加州大学洛杉矶分校（University of California, Los Angeles，UCLA）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，并可能导致严重脑部疾病。
这些科学家提供遭受创伤性脑损伤后，影响到海马回（hippocampus）的细胞地图集（cell atlas）功能。海马回是人类及脊椎动物大脑的重要部分，有助调节学习和记忆。团队还提出一些候选基因，用于治疗与创伤性脑损伤相关的脑疾病，像是阿兹海默症（Alzheimer’s disease）和创伤后压力症候群（post-traumatic stress disorder）。
研究人员研究了 15 种海马细胞（hippocampal cell）中 6,000 多个细胞，这是针对遭受脑损伤的单一细胞类型的首次研究。每种细胞有相同 DNA，但不同细胞类型中被活化的基因也有不同。在这 15 种细胞类型中有两种过去未知，各自有一组独特的活化基因。
研究发表在《Nature Communications》杂志。UCLA 神经外科、综合生物学和生理学教授，也是研究共同资深作者 Fernando Gomez-Pinilla 表示：“每种细胞类型都不尽相同。”
生物学家发现数百个基因在遭受轻度创伤性脑损伤后（如脑震荡），会产生不利的影响。这些改变的基因可能在未来造成阿兹海默症、帕金森氏症和其他脑部疾病。
研究人员使用小鼠引发类似脑震荡的脑损伤，并以其他没有遭受脑损伤的小鼠为对照组。研究人员分析两组小鼠海马回的数千个细胞。他们的发现包括：
- 脑部没有损伤小鼠的 Ttr 基因表现量相当低，此基因的功能为调节代谢，并控制甲状腺激素（thyroid hormone）。研究人员发现，脑外伤基本导致所有细胞类型提升 Ttr 基因的表现。他们得出结论，Ttr 对维持大脑健康非常重要，可能有助于为大脑带来更多甲状腺激素以维持新陈代谢。他们帮小鼠注射称为 T4 的甲状腺激素，发现 T4 改善了创伤性脑损伤引起的学习障碍，并逆转影响学习和记忆的 93 个基因的变化。脑损伤后，新陈代谢会大大降低。生物学家认为 T4 可能可“重启”新陈代谢系统。这种逆转是一项重大的新发现。
- 有证据表明 15 种细胞类型中至少有 12 种受脑外伤的负面影响，影响程度不一，有些细胞类型受到的影响比其他更强烈。
- 研究人员观察到与阿兹海默症有关的基因如何在不同细胞类型起作用，并提供这些基因受脑外伤影响时究竟是在哪里作用的新资讯。“我们正试图找出可在未来当作研究目标的细胞类型。”研究资深作者，也是 UCLA 整合生物学和生理学（integrative biology and physiology）副教授 Xia Yang 说。“或许阿兹海默症相关基因不一定要在所有细胞类型活化”。
- 生物学家首次发现了几个受到创伤性脑损伤影响的基因，这些基因与人类的神经质行为有关，像是抑郁症、焦虑症和思觉失调等等。这项研究可为这些疾病带来新的治疗方法。
- 大脑受伤可导致创伤后癫痫（post-traumatic epilepsy)。研究人员发现一种可用以治疗这种癫痫的潜在关键基因。
- 创伤性脑损伤改变了不同细胞与细胞之间的交流方式（下图）。 此图显示各细胞类型会与哪些细胞类型沟通讯息（不同颜色代表不同细胞类型）。 左为显示对照组小鼠，右为显示受到脑损伤的小鼠。
（Source：UCLA）
UCLA 数量和计算生物学（Quantitative and Computational Biology）研究所的 Yang 说：“若能得知一个人哪种细胞的哪个基因发生变化，将可为这个人带来更精确的治疗。”
UCLA 脑损伤研究中心（Brain Injury Research Center）成员 Gomez-Pinilla 描述，这项新研究为精准医学（precision medicine）领域的一大进步，有望为疾病提供个人化治疗。
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（首图来源：pixabay）
