缺血性脑卒中后血脑屏障损伤机制及治疗进展-陌自动

　　血脑屏障(BBB)作为保护中枢神经系统的防线，同时也维持微环境的稳态和抑制来自外周血的有害物质。然而，血脑屏障独特的生理功能和特性使中枢神经系统疾病患者的药物递送具有挑战性。本文就血脑屏障的细胞结构基础、作用机制以及涉及的相关功能蛋白作一简要介绍。此外，我们讨论了缺血性卒中发生后血脑屏障损伤的各种机制，最后，我们提到了几种考虑损伤机制的治疗策略。我们希望通过血脑屏障为药物给药研究提供创新思路。

　　Paul Ehrlich[1]最初发现，当染料注入血管时，不会给脑实质着色。后来，他的学生Edwin Goldmann[2]进行了进一步的观察，表明如果将同样的染料注射到脑脊液中，也会染色脑组织。这导致了血液和脑实质之间生物屏障这一模糊概念的发展[3]。在进行了广泛的研究之后，Lena Stern博士向日内瓦医学院提出了“barri

　　hsamatoencsamphalique”一词[4]。此外，她还发表了一篇关于BBB主题的概念性文章。继Paul Ehrlich、Edwin Goldmann和Lena Stern提出血脑屏障的具体概念后，人们对其形态、分子组成和生理特性进行了广泛而持续的研究[5]。血脑屏障维持神经系统的稳定状态，因此被认为是一个重要的结构。许多研究调查了血脑屏障的功能。缺血性中风是世界范围内常见的死亡原因。随着人口老龄化，全球脑卒中负担预计将不断增加[6]。当缺血性中风发生时，血脑屏障会被破坏，导致一系列损伤，从而加重疾病的影响。目前，保持血脑屏障的完整性被认为是卒中的有效治疗策略[7]。

　　神经血管单元(NVU)是血脑屏障的解剖学基础(图1)。NVU是一个由内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞组成的功能紧密的细胞系统。此外，它还得到其他类型中枢神经系统结构的支持[8]。血脑屏障的生长和维持受非细胞因子与内皮细胞的相互作用控制[9]。

　　神经血管单元(neurovascular unit, NVU)[10]由复杂的细胞结构组成，各组成部分之间关系密切，形成了一个高效的脑血流调节系统[11]。血脑屏障是NVU的一部分，NVU是结合血管、星形胶质细胞和神经元的复合体[12]。NVU通常包括脑血管，强调脑组织与血管之间紧密的物理和功能连接[13]。

　　内皮细胞属于鳞状细胞家族，是参与形成血管内膜的重要组成部分。除了构建紧密连接的功能外，内皮细胞还表达调节底物动态流动的特定转运蛋白。更重要的是，内皮细胞可以控制白细胞黏附分子的运输，从而限制炎症的侵袭[14]。TJ复合物由跨膜粘附蛋白组成，介导细胞内信号转导，并通过与相邻细胞质膜上相应物质的相互作用提供必要的物理支持[15]。

　　周细胞是平滑肌样细胞，分布在毛细血管和小血管上。它们具有收缩性，包裹在基底膜内，对维持神经系统功能起重要作用。在血脑屏障血管生成和成熟期间，周细胞调节毛细血管直径、脑流量[16]，并阻止免疫细胞渗透到中枢神经系统[9,17]。

　　在中枢神经系统中，星形胶质细胞具有多种功能[18]。它们的不同极化类型具有不同的生物化学和特征特征[19]。星形胶质细胞可以为神经元提供能量基质[20]，调节局部血流[21]，帮助引流间质液[22]，保持突触生长和可塑性[23]，对神经回路的功能和行为有益处[24]，保持细胞外液、离子和神经递质的平衡状态[25]。

　　小胶质细胞是一种大脑先天性免疫细胞[26]。它们可以调节组织发育，维持神经环境稳定，促进神经修复程序，并对应激源作出迅速反应[27]。最近，许多研究表明，小胶质细胞的激活是多种疾病的关键因素，包括缺血性卒中和阿尔茨海默病[28,29]。

