原发性脑肿瘤或脊髓肿瘤是始于脑或脊髓的肿瘤,脑肿瘤占中枢神经系统(CNS)所有原发性肿瘤的85 – 90%,是全球第十大死亡原因(Ostrom et al., 2020)。最常见的恶性脑和其他中枢神经系统肿瘤是源自星形胶质细胞的胶质母细胞瘤(GBM)(占所有肿瘤的14.5%)。患有GBM的患者的中位生存期仅为8个月。目前,新诊断的GBM的标准治疗是手术,其次是放疗和口服化疗,中位生存期可延长至14个月。FDA已批准抗胶质瘤治疗药物,包括替莫唑胺(Esteller et al., 2000; Hegi et al., 2004),一种DNA烷基化试剂,常与放射治疗一起使用;贝伐单抗是一种抑制血管内皮生长因子 (VEGF) 的人类单克隆抗体,与化疗联合使用与患者的长期生存率有关 ( Vredenburgh 等,2007 ;Miller 等,2008 )。尽管付出了大量的努力,但总体生存率并没有随着时间的推移而发生显著变化 ( Delgado-Lopez 和 Corrales-Garcia,2016 )。迫切需要开发更多创新疗法来推进 GBM 管理。GBM 的治疗面临许多挑战 ( Delgado-Lopez 和 Corrales-Garcia,2016 ;Anjum 等,2017 )。肿瘤向健康组织扩散和浸润限制了手术的可行性,放疗和化疗的预后也很差。 GBM 具有显著的肿瘤间和肿瘤内基因组异质性,一些肿瘤细胞可能对特定疗法有良好的反应,而另一些肿瘤细胞可能根本没有反应。肿瘤细胞的快速增殖和耐药性增加了治疗的难度。最重要的是,血脑屏障 (BBB),中枢神经系统的保护屏障
在本研究中,我们观察到了 NMNAT1 在短暂性脑缺血和再灌注模型中保护作用的新机制。小鼠脑缺血后,梗塞周围皮质和微血管中的 NMNAT1 水平升高。鼻腔内注射 rh-NMNAT1 可改善缺血性中风小鼠的梗塞体积并改善神经功能缺损。同时,rh-NMNAT1 给药可减轻脑缺血引起的 BBB 损伤。该研究的新颖性和重要发现如下:观察到的 rh-NMNAT1 的有益作用可能归因于
CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) is a natural bacterial defense system against bacteriophage infection that has recently been harnessed for genome and tran- scriptome editing in a wide range of organisms based on the generation of double-strand DNA breaks (DSBs) and RNA cleavage (3, 24, 32, 47, 52, 58, 73, 76, 79, 91,127)。是根据工程II(CAS9)和VI型(CAS13)可编程核酸酶,DNA和RNA基础编辑,质量编辑以及CRISPR干扰/激活(CRISPRI/A)编辑(CRISPRI/A)编辑(CRISPRI/A)编辑,启用与基本疾病的校正和安装基本疾病的校正和安装,40个基本疾病的突变(30; 69–71、87、105、115、135),例如转录扰动(138)和表观遗传调节(94)。这些基于DNA的编辑器是通过没有DSB活性的死亡CAS9(DCAS9)或CAS9 Nickase(CAS9N)的融合而生成的,只有对胞嘧啶脱氨酶的活性(例如,APOBEC和C-TO-T编辑的APOBEC和辅助)或trans-FER RNA(TRNA)腺苷(TRNA)腺苷氨基氨基酶(例如,tada)(例如,tada)(37)(37)(37)(37)。RNA编辑系统是通过将DCAS13B/DCAS13D/DCAS13X融合而成的,没有RNA裂解活性与腺苷脱氨酶结构域(例如,ADAR2 DD用于A-TO-I编辑)或工程型胞质Deam-Inase Inase Insaine(例如,ADAR2DD)的87,C-TON 7,c-us-n.7,c.-ty 7,c c. 47,c. 47,c.-ty 7,c-ty 7,c-ty 7,c-us-c.-edy in 13,c-u-u--u-u-udy in 13,c-u-udy in 34,c-u-u--为了启用序列特异性基因组调节,DCAS蛋白还融合到多个基因调节效应子,例如逆转录酶(10),转录阻遏物和激活剂(40,101)和表观遗传性调节器(17,99)。
