头部受伤如何导致严重的脑部疾病

加州大学洛杉矶分校的生物学家发现，头部受伤会对个体细胞和基因产生不利影响，从而可能导致严重的脑部疾病。生命科学家提供了海马体的第一张细胞“地图”——海马体是大脑的一部分，有助于调节学习和记忆——当它受到创伤性脑损伤的影响时。该团队还提出了治疗与创伤性脑损伤有关的脑部疾病的基因候选物，如阿尔茨海默病和创伤后应激障碍。

研究人员研究了15种海马细胞类型中的6000多种细胞——这是首次对受脑损伤影响的单个细胞类型的研究。每个细胞都有相同的DNA，但是不同类型的细胞激活的基因不同。这15种细胞类型中有两种是以前未知的，每一种都有一套独特的活性基因。

“每种细胞类型都是不同的，”加州大学洛杉矶分校神经外科和综合生物学和生理学教授费尔南多戈麦斯-皮尼拉说，他是这项研究的共同资深作者，该研究发表在《自然通讯》杂志上。

生物学家发现，数百个基因受到轻度创伤性脑损伤的不利影响，如脑震荡。这些改变的基因后来会导致阿尔茨海默病、帕金森病和其他疾病。

研究人员在老鼠身上复制了类似脑震荡的脑损伤，并研究了其他没有脑损伤的老鼠。研究人员分析了两组小鼠海马体中的数千个细胞。他们的发现包括：

没有损伤的小鼠在15种被称为Ttr的细胞类型中有14种的水平非常低，Ttr调节新陈代谢，控制甲状腺激素和执行其他功能。研究人员发现，创伤性脑损伤增加了几乎所有细胞类型的Ttr水平。他们得出结论，Ttr对大脑健康非常重要，可能有助于将更多的甲状腺激素带到大脑，以维持新陈代谢。一种叫做T4的甲状腺激素被注射到老鼠体内。T4改善了创伤性脑损伤引起的学习障碍，逆转了影响学习和记忆的93个基因的变化。这种由创伤性脑损伤引起的损伤的逆转是一个重要的新发现。脑损伤后，新陈代谢大大降低。生物学家认为T4可能“重启”新陈代谢。

研究人员发现证据表明，15种细胞类型中至少有12种受到脑损伤的负面影响，其中一些比另一些更严重。

研究人员可以看到与阿尔茨海默病相关的基因如何在不同的细胞类型中发挥作用，为这些基因在受到脑损伤影响时的作用提供了新的细节。“我们正在研究我们可能希望在未来的研究中确定哪种细胞类型，”该研究的高级作者、加州大学洛杉矶分校综合生物学和生理学副教授夏阳说。“也许阿尔茨海默病相关基因不一定在所有不同的细胞类型中都活跃。”

生物学家首次发现了几个受创伤性脑损伤影响的基因，这些基因最近与人类的神经质行为有关。创伤性脑损伤与抑郁、焦虑和精神分裂症有关。这项研究可以为这些疾病带来新的治疗方法。

脑损伤会导致所谓的创伤后癫痫。研究人员发现了一种基因，可以作为治疗这种癫痫的潜在靶点。

创伤性脑损伤导致细胞通讯发生变化(见附图)。

加州大学洛杉矶分校定量与计算生物学研究所的杨说：“了解某个人体内某个细胞发生变化的基因，可以给那个人带来正确的治疗。”

戈麦斯-皮尼拉也是加州大学洛杉矶分校脑损伤研究中心的成员。他将这项新研究描述为精准医学的进步，有望为疾病提供个性化治疗。

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