　　细胞外基质(extracellular matrix, ECM)是覆盖血脑屏障的一层糖萼，由蛋白聚糖和糖胺聚糖组成[30]。它的功能是防止物质试图穿过血脑屏障的第一道防线[31]。ECM蛋白和受体在各种分子信号转导中起着至关重要的作用。它们调节细胞的存活、发育、转移和分化，使大脑能够适应环境变化[32,33]。ECM存在于所有组织中，并根据控制信号进行不断的重塑[33,34]。其动态结构使其能够通过整合素和其他表面受体调节细胞信号转导。ECM的相对弹性和感知机械信号的能力有助于调节器官发生和调节细胞代谢[35]。基质金属蛋白酶(MMPs)是锌依赖性内肽酶家族的成员，在调节ECM降解和重塑的持续时间中发挥重要作用[36]。MMPs的表达水平和功能变化可引发异常的ECM变性，被认为是疾病发展的初始信号[37,38]。在某些病理条件下，ECM重塑可能会失控，导致癌症等疾病。ECM成分的过度积累与纤维化密切相关[39]。当血脑屏障被破坏时，血浆蛋白渗漏增加，导致蛋白质滞留，对神经系统产生不良影响[40]。ECM操作的准确性源于其糖蛋白的组成，这允许使用蛋白水解裂解来调节血脑屏障的病理生理功能[41]。目前，许多方法和药物正在研究中，以修改、调节或模拟ECM成分，以有效治疗相关疾病。这些努力表明了推进医学研究和开发创新解决方案以改善患者预后的承诺。

　　血脑屏障是一种物理和生化屏障，精确调节脑组织的环境稳态。它为神经元提供了执行其功能的最佳微环境[42]。在正常生理条件下，血脑屏障可确保脑细胞持续获得营养物质(如氧气和葡萄糖)，并指导炎症细胞对局部环境变化做出反应[43,44,45]。血脑屏障通过其离子通道和转运蛋白调节微环境，维持大脑所需的离子稳态和营养。它还能调节大脑内神经递质水平，限制血浆蛋白和神经毒素向大脑的浸润[46]。然而，如果血脑屏障的完整性受到损害，则会导致离子失衡，信号分子稳态改变，免疫细胞和免疫分子攻击中枢神经系统，导致神经元功能障碍、变性和各种神经系统疾病[47]。

　　TJ[48]主要由闭塞蛋白和claudin组成。其中，claudin-5被认为是TJ的显性蛋白，并做出了重要贡献[49]。闭塞带(ZO)蛋白家族是一组与膜相关的鸟苷酸激酶紧密连接，在支架蛋白与细胞骨架结合中起核心作用[50]。紧密连接显著减少极性溶质通过细胞旁通路从血浆向细胞外液的渗透[51]。粘附连接[48]涉及粘附家族的钙粘蛋白、血小板内皮细胞粘附分子和JAM分子。该家族成员在白细胞粘附和跨血脑屏障向脑实质迁移中发挥重要作用[52]。然而，各种结合复合物及相关蛋白在血脑屏障发育中的具体作用及生理病理机制有待进一步阐明。脑内皮细胞也有由连接蛋白家族形成的间隙连接[53]，它允许细胞间通信并保持紧密连接的完整性[48,54]。

　　血脑屏障的通透性是由其结构决定的，它与分子特性和转运蛋白之间的相互作用有关。影响渗透的分子特性包括分子量、氢键、极性表面积、电荷、亲脂性等因素[55,56,57]。

