探究 BDNF Val68Met 多态性在大鼠重复性轻度创伤性脑损伤中的作用

为探究 BDNF Val68Met 多态性对 rmTBI 的影响，研究人员用大鼠实验，发现该多态性影响不显著。

　　

解析 BDNF Val⁶⁸Met 多态性在大鼠重复性轻度创伤性脑损伤中的角色

在生活中，头部受伤的情况并不少见，而轻度创伤性脑损伤（mild traumatic brain injury，mTBI）更是一个严重的公共健康问题。它常常导致各种各样的神经行为缺陷，虽然症状可能是暂时的，但却与长期神经系统疾病的风险增加有关，尤其是当损伤反复发生时。而且，mTBI 的结果差异很大，不同的人会有不同的症状和恢复轨迹。年龄、性别等因素会影响 mTBI 的恢复情况，可遗传因素在其中的作用却还不太清楚。

脑源性神经营养因子（Brain-derived neurotrophic factor，BDNF）在神经元的生长、存活和分化中起着重要作用，它或许在 mTBI 的恢复过程中也扮演着关键角色。BDNF 的 Val⁶⁶Met 单核苷酸多态性（SNP）会导致 BDNF 的分泌减少，这种多态性与许多神经行为障碍有关，比如认知缺陷、焦虑增加等。而且，BDNF 还可能影响小胶质细胞的激活和神经丝轻链（Neurofilament light，NfL）水平，NfL 是轴突损伤的常见标志物。然而，目前关于 Val⁶⁶Met 多态性在重复性 mTBI（rmTBI）中的作用研究还很有限。

为了深入了解这一问题，来自澳大利亚莫纳什大学等机构的研究人员展开了研究。他们的研究成果发表在《Behavioral and Brain Functions》上，这一研究对于揭示 rmTBI 的遗传机制和改善患者预后具有重要意义。

研究人员为了探究 BDNF Val⁶⁸Met（大鼠中相当于人类的 Val⁶⁶Met）多态性对 rmTBI 急性影响，进行了一系列实验。研究主要运用了以下几种关键技术方法：

1. 实验动物模型构建：选用 114 只 Sprague-Dawley 大鼠，通过特定的繁殖种群获得，并对其进行基因分型，分为 Val/Val、Val/Met、Met/Met 三种基因型。采用清醒闭合性颅脑损伤（ACHI）模型，让大鼠连续 5 天接受 mTBI 或假手术处理12。
2. 行为学测试：通过多种行为学测试评估大鼠的神经行为变化。如利用光束任务评估感觉运动功能，在不同时间点测试大鼠在特定光束上的行走时间和后肢滑倒次数；用高架十字迷宫评估焦虑样行为；水迷宫实验评估空间学习和记忆能力；热 / 冷板测试评估伤害性反应34。
3. 血浆 NfL 定量和组织学分析：实验结束后收集大鼠血浆，使用 Simoa HD-X 分析仪检测血浆 NfL 水平。对大鼠大脑进行免疫组化染色，观察小胶质细胞的激活情况，通过特定的方法对小胶质细胞进行计数和分析其阳性细胞体的百分比面积56。

下面来看具体的研究结果：

1. 行为学测试结果
   • 光束任务：rmTBI 大鼠在受伤后的 4 小时、24 小时和 5 天，穿越光束的时间比假手术组更长，后肢滑倒次数更多，这表明 rmTBI 会导致大鼠感觉运动功能受损，但这种影响不受基因型和性别的影响7。
   • 高架十字迷宫：受伤大鼠在开放臂停留的时间比假手术组少，在封闭臂停留的时间更多，说明 rmTBI 会增加大鼠的焦虑样行为，不过同样不受基因型和性别的影响8。
   • 水迷宫：在水迷宫的获取阶段和反转阶段，rmTBI 组、不同基因型组和不同性别组之间，大鼠寻找平台的平均搜索时间没有差异，这意味着 rmTBI 和基因型对大鼠的空间学习和记忆能力没有明显影响9。
   • 热 / 冷板测试：在热板和冷板测试中，受伤组、基因型组和性别组之间，大鼠的反应时间没有差异，表明受伤和基因型不会相互作用影响大鼠的疼痛感知10。
2. 血浆 NfL 水平：rmTBI 组大鼠的血浆 NfL 水平显著高于假手术组，这表明 rmTBI 会导致神经轴突损伤。而且，雌性 rmTBI 大鼠的血浆 NfL 水平比雄性更高，但基因型对 NfL 水平没有显著影响11。
3. Iba-1 表达：rmTBI 大鼠同侧和对侧下丘脑的 Iba-1 阳性细胞数量比假手术组更多，这意味着 rmTBI 会引起小胶质细胞激活。然而，基因型和性别对 Iba-1 阳性细胞数量没有影响，在其他脑区（如皮层、海马体）也未发现相关影响，且各组之间 Iba-1 染色阳性细胞体的百分比面积也没有差异12。

综合研究结果和讨论，此次研究表明，rmTBI 会导致大鼠出现感觉运动功能缺陷、焦虑样反应增加、轴突损伤和神经炎症标记物增加等情况。但 BDNF Val⁶⁸Met 基因型在行为学指标、血浆 NfL 水平和 Iba-1 表达方面，并没有表现出显著的影响。这一结果与之前在小鼠上的研究结果不同，说明不同物种之间可能存在差异，在将研究结果转化应用时需要谨慎。此次研究采用的闭合性颅脑损伤模型，能更好地模拟人类 mTBI 的生物力学力和病理情况。后续研究可以进一步拓展到慢性时间点，研究 Val⁶⁸Met SNP 对 mTBI 长期结果的影响，同时检测循环中总 BDNF、前体 BDNF 和成熟 BDNF 的水平，结合基因型分析，更全面地探究 Val⁶⁸Met 基因突变对 BDNF 分泌的影响。随着对 rmTBI 研究的不断深入，将遗传信息整合到预后模型中，有望提高对 rmTBI 短期和长期后果的预测和管理能力。