近日，南开大学传染病溯源预警与智能决策全国重点实验室/泰达生物技术研究院教授王磊、冯露在血脑屏障领域取得突破，系统揭示了穿越血脑屏障的关键步骤—转运囊泡与脑微血管内皮细胞底膜融合的分子机理，并证实其直接影响穿越效率。

该发现填补了血脑屏障穿越机制研究中的关键空白，并为改进药物入脑递送技术提供了新的思路，相关成果7月3日发表在国际知名学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

血脑屏障的低通透性在有效阻止血液中有害物质进入大脑的同时，也阻碍了治疗药物的入脑运输，成为中枢神经系统疾病治疗的主要技术瓶颈。如何将药物高效递送入脑是当前生物医学领域广泛关注的关键科学问题。近半世纪的研究表明，利用铁运输通路进行药物入脑递送是最有效的途径，但其分子机理尚不清晰、递送效率也有待提升。

经研究，团队发现VAMP3蛋白与Syntaxin 4蛋白之间的相互作用，直接介导了转运囊泡与脑微血管内皮细胞底膜（大脑侧）的融合，使铁成功释放入脑。这是铁穿越血脑屏障过程中最后、也是最关键的一步。团队进一步发现，上调VAMP3和Syntaxin 4的表达可显著提高铁的穿越效率，提示调控这两个关键分子有望有效提升药物入脑递送效率。

细菌性脑膜炎具有较高致死率，已成为全球性公共卫生问题。团队前期工作发现，脑膜炎大肠杆菌通过劫持铁运输通路跨越血脑屏障（PNAS. 2023）。本工作发现，该病原菌可通过TLR4-TRIF途径激活VAMP3和Syntaxin 4表达，增强其入脑能力，这为细菌性脑膜炎防治策略的开发提供了潜在靶点。

据介绍，这是王磊、冯露团队在PNAS发表的第5篇关于病原微生物领域系统研究的论文，该工作得到了国家自然科学基金、天津市科技重大专项等项目的支持。王磊、冯露及美国哮喘与过敏研究所教授李华民为论文的通讯作者，教授刘斌、博士生苏莹莹、博士后孙昊、副教授杨斌为论文的共同第一作者。

相关论文链接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2500285122