　　物质通过血脑屏障有两种途径:跨细胞途径和细胞旁途径，或者更简单地说，穿过细胞本身或通过细胞连接处的细胞旁空间(图2)[58]。细胞旁通路是一种受渗透压和浓度梯度调节的被动转运机制。这一过程受到TJ的高度限制，仅限于离子和小亲水分子的扩散[59,60]。跨细胞途径是由多种机制介导的，根据运输过程中是否消耗能量分为主动和被动运输途径。被动转运通过跨细胞扩散发生，而主动转运途径包括受体介导的内吞作用、主动外排转运和吸附介导的内吞作用[61]。某些气体，如O2和CO2，可以被动地在细胞间扩散，Log P < 5、分子量< 500 Da的亲脂小分子也可以[59,62]。然而，极性大分子如肽和蛋白质需要受体介导的内吞作用才能运输到目标位置，属于活跃的跨细胞运输途径[56,63,64]。血脑屏障表达多种转运蛋白，包括葡萄糖、胆碱和铁转运蛋白，以及胰岛素结合蛋白和由atp结合盒转运蛋白组成的主动外流泵[65,66]。ATP结合盒转运体，如p糖蛋白，利用ATP能量阻止药物、外源性物质、神经毒性物质和核苷从内皮细胞主动流出进入血液[54]。跨细胞转运途径比细胞旁途径更有可能穿过血脑屏障，并且是许多跨血脑屏障药物递送策略的研究重点[60]。吸附胞吞作用依赖于带正电的底物(如带阳离子的牛血清白蛋白)与脑内皮细胞带负电的表面相互作用的非特异性转运[67]。血脑屏障的完整性在生理条件下与内皮细胞密切相关;但在病理事件中，它可以受到免疫细胞，如小胶质细胞和巨噬细胞的影响[68]。由于病理因素和物理和化学刺激可改变血脑屏障的通透性，许多成像技术已被开发并应用于测量和评估血脑屏障的变化[63]。

　　血脑屏障损伤是缺血性卒中的一个重要病理过程，始于缺血期，在再灌注期恶化，最终导致血管源性水肿和出血性转化(图3)[69,70,71]。缺血性卒中后与血脑屏障破裂相关的早期病理生理事件包括钠转运体(如Na-K-Cl共转运体、Na-H交换体等)的刺激，导致水肿和涉及活性氧的氧化应激[72]。整合素或TJ蛋白的降解也会导致血脑屏障细胞旁渗漏的增加[43]。血脑屏障的持续损伤可引起神经炎症和免疫细胞在脑实质的浸润和积聚[43]。

　　缺血性脑卒中的一般病理生理阶段及其主要病理生理过程

　　缺血性水肿是缺血性脑卒中的重要表现。水肿的原因是缺血引起血脑屏障通透性改变，导致一系列细胞毒性、离子性和血管源性水肿事件[73,74,75]。细胞膜表现出增加的选择性通透性，Na+/K+- atp酶和Ca2+- atp酶活性，导致钠离子和水在细胞内的积累，作为离子水肿的前兆[73,76,77]。许多靠近血脑屏障的转运蛋白可能会干扰离子通道相关转运体(Na-H交换器、Na-Ca交换器、Na-K-Cl共转运体)调节机制的稳定性，这些转运体是由磺酰脲受体-1控制的非选择性阳离子通道[78]。血管源性水肿由离子水肿发展而来。由于内皮细胞之间紧密连接的破裂，毛细血管基底膜的间隙进一步扩大，从而使富含蛋白质的液体从脑细胞的细胞外液中渗出[73,75]。

