血脑屏障对于维持大脑稳定的环境至关重要——防止有害病毒和细菌的入侵并将大脑特定的激素和神经递质活动同机体的其他部位隔离开。
除了神经细胞，大脑还含有支持和保护神经元的神经胶质细胞。在果蝇内，血脑边界是由胶质细胞加入到神经细胞周围的一个密封性外壳所构成。随着发育期间大脑的迅速延伸，胶质外壳必须相应地生长以保持完整。然而，关于血脑屏障如何在保护大脑发育的同时保持自身的完整性，却知之甚少。
现在，美国麻省Whitehead生物医学研究所的研究人员报道，当发育中的果蝇幼虫，大脑通过细胞分裂来生长，这指示形成血脑屏障的神经束膜下胶质细胞（SPG）通过已知的多倍体过程创建多重基因组副本来扩展。研究人员在这个月的期刊Genes and Development上报道了他们的工作。
"我们认为，这可能是在其他情况下也使用的相同发育策略，在那里需要一个外层细胞保持密封，但发育期间也需要器官生长"， Whitehead生物医学研究所成员Terry Orr-Weaver说。
象果蝇幼虫的血脑屏障一样，人胎盘和皮肤的细胞层可能采用多倍体化来对应对扩展的需要，同时分别地保持胎儿和环境之间、机体和外界之间的良好边界。
为维护这种屏障，多倍体是理想的，因为细胞形成边界扩大没有经历全细胞分裂，这是一个会断裂细胞间紧密连接的过程。
在果蝇幼虫中，多倍体SPG是维护血脑屏障所必需的。当Orr-Weaver实验室的博士后研究人员、本文的第一作者Yingdee Unhavaithaya防止SPG制造额外的基因组拷贝和成为多倍体时，血脑屏障在大脑继续扩展时粉碎了，SPG无法适应其生长。
当被允许自然进展时，多倍体可以足够地灵活以适应甚至不寻常的大脑扩展。在Unhavaithaya通过诱导脑肿瘤而扩大大脑后，SPG通过加倍来反应，血脑屏障完好无损。
这个实验也表明，扩展的大脑含量不知何故地告诉SPG加倍，但只有在扩展到多达有必要保持SPG间紧密连接时。
"这只是小觑了一下器官生成期间组织间的交流"， Unhavaithaya说，"我们看到，不同组织试图与器官一起作出适当大小变化。一个方法就是从生长中的组织接收指令，这样其他组织能规模自身的大小尺寸来适当地符合本组织与有机体的比率。"
Orr-Weaver和Unhavaithaya的工作可能导致形成更多令人兴奋的研究。
"它确实开启了一个观察的全新领域,因此我们可以通过这种沟通的发现来理解其中机制基础"， 麻省理工学院美国癌症协会生物学教授Orr-Weaver说，"它发生在器官水平，或是发生于局部？这确实有很多要分类。"
这项工作由Harold and Leila慈善基金会和美国癌症协会支持。（生物谷bioon.com）
doi:10.1101/gad.177436.111
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PMID:
Polyploidization of glia in neural development links tissue growth to blood-brain barrier integrity
Y. Unhavaithaya, T. L. Orr-Weaver
Abstract Proper development requires coordination in growth of the cell types composing an organ. Many plant and animal cells are polyploid, but how these polyploid tissues contribute to organ growth is not well understood. We found theDrosophila melanogaster subperineurial glia (SPG) to be polyploid, and ploidy is coordinated with brain mass. Inhibition of SPG polyploidy caused rupture of the septate junctions necessary for the blood-brain barrier. Thus, the increased SPG cell size resulting from polyploidization is required to maintain the SPG envelope surrounding the growing brain. Polyploidization likely is a conserved strategy to coordinate tissue growth during organogenesis, with potential vertebrate examples.
