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May 18, 2023

뇌

과학 보고서 13권,

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 7740(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

이 연구는 민감한 면역분석법을 사용하여 마우스 혈청 및 혈장의 BDNF 수준을 정량화하고 검증하는 방법에 관한 것입니다. BDNF 수준은 인간 혈청에서 쉽게 검출할 수 있지만 인간 혈소판에서 방출된 BDNF가 BDNF 혈청 수준의 주요 원인이기 때문에 이러한 측정의 기능적 의미는 불분명합니다. 마우스 혈소판에는 BDNF가 포함되어 있지 않으므로 이러한 교란 요인은 마우스에는 없습니다. 따라서 마우스 혈청과 혈장의 BDNF 수준은 혈청의 경우 9.92 ± 1.97 pg/mL, 혈장의 경우 10.58 ± 2.43 pg/mL에서 구별할 수 없는 것으로 나타났습니다(p = 0.473). 이러한 수준은 인간 혈청 및 항-BDNF 사전 흡착에서 측정된 것보다 약 1000배 낮지만 항-NGF 또는 항-NT3 단일클론 항체에서는 그렇지 않아 BDNF 신호가 현저히 감소했습니다. 이러한 결과는 인간의 병리학적 상태를 모방하는 기존 마우스 모델을 사용하여 접근 가능한 체액의 바이오마커로서 BDNF 수준의 관련성을 탐색할 수 있는 가능성을 열어줍니다.

신경퇴행성 질환의 진단과 치료 중재의 모니터링은 관련 바이오마커의 개발과 검증을 통해 큰 이점을 얻을 수 있습니다. 뇌 유래 신경영양 인자(BDNF)의 다양한 역할을 고려할 때, 적합한 동물 모델 및 관련 체액에서 BDNF 수준을 측정하는 신뢰할 수 있고 효율적인 방법을 갖는 것이 바람직합니다. 여러 가지 BDNF 효소 결합 면역흡착 분석(ELISA)이 이용 가능하지만 뇌 추출물이나 인간 혈청과 같이 BDNF 수준이 비교적 높은 조직에서만 측정이 가능합니다. 대조적으로, 이러한 ELISA의 민감도는 마우스 혈청1,2,3,4에서 BDNF 수준을 측정하는 데 충분하지 않습니다. 마우스는 바이오마커의 관련성과 인간 질병을 반영하는 조건과의 가능한 상관관계를 테스트하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 동물 모델이므로, 우리는 시중에서 판매되는 고감도 ELISA를 사용하여 마우스 혈액 샘플에서 BDNF 수준을 측정하기 시작했습니다. 인간과 달리 생쥐에서 Bdnf 유전자는 인간 혈소판에 저장되어 혈액 응고 과정에서 혈소판 활성화 및 탈과립 시 방출되는 BDNF의 공급원인 거핵구3에서 상당한 수준으로 발현되지 않습니다. 그럼에도 불구하고, 최근 결과에 따르면 BDNF는 마우스 혈액에 존재하며 골격근을 포함한 혈소판 이외의 소스에서 유래하는 것으로 나타났습니다4. 또한, 마우스 혈액의 BDNF는 동일한 연구에서 생리학적 관련성이 있고 췌장 β 세포에 의해 발현되는 TrkB.T1로 지정된 잘린 BDNF 수용체 TrkB를 활성화할 수 있는 것으로 나타났습니다4. TrkB.T1 수용체는 신경계 외부에서 광범위하게 발현되므로 혈액 유래 BDNF가 내분비 췌장 이외의 조직을 표적으로 삼을 가능성이 있는 것으로 보입니다. 마우스 혈액 내 BDNF 수준의 변화가 신경계 기능에 영향을 미치는 조건과 어느 정도 상관관계가 있는지는 아직까지 마우스 혈액 내 BDNF 수준을 정량화하는 것이 가능하지 않기 때문에 불분명합니다.

우리는 마우스 혈액에서 BDNF 수준을 측정할 수 있는 BDNF ELISA의 특성화 및 검증을 보고합니다. 이 수준은 영장류에서 발견된 것보다 3배 더 낮았으며5 마우스 거핵구에서 검출 가능한 Bdnf 유전자 발현이 부족하다는 점과 일치합니다. 마우스 혈청과 혈장 사이에는 BDNF 수준의 차이가 발견되지 않았습니다.

성체 수컷 및 암컷 마우스로부터 혈액 샘플을 수집하고 제조업체 지침에 따라 BDNF 수준을 결정했습니다("방법" 섹션 참조). 혈청 내 평균 BDNF 농도는 pg/ml 범위가 낮고 남성과 여성 간에 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났습니다(p = 0.126, unpaired t test(그림 1a,b 참조)). 인간에서 보고된 BDNF의 혈청 수준은 상당히 다양하지만(예를 들어 Polacchini et al. 20156 및 Naegelin et al. 20187 및 해당 참조 참조) 인간에서는 혈액 응고 중 혈소판 함량의 방출을 반영하여 대략 1000배 더 높습니다. . 마우스 거핵구에서 Bdnf 유전자의 유의미한 발현 부족과 마우스 혈소판 용해물을 사용한 웨스턴 블롯 실험에서 BDNF의 관련 부족으로 인해 동일한 BDNF ELISA를 사용하여 수컷과 암컷 동물 모두의 혈장 내 BDNF 수준을 측정하게 되었습니다. 혈청의 경우 (그림 2a, b). 추가로 12마리의 마우스(수컷 6마리, 암컷 6마리, 모두 8주령)로부터 혈청 샘플을 수집하고 추가 12마리의 마우스(수컷 6마리, 암컷 6마리, 모두 8주령)로부터 혈장 샘플을 수집했습니다. 평균 BDNF 농도는 크게 다르지 않았습니다: 혈청의 경우 9.92 ± 1.97 pg/mL, 혈장의 경우 10.58 ± 2.43 pg/mL(p = 0.473, unpaired t test). 혈청이나 혈장 모두에서 남성과 여성 사이에 차이가 발견되지 않았습니다: 남성 혈청 10.31 ± 1.64 pg/mL, 여성 혈청 9.53 ± 2.34 pg/mL (p = 0.512), 남성 혈장 10.58 ± 3.01, 여성 혈장 10.57 ± 1.98 pg/ mL(p = 0.999, 짝이 없는 t 테스트). 데이터는 혈소판이 주요 저장소(위 참조)를 포함하는 인간과 달리 혈액에서 발견되는 BDNF의 원천이 아니라는 것을 확인시켜 주며, 인간의 BDNF 혈청 농도는 혈장보다 약 10배 더 높습니다7,8.