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中村時広 来歴
中村は単なる新人ではなく、父親が松山市長で自らも元国会議員と政治的な資産があり、「草の根保守」が強く個別の人間関係の影響が大きい愛媛の選挙戦で有利に働いた。愛媛県知事に就任したばかりの加戸守行が「一市民として」中村の支持を表明したことは、県政と市政の繋がりを重視する層や政治的関心の薄い層の間に中村の支持を広げ、県知事選の余韻が残っていたことも中村に追い風となった。田中は組織戦重視の選挙戦を展開し、町内会レベルまで支持と推薦を求め、2月の段階で800もの組織から支援を受けていた。松山は都市化の進行で組織票が弱いことから、中村が現職の田中を下して松山市長に就任した。
中村は39歳と歴代の松山市長と比べてかなり若かった。当時は今治市の越智忍、西条市の伊藤宏太郎、四国中央市の井原巧と、松山以東の市町村は中村以外にも世襲の市長が多かった。中村はオール与党体制を構築し、市長選は連続当選で3期11年間市長を務める。
中村は司馬遼太郎の小説『坂の上の雲』をモチーフに「坂の上の雲のまちづくり」を展開し、30億円かけて2007年に坂の上の雲ミュージアムを開設するも、市長主導の政策で市民の多くは無関心だったが、NHKがドラマ化したことで市民の間に認知が進んだとされる。しかし、この観光振興による地域活性化は上手くいかず、松山経済の地盤沈下は進展したと評される。
中村時広 来歴
坊っちゃんスタジアムへのオールスターゲーム誘致や、フィールド・ミュージアムの考えを取り入れた。松山市役所の行政改革に取り組み、2000年に四国で初めて総合窓口を導入し、2006年にコールセンターを開設した。中村の市長在任中、松山市は四国内で1位かつ唯一の50万都市だったが、周辺に大きな都市がなく合併を重ねても人口規模拡大は現実的に困難であるため、積極拡大政策により政令指定都市を目指したり道州制導入後の州都を目指す考えは示さなかった。
2009年8月に大阪府知事（当時）の橋下徹らとともに、「首長連合」として第45回衆議院議員総選挙で民主党を支持すると表明した。同年10月30日、鳩山由紀夫内閣下で総務省顧問に就任。
中村時広 来歴
2010年9月、愛媛県知事の加戸が任期を2ヶ月残して辞任した。それに伴う県知事選挙への立候補を表明し、10月21日に松山市議会議長に辞職願を提出した。松山市議会の会派である松山維新の会からも推薦を受けた。県知事選は加戸前知事の事実上の後継候補選挙で、自民党をはじめ県議会に議席を有する各政党から支援を受けた一方で、中村の辞職に伴う松山市長選挙で自民党愛媛県連が候補を擁立したが、中村は自身の後継候補である野志克仁を支援した。11月28日投開票の愛媛県知事・松山市長のダブル選挙で、知事選は中村が、市長選は中村が擁立した野志が当選した。これにより中村は愛媛県政と松山市政を一気に掌握した。
2012年9月2日、自身が代表を務める政治塾「えひめ志高塾」を開講した。2014年11月の県知事選挙で、自由民主党・民主党の県連の推薦、みんなの党・社会民主党の地方組織の支援を受け、県知事に再選された。2018年の県知事選挙では自民党や立憲民主党、国民民主党、公明、社民の県組織の推薦や支援を受け、新人2候補を破り3選を果たした。
2012年4月に県産品や県内企業の技術売り込みを行う組織として知事直属の「愛のくにえひめ営業推進本部」を設置。平成29年度には商談会･フェア等の開催件数が684件、参加企業が延べ5,140社、ビジネスマッチングなどで4,418件、約113億円の成約実績を上げている。
2022年11月20日執行の知事選挙では得票率90.3％の圧勝で4選を果たした。
中村時広 人物
筋金入りのプロレスファンでもある。2019年6月2日、DDTプロレスリングのアイテムえひめ大会において行われたアイアンマンヘビーメタル級王座選手権試合の勝利者賞目録授与のためにリングに上がったところ、王者・大石真翔が他の選手に襲撃されダウン。そこを片エビ固めで押さえこみ3カウントフォールが成立、第1368代王者となる。しかし直後に男色ディーノに襲撃されギブアップを宣言、約1分で王座陥落。
山口県道262号豊浦豊田線
山口県道262号豊浦豊田線（やまぐちけんどう262ごう とようらとよたせん）は、山口県下関市を通る一般県道である。
山口県道262号豊浦豊田線 概要
下関市豊浦町大字川棚から下関市豊田町町手洗に至る。本路線は1958年（昭和33年）の認定当初は下関市豊浦町大字川棚 - 下関市豊田町大字浮石間の路線だったが、下関市豊浦町大字川棚以遠が1976年（昭和51年）の主要地方道再編で山口県道37号下関豊田油谷線（1993年（平成5年）廃止、現：国道491号）になったため、1975年（昭和50年）に認定されたばかりの山口県道331号杢路子西長野線（1976年（昭和51年）廃止）と合体し、改めて下関市豊浦町大字川棚 - 下関市豊田町大字西長野間の路線として1976年（昭和51年）に認定された。2011年（平成23年）11月25日、広域農道開通に伴い、終点が西長野から手洗に変更された。
標高700 m近くを通るため、華山付近は異常気象時通行規制区間に指定されている。麓から山頂までの道は全線にわたって幅員が狭く、普通乗用車でも離合が困難な箇所がある。
終点近くの下関市豊田町大字西長野では長門鉄道（1956年（昭和31年）廃止、現在のサンデン交通）の線路跡を通っている。
新宿オークシティ
新宿オークシティ（しんじゅくオークシティ）は、東京都新宿区西新宿の青梅街道沿いにある複合施設。いずれも淀橋浄水場の跡地ではなく、新宿区立淀橋第二中学校（合併・廃校）の跡地を含む西新宿六丁目南地区再開発で生まれたビル群である。
新宿オークシティ 概要
新宿オークシティは、東京都市計画「新宿副都心計画」ならびに「東京都（区）都市再開発方針」の基本方針に基づき、新宿副都心にふさわしい街づくりを目指した再開発事業の施設建設物である。1971年に新宿主催の再開発に関する第1回説明会が開催されるが、住友不動産新宿オークタワーでは地権者の反対が多く、業界では「3大難開発」と呼ばれていた。準備組合の解散等もあったが、1985年に再度準備組合を設立、2000年1月に本組合設立を経て2月に本工事着工。2002年11月竣工という足掛け31年の長きに渡る再開発事業となった。
住友不動産が運営する住友不動産新宿オークタワーおよび住居棟のオークコート、日本土地建物が運営する日土地西新宿ビル、新宿区内の中小企業の振興を目的とした新宿区立産業会館(BIZ新宿）、青梅街道側の店舗施設であるオークテラスで構成される。中心的な建物である住友不動産新宿オークタワーと日土地西新宿ビルは、多くの企業がテナントとして入り、ビル内には飲食店なども入っている。また、住友不動産新宿オークタワー、日土地西新宿ビル、オークコートの中央3棟間の街路的空間には屋根を架け、内部空間として全体のエントランスホールとしている。
