Wachstumsfaktor BDNF

Wachstumsfaktor BDNF

Oberflächen-/Bändermodell des Tetramer von zwei Seiten, nach PDB 1BND

Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	119 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur	Monomer, Homodimer
Präkursor	(229 aa)
Isoformen	5
Bezeichner
Gen-Name	BDNF
Externe IDs	OMIM: 113505 UniProt: P23560
Vorkommen
Übergeordnetes Taxon	Wirbeltiere^[1]

Der Wachstumsfaktor BDNF (von eng.: "Brain-derived neurotrophic factor" (dt. etwa: "Vom Gehirn stammender neurotropher Faktor") ist ein Protein ^[2] aus der Gruppe der Neurotrophine und ist mit den Nervenwachstumsfaktoren eng verwandt. Es kommt in allen Wirbeltieren vor. Mutationen im menschlichen BDNF-Gen sind eine Ursache für das Undine-Syndrom und sind assoziiert mit dem WAGR-Syndrom und dem Risiko für Bulimia nervosa Typ 2.^[3]

Funktion und Vorkommen

BDNF wirkt auf verschiedene Neuronen des zentralen und des peripheren Nervensystems. Es wirkt beim Schutz existierender Neuronen und Synapsen^[4]^[5] mit und fördert das Wachstum neuer. Im Gehirn ist es in Hippocampus, Großhirnrinde und dem Vorderhirn aktiv, also in Bereichen, die basal für Gedächtnis und abstraktes Denken sind.^[6] Hier spielt BDNF auch eine große Rolle im Langzeitgedächtnis.^[7] BDNF ist eines der aktivsten Neurotrophine und ist vor allem wichtig bei der adulten Neurogenese. Im Tierversuch zeigt sich, dass Mäuse ohne BDNF Entwicklungsdefizite im Gehirn und dem Sensorium aufweisen und meist kurz nach der Geburt sterben.^[8] BDNF kommt nicht nur im Gehirn, sondern auch in zahlreichen Zelltypen und im Gewebe, der Netzhaut, den Nieren, der Prostata und menschlichem Speichel vor.^[9]

BDNF und Krankheiten

Verschiedene Studien legen nahe, dass ein Mangel oder Überschuss an BDNF mit Depression^[10]^[11], Schizophrenie^[12], Zwangsstörung^[13], Alzheimer-Krankheit^[14], Chorea Huntington^[15], Demenz^[16], Anorexia nervosa^[17], Bulimia nervosa^[18] und dem Rett-Syndrom^[19] in Zusammenhang stehe. Auch Epilepsie wurde mit einer Veränderung im BDNF in Zusammenhang gebracht.^[20]

Einzelnachweise (engl.)

