科研总是充满惊奇。有个关于「脑子进灰了」的研究曾被众多顶级媒体争相报道：
说的是英国兰卡斯特大学BarbaraMaher教授团队年9月发表在PNAS上的文章：
BBC说「英国每年死于空气污染的人数大约是人」。而Maher教授证明空气污染中的磁性纳米颗粒，可以进入人的大脑。她引用其他证据表明，这些颗粒可能和老年痴呆症（AD）相关。
听到这些，再想到最近肆虐的雾霾，整个人都不好了…赶紧读下原始文献压压惊：
文中通过透射电镜和电子能量损失谱（EELS）发现大脑中有形态大不相同的两种颗粒：小图C/D中带棱角的晶体颗粒是内源性的；而更多的是A/B中这种呈球状的颗粒，直径10～nm，其外形以及EELS谱线（E、蓝线），都与城市空气污染颗粒中普遍存在的高温燃烧产生的磁性纳米颗粒一致。
为进一步确认，作者用磁性分离富集了脑组织消化产物中的颗粒：
通过电镜和能量色散X射线（EDX）分析，发现结构特点和污染来源的磁性纳米颗粒一样，支持这些颗粒的空气污染物来源属性。
看来空气污染颗粒能入脑是没跑了，那它在脑内会积累到什么程度，有什么影响呢？
37个大脑样本，脑内每克干重中磁性纳米颗粒的含量达到0.2～12μg，数量之多超乎想象。上图中显示了年龄和颗粒含量的关系（红色为普通人，右上角其他颜色来自8个AD患者，含量偏高）。
作者尚未证实这些颗粒与AD之间有直接联系，但有其他研究暗示AD患者大脑斑块和颗粒大量聚集间存在联系。可以说作者是让我们认识到了空气污染的又一个重大健康风险：纳米颗粒入脑，为后续对空气污染颗粒与大脑健康/AD关系的研究打开了思路。
大脑如此重要，这些颗粒怎么就进来了？Maher文中并未展开，但这对AD研究却是重要话题。
图1：Kozlovskayaetal.,;JournalofControlledRelease,–.
如上图，目前公认的物质入脑途径主要有两个：通过循环系统随血液进入脑部血管，再跨过血脑屏障（BloodBrainBarrier，即BBB）进入大脑；或者通过鼻腔内的三叉神经或嗅神经直接入脑。
血脑屏障（BBB）分子机制
血脑屏障（BBB）是大脑的重要门户，位于脑部毛细血管和大脑之间，是高度特化的多细胞结构，为血液和大脑之间的物质交换提供选择性的屏障作用，调控脑内离子浓度，阻挡神经递质、大分子和神经毒素入脑（脑屏障包括血-脑，血-脑脊液和脑脊液-脑三重屏障，以血脑屏障为代表）。
图2：BBB的径向（左）及轴向（右）切面结构图Abbottetal.,;Neurobiol.Dis.37,13–25.BBB的关键部分是毛细血管的内皮细胞，其特化之处是在物质交换方面非常「克制」：一来缺乏血管-组织间常见的快速分子交换小孔；二来缺乏用于胞外物质吸收的胞饮小体；细胞间的紧密连接（图3-PanelA）倒是「缝」得更长了，结果呢，强烈限制了通透性。在这些限制下，物质想通过扩散作用入脑，需要满足：脂溶性，分子量小于Da，并且不被脑部主动外排。这一下子挡住了98%的小分子和几乎%的生物大分子。
其他分子要跨越BBB，需要通过内皮细胞上的转运蛋白（图3中用绿色图标标记）：流入性转运蛋白负责葡萄糖、氨基酸、离子的入脑；流出性转运蛋白将代谢废物和神经毒素排出大脑，代表性的有ABC家族，OAT系统等。
此外，多方面因素影响BBB的通透性调节，包括：神经元、细胞外基质（图3-PanelB）、星形细胞和周细胞，它们和内皮细胞一起组成了神经血管单元，其中包含了大量结构和调控的分子机制。下图显示了相关分子机制，这些结构蛋白、转运蛋白等经常被作为BBB相关研究的生物标志物：
