基因变异与改变的血液 mRNA 水平作为中印后中风认知障碍的风险因素

研究背景

认知障碍是中风后常见的临床结果，约30%的中风幸存者会出现这种情况。研究表明，脑源性神经营养因子（BDNF）在其中扮演着重要角色，而BDNF受生物钟节律的调控。在分子水平上，生物钟基因与中风时间密切相关，但关于这些基因对中风后认知障碍（PSCI）易感性的研究相对有限。本文旨在探讨：1）生物钟基因和BDNF的遗传风险变体；2）生物钟基因 CLOCK, BMAL1 和 BDNF 表达水平的失调可能与PSCI相关的机制。

论文来源

本研究论文由Dipanwita Sadhukhan及其团队撰写，作者主要来自University of Calcutta和National Neurosciences Centre Calcutta等机构。该论文于2023年10月9日在线发表在《Neuromolecular Medicine》期刊上。

研究流程

研究对象及方法

研究包含119名中风幸存者和292名对照组，研究对象均来自印度东部地区，具有相同的民族和语言背景。所有中风幸存者均进行了详细的认知评估，以确定其是否存在认知障碍，从而将其分为PSCI组和PSCN组。此外，由中风患者中挑选15名PSCI病例和12名对照组进行了外周血单核细胞（PBMC）中的基因表达分析，并通过ELISA检测血浆BDNF水平验证mRNA数据。

具体步骤

1. 选取与处理：收集血液样本，提取基因组DNA进行单核苷酸变异（SNV）的基因分型。使用相应的限制性酶对PCR产物进行酶切，并使用聚丙烯酰胺凝胶电泳法进行检测。
2. 基因表达分析：从新鲜血液中分离PBMC，使用Trizol试剂提取总RNA，并通过实时定量PCR（qPCR）测量CLOCK, BMAL1和BDNF的mRNA表达水平。
3. 血浆BDNF水平测量：采集空腹血样，通过ELISA检测成熟BDNF（mBDNF）和前体BDNF（pro-BDNF）水平。

研究结果

基因多态性与PSCI的关联

在所研究的基因变异中，发现CLOCK基因rs4580704的‘C’等位基因与PSCI存在显著关联（p = 0.001），同时其‘C’等位基因还与注意力缺陷相关。此外，BDNF的rs6265和CRY2的rs2292912的变异分布也显示出与特定认知域（如语言和记忆）的关联。

基因表达分析

结果显示，与对照组相比，PSCI患者的CLOCK和BDNF基因在PBMC中的表达水平显著降低。该发现支持了这些基因的转录失调可能是后中风认知障碍的潜在机制。此外，研究未发现BMAL1基因表达水平在两组之间存在显著差异。

血浆BDNF的比较

PLASMA LEVELS的生物化学分析显示，PSCI组的成熟BDNF水平显著低于PSCN组，但pro-BDNF水平无显著差异。血浆mBDNF水平与较低的记忆功能评分之间存在显著正相关关系。

研究结论

研究首次表明CLOCK和CRY2基因的变异是PSCI的易感因素。此外，基因表达分析显示出CLOCK和BDNF基因表达的改变可能与后中风认知障碍相关。未来的研究应探讨整体生物钟节律和其他钟控基因在PSCI中的作用，强调其作为潜在治疗靶点的重要性。

研究亮点

1. 基因变异关联：发现了CLOCK和CRY2基因的特定变异与PSCI的关联，这在全球范围内尚属首次。
2. 基因表达差异：揭示了PSCI患者与对照组之间CLOCK和BDNF基因表达的显著差异，支持了转录失调作为后中风认知障碍潜在机制的观点。
3. 血浆BDNF水平：血浆mBDNF水平的降低与PSCI相关联，并与记忆功能评分存在显著正相关关系。

研究价值

该研究为理解后中风认知障碍的分子机制提供了新的见解，尤其是生物钟基因和BDNF在其中的作用。此外，研究结果突显了CLOCK和CRY2基因变异作为PSCI潜在遗传风险因素的意义，为未来的治疗干预提供了靶点。