↑ IPR020430 Brain-derived neurotrophic factor. In: InterPro. EBI, abgerufen am 4. November 2010 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
↑ Binder DK, Scharfman HE: Brain-derived neurotrophic factor. In: Growth Factors. 22. Jahrgang, Nr. 3, September 2004, S. 123–31, doi:10.1080/08977190410001723308, PMID 15518235, PMC 2504526 (freier Volltext).
↑ UniProt P23560
↑ Acheson A, Conover JC, Fandl JP, DeChiara TM, Russell M, Thadani A, Squinto SP, Yancopoulos GD, Lindsay RM: A BDNF autocrine loop in adult sensory neurons prevents cell death. In: Nature. 374. Jahrgang, Nr. 6521, März 1995, S. 450–3, doi:10.1038/374450a0, PMID 7700353.
↑ Huang EJ, Reichardt LF: Neurotrophins: roles in neuronal development and function. In: Annu. Rev. Neurosci. 24. Jahrgang, 2001, S. 677–736, doi:10.1146/annurev.neuro.24.1.677, PMID 11520916, PMC 2758233 (freier Volltext).
↑ Yamada K, Nabeshima T: Brain-derived neurotrophic factor/TrkB signaling in memory processes. In: J. Pharmacol. Sci. 91. Jahrgang, Nr. 4, April 2003, S. 267–70, doi:10.1254/jphs.91.267, PMID 12719654.
↑ Bekinschtein P, Cammarota M, Katche C, Slipczuk L, Rossato JI, Goldin A, Izquierdo I, Medina JH: BDNF is essential to promote persistence of long-term memory storage. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105. Jahrgang, Nr. 7, Februar 2008, S. 2711–6, doi:10.1073/pnas.0711863105, PMID 18263738, PMC 2268201 (freier Volltext).
↑ Ernfors P, Kucera J, Lee KF, Loring J, Jaenisch R: Studies on the physiological role of brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-3 in knockout mice. In: Int. J. Dev. Biol. 39. Jahrgang, Nr. 5, Oktober 1995, S. 799–807, PMID 8645564 (intjdevbiol.com).
↑ Mandel AL, Ozdener H, Utermohlen V: Identification of pro- and mature brain-derived neurotrophic factor in human saliva. In: Arch. Oral Biol. 54. Jahrgang, Nr. 7, Juli 2009, S. 689–95, doi:10.1016/j.archoralbio.2009.04.005, PMID 19467646, PMC 2716651 (freier Volltext).
↑ Dwivedi Y: Brain-derived neurotrophic factor: role in depression and suicide. In: Neuropsychiatr Dis Treat. 5. Jahrgang, 2009, S. 433–49, PMID 19721723, PMC 2732010 (freier Volltext).
↑ Brunoni AR, Lopes M, Fregni F: A systematic review and meta-analysis of clinical studies on major depression and BDNF levels: implications for the role of neuroplasticity in depression. In: Int. J. Neuropsychopharmacol. 11. Jahrgang, Nr. 8, Dezember 2008, S. 1169–80, doi:10.1017/S1461145708009309, PMID 18752720.
↑ Xiu MH, Hui L, Dang YF, De Hou T, Zhang CX, Zheng YL, Chen DC, Kosten TR, Zhang XY: Decreased serum BDNF levels in chronic institutionalized schizophrenia on long-term treatment with typical and atypical antipsychotics. In: Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 33. Jahrgang, Nr. 8, August 2009, S. 1508–12, doi:10.1016/j.pnpbp.2009.08.011, PMID 19720106.
↑ Maina G, Rosso G, Zanardini R, Bogetto F, Gennarelli M, Bocchio-Chiavetto L: Serum levels of brain-derived neurotrophic factor in drug-na?ve obsessive-compulsive patients: A case-control study. In: J Affect Disord. 122. Jahrgang, Nr. 1-2, August 2009, S. 174–8, doi:10.1016/j.jad.2009.07.009, PMID 19664825.
↑ Zuccato C, Cattaneo E: Brain-derived neurotrophic factor in neurodegenerative diseases. In: Nat Rev Neurol. 5. Jahrgang, Nr. 6, Juni 2009, S. 311–22, doi:10.1038/nrneurol.2009.54, PMID 19498435.
↑ Zajac MS, Pang TY, Wong N, Weinrich B, Leang LS, Craig JM, Saffery R, Hannan AJ: Wheel running and environmental enrichment differentially modify exon-specific BDNF expression in the hippocampus of wild-type and pre-motor symptomatic male and female Huntington's disease mice. In: Hippocampus. 20. Jahrgang, Nr. 5, Juni 2009, S. NA, doi:10.1002/hipo.20658, PMID 19499586.
↑ Arancio O, Chao MV: Neurotrophins, synaptic plasticity and dementia. In: Curr. Opin. Neurobiol. 17. Jahrgang, Nr. 3, Juni 2007, S. 325–30, doi:10.1016/j.conb.2007.03.013, PMID 17419049.
↑ Mercader JM, Fernández-Aranda F, Gratacòs M, Ribasés M, Badía A, Villarejo C, Solano R, González JR, Vallejo J, Estivill X: Blood levels of brain-derived neurotrophic factor correlate with several psychopathological symptoms in anorexia nervosa patients. In: Neuropsychobiology. 56. Jahrgang, Nr. 4, 2007, S. 185–90, doi:10.1159/000120623, PMID 18337636.
↑ Kaplan AS, Levitan RD, Yilmaz Z, Davis C, Tharmalingam S, Kennedy JL: A DRD4/BDNF gene-gene interaction associated with maximum BMI in women with bulimia nervosa. In: Int J Eat Disord. 41. Jahrgang, Nr. 1, Januar 2008, S. 22–8, doi:10.1002/eat.20474, PMID 17922530.
↑ Zeev BB, Bebbington A, Ho G, Leonard H, de Klerk N, Gak E, Vecsler M, Vecksler M, Christodoulou J: The common BDNF polymorphism may be a modifier of disease severity in Rett syndrome. In: Neurology. 72. Jahrgang, Nr. 14, April 2009, S. 1242–7, doi:10.1212/01.wnl.0000345664.72220.6a, PMID 19349604, PMC 2677489 (freier Volltext).
↑ Gall C, Lauterborn J, Bundman M, Murray K, Isackson P: Seizures and the regulation of neurotrophic factor and neuropeptide gene expression in brain. In: Epilepsy Res Suppl. 4. Jahrgang, 1991, S. 225–45, PMID 1815605.