新宿オークシティ 住友不動産新宿オークタワー
2003年1月に竣工した鮮やかな青色のガラス張りで統一されたビル。頂部は翼をモチーフとした。ビルの20階にスカイロビーを配置し、エントランスホールであるガレリアからシースルーのシャトルエレベーターによる直通輸送を行い、スカイロビーで高層階ローカルエレベーターに乗り換える交通計画を採用した。
新宿オークシティ 日土地西新宿ビル
2002年11月に竣工した鮮やかな青色のガラス張りで統一された複合ビル。22階以上にはハイグレードな住宅を配置、22階以下を事務所とした。
新宿オークシティ オークコート
2002年11月竣工。地権者住宅を含む総戸数74戸の共同住宅。うち38戸は貸室。
新宿オークシティ 新宿区立産業会館
2002年11月竣工。区内の中小企業の振興を目的に作られた新宿区立の建物で、区内の企業・在勤者向けにホールや研修室の貸し出し、各種イベント・セミナーなどを開催している（諸施設の利用は有料。詳細は下記外部リンク参照の事）。愛称は「BIZ新宿（ビィズまたはビズしんじゅく）」
新宿オークシティ オークテラス
青梅街道に面し地権者店舗施設として建てられる。ファミリーマート、C&C、なか卯等が出店。
濤々園
濤々園（とうとうえん）は、かつて石川県石川郡金石町（現在の金沢市金石北四丁目付近）に存在した遊園地。
金石電気鉄道（現在の北陸鉄道）が運営していた。同時期、粟崎遊園が近くにあり、競い合うように拡張を行っていた。
血液脳関門
血液脳関門（けつえきのうかんもん、英語: blood-brain barrier、略称:BBB）は、血液と脳（そして脊髄を含む中枢神経系）の組織液との間の物質交換を制限する機構である。これは実質的に「血液と脳脊髄液との間の物質交換を制限する機構」＝血液脳髄液関門 (blood-CSF barrier, BCSFB) でもあることになる。ただし、血液脳関門は脳室周囲器官（松果体、脳下垂体、最後野など）には存在しない。これは、これらの組織が分泌するホルモンなどの物質を全身に運ぶ必要があるためである。
血液脳関門 歴史
最初に血液脳関門の存在を示唆した実験は17世紀、イギリスの生理学者であるハンフリー・リドリーによって行われた。彼は動物に静注した水銀が脳内に蓄積されないことを脳血管の密着性が他の血管と大きく異なるからと考えた。かつては19世紀後半にドイツの細菌学者のパウル・エールリッヒが血液脳関門の概念の創始者とされていた。彼はウサギの血管にアニリンを注射すると、多くの臓器の組織は染色されるが中枢神経だけは染色されないことに気がついた。パウル・エールリッヒは自身の論文では脳組織が染色色素を吸着する成分をもたないため染色されなかったと解釈した。そのため、パウル・エールリッヒはむしろ血液脳関門の存在に否定的であったと解釈できる。パウル・エールリッヒの弟子であるエドウィン・ゴールドマンはトリパンブルーをクモ膜下に投与すると中枢神経である脊髄は染まるが他の末梢の臓器が染まらないことを見出した。このとき両者との境界には膜のようなものは発見されず、血管がその役割を担っているものと推測された。他にも複数の科学者らによる一連の実験から血液脳関門の概念が作られたと考えられる。
血液脳関門 歴史
最終的に、単糖類、アミノ酸などの生体分子、そして酵素などの生体高分子の脳内での透過性が明らかにされ、血液脳関門の概念が確立したのは1960年代以降、電子顕微鏡を用いて脳内の各分子の移行を形態的に観察した研究がもとになっている。その後、血液脳関門は単なる障壁ではなく、脳に必要な物質を血液中から選択して脳へ供給し、逆に脳内で産出された不要な物質を血中に排出する「動的インターフェース」であるという新しい概念に変わっている。
血液脳関門 構造
血液脳関門は脳の微小血管に局在し3種類の細胞と2種類の基底膜から構成される。また血液脳関門が存在しない部位として脳室周囲器官が知られている。
内皮細胞
血液脳関門の最内層に位置し、脳にあって常時血液成分と直接的な接触をもつ唯一の細胞である。BNB（Blood-Neural Barrier、血液神経関門）を構成する微小血管内皮細胞と同様に4つの特徴が知られている。まず無窓である。そしてピノサイトーシスが極めて少ない、隣接する内皮細胞間で高度に複雑で連続性のあるタイトジャンクションをもつ。また各種トランスポーター、レセプターを発現し、特有の物質輸送系をもつ。無窓であり、ピノサイトーシスが少ないことから経細胞経路が制限され、タイトジャンクションにより傍細胞経路が制限されている。
周皮細胞（ペリサイト）
内皮細胞に接してすぐ外側の1枚の基底膜を介して位置する不整形、多角形の細胞である。内皮細胞と周皮細胞は共通の基底膜で覆われる。
基底膜
血液脳関門 構造
内皮細胞と周皮細胞は1枚の基底膜で覆われており、この1枚目の基底膜の外側にはグリア限界膜とよばれる第二の基底膜が存在する。この2枚の基底膜は構成分子が異なっているが毛細血管レベルでは2枚が融合して一続きのgliovascular membraneを形成している。後毛細血管細静脈のレベルになるとこの2枚は分離し、その間隙には脳脊髄液が灌流して血管周囲腔となる。
星状膠細胞
グリア限界膜の外側に接して星状膠細胞の足突起がならぶ。
脳室周囲器官
脳室周囲器官は血液脳関門が存在しないことから、その中の細胞は様々な生体物質の変化や侵入に直接暴露されているため「脳の窓」と呼ばれている。主要な構造器官には脳弓下器官(subformical organ)、交連下器官(subcommissural organ)、松果体(pineal body)、最後野(area postrema)、正中隆起(median eminence)、神経下垂体(neurohypophysis)、血管器官(organum vasculosum)があげられる。脳室周囲器官は自ら分泌するホルモンなどの物質を全身に運ぶ必要があるため脳室周囲器官では血液脳関門が発達していない。脳室周囲器官は血管に富み、脳内への選択的物質輸送を担う有窓性毛細血管が密集するとともに脳室側から脳膜側に長い突起を伸ばした特殊な上衣細胞がある。
血液脳関門 機能分子
血液脳関門の機能分子はタイトジャンクション構成分子、トランスポーター、細胞接着分子に分類される。
血液脳関門のタイトジャンクション構成分子にはクローディン（CLDN）ファミリー、TAMPファミリー（TJ-associated MARVEL protein family）、アンギュリンファミリー、JAMファミリー（Junctinal adhesion family）、ZOファミリー（Zonula occludens）などからなる。
血液脳関門 機能分子
