香港中文大学新研究为治疗神经系统疾病带来新方向
香港中文大学（中大）生命科学学院的研究团队最近发现名为SOX9的蛋白质是维持脑嵴液的成分正常的关键，是科学界首次掌握调节血脑嵴液屏障功能的分子机制。有关发现已在著名科学期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）中发表，为研发针对各种脑神经疾病新疗法奠定了基础。
血脑嵴液屏障功能失调常见于各种神经系统疾病
脑嵴液存在于大脑和嵴髓神经系统，这种透明液体不但作为缓冲层保护大脑和嵴髓，也为神经系统提供营养及清除大脑代谢废物。脑嵴液是由血液经过一个名为脉络丛的组织过滤而成。脉络丛由大量血管及上皮细胞组成，而上皮细胞之间的紧密连接结构形成滤网般的屏障，阻止血液中对脑部有害的物质渗入脑嵴液，达致保护脑部及神经系统的功能。
不同研究证实，脉络丛异常可引发多种神经系统疾病，例如自闭症及阿兹海默症等。每一千名新生婴儿中有一人脑内积聚过多脑嵴液而出现先天性脑积水，这也可能与脉络丛异常有关。最近一些研究也发现新型冠状病毒会感染脉络丛，损害其屏障功能而引起神经系统并发症。尽管脉络丛对脑部发育及运作有著关键作用，但脉络丛如何调控其血脑嵴液屏障功能仍是未解之谜。
研究发现转录因子SOX9可阻止有害物质从血液进入脑嵴液
由中大生命科学学院副教授关健明教授领导的研究团队，一直专注研究小脑神经细胞发展的基因调控。在进行实验时，他们发现每当抽走实验小鼠体内一种能调控基因转录的蛋白质SOX9后，小鼠大多会出现脑积水，这情况引起了他们的关注。经深入研究后，团队发现失去SOX9的脉络丛，其穿透性变得异常地高，失去作为屏障的功能。
研究人员在小鼠血液中注入不同分子大小的显影剂，在正常情况下这些分子应被排除在大脑外，但在缺乏SOX9的情况下，显影剂很容易便穿过脉络丛进入脑嵴液，并积聚在脑神经组织；同时，血液中蛋白质的渗入令脑嵴液蛋白质水平大幅上升，此现象常见于脑积水患者。脑嵴液成分的改变损害了小鼠脑部的正常发育。
通过核糖核酸测序，研究人员进一步揭示SOX9 的作用是在脉络丛上皮细胞中合成第九型胶原蛋白。通过基因敲除技术，他们发现缺乏第九型胶原蛋白小鼠的血脑嵴液屏障表现与SOX9基因变异小鼠的缺陷非常相似，证明它在维持血脑嵴液屏障的完整性，担当重要角色。此外，研究团队发现缺乏第九型胶原蛋白会显著地干扰维持上皮细胞紧密连接结构所需的极化微管动力学，就像一个破损的滤网，最终导致脉络丛未能过滤血液及限制蛋白质或其它物质进入中枢神经系统，影响脑部发育及运作。
关教授解释：「血脑嵴液屏障失效可引起先天性脑积水或自闭症谱系障碍等神经发育疾病。要防止屏障受破坏以及寻找方法修复渗漏的屏障，我们必须先了解调节血脑嵴液屏障功能的机制。这次研究结果是科学界首次发现控制脉络丛上皮细胞渗透度的分子机制。通过干预血脑嵴液屏障功能或调整脑嵴液成分的治疗方案，是目前治疗神经系统疾病的崭新方向。我们正以此研究发现作为基础，尝试借助脉络丛功能来调节脑嵴液的分泌，从而减轻与脑嵴液相关疾病的徵状。」
这次研究由关健明教授领导，其他合作成员包括中大生命科学学院姜里文教授、倪世明教授及许浩霖教授，并获得大学教育资助委员会研究资助局优配研究金、协作研究金、卓越学科领域计划，以及中大细胞及发育生物学研究中心和农业生物技术国家重点实验室的支持。