　　缺血性卒中发生后，周围免疫细胞(如单核细胞、中性粒细胞、T细胞等)和小胶质细胞共同作用，介导神经元死亡和血脑屏障的破坏(图4)[79]。攻击增加血脑屏障的通透性，使免疫细胞和血浆蛋白进入脑实质，加重炎症过程[72]。缺血后小胶质细胞和星形胶质细胞的激活导致缺血脑组织产生细胞因子，这些细胞因子和基质金属蛋白酶(MMPs)是缺血性卒中时血脑屏障损伤的关键介质。它们引起粘附分子和炎性血细胞的增加，主要是中性粒细胞，它们渗透到受损的血脑屏障中[80]。白细胞介素-1β (IL-1β)通过NF-κB信号通路诱导细胞周围分泌基质金属蛋白酶-9 (MMP-9)，从而破坏血脑屏障的完整性[81,82]。MMP-9通过潜在的NOTCH3/NF-κB信号通路参与血脑屏障损伤的发生。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路在缺血性卒中中也起着至关重要的作用[83,84,85]。P38 MAPK调节血脑屏障结构中occludin蛋白的合成[86]。趋化因子通过激活MAPK相关信号通路介导继发性脑损伤，因此靶向和抑制p38 MAPK通路对于保护血脑屏障的结构完整性至关重要[87]。Wnt/β-catenin信号通路在血脑屏障的形成、维持和发展中起关键作用[4,88,89,90,91,92]。该通路的激活导致Wnt配体如Wnt-1、Wnt-3a和Wnt- 5a以及β-catenin蛋白的表达增加[93]。Wnt/β-catenin信号通路参与调节中枢神经系统血管生成和bbb特异性转运蛋白分子的表达，促进毛细血管TJ蛋白的形成[94,95,96]。此外，Wnt5a可以调节内皮细胞的存活、增殖和基因表达[97,98]。Wnt7a/7b配体和Wnt/β-catenin信号通路驱动脑血管生成和血脑屏障生成[99]。然而，缺血性卒中发作时，Wnt-3a和β-catenin的表达下调，导致血脑屏障损伤[93,100]。最近的研究表明，在与炎症相关的脑微血管内皮细胞中，microRNAs (miRNAs)在调节基因表达变化中起着至关重要的作用[101]。

　　白细胞介素-1β (IL-1β)、肿瘤坏死因子α (TNF- α)、IL-6、IL-10、干扰素β (IFN-β)和转化生长因子β (TGF-β)、趋化因子(如单核细胞趋化蛋白1 (MCP-1/CCL2)、MIP-1α (CCL3)和SDF-1 (CXCL12))、MMPs和血管内皮生长因子(VEGF)。

　　除了免疫神经炎症反应外，氧化应激在脑缺血再灌注损伤中也起作用。这两个因素相互作用介导缺血性卒中和随后的出血性转化(HT)过程中的神经元和血脑屏障损伤[102]。在生理条件下，氧化应激过程涉及一系列过氧化物和超氧化物，包括活性氧(ROS)、活性氮(RNS)和其他活性中间体。它们在氧化还原反应信号的传递中起着重要的调节作用。然而，在缺血性卒中或其他缺血-缺氧损伤时，ROS/RNS产生和消除之间的生理平衡机制被破坏，导致氧化/亚硝化应激和持续氧化损伤[103]。这种破坏还会影响电子传递链和线粒体呼吸，扰乱线粒体动力学和ATP合成[104]，从而损伤神经元，激活凋亡途径，进一步导致血脑屏障内皮细胞氧化损伤[105]。活性氧(Reactive oxygen species, ROS)是氧化应激时血脑屏障功能障碍的关键介质，可调节脑内皮细胞的TJ蛋白和细胞骨架[72]。它们参与氧化损伤，调节TJ修饰，激活炎症因子，因此在血脑屏障损伤的各种机制中发挥关键作用，包括激肽系统、毒性谷氨酸外排的兴奋性毒性、中性粒细胞募集、线粒体改变和巨噬细胞/小胶质细胞激活[106,107]。谷胱甘肽(GSH)是氧化还原过程的另一个重要参与者，其氧化成谷胱甘肽二硫醚(GSSH)是一个关键步骤。对这种氧化还原代谢的干扰可能破坏屏障稳态并产生氧化应激[108,109]。

