一种必需的营养物质如何进入大脑？

研究人员发现，胆碱是一种对大脑健康至关重要的营养物质，它通过一种蛋白质积极地从血液输送到大脑。这一发现可能会为开发利用这一机制治疗脑部疾病的新药提供信息。这项研究发表在《Nature》杂志上，由美国国立卫生研究院（NIH）资助。

研究人员利用小鼠和人类的脑组织发现，这种被称为FLVCR2的蛋白质密集地存在于血脑屏障中，血脑屏障是排列在大脑血管上的一层紧密堆积的细胞。具体来说，FLVCR2被嵌入内皮细胞中，内皮细胞是控制营养物质和小分子从血液流向大脑的特殊细胞。另外的实验表明，FLVCR2选择性地识别并将胆碱运送到大脑中。

血脑屏障是一个保护细胞层，保护大脑免受毒素、微生物和其他有害病原体的侵害。这道屏障还阻止了许多有可能治疗神经系统疾病的药物进入大脑。了解FLVCR2如何与胆碱和其他分子相互作用，可以帮助科学家开发出模仿胆碱的药物，并利用这一分子通道进入大脑。

为了在原子水平上检查FLVCR2，研究人员使用了一种被称为低温电子显微镜的强大技术来可视化蛋白质的三维结构，并观察胆碱分子如何与FLVCR2内部的口袋结合，类似于锁与钥匙的机制。他们使用3D模型进行计算模拟，展示了蛋白质如何适应和改变形状，从而将胆碱释放到大脑中。

胆碱对调节情绪以及大脑和神经细胞的整体健康至关重要。胆碱还参与乙酰胆碱的产生，乙酰胆碱是一种神经递质，在学习、记忆和肌肉控制中起作用。

编码FLVCR2的基因突变可导致增殖性血管病变和无脑-脑积水综合征（也称为福勒综合征，一种罕见的遗传性脑部疾病），以及与脑血管异常相关的其他疾病。目前的研究结果可能有助于科学家了解这些疾病的生物学基础。

Cater, R., et al. “Structural and molecular basis of choline uptake into the brain by FLVCR2.” Nature