クローディンファミリーはヒトでは27種類の4回膜貫通型蛋白質で構成されている。一次構造ではN末端からTM1、ECS1、ECH、TM2、TM3、ECS2、TM4と配列している。クローディンファミリーは同一細胞膜上、および向かい合う細胞膜上のクローディンファミリー同士で相互作用する性質がある。この相互作用がタイトジャンクションを生み出すと考えられている。同一細胞膜上のクローディンファミリーの相互作用をシス相互作用といい、向かい合う細胞膜上のクローディンファミリーの相互作用をトランス相互作用という。クローディンファミリー間の相互作用に必須な領域はアミノ酸配列の保存性の低い領域であり、これらの違いがクローディン間の相互作用の違いを生み出している。脳微小血管内皮細胞ではクローディン1、クローディン3、クローディン5、クローディン12の発現が確認されている。脳微小血管内皮細胞でのクローディン1の発現は特定の抗体がクローディン1とクローディン3で交差反応性を示すため論争されている。single-cell RNA sequenceの解析結果では正常状態のマウスの脳内血管内皮細胞ではクローディン5、クローディン12、クローディン25のmRNAの発現が確認されたという報告もある。クローディン5以外のクローディンファミリーが脳微小血管内皮細胞に発現していると考えられているがそれがどのクローディンか不明な点も多い。
血液脳関門 機能分子
クローディン5（CLDN5）
クローディン5は血液脳関門のバリアー機能の中核を担うと考えられている。クローディン5は血液脳関門の機能に不可欠な分子でありその発現量が血液脳関門のバリアー強度を決定するというのが定説となっている。その根拠として脳微小血管内皮細胞のクローディン5のmRNA発現量が高いこと、クローディン5ノックアウトマウスのマウスが分子量選択的なのバリアー機能低下を示すこと、クローディン5が強いシス相互作用とトランス相互作用を示すことが挙げられる。
血液脳関門 機能分子
具体的には脳微小血管内皮細胞のクローディン-5 mRNAレベルは、クローディン1、クローディン3またはクローディン12の mRNAと比較して600 - 700倍高い。2003年に新田、月田らはクローディン5のノックアウトマウスを作成し、その血液脳関門の透過性を検討した。ノックアウトマウス（ホモ接合体）は原因不明であるが出生後10時間以内に全例死亡した。電子顕微鏡で形態評価を行うとクローディン5のノックアウトマウスにもタイトジャンクションストランド形成が確認され、脳血管のネットワークや組織構築は維持された。しかし小分子のトレーサーの通過は正常型マウスと大きく異なった。正常マウスは分子量443D、742D、1900Dのトレーサーのいずれも通過しなかった。しかしクローディン5ノックアウトマウスでは分子量443D、742Dのトレーサーは通過したが、1900Dのトレーサーは通過しなかった。この結果からクローディン5のノックアウトマウスの血液脳関門は分子量742Dまでは通過するが、それより大きな分子は透過しないと考えられる。すなわちクローディン5のノックアウトが分子篩のような分子量選択的なバリアー機能の低下を示したと考えられる。なおクローディン5のノックアウトマウスで形成されるタイトジャンクションストランドはクローディン5以外のクローディンから成り立つと考えられているがその詳細は不明である。さらにクローディン5は蛍光共鳴エネルギー移動（FRET、またはフェルスター共鳴エネルギー移動）を用いてクローディンファミリーのシス相互作用とトランス相互作用を評価した検討ではクローディン5同士は非常に強いシス相互作用とトランス相互作用が認められた。
血液脳関門 機能分子
クローディン5は脳、肺、心筋、骨格筋、肝臓、腎臓、皮膚などの血管内皮細胞や消化管上皮、リンパ節、心筋、膵臓、網膜色素上皮、精巣上皮、卵巣上皮、前立腺などで発現している。クローディン5は脳以外に心筋、骨格筋、肺など様々な臓器の血管内皮に発現しているが脳以外の臓器では血液脳関門ほどのバリアー機能は認められない。オクルディンはそのリン酸化によってバリアー機能をきめ細かく調節しているものと考えられている。クローディン5は他のクローディンファミリーと同様に細胞内で合成された後、直接タイトジャンクションに輸送されるのではなく、一度細胞表面に輸送された後でタイトジャンクションに向かって移動し、クローディン同士の相互作用を介してタイトジャンクションに取り込まれる。タイトジャンクション同士の相互作用は動的でありリーク経路を形成すると考えられている。
血液脳関門 機能分子
ヒトのクローディン5遺伝子は22番染色体にマウスのクローディン5では16番染色体に位置する。指定難病である22q11.2欠失症候群は第22染色体の長腕の欠損が原因であり以前はディジョージ症候群、口蓋帆・心臓・顔症候群（velocardiofacial syndrome、VCFS）とも呼ばれていた。先天性心疾患、胸腺発達遅延や無形成による免疫不全、特徴的顔貌、口蓋裂・軟口蓋閉鎖不全、低カルシウム血症などを主徴とする。クローディン5は22q11.2欠失症候群で欠失が知られている遺伝子である。22q11.2欠失症候群ではおよそ30%が統合失調症を発症する。第22染色体の長腕のどの遺伝子が統合失調症の原因かは明らかになっていない。しかしrs10314とよばれるクローディン5遺伝子の3’UTRのSNPが一般集団および22q11.2欠失症候群で統合失調症のリスクを高めるという報告がある。rs10314はクローディン5の発現量の低下につながることが知られている。
血液脳関門 機能分子
脳微小血管内皮にクローディン5を薬剤誘導性にノックダウンできるマウスを作成し、成熟マウスでクローディン5の持続的なノックダウンを行った場合、マウスは学習障害や記憶障害、不安、プレパルス・インヒビション（prepulse inhibition、PPI）の低下を示した。これらの症状は統合失調症に関連すると考えられている。マウスのクローディン5の3～4週間ノックダウンすると痙攣を起こし死亡した。
血液脳関門 機能分子
Cambellらはマウスにクローディン5を標的とするsiRNAを全身投与し一時的にin vivoでクローディン5の発現を抑制して血液脳関門の透過性を上げることに成功している。この研究でクローディン5をノックダウンしたマウスの血液脳関門を分子量742程度の低分子は通過できたが分子量4400の物質は通過しなかった。クローディン5とオクルディンを標的とするsiRNAをマウスに共投与し、脳微小血管内皮細胞で両者をノックダウンすると約3～5kDa程度の分子が血液脳関門を通過する報告がある。このノックダウンによる低分子の透過亢進は3日程度持続し、1週間以内にバリアー機能が回復する。さらにクローディン5のノックダウンを繰り返しても重篤な副作用が認められなかった。クローディン5のノックアウトを行うと小分子の透過性のみ亢進するため、クローディン5の制御によって小分子の薬物輸送や水の透過性制御による脳浮腫の治療などが行える可能性がある。恒常的に1kDa以下の低分子が脳内に流入し続けると脳内環境が破綻し致命的な脳内炎症が生じることが示唆されている。
