乱用薬物の血液脳関門への影響。概要

Effects of Drugs of Abuse on the Blood-Brain Barrier: A Brief Overview.

• Emely Pimentel
• Kalaiselvi Sivalingam
• Mayur Doke
• Thangavel Samikkannu

抄録

精神安定剤やアルコールの使用は、血液脳関門（BBB）の完全性を破壊し、細胞機能に変化をもたらし、神経毒性を助長する。BBBは、細胞内の恒常性を維持し、末梢循環とのコミュニケーションを促進する中枢神経系（CNS）の重要な境界である。BBBは、内皮細胞（EC）と密接に相互作用するタイトジャンクション（TJ）タンパク質によって制御されています。複雑なTJタンパク質ネットワークは、クラウディン、オクルーディン、および接合部接着分子（JAM）を含む膜貫通型タンパク質と、細胞骨格を連結した足場タンパク質であるゾヌラ・オクルーデンテス（ZO-1、2、および3）から構成されている。精神刺激薬やアルコールの使用は中枢神経系に影響を与えることが知られており、BBB透過性の増加に部分的に起因する神経毒性を介して様々な神経疾患に関与している。本ミニレビューでは、主にBBBの構造と透過性に焦点を当てています。さらに、コカイン、メタンフェタミン、モルヒネ、ヘロイン、ニコチン、アルコールなどの薬物によって誘導されるTJタンパク質や細胞骨格の変化を評価しています。これらの変化はグリア活性化、酵素増強、BBBリモデリングを促進し、神経炎症経路に影響を与えます。乱用薬物のBBB完全性への影響とその基礎となるメカニズムは十分に研究されているが、本レビューは、物質乱用障害がBBB機能障害を引き起こす基礎となるメカニズムの理解を深めるものである。

The use of psychostimulants and alcohol disrupts blood-brain barrier (BBB) integrity, resulting in alterations to cellular function, and contributes to neurotoxicity. The BBB is the critical boundary of the central nervous system (CNS) where it maintains intracellular homeostasis and facilitates communication with the peripheral circulation. The BBB is regulated by tight junction (TJ) proteins that closely interact with endothelial cells (EC). The complex TJ protein network consists of transmembrane proteins, including claudins, occludins, and junction adhesion molecules (JAM), as well as cytoskeleton connected scaffolding proteins, zonula occludentes (ZO-1, 2, and 3). The use of psychostimulants and alcohol is known to affect the CNS and is implicated in various neurological disorders through neurotoxicity that partly results from increased BBB permeability. The present mini review primarily focuses on BBB structure and permeability. Moreover, we assess TJ protein and cytoskeletal changes induced by cocaine, methamphetamine, morphine, heroin, nicotine, and alcohol. These changes promote glial activation, enzyme potentiation, and BBB remodeling, which affect neuroinflammatory pathways. Although the effect of drugs of abuse on BBB integrity and the underlying mechanisms are well studied, the present review enhances the understanding of the underlying mechanisms through which substance abuse disorders cause BBB dysfunction.

Copyright © 2020 Pimentel, Sivalingam, Doke and Samikkannu.