血脑屏障与神经免疫调节

血脑屏障是由特化的内皮细胞、星形胶质细胞、周细胞和基底膜共同形成的，具有高度选择性的界面，控制着分子和细胞在血液与中枢神经系统之间的通过。通过限制免疫细胞进入并严格调节大脑的化学环境，它在神经系统和免疫系统相互作用中起着核心作用。

Definition

血脑屏障是由紧密连接的脑内皮细胞以及相关的星形胶质细胞、周细胞和基底膜（即神经血管单元）共同形成的，具有选择性通透性的界面，调节血液与中枢神经系统之间的分子交换和免疫细胞进入。

Scope

本主题涵盖血脑屏障的细胞结构和神经血管单元，建立和维持其选择性的机制，其在调节免疫细胞进入大脑方面的作用，以及屏障在炎症和疾病中受损的后果。它将血脑屏障视为一个生理学和神经免疫学主题，而非临床管理主题。

Core questions

• 哪些细胞和分子特征使血脑屏障具有选择性通透性？
• 星形胶质细胞、周细胞和内皮细胞如何作为神经血管单元协同作用？
• 血脑屏障如何调节免疫细胞进入中枢神经系统？
• 当屏障在炎症或疾病中受损时会发生什么？

Key concepts

• 脑内皮细胞的紧密连接
• 神经血管单元
• 星形胶质细胞终足
• 周细胞
• 选择性转运系统
• 免疫豁免和受调节的免疫进入
• 屏障破坏和通透性

Mechanisms

脑内皮细胞通过连续的紧密连接（tight junctions）连接，这严重限制了旁细胞扩散（paracellular diffusion），并且它们表达特化的转运蛋白和外排泵，控制哪些分子可以穿过。星形胶质细胞的终足（endfeet）和周细胞与内皮细胞相互作用，诱导并维持这些屏障特性，形成神经血管单元。这种结构限制了免疫细胞和循环介质的自由进入，有助于维持大脑受调节的免疫环境。炎症信号可以使紧密连接松弛并增加通透性，从而允许免疫细胞浸润和神经组织暴露于血浆成分。

Clinical relevance

血脑屏障功能障碍伴随着许多神经系统和神经炎症性疾病，并且屏障特性强烈影响哪些治疗药物能够到达大脑。本条目描述了生理学以及证据是如何产生的；它具有教育性，并非个体诊断或治疗建议的来源。

History

血脑屏障的概念源于19世纪末和20世纪初的观察，即注入血液的染料不会染上大脑，这暗示了血液和神经组织之间存在一个屏障。超微结构研究后来将屏障定位在脑内皮细胞的紧密连接处，随后的工作确立了星形胶质细胞和周细胞的贡献，从而形成了神经血管单元的综合概念。

Debates

中枢神经系统“免疫豁免”程度如何？

大脑长期以来被描述为免疫豁免器官，但现在人们认识到，免疫监视和受调节的免疫进入是在严格控制下发生的，而非完全不存在，因此，旧的绝对豁免概念已被修正为受调节的进入。

Key figures

• N. Joan Abbott
• Richard Daneman
• Richard Ransohoff
• Costantino Iadecola

Seminal works

• abbott-2010
• obermeier-2013
• abbott-2006

Frequently asked questions

什么是神经血管单元？

它是脑内皮细胞、周细胞、星形胶质细胞终足、基底膜和附近神经元的功​​能集合体，它们共同建立和调节血脑屏障以及血流。

为什么血脑屏障对药物治疗很重要？

因为血脑屏障严格限制哪些分子进入大脑，许多药物无法以有效剂量到达中枢神经系统，这是开发脑部疾病疗法的一个核心挑战。