血液脳関門を形成するTAMPファミリー（TJ-associated MARVEL protein family）にはオクルディンとトリセルリンが知られている。
オクルディン
血液脳関門 機能分子
最初に発見されたタイトジャンクション構成蛋白質である。別名はmarvelD1である。ノックアウトマウスでもタイトジャンクションが形成されるため、タイトジャンクションにおける正確な役割は不明な点が多い。クローディンファミリーと相互作用することでクローディンファミリー単独で形成するタイトジャンクションストランドよりも複雑なタイトジャンクションストランドを形成するという研究内容もある。オクルディンノックアウトマウスはタイトジャンクションを構成でき、生存可能である。しかし成長遅延となり胃の壁壁細胞は消失する。また緻密骨の薄化、脳内石灰化、精巣萎縮、唾液腺の線条導管細胞質顆粒の消失、コルチ器の有毛細胞のアポトーシスが認められる。オクルディンノックアウトマウスがしめす脳内血管内皮細胞周辺のカルシウムの沈着は金属イオンの透過亢進が血液脳関門で生じていると考えられている。コルチ器の有毛細胞のアポトーシスはクローディン14欠損やトリセルリン変異によるDFNB49に類似する。コルチ器の有毛細胞のアポトーシスはオクルディンの欠損のためトリセルリンがバイセルラータイトジャンクションに導入された結果である。
血液脳関門 機能分子
分子量は65kDで短いN末端細胞質尾部、2つの細胞外ループおよび長いC末端細胞細胞質尾部をもつ4回膜貫通型蛋白質である。オクルディンとトリセルリンとmarvelD3が相同性がありMARVELファミリー（またはTAMPファミリー）とよばれる。C末端細胞質尾部にはZO-1やアクチンと相互作用をするのに必要なOCELドメインとよばれる構造がある。オクルディンはbTJのリーク経路におけるmacromoleculeの透過とカベオリンエンドサイトーシスに関与している。培養細胞でオクルディンをノックダウンすると6.25nmほどの分子の透過性が著しく亢進した。3.6nm、70kDの分子の透過性を亢進させた別の報告も存在する。TNFは上皮細胞の透過性を亢進させることが知られているが、その作用はオクルディンを介していると考えられている。オクルディンをノックダウンするとTNFを投与してもmacromoleculeの透過性が亢進しない。TNFによっておこるmacromoleculeの透過性の亢進はOCELドメインのアクチンやZO-1との相互作用が関与する。
血液脳関門 機能分子
マウスにクローディン5を標的とするsiRNAを全身投与では分子量742程度の低分子しか血液脳関門を通過しないが、クローディン5とオクルディンを標的とするsiRNAをマウスに共投与し、脳微小血管内皮細胞で両者をノックダウンすると約3～5kDa程度の分子が血液脳関門を通過する。
トリセルリン
血液脳関門 機能分子
トリセルラータイトジャンクションで最初に発見された構成蛋白質である。別名はmarvelD2である。発見当初マウストリセルリンは分子量が63.6kDで、短いN末端細胞質尾部、2つの細胞外ループおよび長いC末端細胞細胞質尾部をもつ4回膜貫通型蛋白質として同定された。オクルディンとトリセルリンとmarvelD3が相同性がありMARVELファミリー（またはTAMPファミリー）とよばれる。C末端細胞質尾部にはZO-1やアクチンと相互作用をするのに必要なOCELドメインが保存されている。C末端はオクルディンとの相同性が32%もある。その後トリセルリンは4つのアイソフォームがあることがわかった。ヒトのトリセルリン遺伝子（TRIC）にはTRIC-a、TRIC-a1、TRIC-b、TRIC-cなどがあるが単にトリセルリンと言われた場合は多くの場合最長のTRIC-aを指すことが多い。7つのエクソンを含み、エクソン2に4つの膜膜貫通領域がコードされ、C末端にOCELドメインがコードされる。TRIC-a1はエクソン3を欠く。TRIC-bはC末端のOCELドメインを欠く。TRIC-Cは選択的スプライシングの結果、エクソン2の膜貫通領域が2つになっている。C末端細胞質ドメインに変異があるとDFNB49という難聴の原因となる。C末端細胞質ドメインはアンギュリンファミリーとの相互作用に関与する。このドメインがアンギュリンファミリーと相互作用することでトリセルリンはトリセルラーコンタクトに局在する。
DFNB49難聴を引き起こす変異トリセルリンのノックインマウスでは有毛細胞の変性があり進行性難聴をしめす。そしてトリセルラータイトジャンクションにトリセルリンが局在せず、トリセルラーコンタクトでbTJの構造が分離していた。予想外にトリセルリンのノックアウトマウスは有毛細胞の変性による進行性難聴を示す。腸管上皮や血管内皮の傍細胞経路はWTと同様であり、透過型電子顕微鏡ではバイセルラータイトジャンクションの構造は維持された。
脳血管内皮細胞にはトリセルリンやアンギュリン1などトリセルラータイトジャンクション関連の蛋白質も発現している。トリセルラータイトジャンクションは傍細胞経路の高分子通過に重要な役割を担うがBBBでの役割に関してはまだわかっていない。
2000年に発表されたFL-REX法（蛍光局在化レトロウイルス媒介発現クローニング）を用いてトリセルリン以外のtTJの構成成分としてLipolysis-stimulated lipoprotein receptor （LSR）が見つかった。LSRは後にアンギュリン1とよばれるようになった。
アンギュリン1は免疫グロブリン様ドメインをもつ膜蛋白質であり、もともと既知のLDL受容体以外でトリグリセリドが豊富なリポプロテインの取り込みに関わる受容体の候補として同定された。ヒトアンギュリン1は581アミノ酸からなり、細胞外Igドメイン、膜貫通ドメイン、細胞内ドメインからなる。10個のエクソンからなり選択的スプライシングによってα、α'、βの3つのサブタイプが存在する。αタイプが全長翻訳されたものであり細胞外C末端、膜貫通領域、細胞内N末端からなる。α‘とβはC末端のジロイシンモチーフ（細胞質への輸送シグナル）がなく、βは膜貫通領域がほとんど完全にない。
アンギュリンファミリーのうちアンギュリン1が脳実質や網膜の血管内皮細胞で発現している。アンギュリン1のノックアウトマウスは胎生期に死亡する。交配後14.5日の胎児正常マウスの血液脳関門は分子量446のトレーサーを通過させないが、交配後14.5日の胎児ノックアウトマウスの血液脳関門は分子量446のトレーサーを通過させる。しかし分子量64,000のアルブミンは通過させなかった。
