

神經(jīng)xue管破裂

這項研究為更好地理解神經(jīng)細胞和血管在大腦中的相互作用奠定了基礎(chǔ)，并闡明了復(fù)雜器官中一種細胞類型的代謝環(huán)境的變化會直接影響周圍細胞的功能，從而影響整個器官功能。

“我們的研究表明，大腦的適當(dāng)新陳代謝對其健康至關(guān)重要。有缺陷的神經(jīng)代謝環(huán)境可導(dǎo)致血管炎癥、形成血腦屏障的細胞功能障礙和通透性增加。接下來會發(fā)生神經(jīng)xue管破裂，”Asifa Akhtar解釋說。“這一點尤為重要，因為神經(jīng)xue管破裂是老年癡呆癥和血管性癡呆等老年相關(guān)疾病發(fā)病的一個特征。更好地描述導(dǎo)致血管功能障礙的分子變化將有助于設(shè)計更好的治療方法來治療這些衰弱的病理。”