　　如前所述，当脑缺血性中风发生时，一系列炎症介质(包括细胞因子、趋化因子和生长因子)被释放到受损组织中[110,111]。这些炎症介质可引起MMPs的释放，MMPs可分解TJ蛋白并损害血脑屏障的完整性[112,113]。TJ蛋白，如claudin家族、occludin、Zona occludens 1 (ZO-1)和tricellulin，已被确定与神经屏障有关[114]。缺血性脑卒中后血脑屏障损伤的机制在于内皮细胞早期内噬作用的上调和后期紧密连接复合物的重塑[115]。越来越多的证据表明卒中后血脑屏障渗漏的主要机制是TJ复合物的破坏。整合素影响细胞粘附、迁移和存活，已被发现对这些过程有重要影响[116]。层粘连蛋白是一种在中枢神经系统中广泛表达的ECM蛋白，可与整合素和非整合素受体相互作用[117]。大量研究探讨了整合素与血脑屏障通透性之间的关系。缺血性脑卒中后，整合素αvβ3上调可促进血管生成和功能恢复[118]。此外，整合素α5β1的诱导及其下游信号通路在缺血性卒中和脑缺氧的病理过程中起着至关重要的作用[119]。然而，关于层粘连蛋白和各种整合素在缺血性脑卒中中的表达及其具体作用仍存在一些争议[117]。

　　此外，再灌注引起的出血转化是缺血性卒中后常见的并发症。在初始阶段，参与白细胞来源的MMP-9和脑来源的MMP-2，随后可能发生MMP-3和MMP-9，血管生成和血管源性水肿，可破坏nvu并加剧血脑屏障的破坏[120,121]。

　　目前，重组组织型纤溶酶原激活剂(r-tPA)溶栓治疗仍然是缺血性卒中最有效的治疗方法。然而，由于脑卒中发病后4-6小时的时间窗较窄，只有少数患者能得到有效的溶栓治疗。这种有限的时间范围给脑卒中治疗带来了挑战[122]，应用后出血转化的风险进一步限制了其临床应用[123]。

　　早期手术减压是改善缺血性脑卒中脑水肿预后的重要因素。虽然治疗性低温是一种潜在的治疗选择，但尚未得到证实，保守性药物在抗水肿治疗中的疗效有限[124]。靶向caspase-1已被证明可减少急性卒中时脑水肿和出血性转化(HT)的发生率[125]。Caspase-1是介导焦亡的半胱氨酸蛋白酶家族[126]。在急性卒中中，caspase-1表达上调，并被证明介导血脑屏障破坏[127]。

　　调节免疫和炎症反应是治疗缺血性中风的关键。免疫细胞可以帮助消除坏死组织，促进神经元恢复，但它们也会释放炎症因子，加剧血脑屏障的破坏，尤其是在后期再灌注时[128]。靶向免疫细胞破坏血脑屏障是改善脑卒中预后和现有治疗的一种有希望的策略[129]。目前，正在开发免疫调节疗法来减少促炎细胞因子、MMPs和浸润性白细胞，以维持血脑屏障的稳态，尽管尚未证实免疫调节的临床应用。缺血性卒中引发严重的神经炎症反应[128,129]，可通过释放细胞因子、趋化因子和氧化应激相关因子对神经元造成损害。因此，采取相应措施抑制脑缺血期间的免疫反应和炎症过程的发生和发展可能是开发新的治疗策略的一个有希望的靶点[130]。目前正在研究几种抑制MMPs的方法，MMPs介导TJ破坏并保护血脑屏障免受缺血性损伤。物理方法，如高压氧、低温、异氟醚和硫化氢等药物，或无创迷走神经刺激，都可用于实现这一目标[131,132]。激活的星形胶质细胞在缺血性卒中后的一系列炎症反应中起重要作用。Li[133]综述了针对多种反应性星形胶质细胞保护血脑屏障和维持大脑稳态的可能性。Qu[134]发现没食子酸(GA)可以改变小胶质细胞的极化，从而减轻脑缺血/再灌注引起的血脑屏障损伤，并产生有益的结果。

　　线粒体动力学，包括ROS生成、自噬和细胞凋亡，与缺血性卒中的病理生理密切相关。这些动态也会影响身体的能量代谢。一些研究者认为，抑制线粒体过度分裂和恢复线粒体动力学平衡可能是治疗缺血性卒中的新途径[135]。某些天然多酚作为强大的抗氧化剂，可抑制ROS的产生，清除自由基，改善血脑屏障功能[136]。此外，静脉注射内源性肽apelin-13可以通过靶向缺血再灌注时的氧化应激，显著降低血脑屏障通透性和血管源性水肿。