JAMファミリー（Junctinal adhesion family、ジャムファミリー）2つの細胞外免疫グロブリン様ドメインをもつ免疫グロブリンスーパーファミリーに属する。I型膜貫通蛋白質であり同細胞上間で二量体を形成し、さらに向かい合う細胞膜間の二量体と相互作用する。この相互作用により生じるシグナルがタイトジャンクションの成熟に必要であると考えられている。脳血管内皮細胞ではJAM-Aが高発現している。上皮細胞ではJAM-Aはタイトジャンクションストランド非存在下でも分子量4,000以上の分子に対するバリアを形成する。
ZOファミリーは上皮組織のタイトジャンクションに含まれる蛋白質として同定された。細胞間結合蛋白質の裏打ち構造を担う。脳微小血管内皮細胞ではクローディンやオクルディンなどの膜蛋白質に細胞質側から結合し、C末端側を介して細胞骨格のFアクチンに結合する。ZOファミリーはZO1、ZO2、ZO3により構成されているがZO3は内皮細胞に発現していない。ZOファミリーのPDZドメインにクローディンが結合し、GUKドメインにオクルディンとトリセルリンが結合し、PDZ3ドメインにJAMファミリー結合する。ZO1とZO2をダブルノックアウトすると上皮細胞でタイトジャンクションが崩壊する。カドヘリンファミリーもZOファミリーを足場蛋白質のひとつとして活用するためZO1とZO2をダブルノックアウトするとアドヘレンスジャンクションの形成にも異常が認められる。
血液脳関門のタイトジャンクション構成分子の制御にはカドヘリンファミリーを介したクローディン5の制御とタイトジャンクション構成分子のリン酸化を介した制御が知られている。
カドヘリンファミリーを介したクローディン5の制御
VE-カドヘリンはクローディン5の発現レベルを制御している。
タイトジャンクション構成分子のリン酸化を介した制御
多くのタイトジャンクション構成分子はリン酸化を介した制御をうけている。
内皮細胞に存在するトランスポーターには有用物質を取り込むinflux transporterと不要物質と有害物質を血管速へ排除するefflux transporterの2種類がある。
単核球が中枢神経実質へ移行するためにはrolling、adhesion、crawling、migrationという4つの連続するプロセスが必要であり、それぞれの過程で固有の分子が関与する。
血液脳関門 生理機能
脳実質へ薬物を送達するためには血液脳関門は障壁であるが、中枢神経系にとってはその機能維持に不可欠な防護壁である。脳が正常に発達し機能するためには、脳微小血管（脳毛細血管）を通過しなければならない多くの物質がある。
脳に必要な物質が血液脳関門を通過するには、3つの様式がある。
血液脳関門は、神経組織維持のために必要な糖質、アミノ酸、脂質などを、それぞれ特異的な SLC (solute carrier) トランスポーターによって選択的に透過させる。神経伝達に適した環境を維持するため、プロトン、カリウムなどのイオンチャネル・トランスポーターで制御している。各神経伝達物質は、それぞれ特異的な SLC トランスポーターで脳実質から血流側に排出している。
神経組織への障害性がある血中のアルブミンや凝血成分は、流入を制限している。低分子の有機化合物は、薬物排出トランスポーターとしてよく知られている ABC (ATP Binding Cassette) トランスポーターで脳実質から排出することによって、神経組織を保護している。
脂溶性物質の拡散
血液脳関門 生理機能
脳は広大な表面積（灰白質では180cm2/g）をもつ血管内皮細胞の細胞膜によって血液と隔てられている。膜上では酸素や二酸化炭素など脂溶性の気体の効率的な交換が可能であるため、これらの気体の交換は血管の表面積と脳血流量のみに限定される。一方、マンニトールなど脂溶性の低い物質は脳血管を透過することができない。多くの物質の血液脳関門透過係数は油水分分配係数によって表される脂溶性と直接比例する。透過性と脂溶性の関係についての例としてニコチンやヘロインなど向精神薬の相対乱用性とそれらの脂溶性との相関があげられる。薬物の脂溶性が高いと脳への輸送も増加する。しかし、さらに高度な脂溶性を示す薬物は血液にほとんど溶けず、血清アルブミンと結合するため、脳への輸送は減少する。また血管内皮細胞には選択的な輸送や透過性を調節する酵素系が存在するため、脂溶性はグルコースやビンカアルカロイドなど親水性物質の透過性の正確な指標とはならない。
促進輸送とエネルギー依存性輸送
血液脳関門 生理機能
血液脳関門を通過する物質の多くは脂溶性ではないため、特異的な輸送系によって脳を出入りする。脳はほとんどグルコースのみをエネルギー源としているため、血管内皮細胞にはヘキソース輸送体（グルコーストランスポーター）のGLUT-1が豊富に存在する。GLUT-1は他の輸送体と同様に12個の膜貫通領域で構成されており、促進性、飽和性、立体構造特異性を示す輸送体として、血管内皮細胞膜の管腔側と反管腔側の両面で機能する。しかしエネルギー依存性ではないため、濃度勾配に逆らって糖を輸送することは不可能である。実際、糖の正味の流入は血中糖濃度の方が高いことにより生じる。血液脳関門の内皮細胞に入った99%以上の糖は透過して神経細胞やグリア細胞に利用される。
Β-ヒドロキシ酪酸などのモノカルボン酸は、新生児での初期発達中の脳や、成熟した動物での飢餓応答の際の主要なエネルギー源である。これらの酸はモノカルボン酸輸送体によって血管内皮細胞を通過する。
血液脳関門 生理機能
アミノ酸は主に3つの担体系によって血管内皮を通過する。これらの系（L、A、ASC）は輸送様式や輸送機構、アミノ酸類似体に対する特異性などの違いによって分類されている。L系はロイシンやバリンなど分枝鎖や環状鎖をもつ大きな中性アミノ酸を主に輸送する。このNa+非依存性の促進輸送系は、内皮細胞膜の管腔側と反管腔側に存在する。この輸送体はパーキンソン病治療薬のL-DOPAの輸送も担う。A系はグリシンやアラニン、セリンなどの単直鎖または極性の側鎖をもつ中性アミノ酸を主に輸送する。L系と異なりこの担体はNa＋依存性を示す。ATPを用いるイオンポンプであるNa+/K+-ATPアーゼによって維持されるNa+勾配と共役してアミノ酸輸送を行う。ASC系もまたエネルギー依存性、Na+依存性輸送体であり、アラニン、セリン、システインを主に認識する。A系とASC系は脳血管内皮細胞の反管腔側表面で機能している。このような局在のため、これらの担体は小さな中性アミノ酸を濃度勾配に逆らって脳の外部へ輸送するおもな手段になっている。
血液脳関門 生理機能
もう1つの輸送体は多くの細胞種で発現する膜タンパク質ファミリーであるABCトランスポーターである。このファミリーの最初の輸送体は腫瘍細胞の多剤耐性をもたらすことから同定された。多くの薬物の細胞への輸送を制限する。MDR輸送体は脳血管内皮には発現しているが、他の組織の血管内皮には発現していない。
イオンチャネルとイオン交換輸送体
電解質は特異的なイオンチャネルとイオン輸送体によって血液脳関門を通過する。
