多くの脳腫瘍、特に悪性のものは血液脳関門をほとんど有さない毛細血管が認められる。この毛細血管は特に透過性が高く、正常の血液脳関門のような特別な輸送形態をとっていない。異常な透過性により、一般に脳腫瘍では血管性浮腫が認められる。これはアストロサイトと毛細血管との正常な相互作用がなくなるため、または腫瘍細胞から分泌される増殖因子やサイトカインのためと考えられる。髄膜炎.先天性異常.神経変性疾患.免疫疾患.脳微小血管内皮細胞へのターゲティング.血液脳関門の透過性を促進させる方法.前述の脳微小血管内皮細胞へのターゲティングの他に血液脳関門の透過性を促進させる方法が開発されている。経細胞経路を用いるドラッグデリバリーシステム.受容体介在性トランスサイトーシスは血液脳関門の透過性促進させる手段として非常に有用だが、脳微小血管内皮細胞の受容体数が限られていること、さらにエンドソームおよびライソゾームといった一連の輸送小胞中で分解を受けることから輸送効率に限界があることが懸念される。傍細胞経路を用いるドラッグデリバリーシステム.サイズ選択性の乏しい物理的な方法.マイクロバブルを併用し適切な強度で治療を行えば脳実質や血管の損傷は避けられると報告されている。しかし収束超音波を用いた方法は無菌性の炎症を誘発するという報告もある。光線力学療法は神経膠腫の治療に臨床応用されている。光線力学療法は部位選択性に血液脳関門の透過性を亢進させる。そのメカニズムは明らかになっていない。光増感剤の血管内皮毒性があること、血液脳関門の透過性が改善するに時間がかかること、深部組織への照射が困難なことなど課題も多い。サイズ選択性の認められる薬理学的な血液脳関門制御.サイズ選択性の認められる薬理学的な血液脳関門制御にはRNA干渉によるもの、タイトジャンクション蛋白質の細胞外ドメインに対するモノクローナル抗体やペプチドによるもの、細菌毒素断片によるもの、タイトジャンクション蛋白質を間接的に制御するペプチドや化学物質によるものなどが知られている。吸収促進薬であるカプリン酸ナトリウムなども過去には検討された。傍細胞経路を用いるドラッグデリバリーシステムのリスク.実験方法.血液脳関門の評価を行うための実験系がいくつか知られている。トランスウェル.二条為世