论文标题：Emerging Insights into the Role of BDNF on Health and Disease in Periphery

论文链接：https://doi.org/10.3390/biom14040444

期刊名：Biomolecules

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/biomolecules

脑源性神经营养因子 (BDNF) 是一种促进发育中神经元存活和生长的生长因子。BDNF表达的减少和单核苷酸多态性 (SNP) 与大脑功能缺陷和疾病发展有关，这表明BDNF是大脑健康的关键分子。有趣的是，BDNF也在下丘脑中表达，参与食欲调节和能量代谢。来自日本德岛大学的Mayuko Ichimura-Shimizu博士在 Biomolecules 发表的文章中描述了他们团队最近的发现，并总结了BDNF受体之一TrkB-T1在某些外周器官功能和疾病中的作用。这一文章将有助于我们深入了解BDNF在大脑以外的作用。

神经营养素受体的生物学作用

神经营养素通过受体启动其生物作用，它与两类跨膜受体蛋白——Trks (肌钙蛋白受体激酶) 和神经营养素受体p75相结合，这种双重系统允许在配体结合后进行信号对比，例如p75的细胞死亡信号和Trk受体的细胞存活信号。如图1所示，神经营养素 (NGF、BDNF、NT-3和NT-4/5) 与Trk的结合亲和力高，而与p75受体的结合亲和力低。因此，Trk受体和p75之间在结合亲和力和下游分子方面的这种差异可能会产生不同的生物作用。其中，BDNF主要与Trk受体家族的TrkB相结合，这篇综述文章侧重于BDNF TrkB复合物在外周疾病中的作用。

图1. 神经营养素与受体的相互作用。

BDNF是能量平衡、体重和食物摄入的调节因子

激素、大脑回路和外周组织之间的相互作用调节着能量摄入和消耗之间的关系。一项来自于对重组人BDNF的长期脑室内输注的研究表明，BDNF在控制体重和外周能量代谢方面发挥重要作用。据报道，编码BDNF及其受体TrkB的基因突变会导致人类严重肥胖。也有人研究了食物限制与BDNF基因表达之间的关系，结果表明，禁食会引起小鼠腹内侧下丘脑 (VMH) 中Bdnf mRNA水平的急剧和选择性降低，当给禁食小鼠注射黑色素皮质激素或葡萄糖时，VMH中的Bdnf mRNA水平会升高，这表明两者都积极参与VMH中的能量状态和Bdnf基因表达。

BDNF在胰岛素分泌机制中的作用

BDNF或TrkB发生突变的小鼠和人类会因下丘脑厌食功能受损和信号通路竞争过度而出现食欲亢进性肥胖。然而，这些外周症状的发病机制在很大程度上是未知的，BDNF/TrkB在外周的作用一直在研究中。一个有趣的发现是，全身注射BDNF可改善血糖水平，缓解肥胖小鼠模型的空腹高血糖症状。有研究小组报告了一种通过BDNF的外周作用调节葡萄糖稳态的新机制。研究发现，BDNF-TrkB-T1的信号传导触发了细胞内储存的钙释放，并增加了葡萄糖诱导的胰岛素分泌。

代谢功能障碍相关性脂肪性肝炎 (MASH) 中的BDNF假说

在最近的研究中，作者使用BDNF蛋白表达水平降低的基因工程小鼠证明了突变动物会自发出现具有典型全身病理特征的MASH病变，包括肝脏特异性病变以及肥胖和胰岛素抵抗等全身性病理变化 (图2)。为了讨论涉及BDNF的MASH发病机制，有必要考虑以下两种可能的机制：肝脏的病理表型可能是由于大脑中BDNF减少 (BDNF的中枢神经系统介导效应) 而导致的暴饮暴食相关代谢功能障碍之一，或者该表型可能是由于大脑以外的外周组织中BDNF表达量低而诱发的 (BDNF的非中枢神经系统介导效应)。

图2. MASH病理学和涉及BDNF的可能致病机制。

结语

除了执行记忆和学习等功能外，大脑还在接收来自身体的信息和管理身体方面发挥着重要作用。脑源性神经营养因子 (BDNF) 表达的减少可能会导致外周器官疾病的发生，而代谢综合征可能是一个近似的风险因素。阐明BDNF减少导致MASH的发病机制是未来有待研究的问题。一个有趣的假设是，BDNF可能在维持大脑-外周器官轴以及健康衰老和长寿方面发挥重要作用。

Biomolecules 期刊介绍

主编：Lukasz Kurgan, Virginia Commonwealth University, USA; Peter E. Nielsen, University of Copenhagen, Denmark

期刊旨在发表包括生物活性和生物源性物质的结构和功能，具有生物学和医学意义的分子机制以及生物材料及其应用等在内的高水平文章。