血脑屏障(BBB)在阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病中的作用仍然是许多研究的主题。然而,由于缺乏基因本体论(GO)注释,描述蛋白质在BBB正常功能中的作用而损害了那些使用高通量方法的研究。GO财团提供了用于分析和解释大型生物医学数据集的金标准生物信息学资源。但是,其他研究社区也使用了GO,因此必须满足有关提供的信息的广度和深度的各种要求。为了满足阿尔茨海默氏症研究界的需求,我们重点介绍了BBB的注释,超过100张运输或交界蛋白优先考虑注释。该项目导致与BBB相关的GO术语相关的人类蛋白质数量大幅增加,并且在许多其他过程中对这些蛋白质的更全面注释。此外,还策划了调节这些优先蛋白表达的microRNA的数据。因此,该项目增加了这些优先级BBB蛋白的注释的广度和深度。
对于大多数药物来说,血脑屏障 (BBB) 限制了药物向大脑的输送,而血脑屏障中 claudin-5 决定着内皮旁收缩。为了绕过 BBB,我们将化合物 M01 确定为 claudin-5 相互作用的抑制剂。M01 会导致 BBB 暂时通透,具体取决于不同细胞培养模型中 3 到 48 小时内小分子的浓度。在小鼠中,大脑对荧光素的吸收在注射 M01 后的前 3 小时内达到峰值,并在 48 小时内恢复正常。与单独的细胞抑制紫杉醇相比,M01 改善了紫杉醇向小鼠大脑的输送,并减少了原位胶质母细胞瘤的生长。M01 与 claudin-5 相互作用的结果被纳入结合模型,该模型表明其芳香部分与 claudin-5 细胞外结构域和相邻跨膜片段的高度保守残基相关联。我们的结果表明了以下作用模式:M01 优先与细胞外 claudin-5 结构域结合,从而削弱粘附细胞之间的反式相互作用。由于内化和转录下调,膜状 claudin-5 水平进一步降低,使小分子能够通过细胞旁路。总之,这里引入的第一个小分子是作为药物增强剂,它特异性地使 BBB 通透足够长的时间,以允许神经药物进入大脑。
1 北京大学深圳医院乳腺外科,深圳 518036;songzhuqing@163.com 2 中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所 Paul C. Lauterbur 生物医学成像研究中心,深圳 518055;xiuxian_huang@163.com (XH);fy.cai@siat.ac.cn (FC) 3 中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物研究所,中国科学院定量工程生物学重点实验室细胞与基因电路设计中心,深圳 518055;jq.wang@siat.ac.cn 4 广州中医药大学第一附属医院超声科,广州 510405 fei.yan@siat.ac.cn (FY);电话:+86-755-8639-2284 (FY);传真:+86-755-9638-2299 (FY)† 这些作者对本文的贡献相同。
(ED)、无糖 Mother TM (sfED) 或 Coca Cola TM 软饮料 (SD) 13 周。用半定量免疫荧光显微镜分析 BBB 完整性和神经炎症。还考虑了血压、血浆炎症细胞因子水平和血糖。经过 13 周的干预,用 ED、sfED 和 SD 治疗的小鼠显示 BBB 明显中断。然而,仅在 sfED 组小鼠中观察到明显的神经炎症。ED 和 sfED 的消耗显著改变了血压和炎症细胞因子 TNF-a、IL-4、IL-6 和 IL-10 的血浆浓度,并且两者都增加了血糖。相关性分析显示 BBB 功能障碍与低血压、高血糖和细胞因子失衡之间存在显著关联。摄入能量饮料,尤其是无糖配方,可能会损害 BBB 的完整性,并通过低血压、高血糖和炎症途径诱发神经炎症。