脳実質への物質透過・排出は血液脳関門経由に限定されているわけではない。血液から脳実質内へのアクセスは血液脳関門の他に血液脳脊髄液関門（BCSFB）がある。血液脳脊髄液関門は脳室と脳実質を分ける上衣細胞での関門性をさす。上衣細胞で形成される脈絡叢は高い水・イオン透過性を持ち、血液脳関門よりもはるかに高い効率で血中水分・イオンを吸収し、脳室を満たしている脳脊髄液を形成する。脳脊髄液は脳実質中の組織液の循環に取り込まれるとされていえるが脳実質全体の組織液の構成に寄与する血液脳脊髄液関門由来の脳脊髄液の比率は明らかではない。また脳血管の表面積比では血液脳関門：血液脳脊髄液関門＝5,000：1であり血液脳関門を透過しての脳実質へのアクセスの方が距離的にも有利であるため、血中から脳実質への導入に血液脳関門よりも血液脳脊髄液関門の方が有効であるとは考えにくい。また血液脳関門を構成する脳毛細血管は脳内を網目状に巡っていることから、血液脳関門を透過した薬物は脳神経細胞に到達しやすい。
一方、血液脳脊髄液関門を構成する脈絡叢を透過した薬物は脳脊髄液中に移行したのち、脳脊髄液とともに静脈へ移行する。標的部位の脳実質細胞へ到達するには、静脈へ移行する前に細胞間液中を拡散する必要がある。脳脊髄液から遠い部位への移行は著しく制限を受けるため分子量の大きい高分子医薬品や核酸医薬品は脳脊髄液から脳内の神経細胞へ拡散で移行することは期待しにくい。
血管内皮細胞内の酵素系は代謝性血液脳関門を形成する。特によく研究されているのがL-DOPAに対する関門である。血中のL-DOPAはL系アミノ酸輸送体により脳血管内皮細胞内へ移行する。血管内皮細胞内に多く存在するドパミンデカルボキシラーゼはL-DOPAを代謝することで脳内への移行を阻害する。そのためパーキンソン病の治療ではL-DOPAと同時にドパミンデカルボキシラーゼ阻害薬を併用することで効果を高めている。カテコールアミンなどの他の血中アミンは脳血管内皮細胞のモノアミンオキシダーゼにより不活化される。また別の関門酵素であるγ-グルタミルトランスフェラーゼはグルタチオン結合物質や血管作動性ロイコトリエンなどを無毒化している。
血液脳関門 病理学的変化
様々な病的状態で血液脳関門の機能変化が起こる。
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。
髄膜炎でも血液脳関門は変化する。血液脳関門は通常はペニシリンなどの抗菌薬を透過させない。細菌性髄膜炎や膿瘍、またそれらに付随する炎症反応は血液脳関門を部分的に破壊する。この反応は血管作動性エイコサノイド（腫瘍壊死因子、インターロイキン、単球走化性因子1などの炎症性サイトカイン）や、毛細血管の基底膜を分解するマトリックスメタロプロテアーゼによって起こる。血液脳関門の機能不全により髄膜炎の副作用として多くの神経学的影響が生じるが同時に正常な血液脳関門を通過することができない抗菌薬の輸送も促進される。
血液脳関門 病理学的変化
正常な脳発達や脳機能には血液脳関門の解剖学的・生化学的性質や輸送機能の特性が密接に関わっているため、脳血管内皮差細胞タンパク質をコードする遺伝子の変異によって、遺伝性の脳疾患が引き起こされる。血液脳関門による輸送が原因となる疾患として最初に認識されたものとしてはglut1遺伝子の変異によってハプロ不全が生じて起こる血管内皮細胞のグルコース輸送不全がある。このGlut1欠損症候群の患者は正常にうまれるが、すぐにてんかん発作や脳発達の欠如、精神遅滞などを呈する。脳脊髄液中のグルコースは大幅に減少する。
血液脳関門 病理学的変化
神経変性疾患は血液脳関門機能の破綻と関連している。特に認知症の場合は血液脳関門の機能低下が神経病態の進行とともに疾患の悪化に寄与する。その代表例はアルツハイマー病である。アルツハイマー病の最大のリスク因子は老化であり、血液脳関門機能も老化に伴い変化する。形態的には脳微小血管内皮細胞（BMEC）の厚さの減少を含めた血管壁厚の減少が知られている。微小血管網の分岐、ルーピングなどの形態異常、そして機能的には脳内血流の減少が知られている。アルツハイマー病発症に直接関連する血液脳関門機能低下として、老化に伴う海馬領域に特異的な血液脳関門の関門性低下、周皮細胞の喪失が報告されている。脳実質側で作り出されたAβは通常脳微小血管内皮細胞で発現するLRP-1によって血中に排出されるが、老化に伴って、血液脳関門の機能が低下すると脳実質側でAβが蓄積すると考えられている。一方で、血液側から脳実質側へAβを輸送するAβを輸送するRAGEも脳内Aβ蓄積に関与する。健常時は脳微小血管内皮細胞でのRAGEの発現は低いがAβ量の上昇に伴いRAGEの発現も上昇する。RAGEによるAβの脳実質への流入増加に伴い、サイトカイン等の発現誘導および神経細胞への酸化ストレス誘導、そしてエンドセリンの発現誘導によって血流量が低下することなどにより神経細胞死が誘発するとされている。さらにアルツハイマー病患者の多くで、動脈にAβが蓄積して血管機能が低下する脳血管アミロイドアンギオパチーがみられ、この症状は認知機能障害の進行と関連している。血液脳関門の機能低下、あるいはAβ蓄積による病態発現のいずれが先に発生するかは明らかではなく、血液脳関門の機能低下がアルツハイマー病発症に先立つ、そうではないという両方の研究報告がある。疾患によって脳実質への薬剤浸透性の予想がつかないことが中枢神経系疾患に対する治療薬開発を難しくしている要因の一つである。
血液脳関門 病理学的変化
免疫疾患の血液脳関門の破綻のメカニズムには2つ知られている。1つは単核球のバリアを超えた神経実質内への侵入、もうひとつはBBBを構成する内皮細胞間のタイトジャンクションの破壊・機能不全を介した液性因子の神経実質内の流入である。
単核球の神経実質内浸潤
細胞浸潤では内皮細胞に強固に接着するadhesionの過程が最も重要と考えられている。内皮細胞側の接着分子はVCAM-1とICAM-1である。単核球側の特異的リガンドはVCAM-1に対してはVLA-4、ICAM-1にはLFA-1とMac-1が同定されている。炎症細胞の細胞浸潤は内皮細胞の胞体を突き抜けるtranscellular migrationでありタイトジャンクションの制御する内皮細胞間ではない。ナタリズマブ（商品名：タイサブリ）はVLA-4に対するモノクローナル抗体であり、VCAM-1とVLA-4の相互作用を阻害し単核球浸潤を阻止する。
液性因子の神経実質内漏出
液性因子の神経実質内漏出はタイトジャンクションの障害によるものと考えられている。BBBでは星状膠細胞由来のVEGF-Aはクローディン5やオクルディンのダウンレギュレーションをきたし透過性亢進させる。また多発性硬化症の一見正常にみえる白質や皮質でもBBB破綻が起こっているという報告もある。
血液脳関門 脳微小血管内皮細胞へのターゲティング
