大腦的最後一道防線快被打開了！血腦屏障研究有重大進展
隨著對大腦健康的深入研究，科學家們正致力於揭開血腦屏障（Blood-Brain Barrier，簡稱 BBB）的奧祕。
這一複雜的屏障由腦內血管內皮細胞及緊密連接組成，保護大腦免受有害物質的侵害，並限制大多數藥物的穿透，這對於治療神經性疾病（如阿茲海默症和帕金森氏症）、精神疾病（如抑鬱症和焦慮症）以及腦癌等病症造成了重大挑戰。根據研究，目前98%的藥物候選者在開發階段無法穿越血腦屏障，這使得藥物開發面臨困難。
來自威爾康奈爾醫學院的研究團隊正在探索血腦屏障的運作機制，並試圖了解如何讓藥物安全通過這一屏障。該團隊的研究得益於國家超級計算應用中心（NCSA）提供的強大計算資源，特別是其GPU超級電腦Delta。
研究人員Margarida Rosa和George Khelashvili正在研究一種名為MFSD2A的特殊蛋白質，這種蛋白質在血腦屏障的血管內皮細胞中發現，並且能夠攜帶Omega-3脂肪酸（特別是以溶血磷脂酰膽鹼形式的DHA）穿越屏障。Rosa表示，了解MFSD2A如何運作將有助於設計能夠安全通過血腦屏障的藥物，並維持血腦屏障的完整性。
該團隊利用電腦模擬技術，深入研究MFSD2A在原子層面上的運作。他們的目標是找出使分子能夠通過MFSD2A的關鍵特徵，並設計出小型治療藥物，這些藥物能夠有效穿越血腦屏障。
通過長時間的模擬，研究團隊獲得了MFSD2A運作的深入見解，包括哪些轉變和特定殘基對於Omega-3的運輸至關重要。他們使用了一種先進的數學框架──馬爾可夫狀態模型（MSM），結合機器學習方法，追蹤蛋白質隨時間變化的構象，並識別MFSD2A介導的營養物質運輸的關鍵步驟。
此外，研究團隊還與哥倫比亞大學和昆士蘭大學的實驗研究人員合作，將計算結果與實驗數據相結合，進一步驗證他們的預測。這種多學科的研究策略不僅加深了對MFSD2A功能的理解，還為針對MFSD2A的理性藥物發現奠定了基礎。
（首圖來源：shutterstock）