足球运动员血液miRNA的变化可能是代表脑损伤的生物标志物

对职业足球运动员的研究表明，反复的头部和意外的头部撞击会导致血液中microrna的变化，这可能会成为有用的脑损伤生物标志物。研究人员建议，在他们研究的基础上，未来的发现可能会引导人们更好地理解反复撞击头部的潜在危险影响。随着全球数百万人踢足球，这可能最终会对公共健康产生重大影响。

　　

这是首次对职业足球运动员进行此类研究，研究结果表明，反复的头球和头部意外撞击会导致血液模式的改变，而这种改变与特定的大脑信号通路有关。由挪威体育科学学院奥斯陆运动创伤研究中心的科学家领导的国际研究小组，发现了在足球中头部意外撞击和重复头球时所特有的microRNAs (miRNAs)，它可能作为脑损伤的生物标记物。

研究负责人Stian Bahr Sandmo博士表示:“这是一个相对较小的样本规模的探索性研究，但是，在我们研究的基础上，未来的发现可能最终会导致对重复头部撞击的潜在危险影响的更好理解。”由于全世界有数百万人踢足球，这可能最终会对公共健康产生重大影响。”

研究人员在《脑损伤》杂志上发表了他们的研究结果，他们在论文中写道:“据我们所知，这是第一个探索足球运动中不同头部撞击对循环miRNAs的影响的研究……我们发现了足球运动中头部意外撞击和重复撞击的特定microRNAs，可能作为脑损伤的生物标志物。”

足球涉及到主动头球以及头部意外撞击的风险，这使得球员在一段时间内不断受到头部撞击。然而，作者指出，“这种接触对大脑健康的影响程度，无论是短期还是长期，目前还不清楚。”随着全球数百万人踢足球，对头部反复撞击潜在影响的进一步了解，最终可能会对公共健康产生重大影响。”

研究小组继续说，评估头部撞击造成的潜在脑损伤的一个关键障碍是缺乏客观的诊断和预后生物标志物。基于血液的生物标记物已显示出在检测轻度创伤性脑损伤(mTBI)方面的潜在用途，但由于采样时间、特异性差以及此类生物标记物跨越血脑屏障的能力等因素，此类循环生物标记物的使用较为复杂。

相比之下，研究人员此前提出，血液中的几种miRNAs可能会因mTBI而改变，这可能有助于确定脑损伤的严重程度，并提供预后信息。miRNAs是一种短的非编码RNA分子，调控基因表达，参与多种生理和病理过程。事实上，研究人员指出，miRNAs具有的特征可以使它们成为评估头部损伤的良好候选者。他们大脑中大量表达,可以穿过血脑屏障,所以可以释放到血液由于损伤细胞,他们可以——或者下调由于细胞的自适应过程,相对稳定的存在于存储液体时,例如,血液。此外，生物信息学技术可以用来描述特定miRNAs在神经炎症或神经退化过程中的作用。

然而，该团队指出，“尽管之前的研究已经确定了候选miRNAs作为mTBI的生物标志物，包括在体育特定的环境中，足球相关的头部对miRNAs的影响仍在很大程度上未被探索。”

在他们最新发表的研究中，这个由多学科研究人员组成的团队想要揭示足球比赛中头部撞击是否会改变microRNAs的水平，从而反映对大脑的短期影响。目的是将这些不同类型的冲击与其他高强度运动的效果进行比较。“因此，这项探索性研究的主要目的是评估意外头部撞击(脑震荡和非脑震荡)和足球中重复头部撞击对循环miRNA水平的影响，同时考虑到单独高强度运动的影响，”他们写道。这些结果可能会增加或减少microRNAs作为脑损伤生物标记物的不断增长的证据。

在休息时采集了89名职业足球运动员的血液样本。这些球员年龄18-35岁，活跃在挪威超级联赛中。在三种不同的设置下，1小时后重复取样，12小时后再次取样。首先，比赛中出现头部意外碰撞的情况，即球员头部、脸部或颈部被撞，比赛被裁判中断，球员躺在地上超过15秒的情况。第二，在训练过程中要重复报头。他指出:“据报道，在比赛中，男性职业球员平均每小时头球3 ~ 4次。”“因此，为了评估这种暴露，我们设计了一个训练课程，包括足球中典型的冲击特征的多次头球练习。”该团队还分析了在没有头部或头部意外撞击的情况下，高强度运动后血液中的miRNA变化。这使得他们可以单独评估严格的体育活动的影响，这样他们就可以分离出大脑损伤的特定microRNAs，而不仅仅是那些受运动影响的。

他们的数据突出显示的microrna随后被验证，以确定持续解除管制的microrna。研究人员还使用生物信息学来识别microRNAs靶向的基因，以确定它们在生物过程和信号通路中的作用。

当特别考虑到意外的头部损伤时，该研究确定了8种不受高强度运动影响的失调microrna。这些靶基因与12个信号通路有关，包括Wnt通路和Hedgehog信号通路，在动物研究中发现，Hedgehog信号通路可以减少脑外伤后的神经细胞死亡和损伤。研究人员指出:“Wnt信号与促进脑外伤后的神经再生有关。”“在动物研究中发现，Hedgehog信号可以抑制脑外伤后的神经元凋亡，并减少对紧密连接的损伤。尽管这些数据来自于动物模型，但这可能意味着在人类对脑外伤的反应中也存在类似的机制。”

有趣的是，研究结果突出了microrna的变化，这些变化是特定于每个场景的。研究发现，重复的头蛋白改变了6种microRNAs的水平，这与TGF-β信号转导密切相关。“重复的标题导致了6个microRNAs的放松，这些microRNAs不受高强度运动的影响;靶基因与一个特定的信号通路(TGF-β)有关，”作者说。“所有这些miRNAs(1小时)都急剧增加，而12小时后又恢复到基线水平。”之前的研究已经报道了创伤性脑损伤后大脑周围液体中TGF-β水平升高，这表明它可能在抗炎和神经保护信号中发挥作用。相反，高强度的锻炼会导致miRNAs的放松;他们的目标基因与31个特定的信号通路相关。

研究人员补充说:“在我们的研究中，重复头部和意外头部撞击之间没有重叠的发现，这很有趣。”“我们的发现可能反映出，不同类型的头部撞击对大脑产生不同的影响。从理论上讲，冲击强度和频率的变化可能会导致结构组织损伤和/或适应性反应的不同组合。”

研究人员报告说，研究结果也解释了不同条件下的几种共享路径。毫不奇怪，高强度运动和意外撞击头部的路径最多。这些头部撞击发生在比赛期间，这通常也涉及在事件发生前不久的高强度运动。”

该研究的局限性包括样本量相对较小，使用直接观察和视频分析来评估头部撞击暴露，因此不可能量化不同条件下的生物力学影响程度。

尽管如此，研究小组表示，“总的来说，这些发现确实增加了进一步的证据，来证明microRNAs如何被用作脑损伤的生物标志物。”如果在进一步的研究中重现，这些数据有可能区分受伤的严重程度和足球比赛中所看到的头部撞击的类型。”

虽然之前的研究表明，反复的头部撞击和神经炎症的潜在迹象之间存在联系，但他们表示，“最终，我们的发现可能如何转化为大脑结构、功能和新陈代谢的具体变化，这是未知的。”一种可能的解释是，重复的头部有可能触发神经组织中的神经炎症反应。探究TFG-β、流体生物标志物和临床结果之间的关系可能是未来研究的主题。”