タンパク質医薬品や抗体医薬品、核酸医薬品などの高分子医薬品が中枢神経系疾患に対しても高い有効性を示す可能性が示唆されている。難治性疾患であるアルツハイマー病や脳腫瘍、脳梗塞、パーキンソン病、外傷性脳損傷などがその対象となると考えられている。しかしながら、これらの治療活性の高い候補物質が次々と見出されているものの、生体内ではそれらが単独で中枢疾患治療薬効果を発揮するには至らない。投与部位から標的である中枢神経への薬物移行性が血液脳関門により厳密に制限されていることが原因と考えられている。分子量閾値説では血液中から脳内へ移行できる薬物は分子量450Da未満と言われていた。低分子医薬品の実に95%は血液脳関門を通過することができず、高分子医薬品が血液脳関門を通過する方法は確立していない。したがって中枢神経疾患用の高分子医薬品を開発するためには血液及び脳間の薬物輸送障壁を克服し、薬物の脳送達効率を飛躍的に高める安全かつ有効な技術を確立しなければならない。そのためには血中に投与された薬物を脳微小血管内皮細胞近傍に標的化し、かつ血液脳関門の透過性を亢進させる必要がある。具体的には脳微小血管内皮細胞へのターゲティングと血液脳関門の透過性を促進させる方法が必要となる。
血液脳関門 脳微小血管内皮細胞へのターゲティング
脳微小血管内皮細胞へのターゲティングの方法として、トランスフェリン、インスリン、レプチンおよびジフテリア毒素等の受容体を標的として、その周囲の薬物を集積させる手法が古くから試みられてきた。そのうちトランスフェリン受容体は最も重点的に研究された標的受容体である。もともと血中に存在する内因性トランスフェリンが過剰濃度で存在するためトランスフェリンをリガンドとして活用するのは難しいと考えられた。そこでトランスフェリン受容体に対してより強力な親和性活性を有する抗体もしくは人工ペプチドが設計され脳微小血管内皮細胞へのターゲティングが試みられた。トランスフェリン以外にはLRP-1も盛んに研究されている。LRP-1に対して高い親和性を有するペプチドとしてはAngiopep-2が知られている。5種の異なるリガンドで修飾したリポソームで脳微小血管内皮細胞への取り込み効率を比較したin vitro実験では全てが細胞内に取り込まれたがマウスに静脈注射したin vivoの実験ではそのうち1種類しか脳標的化作用を示さなかったという報告がある。受容体を利用した脳微小血管内皮細胞へのターゲティングだけでは血中から脳への全体の輸送を向上させるには至らないことが示唆された。
血液脳関門 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。
一般に受動拡散により血液脳関門を通過して脳内に到達できる薬剤は概ね450Da未満の低分子で、脂溶性かつ水素結合数6個以下という特性を有するものに限定される。したがって高分子医薬品を全身投与で中枢神経系に送達するためには効果的な血液脳関門通過性ドラッグデリバリーシステムが必要である。このようなドラッグデリバリーシステムには脳微小血管内皮細胞の内部を通過する経路、すなわち経細胞経路（transcellular route）を用いるものと脳微小血管内皮細胞の間隙を通過する経路、すなわち傍細胞経路（paracellular route）を用いるものに分類できる。腸粘膜を通過する薬物送達と血液脳関門を通過する薬物送達の原則はよく似ているため、吸収促進薬の一部は血液脳関門通過にも応用が試みられている。
血液脳関門 血液脳関門の透過性を促進させる方法
経細胞経路を用いるドラッグデリバリーシステムは血液脳関門通過性ドラッグデリバリーシステム開発の主流をなす。このグループはさらに受容体介在性トランスサイトーシス（receptor-mediated transcytosis、RMT）を介するもの、吸着介在性トランスサイトーシス（adsorptive-mediated transcytosis、AMT）を介するもの、トランスポーター介在性の輸送を介するものなどに分類することができる。
受容体介在性トランスサイトーシスを介するもの
血液脳関門 血液脳関門の透過性を促進させる方法
脳微小血管内皮細胞に高発現するトランスフェリン受容体やLRP-1に結合したリガンドやそれを修飾した薬物はエンドサイトーシスを介して細胞内に取り込まれる。またその過程でエンドソーム内に取り込まれたリガンドや薬物の一部はエキソサイトーシスを介して脳組織側へ放出される。このような一連の経路を受容体介在性トランスサイトーシス（receptor-mediated transcytosis、RMT）と呼ばれる。すなわち、受容体リガンドを利用した戦略は脳微小血管内皮細胞へのターゲティングするために有用な方法であると同時に能動的に血液脳関門の透過性を向上させるアプローチであると考えられる。2018年現在、インスリンやトランスフェリン、レプチンなどの約20種類の高分子が受容体介在性トランスサイトーシスの機序で血液脳関門を通過することが知られている。インスリンは脳では合成されないがRMTの機序で血液脳関門を通過し脳で作用する。受容体介在性トランスサイトーシスによる血液脳関門通過は例外的であり、通常は生理活性ペプチドや蛋白質などの高分子は血液脳関門を通過できないと考えられている。そのためモノクローナル抗体は血液脳関門を通過できないと考えられている。経路は不明な点があるが高用量のモノクローナル抗体は体循環に投与するとその0.1%が中枢神経系に到達するという報告もある。モノクローナル抗体を髄腔内投与するという報告もあるが、血液脳関門の脳側にはFc受容体が発現しており、半減期48分で脳側から血管側に排泄される。
血液脳関門 血液脳関門の透過性を促進させる方法
Pardridgeらは血液脳関門を透過できるインスリンやトランスフェリンの受容体に結合するモノクローナル抗体を運搬蛋白質として用い、血液脳関門を通過しない生理活性蛋白質を連結（または融合）したキメラ蛋白質を合成し、血液脳関門を通過させるトロイの木馬戦略を提唱した。具体的にはにはマウストランスフェリン受容体とTNFα阻害薬であるエタネルセプトの融合タンパク質をパーキンソン病モデルマウスへ投与したり、ライソゾーム病のひとつであるムコ多糖症Iのモデルマウスでムコ多糖分解酵素であるα-L-イズロニダーゼと抗トランスフェリン受容体抗体を連結した融合タンパク質を全身投与した結果、中枢神経症状が軽快したという研究がある。
考案されてから20年以上経過しており様々な前臨床研究が行われてきた。脳微小血管内皮細胞の受容体介在性トランスサイトーシスの機序は明らかではない点も多い。低分子医薬品や蛋白質医薬品で臨床試験にいたったものもわずかながらある。
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。
血液脳関門 血液脳関門の透過性を促進させる方法
