索菲娅·M·施博士近期发表于《自然》杂志的一项研究揭示了血脑屏障(BBB)随年龄退化的关键因素,并证明这种损伤具有可逆性,为阿尔茨海默病、帕金森病及中风等神经退行性疾病的治疗开辟了新路径。这项研究由现为哈佛大学罗兰研究所首席研究员、斯坦福大学博士期间主导研究的索菲娅·M·施团队完成,聚焦于脑血管内皮的"糖萼"结构——这个被形象称为"大脑糖盾"的糖类保护层。
由蛋白聚糖、糖蛋白和糖脂组成的糖萼(字面意为"糖衣")是血液与全身血管系统的首个接触面,具有细胞粘附、防护作用,并调控血液与组织间的物质运输。该结构在维持血脑屏障完整性中起到核心作用。施指出:"血管功能障碍是衰老及阿尔茨海默病、帕金森病等年龄相关疾病的共同标志。"
研究团队证实,糖萼中黏蛋白型糖蛋白的减少与年龄及疾病相关的"渗漏"血脑屏障直接相关。通过向年轻小鼠注射可切割黏蛋白的酶(StcE),研究团队首次直观观察到糖萼退化现象。这项由诺奖得主卡罗琳·贝托齐团队开发的技术,使黏蛋白可视化成为可能。
研究突破性地通过腺相关病毒(AAV)超表达C1GALT1和B3GNT3两种关键糖链合成酶,成功修复了老年小鼠的糖萼结构。这种干预不仅恢复了血脑屏障功能,更显著降低神经炎症并改善认知缺陷。施解释道:"我们在血管系统中超表达这些糖分子,不仅减少渗漏,还改善神经炎症和认知功能。"
美国南佛罗里达大学莫萨尼医学院分子药理学与生理学教授连纯王指出:"脑源性物质如免疫球蛋白G和纤连蛋白一旦渗漏就会对神经元产生毒性,血管损伤正是衰老过程中的核心问题。"
研究团队通过电子显微镜、流式细胞术和转录分析等多重验证手段,确证了糖萼退化的特异性脑部特征。这项开创性研究为开发针对糖萼的治疗策略奠定基础,尽管人体试验仍需探索非病毒递送方案。
未来研究方向包括深入解析黏蛋白对病原体防御的作用机制,以及寻找可药用的小分子靶点。研究团队已着手筛查与糖链合成相关的分子通路,以期开发更实用的治疗方案。连纯王评价道:"这项基础研究证实了血管黏蛋白O-糖基化的功能性价值,AAV基因疗法的临床转化前景值得期待。"
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