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、行動和學習能力負責。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細胞的代謝狀態(tài)。

研究人員發(fā)現，表觀遺傳調節(jié)因子MOF是為神經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：“必須通過什么物質告訴神經細胞周圍有營養(yǎng)物質，它們應該啟動處理這些營養(yǎng)物質所需的程序。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，用于產生能量和組裝細胞膜所需的復雜脂質。當MOF的活性有缺陷時，如神經發(fā)育障礙時，神經元就不能處理脂肪酸。這導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)現脂肪酸的這種不平衡是由神經xue管感知的，通過放松血腦屏障刺激神經xue管產生應激反應。如果代謝失衡仍然存在，血腦屏障的滲漏會導致疾病狀態(tài)。

神經xue管破裂

這項研究為更好地理解神經細胞和血管在大腦中的相互作用奠定了基礎，并闡明了復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，大腦的適當新陳代謝對其健康至關重要。有缺陷的神經代謝環(huán)境可導致血管炎癥、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xue管破裂，”Asifa Akhtar解釋說。“這一點尤為重要，因為神經xue管破裂是老年癡呆癥和血管性癡呆等老年相關疾病發(fā)病的一個特征。更好地描述導致血管功能障礙的分子變化將有助于設計更好的治療方法來治療這些衰弱的病理。”