脑源性神经营养因子(BDNF)是神经营养因子家族的成员之一,该家族还包括神经生长因子(NGF)以及神经营养因子 3 和 4(NT-3、NT-4)。
在健康或病变大脑相关研究中,BDNF 是研究最为广泛的神经营养因子之一。它由神经元和神经胶质细胞分泌,其表达受到多种内源性和外源性刺激(如压力、体力活动、脑损伤、饮食)的显著调控。BDNF 在调控神经元与神经胶质细胞发育、神经保护以及调节突触相互作用方面发挥关键作用,而这些过程对认知功能和记忆至关重要。
BDNF 水平降低与多种神经退行性疾病相关,例如帕金森病、阿尔茨海默病、多发性硬化症和亨廷顿舞蹈症。
BDNF 的检测采用夹心免疫分析法,该方法涉及两种特异性抗 BDNF 抗体,分别标记有均相时间分辨荧光(HTRF)供体染料和受体染料。检测信号的强度与样本中 BDNF 的浓度呈直接正相关。
(标注:biomarkers-how-it-works-assay-principle-bdnf-62bdnfpeg-62bdnfpeh,此为该检测原理对应的标识代码)
本检测方案需使用 384 孔小体积白色微孔板或瑞孚迪(Revvity)低体积 96 孔板(最终反应体积为 20 微升),具体操作步骤如下文所述。将 16 微升细胞上清液或标准品直接加入检测板中,随后使用 HTRF® 试剂进行检测。标记有 HTRF 供体染料和受体染料的抗体可预先混合,通过单次加样步骤加入反应体系,从而进一步简化检测流程。该检测可在 96 孔板至 384 孔板中进行,只需按比例调整各试剂的添加体积即可。
(标注:biomarkers-how-it-works-assay-protocol-bdnf-62bdnfpeg-62bdnfpeh,此为该检测方案对应的标识代码)
试剂盒中提供的重组 BDNF(标准品)按照试剂盒说明书中的操作步骤,在 5 号稀释液中进行系列稀释。以检测得到的 HTRF 信号(以差值比表示)为纵坐标,以所测试的 BDNF 浓度为横坐标绘制标准曲线。
(标注:analytical-performance-bdnf-1,此为该标准曲线对应的标识代码)
注:每个样本均进行 24 次重复检测,并计算每个样本的变异系数(% CV)。
注:每个样本在 5 个不同实验中进行检测,并计算每个样本的变异系数(% CV)。
将人小胶质细胞系 HMC3 接种于 T75 培养瓶(3×10^6 个细胞),使用完全培养基培养至细胞融合度达到 80%。随后,一部分细胞用 10 纳克 / 毫升的人 γ- 干扰素处理 24 小时,另一部分细胞不进行处理(空白对照)。收集各组细胞的上清液,按照 HTRF 试剂盒说明书中的步骤检测 BDNF 的分泌水平。
结果显示,与文献报道一致,经 γ- 干扰素处理的小胶质细胞 BDNF 释放量显著降低。
(标注:Assay-validation-bdnf-1,此为该验证实验对应的标识代码)
将人诱导多能干细胞来源的星形胶质细胞(Astro.4U®,购自 Ncardia 公司)接种于经多聚 - L - 鸟氨酸 / 层粘连蛋白包被的 96 孔板中,培养 7 天。随后,一部分细胞用混合促炎细胞因子(10 纳克 / 毫升肿瘤坏死因子 -α+100 纳克 / 毫升白细胞介素 - 1β+100 纳克 / 毫升 γ- 干扰素)处理 24 小时,另一部分细胞不进行处理(空白对照)。收集各组细胞的上清液,按照 HTRF 试剂盒说明书中的步骤检测 BDNF 的分泌水平。
结果符合预期:当星形胶质细胞暴露于上述混合促炎细胞因子时,其 BDNF 释放浓度显著升高。
(标注:assay-validation-bdnf-2,此为该验证实验对应的标识代码)
星形胶质细胞对其所处微环境高度敏感,在中枢神经系统(CNS)受损时能快速做出反应。激活的信号通路会使星形胶质细胞呈现促炎或抗炎表型。
在某些细胞因子和生长因子的作用下,星形胶质细胞会激活 Jak/STAT3 信号通路。研究认为,该通路可调控多种神经营养因子和神经保护因子的上调与分泌,进而促进神经元存活和突触修复,BDNF 便是其中之一。
(标注:biomarkers-tab4-bdnf-simplified-pathway-62bdnfpeg-62bdnfpeh,此为该简化通路对应的标识代码)