　　重建血脑屏障被认为是缺血性卒中的一种有前途的治疗选择。Kadir RRA等[137]通过细胞共培养建立了体外血脑屏障模型，证明过度生长的内皮细胞(OECs)能够有效地向损伤部位迁移，恢复血脑屏障的完整性。oec为基础的细胞治疗还能降低缺血性脑卒中损伤后脑微血管内皮细胞的氧化应激和凋亡。M. Alwjwaj[138]后来发现OEC可作为一种治疗剂，通过特异性抑制血管氧化应激的主要来源NOX2来预防缺血，从而减轻氧化应激。Zeng等[139]通过体内和体外实验发现，DNA甲基转移酶抑制剂Zebularine通过增加ZO-1和血管内皮(vascular endothelial, VE)-cadherin的表达，减少促炎因子的产生，改善脑水肿和神经功能[131,132]。Nilles KL回顾了[140]通过靶向血脑屏障转运蛋白来优化脑卒中药物跨血脑屏障转换成功率的研究。Song等研究发现，星形胶质细胞中选择性丢失Nhe1(一种ph敏感的Na + /H +交换器1)可增加内皮细胞中Wnt7a/7b蛋白的表达，保存Wnt/β-catenin信号，促进缺血性卒中后血管生成修复和脑血流灌注，维持血脑屏障的完整性[141]。最近也有研究通过基因工程合成特异性Wnt激活剂，如Wnt7a来保护血脑屏障[142]。研究表明氟西汀可增加Claudin-5的表达，其对Wnt信号的影响可能有助于恢复血脑屏障功能，同时促进神经发生[143,144]。锂可以降低MMP-9的表达，增加Wnt/β-catenin信号的活性，并通过提高TJ蛋白(Claudin-5和ZO-1)的水平来保持血脑屏障的完整性[145]。Laksitorini等报道，在体外血脑屏障细胞培养模型中，LiCl (GSK3抑制剂)或Wnt3a激活Wnt/β-catenin可改善脑内皮屏障功能[144]。Liu等人证明了胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)激动剂exendin-4 (EX-4)在暂时性大脑中动脉闭塞大鼠模型中通过激活Wnt/β-catenin信号通路抑制ROS的产生和MMP-9的激活。因此，GLP-1R激动剂可能是降低r-tPA治疗后HT风险的潜在保护剂[146]。高尔基基质蛋白130 (Golgi matrix protein 130, GM130)[113]可上调自噬-溶酶体通路的抑制作用，维持适当的自噬以防止紧密连接损伤，维持血脑屏障功能，减轻脑实质损伤。从健康人静脉血清中分离的外泌体也可以通过抑制自噬介导的内皮细胞凋亡和血脑屏障破坏来发挥神经保护作用[147,148]。这种方法有望成为未来通过血脑屏障治疗缺血性中风的潜在方法。

　　血脑屏障是药物向脑实质输送的一个重要障碍[149]。然而，这一屏障可以通过打开或穿过内皮屏障来克服，并且可以针对特定部位来保护相应的器官[150]。因此，研究神经保护剂的传递使药物能够穿过血脑屏障到达脑实质中的靶点是越来越有兴趣的。纳米颗粒如脂质体已被用于药物递送，因为它们可以最大限度地减少化学降解，提高药物的渗透性，并在作用部位达到必要的血液药物浓度[151,152,153]。例如，铈(Ce)掺杂的Linde Type A (LTA)沸石基纳米材料(Ce/Zeo-NMs)已被证明利用其独特的吸附能力和模拟催化活性来去除活性氧，增强血脑屏障的完整性，抑制炎症细胞的激活，并减少神经血管功能障碍[154]。白桦酸是最有效的中风抗氧化剂之一，可以通过天然化合物衍生的纳米颗粒(NPs)递送，以改善中风恢复[155]。此外，包被药物的纳米材料，如负载uPA的黑磷纳米片(BPNs)，可以有效地将uPA通过血脑屏障溶解血栓并去除活性氧[156]。脑靶向仿生纳米材料(RR@SABNPs)可以显著延长丹酚酸B (salvianolic acid B, SAB)的半衰期，将SAB输送到缺血脑，并在模型小鼠中显示出良好的治疗效果[157]。纳米凝胶系统是一种很有前途的药物传递平台，可以作为一种更稳定、更优越的药物传递平台用于治疗[140,158]。超声给药、开颅给药等侵入性技术与针对颅内疾病的脑给药策略有关[155,159]。

