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背景和目的血脑屏障（Blood-Brain Barrier，BBB）是由大脑微血管内皮细胞、基质膜、周细胞以及星形胶质细胞足突共同组成的位于外周循环与中枢神经系统之间的分界。虽然生理情况下血脑屏障保护了中枢神经系统不受外来有害物质的侵入，但是同时血脑屏障也阻止了大部分治疗性药物进入中枢神经系统，因此在很长一段时间里，由于血脑屏障的存在以及开放血脑屏障方法的局限性，中枢神经系统疾病的治疗发展受到了极大限制。为了克服这个难题，人们尝试了很多方法，但是他们都不能安全有效的开放血脑屏障促进治疗性药物进入脑组织。随着低频聚焦超声联合微泡靶向性、可逆性、无创性开放血脑屏障的方法出现，这个局面得到了改善，该方法成为了目前开放血脑屏障最有效的方法，临床应用前景很广。但是其中所涉及的机制还不完全清楚。目前的主要认识是低频聚焦超声联合微泡产生的机械效应会作用于血脑屏障上的机械敏感性离子通道，引起大脑微血管的生化效应，增加血脑屏障的跨细胞途径和细胞旁途径的渗透性，引起血脑屏障的开放。我们的目的是首先研究在聚焦超声联合微泡开放血脑屏障的过程中，参与大脑微血管内皮细胞跨细胞途径的caveolae和caveolin-1的改变情况，从而证实跨细胞途径在该开放血脑屏障过程中的作用；其次是研究caveolin-1可能对紧密连接蛋白claudin-5的影响，探索跨细胞途径和细胞旁途径可能具有的联系。方法实验共分为三个部分：第一部分实验共分为6个组，即对照组、FUS联合微泡处理后0h组、FUS联合微泡处理后1h组、FUS联合微泡处理后2h组、FUS联合微泡处理后4h组和FUS联合微泡处理后8h组。使用MRI增强扫描测量信号强度值和荧光分光光度计测量EB浓度两种方法进行验证，建立聚焦超声联合微泡靶向性、可逆性、无创性开放血脑屏障的SD大鼠模型，并确定我们建立的动物模型中血脑屏障开放的时间规律。第二部分实验共分为4个组，即对照组、单独使用微泡组、单独使用聚焦超声组和聚焦超声联合微泡开放血脑屏障组。观察caveolae和caveolin-1的变化情况，并排除聚焦超声和微泡单独使用对他们的影响。1.使用免疫组织化学实验观察caveolin-1在脑组织中的分布情况，并初步发现caveolin-1在四个组中的表达水平。2.使用qRT-PCR和western blot实验分析四个组中caveolin-1的基因和蛋白表达水平。3.使用透射电镜观察血脑屏障的超微结构，观察四个组中caveolae的数量变化。第三部分实验分为3个组，即对照组，聚焦超声联合微泡组、非律平干扰组，研究非律平干扰caveolin-1后对血脑屏障渗透性和紧密连接的影响。1.检测EB染料的浓度，确定非律平干扰对血脑屏障开放的影响。2.使用western blot检测caveolin-1和claudin-5的表达情况，观测非律平干扰后caveolin-1和claudin-5的表达改变。结果1. MRI信号强度增强值在FUS联合微泡处理SD大鼠后立即增大，FUS联合微泡处理SD大鼠后1h时MRI信号强度增强值达到最高水平，在FUS联合微泡处理SD大鼠后4h所测得的MRI信号强度增强值减小，而到FUS联合微泡处理SD大鼠后8h MRI信号强度增强值恢复至正常水平。2. FUS联合微泡处理SD大鼠后脑组织中EB浓度立即升高，FUS联合微泡处理大鼠后1h EB浓度最高，之后EB浓度降低，当FUS联合微泡处理大鼠后8h，EB浓度降至正常水平。3.免疫组织化学实验结果显示caveolin-1主要在大脑微血管中表达并沿着微血管走形分布；与对照组相比，微泡组的caveolin-1表达水平无显著性差异，而FUS组和FUS联合微泡组有显著性差异（p＜0.01），并且FUS联合微泡组的caveolin-1表达水平增高最显著。4. western blot实验结果显示与对照组相比，微泡组光密度值无统计学意义，FUS组和FUS联合微泡组有显著性差异（p＜0.01），并且FUS联合微泡组中caveolin-1蛋白表达水平增加最明显。5. qRT-PCR实验结果显示与对照组相比，微泡组的caveolin-1基因表达无统计学意义，FUS组和FUS联合微泡组均有显著性差异（p＜0.01），并且FUS联合微泡组的caveolin-1基因表达水平增加最显著。6.透射电镜结果显示在正常对照组和微泡组的SD大鼠脑组织中，caveolae的数量很少被观察到，在FUS组的SD大鼠脑组织中，可以观察到增多的caveolae，而在FUS联合微泡组的SD大鼠脑组织中，可以观察到大量增加的caveolae结构。7.使用非律平干扰后，EB浓度较未干扰组低。8.干扰caveolin-1的表达会影响紧密连接蛋白claudin-5的表达。结论1. MRI增强扫描和荧光分光光度计测定EB含量的方法得出的结果一致，我们所使用的聚焦超声参数和微泡剂量能够靶向性和可逆性开放血脑屏障。2.聚焦超声联合微泡处理SD大鼠后1h为最大化开放血脑屏障的时间点。3.聚焦超声联合微泡产生的机械效应引起的血脑屏障开放效应大于单独使用聚焦超声或者微泡时引起的血脑屏障开放效应之和。4.应用免疫组织化学实验、qRT-PCR和western blot实验可以发现，聚焦超声联合微泡能够显著增加大脑微血管内皮细胞上caveolin-1的基因和蛋白表达水平。5.应用透射电镜观察发现聚焦超声联合微泡能够显著增加大脑微血管内皮细胞上caveolae的数量。6.聚焦超声联合微泡靶向性、可逆性、无创性开放血脑屏障的过程中，caveolin-1介导的跨细胞内吞作用发挥了重要的作用。7. caveolin-1会影响紧密连接，可能在跨细胞途径和细胞旁途径两方面影响血脑屏障的通透性。