トランスサイトーシスの経路での送達戦略で報告がある受容体はトランスフェリン受容体、インスリン受容体、LDL受容体、LDL受容体様蛋白質（LRP1）、スカベンジャー受容体クラスBタイプ1（SR-B1）、レプチン受容体などがある。トランスポーターも含めればグルコーストランスポーター1も報告がある。
吸着介在性トランスサイトーシスを介するもの
血液脳関門 血液脳関門の透過性を促進させる方法
細胞膜が負電荷を帯びている特性を利用して、カチオン性の細胞膜透過ペプチド（Cell-penetrating peptide、CPP）を活用して吸着介在性トランスサイトーシスを狙ったドラッグデリバリーシステムも開発されている。血液脳関門通貨を意図した細胞膜透過ペプチドとしてはヒト免疫不全ウイルス1型に由来するtrans-activator of transcription(TAT)ペプチド、アルギニンのみで構成される人工ペプチド（オルゴアルギニン）、ショウジョウバエのホメオプロテイン由来のpenetratin、神経ペプチドであるガラニン由来の12アミノ酸とハチ毒であるマストラパン由来の14アミノ酸を融合して作られたTransportanペプチド、SynBなどがあげられる。これらの細胞膜透過ペプチドは、受容体介在性トランスサイトーシスを介するものと同様に薬剤やキャリアに結合させて用いられ、特定の受容体に依存しないマイクロピノサイトーシスなどの内在化経路を介して細胞内に取り込まれる。細胞膜透過ペプチドは細胞内への薬剤導入ツールとして広く活用されているが血液脳関門標的の選択性は乏しいため、脳以外の様々な臓器・組織への移行性も高めてしまう懸念がある。
トランスポーターを介するもの
血液脳関門 血液脳関門の透過性を促進させる方法
受容体介在性トランスサイトーシスに加えて、一部のトランスポーターもエネルギー介在性の血液脳関門透過メカニズムに関与している。代表的なトランスポーターとしてグルコースやアミノ酸等の栄養成分の輸送に関わるグルコーストランスポーターのGLUT1やLAT1が知られている。これらのトランスポーターは一般的に低分子を基質として認識するため高分子医薬品を脳へ送達するターゲットとしては適さないと言われていた。血液脳関門にはP糖タンパク質などの排出トランスポーターも高発現しており、それらの阻害を介して基質薬剤の脳への移行を向上させることが期待できるが、この場合も低分子医薬品に限られる。その一方でpeptide transport system-6(PTS-6)のように脳へのペプチド流入を妨げるトランスポーターも報告されている。東京大学の片岡一則と東京医科歯科大学の横田隆徳らの共同研究ではグルコースを表層に含むナノマシンを開発し、空腹時のナノマシンを静脈注射し、30分後のグルコースを静脈注射することでナノマシンが脳内へ分布することを明らかにした。
血液脳関門 血液脳関門の透過性を促進させる方法
傍細胞経路を用いるドラッグデリバリーシステムとして考案されているものは細胞間隙を構成する密着結合の機能を制御するものである。その有効性もさることながら細胞間隙の開口による脳への異物侵入のリスクの検証が必要である。傍細胞経路を用いるドラッグデリバリーシステムはサイズ選択性の乏しい物理的な方法とサイズ選択性の認められる薬理学的な血液脳関門制御が知られている。サイズ選択性の乏しい物理的な方法にはマンニトールによるもの、収束超音波（focused ultrasound）を用いるもの、光線力学療法を用いるものが知られている。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。
サイズ選択性の乏しい物理的な方法にはマンニトールによるもの、収束超音波（focused ultrasound）を用いるもの、光線力学療法を用いるものがある。
マンニトール
血液脳関門 血液脳関門の透過性を促進させる方法
高張液のマンニトールを頸動脈など頚動脈的に投与し、血液脳関門の密着結合を物理的に破壊し細胞間隙を開口させる方法がある。この方法は1970年頃から報告されている。この処置によって、脳微小血管内皮細胞は脱水により形が変形し細胞間隙が40nmまで開口する。収束超音波と同様にマンニトールもタイトジャンクション構成分子のリン酸化状態を変更することで構成蛋白質を分解させる。抗がん剤を脳腫瘍へ送達させる方法として複数の臨床試験も行われており、臨床応用もされている。マイクロカテーテルを用いて特定の部位の脳微小血管内皮細胞に高張のマンニトールと薬剤（抗EGF受容体抗体であるセツキシマブ）を連続的に投与する技術を臨床試験の例としては用いた脳腫瘍治療の臨床試験が進められており、重篤な副作用は報告されていない。十分な手術技術があればマンニトールの選択的動脈内投与は重篤な副作用を防ぐことができると考えられている。しかし、てんかん発作や脳卒中のリスクを高めること、繰り返し入院が必要となること、しばしば全身麻酔が必要となることといった問題点があり脳腫瘍の標準治療にはなっていない。脳毒性を示すタンパク質の脳内への流入などの問題点から長期的な安全性は疑問視されており応用は限定的である。
集束超音波
血液脳関門 血液脳関門の透過性を促進させる方法
子宮筋腫や本態性振戦などの治療に用いられている集束超音波の医療技術を活用するものである。限られた領域に超音波エネルギーを集中させ、外科的処置を必要とせずに一過性の密着結合の開口が可能となるため、侵襲性が低いと考えられる。この方法で核酸やプラスミド、DNA、神経栄養因子などのタンパク質の輸送が可能となることが報告されている。収束超音波と超音波造影剤としても利用されるマイクロバブルを併用すると血液脳関門を一過性に開口させることができる。マイクロバブルを併用した収束超音波は物理的にタイトジャンクションとアドヘレンスジャンクションを一時的に破壊するだけではない。タイトジャンクション構成分子のリン酸化状態を変更することで構成蛋白質を分解させる。血液脳関門を透過できる分子の大きさは超音波強度と使用するマイクロバブルに依存する。動物モデルでは抗体やより大きな高分子医薬品を中枢神経系に送達したという報告もある。ラットにおける実験では血液脳関門のクローディン5、オクルディン、ZO1の発現レベルは、超音波処理後1～2時間以内に50%以上減少したが6時間以内に完全に回復した。収束超音波を用いたDDSは脳腫瘍やアルツハイマー病など様々な疾患で臨床試験が行われている。収束超音波の機械は植込み型のSonoCloudとMRIガイド下で用いるエクサブレート・ニューロなどが知られている。どちらのデバイスも脳腫瘍を対象に臨床試験がされており低分子医薬品の送達効率を500%以上向上させている。
血液脳関門 血液脳関門の透過性を促進させる方法
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
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。
RNA干渉