心房颤动 (AF) 已成为全球最严重的健康问题之一,迫切需要解决目前悬而未决的有关 AF 对脑功能影响的问题。最近的证据表明,AF 与患痴呆症和中风后果恶化的风险增加之间存在关联。健康的大脑受到血脑屏障 (BBB) 的保护,该屏障由大脑毛细血管内壁的内皮细胞形成。这些内皮细胞不断受到剪切应力(血流产生的摩擦力),这会影响内皮细胞的结构和功能。AF 期间经历的流动紊乱会破坏 BBB 并使大脑容易受到损伤。详细研究可能的机制,将 AF 与人类的脑血管损伤联系起来很困难,导致可用的临床数据匮乏。在这里,我们讨论了由于脑血流改变而导致 AF 期间 BBB 中断的现有证据,以及这如何导致痴呆症风险增加和中风后果恶化。
过去几十年来,纳米颗粒(NP)基于脑部的药物输送系统取得了巨大进展,而鉴于大多数人在交付过程中丢失了大多数,但其治疗潜力尚未得到充分利用。促进大脑药物输送系统的理性设计需要对整个交付过程以及它们可能遇到的问题有深入的了解。Herein, this review first analyzes the typical delivery process of a systemically administrated NPs-based brain-targeting drug delivery system and proposes a six-step CRITID delivery cascade: circulation in systemic blood, recognizing receptor on blood-brain barrier (BBB), intracellular transport, diseased cell targeting after entering into parenchyma, internalization by diseased cells, and finally intracellular drug release.通过将整个交付过程分为六个步骤,本综述旨在深入了解可能限制涉及大脑靶向药物输送系统的交付效率的问题,以及可以保证每一步最小损失的特定要求。当前开发的用于解决这些问题的故障排除的策略将进行审查,并突出显示一些满足这些要求的最先进的设计功能。危险级别的级联级联可以用作设计更有效和特定的脑部靶向药物输送系统的指南。
胶质母细胞瘤 (GBM) 是最常见、最具侵袭性的成人原发性脑癌,占所有恶性中枢神经系统 (CNS) 肿瘤的 14.6%。 [1] 美国患者的五年相对生存率为 6.8%,在所有原发性恶性 CNS 肿瘤中排名最低。 [1] 尽管过去几十年来做出了巨大努力,但 GBM 患者的预后却进展甚微。GBM 的标准治疗包括最大限度的安全手术切除,然后进行同时进行的口服甲基化剂替莫唑胺 (TMZ) 化放疗,然后进行辅助 TMZ。以前尝试过使用半开颅术进行完全手术切除,但由于肿瘤细胞弥漫性侵袭到脑部并且需要保留基本的脑功能,因此未能治愈。GBM 细胞以不同的方式侵入脑实质,包括以单细胞形式,并作为复发的储存器。对 GBM 进行广泛的分子分析已鉴定出反映异质性肿瘤遗传学和表观遗传学的不同转录亚型。TME 内肿瘤细胞、基质细胞和细胞外基质 (ECM) 之间复杂的细胞和细胞基质相互作用,导致 GBM 肿瘤生态系统动态且具有免疫抑制性,对现有治疗方法具有高度抵抗性。普遍复发、肿瘤内和肿瘤间高度异质性以及复发性 GBM 对治疗的抵抗性导致预后不良,70 岁以下患者的中位生存期仅为 14.6 个月。[2] 与其他实体瘤相比,将治疗药物递送到 GBM 肿瘤部位尤其具有挑战性,因为药物和细胞在脑部独特的血管屏障——血脑屏障 (BBB) 上的运输受到限制。 BBB 是循环血液与脑实质之间的一道屏障,可防止血源性病原体或有毒物质进入中枢神经系统,并维持中枢神经系统稳态。[3] BBB 可排除 98% 以上的小分子药物,并严格调节淋巴细胞外渗,限制化疗药物和效应 T 细胞在胶质母细胞瘤组织中的积累。[4] 调节 BBB 或绕过屏障可促进某些脑肿瘤治疗,这表明功能性 BBB 的存在可能对准确评估胶质母细胞瘤治疗至关重要。[5–7] 人们对重新利用 FDA 批准的