综述:跨越屏障:精神疾病中的血脑屏障与肠屏障信号传导
《Journal of Neurochemistry》:Across Barriers: Blood–Brain and Gut Barrier Signaling in Psychiatric Disorders
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时间:2025年11月24日
来源:Journal of Neurochemistry 4
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精神疾病与血脑屏障及肠屏障功能障碍的关联研究。重点探讨Wnt/β-catenin、VEGF和FGF2信号通路在屏障功能维持中的作用,揭示肠道炎症通过血脑屏障破坏影响脑功能,提出肠-脑轴在共病中的潜在机制。
在现代社会,心理健康问题已成为全球范围内的重大公共健康挑战。据世界卫生组织统计,全球约有10亿人受到各种心理疾病的影响,其中抑郁症、双相情感障碍和广泛性焦虑症是最常见的几种疾病。尽管传统治疗手段在临床中被广泛应用,但其缓解率仍然较低,许多患者表现出治疗抵抗或复发的情况。这一现状促使科学界开始关注其他系统在心理疾病发展中的作用,特别是免疫系统异常和屏障功能障碍。研究表明,血液脑屏障(BBB)和肠道屏障的破坏在这些心理疾病的发生和进展中扮演了重要角色。本文旨在深入探讨这些屏障功能障碍与心理疾病之间的联系,并进一步分析可能的治疗策略。
BBB是一种高度选择性的结构,主要由内皮细胞、星形胶质细胞和周细胞组成,这些细胞通过细胞间粘附分子(CAMs)维持屏障的完整性。BBB的完整性对于中枢神经系统(CNS)的稳态、代谢和神经元功能至关重要。一旦BBB受损,就可能引发神经炎症,这与心理疾病的发展密切相关。与此同时,肠道屏障的破坏也与肠道炎症性疾病(如炎症性肠病,IBD)高度相关,而IBD患者中心理疾病的发生率显著升高。BBB和肠道屏障在结构和功能上具有相似性,特别是在肠道血管屏障(GVB)方面,这种屏障的结构和功能尚未被充分研究。
心理压力是心理疾病和IBD的重要风险因素,它会引发BBB和肠道屏障的过度渗透,从而形成炎症加剧和情绪变化的恶性循环。研究显示,心理压力不仅会影响大脑的神经元活动,还会改变肠道屏障的完整性,进而影响全身的免疫反应。因此,探索BBB和肠道屏障的信号通路,对于理解心理疾病和IBD的发病机制具有重要意义。例如,Wnt/β-连环蛋白、VEGF和FGF-2等信号通路不仅参与屏障的形成和维持,还可能在心理疾病和IBD的病理生理过程中发挥作用。
在临床和实验研究中,BBB功能障碍被发现与心理疾病的发生和发展密切相关。例如,在抑郁症患者中,BBB的渗透性增加与情绪症状的严重程度相关,同时血清中S100β和MMP-9的水平也显著升高。在双相情感障碍患者中,BBB的破坏不仅体现在渗透性增加,还表现为TJ蛋白的表达减少,以及一些炎症标志物的升高。而在广泛性焦虑症患者中,BBB的破坏与IL-1β、IL-1R1等信号通路的激活密切相关。这些发现表明,BBB功能障碍不仅是心理疾病的指标,还可能在疾病的发展中起到推动作用。
此外,肠道屏障的破坏也与心理疾病的发生密切相关。IBD患者中,肠道屏障功能障碍是其常见的临床特征,表现为黏膜细胞减少、粘蛋白减少和TJ蛋白表达降低。这些变化不仅导致肠道炎症,还可能通过微生物跨膜转移和系统性炎症影响BBB的完整性。研究表明,心理压力和肠道炎症可以相互作用,共同影响BBB的稳定性,从而导致神经炎症和心理症状的加剧。这种相互作用提示我们,心理疾病和IBD之间可能存在共同的病理生理机制,需要进一步探索。
研究还指出,一些关键的信号通路在BBB和肠道屏障的功能调节中具有重要作用。例如,Wnt/β-连环蛋白信号通路在BBB的发育和维持中起着核心作用,其活性的改变可能影响屏障的稳定性。VEGF信号通路则在促进血管生成和调节屏障渗透性方面发挥关键作用,而FGF-2信号通路则在调节星形胶质细胞和内皮细胞的相互作用中扮演重要角色。这些通路的异常可能与心理疾病和IBD的病理机制有关,同时也为开发新的诊断工具和治疗策略提供了可能的靶点。
尽管已有大量研究关注BBB和肠道屏障的功能障碍,但仍然存在许多研究空白和限制。例如,性别差异在屏障功能障碍和心理疾病的发生中起着重要作用,但目前的研究多集中于男性,对女性的研究相对不足。此外,许多实验模型无法完全模拟人类疾病,这限制了研究的转化价值。因此,未来的研究需要更多地关注性别差异,并采用更复杂的模型来更好地理解这些屏障功能障碍在心理疾病和IBD中的作用。
最后,文章强调了跨学科研究的重要性。心理健康和肠道屏障功能障碍的研究不仅涉及神经科学和免疫学,还可能与内分泌学、营养学和微生物学等领域密切相关。通过整合这些领域的研究,我们有望揭示更多关于心理疾病和IBD的机制,并开发出更加有效的治疗策略。总之,BBB和肠道屏障的功能障碍在心理疾病的发生和发展中扮演了重要角色,研究这些屏障的相互作用和调节机制,将为未来治疗提供新的思路和方向。
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