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创伤性脑损伤（TBI）每年影响数百万人，引发多种并发症，却缺乏有效治疗。研究人员探究系统给予胰岛素样生长因子 1（IGF-1）对 TBI 大鼠胃肠道及海马的影响。结果显示 IGF-1 可改善肠道功能、调节微生物组、减少海马异常神经元，为 TBI 治疗提供新思路。
在日常生活中，意外时有发生，创伤性脑损伤（Traumatic Brain Injury，TBI）便是其中一种严重威胁人类健康的状况。每年，美国有 200 - 300 万人遭受 TBI，全球更是多达 5000 万人。TBI 不仅是导致死亡和残疾的重要原因，还会引发一系列慢性创伤后综合征，像抑郁症、认知障碍，甚至增加患慢性神经退行性疾病，如创伤后癫痫、帕金森病（Parkinson’s disease，PD）和阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）的风险。然而，目前针对这些创伤后综合征，尚无有效的治疗方法，这给无数患者及其家庭带来了沉重的负担。
在 TBI 引发的众多生理变化中，下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴（Hypothalamic–pituitary–adrenal axis，HPA）尤为脆弱。TBI 会导致 HPA 功能失调，引起生长激素（Growth Hormone，GH）和胰岛素样生长因子 1（Insulin-like Growth Factor 1，IGF-1）减少。临床和临床前研究发现，补充 IGF-1 对 TBI 患者有益，但 IGF-1 在 TBI 后的作用机制尚未完全明确，特别是其对胃肠道系统的影响。而且，TBI 后胃肠道系统会出现炎症、肠道通透性改变和肠道微生物组变化等损伤，肠道功能障碍又与神经功能障碍相关，这使得探究 IGF-1 对 TBI 后肠道及神经影响的研究变得极为迫切。
为了解开这些谜团，来自美国德克萨斯 A&M 大学（Texas A&M University）的研究人员展开了深入研究。他们希望通过实验，明确系统给予 IGF-1 对 TBI 大鼠胃肠道功能、肠道微生物组以及海马体中神经元的影响。最终，研究人员发现，IGF-1 能够有效改善 TBI 大鼠的肠道通透性、减轻肠道形态异常、调节肠道微生物组，还能使海马体中异常增加的未成熟齿状颗粒细胞数量恢复正常。这一研究成果意义重大，为 TBI 的治疗提供了新的方向和潜在的治疗靶点，发表在《Acta Neuropathologica Communications》杂志上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，建立 10 周龄雄性 Sprague - Dawley 大鼠的 TBI 模型，通过侧方液体冲击损伤（Fluid Percussion Injury，FPI）模拟 TBI；其次，采用 ELISA 检测血清中脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）、肠道脂肪酸结合蛋白（Intestinal Fatty Acid Binding Protein，iFABP）和粘蛋白 - 2（Mucin - 2，Muc - 2）水平，以此评估肠道通透性；利用组织学染色（H&E 染色和 PAS 染色）观察肠道形态；运用免疫组化检测肠道和海马体中相关细胞标记物；借助 16S 测序分析肠道微生物组。
研究结果如下：
- FPI 诱导的肠道通透性在 3 天被 IGF-1 减弱：通过测量血清中 LPS、iFABP 和 Muc - 2 水平评估肠道通透性，结果显示 FPI + Veh 组这三种物质的血清浓度显著高于假手术组，而 FPI + IGF1 组则显著降低至假手术组水平，表明 IGF-1 可减轻 FPI 诱导的肠道屏障通透性增加。
- FPI 后的肠道形态异常被 IGF-1 减轻：对回肠和近端结肠进行 H&E 染色分析，发现 FPI + Veh 组大鼠在 3 天和 35 天时肠道形态与假手术组相比有明显破坏，而 FPI + IGF-1 组更接近假手术组。定量分析显示，IGF-1 可改善 FPI 导致的回肠和近端结肠的绒毛长度与宽度比值、隐窝数量等指标异常。此外，PAS 染色分析发现，FPI 导致回肠中杯状细胞数量在 3 天减少，35 天增加，IGF-1 处理可缓解这些变化，同时对肠道增殖细胞也有影响。
- IGF-1 对 FPI 后海马体中未成熟神经元和增殖细胞的影响：研究发现 FPI 使海马体齿状回中 DCX 标记的未成熟神经元数量有增加趋势，但 IGF-1 处理组未出现这种增加。对增殖的 Ki67 + 细胞检测显示，3 天时齿状回中无显著差异，这表明 FPI 可能促进未成熟神经元存活或增加神经发生速率，而非增加祖细胞数量。
- TBI 后改变的肠道微生物组组成被 IGF-1 治疗正常化：对粪便样本进行 16S 测序分析，发现 IGF-1 治疗的大鼠中厚壁菌门与拟杆菌门的比值（F:B）显著增加，拟杆菌门水平在 FPI + Veh 组有下降趋势，IGF-1 处理后显著增加，且 FPI + IGF-1 组在微生物组成上更接近假手术组。
研究结论表明，系统给予 IGF-1 可改善 TBI 大鼠的肠道通透性、肠道形态、肠道微生物组，并使 FPI 诱导的成年海马体神经发生增加恢复正常。然而，研究也存在局限性，如仅研究了雄性大鼠，未涉及雌性大鼠的情况，且 IGF-1 在人体应用中存在导致低血糖的风险。尽管如此，该研究仍为 TBI 的治疗提供了新的研究方向，提示肠道功能障碍可能是改善 TBI 预后的潜在治疗靶点，未来需要进一步研究来探索 IGF-1 信号通路在 TBI 治疗中的更多可能性。
