彼得·西亞森（Peter Searson）正領導約翰霍普金斯大學的一個團隊，揭示阿爾茨海默病和其他疾病如何破壞血腦屏障——這個複雜的介面控制著物質進入大腦的通道。
"血腦屏障是一個安全系統，使大腦能夠在嚴格控制的生化環境中運作，"納米生物技術研究所核心研究員、材料科學與工程系教授西亞森表示。 通過有選擇地將營養物質和其他關鍵分子運輸到大腦，血腦屏障保護大腦，防止毒素、病原體和其他可能干擾正常信號傳導的分子進入。 這種特殊屏障對整體大腦健康至關重要。 "
視頻：Aubrey Morse / 約翰霍普金斯大學
主要由美國國立衛生研究院（NIH）資助，西亞森領導的團隊使用幹細胞技術將人類細胞整合到大腦小血管的複製品中。 與全國許多研究項目一樣，隨著聯邦預算收緊和優先事項變化，西亞森的工作面臨著未來資金的日益不確定性。
為回應2025年春季啟動的強調人體模型的NIH新舉措，西亞森實驗室正在開發組織工程模型，以研究與神經退行性疾病、中風、衰老和傳染病相關的化學、物理和生物變化的生理和病理反應。
由於血腦屏障對正常
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大腦功能至關重要，其破壞可能對大腦健康產生深遠影響。 血腦屏障受到來自各種來源的壓力，可能導致大腦病理變化。 壓力源的例子包括高血壓、血流不足、炎症和抑鬱。
"治療大腦疾病的主要挑戰之一是讓藥物穿過血腦屏障。"
——彼得·西亞森
材料科學與工程教授
在輕度破壞的情況下，迴圈血液中的分子可能會洩漏到大腦中。 這可能是可逆的，並可能局限於大腦的特定區域，但在更嚴重的情況下，血液中的分子和細胞都可能進入大腦，導致微出血和出血。
血腦屏障的破壞越來越被認為是多種看似不相關的疾病和狀況的主要原因，包括阿爾茨海默病、肥胖、慢性疼痛、創傷性腦損傷和多發性硬化症。 因為它調節多種過程，所以有許多破壞機制可能以不同方式影響大腦。 此外，其自我修復能力取決於功能障礙的機制和程度。
"在許多大腦疾病中，有多種風險因素可以驅動不同的功能障礙機制。 這是我們試圖解開的問題之一：特定風險因素如何影響血腦屏障？ "西亞森說。
為了找出它如何被破壞並修復它，西亞森實驗室正在使用其模型研究血腦屏障損傷和癒合以及與人類疾病的相關性。 他們還可以對細胞進行基因工程改造，使其攜帶與腦疾病相關的突變，從而研究治療方法。
圖片：Will Kirk / 約翰霍普金斯大學
通過在微觀層面上觀察這些微血管，我們可以看到它們如何類比人類大腦中的反應。 通過複製炎症或血管狹窄等壓力源的影響，我們正在解析壓力如何導致血腦屏障破壞，"西亞森說。
正常衰老也會導致低水準的血腦屏障破壞。 西亞森和他的實驗室正在研究與年齡相關的血液蛋白濃度變化如何影響血腦屏障。 這項工作可能導致靶向療法來減緩血管老化並預防與年齡相關的神經退行性疾病。
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研究資金削減的影響
若無研究——以及使之成為可能的聯邦支援——科學突破將受阻，明日的救命療法也將面臨風險。
"因為血腦屏障非常有效，除了少數非常小的分子外，幾乎不可能將藥物送入大腦，"西亞森說。 "治療大腦疾病的主要挑戰之一是讓藥物穿過血腦屏障。"
西亞森參加了成人腦腫瘤聯盟研討會，幫助確定更好的策略來評估候選藥物穿過血腦屏障的能力。 西亞森實驗室開發的模型被該聯盟用於測試通過血腦屏障向大腦遞送藥物或基因的策略。