　　目前，已经发现一些中药或方剂通过多种机制对缺血性中风具有保护作用。芪肾益气方[160]通过溶酶体/炎症协同机制预防缺血性卒中。某些中草药[161]作为tPA的佐剂可以增强其溶栓能力，降低出血性转化的风险。黄芪甲苷(AST IV)和三七总皂苷(PNS)分别是黄芪甲苷和三七治疗缺血性脑卒中的主要有效成分。与冰片联用后，这些成分可通过下调效应转运蛋白的表达，上调摄取转运蛋白的表达来促进其递送，从而增强缺血再灌注的保护作用，维持血脑屏障的完整性[162]。此外，也有研究表明，针刺可以激活固有的抗氧化酶系统，抑制活性氧的过度产生，降低脑缺血引起的氧化应激电位，起到神经保护作用[163,164]。

　　临床试验表明，干细胞疗法有望改善急性缺血性中风患者的后遗症，尽管还需要进一步的验证。神经干细胞移植可以通过旁观者效应替代受损的神经细胞，维持血脑屏障，是治疗神经血管疾病的潜在方法[165,166]。近年来，由于microRNA对缺血性脑卒中后血脑屏障损伤的负面影响，也受到了重要的研究关注。microRNA干预可以通过多种机制控制血脑屏障的通透性[131,167]。进一步的研究表明，microRNA可能作为缺血性脑损伤的一种有前景的血脑屏障调节剂。另一项研究发现，激活血管内皮生长因子(VEGF)可以增强中风患者的血管系统，防止继发性脑损伤的进展。此外，卒中后给予VEGF可修复血脑屏障并减少继发性脑水肿损伤[168]。

　　此外，单细胞测序在临床疾病相关遗传信息分析和收集中的应用也越来越普遍。其中，RNA测序(RNA- seq)应用广泛，逐渐成为分析差异基因表达不可缺少的工具。基于此，近年来大量RNA序列也被引入血脑屏障研究。最早利用RNA-Seq对血脑屏障成分进行的基因组分析发现，与紧密连接、信号分子和其他一些分子基因相关的基因在血脑屏障处高度富集，表明Wnt和RXRalpha参与了该屏障的信号级联调节[169]。David和他的团队总结了相关的科学经验，建立了促进血脑屏障RNA-seq研究的指南[170]。他和他的团队使用转基因报告小鼠捕获了相应的血管细胞，从而构建了小鼠脑和肺血管和血管相关细胞类型的数据库。该数据库将为血管发育和疾病研究提供坚实的基础[171]。还有一些其他相关研究比较了人和小鼠脑微血管的转录基因表达差异，揭示了它们对药物传递和疾病的潜在影响。毕竟，增加对小鼠和人类脑血管系统之间基因表达差异的理解对于评估小鼠模型在研究脑血管系统和血脑屏障发育和疾病方面的潜在局限性至关重要[172]。此外，通过单细胞测序和差异结果的基因表达分析，可以指导实验研究寻找疾病靶因子。最近，一项使用RNA-Seq的研究提供了正常人脑组织和胶质母细胞瘤中内皮细胞分子谱的详细比较特征，旨在为药物通过血脑屏障传递和肿瘤内分布提供有价值的信息[173]。其他研究使用RNA-seq探索与A1星形胶质细胞诱导的血脑屏障功能障碍相关的潜在靶点和信号通路。据推测，阻断C3d+/GFAP + A1星形胶质细胞的转化可能减轻小鼠缺血性卒中后血脑屏障的破坏[174](图5)。