Weblinks

OrphaNet: WAGR-Syndrom
Cotman CW, Berchtold NC: BDNF and Alzheimer's Disease—What's the Connection?. In: Alzforum: Live Discussions. Alzheimer Research Forum. 28. Januar 2004. Abgerufen am 21. August 2008.
Patten-Hitt E: Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF). In: Sciencexpress. The HDLighthouse, Huntingtons Disease: Information and Community. 14. Juni 2001. Abgerufen am 21. August 2008.
Highfield R: Brain scans 'could reveal mental strength'. In: Science. Telegraph.co.uk. 18. Oktober 2007. Abgerufen am 21. August 2008: „Low BDNF activity promotes resilience“

[1] IPR020430 Brain-derived neurotrophic factor. In: InterPro. EBI, abgerufen am 4. November 2010 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).

[pmid15518235-2] Binder DK, Scharfman HE: Brain-derived neurotrophic factor. In: Growth Factors. 22. Jahrgang, Nr. 3, September 2004, S. 123–31, doi:10.1080/08977190410001723308, PMID 15518235, PMC 2504526 (freier Volltext).

[3] UniProt P23560

[pmid7700353-4] Acheson A, Conover JC, Fandl JP, DeChiara TM, Russell M, Thadani A, Squinto SP, Yancopoulos GD, Lindsay RM: A BDNF autocrine loop in adult sensory neurons prevents cell death. In: Nature. 374. Jahrgang, Nr. 6521, März 1995, S. 450–3, doi:10.1038/374450a0, PMID 7700353.

[pmid11520916-5] Huang EJ, Reichardt LF: Neurotrophins: roles in neuronal development and function. In: Annu. Rev. Neurosci. 24. Jahrgang, 2001, S. 677–736, doi:10.1146/annurev.neuro.24.1.677, PMID 11520916, PMC 2758233 (freier Volltext).

[pmid12719654-6] Yamada K, Nabeshima T: Brain-derived neurotrophic factor/TrkB signaling in memory processes. In: J. Pharmacol. Sci. 91. Jahrgang, Nr. 4, April 2003, S. 267–70, doi:10.1254/jphs.91.267, PMID 12719654.

[pmid18263738-7] Bekinschtein P, Cammarota M, Katche C, Slipczuk L, Rossato JI, Goldin A, Izquierdo I, Medina JH: BDNF is essential to promote persistence of long-term memory storage. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105. Jahrgang, Nr. 7, Februar 2008, S. 2711–6, doi:10.1073/pnas.0711863105, PMID 18263738, PMC 2268201 (freier Volltext).

[pmid8645564-8] Ernfors P, Kucera J, Lee KF, Loring J, Jaenisch R: Studies on the physiological role of brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-3 in knockout mice. In: Int. J. Dev. Biol. 39. Jahrgang, Nr. 5, Oktober 1995, S. 799–807, PMID 8645564 (intjdevbiol.com).

[pmid19467646-9] Mandel AL, Ozdener H, Utermohlen V: Identification of pro- and mature brain-derived neurotrophic factor in human saliva. In: Arch. Oral Biol. 54. Jahrgang, Nr. 7, Juli 2009, S. 689–95, doi:10.1016/j.archoralbio.2009.04.005, PMID 19467646, PMC 2716651 (freier Volltext).

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[11] Brunoni AR, Lopes M, Fregni F: A systematic review and meta-analysis of clinical studies on major depression and BDNF levels: implications for the role of neuroplasticity in depression. In: Int. J. Neuropsychopharmacol. 11. Jahrgang, Nr. 8, Dezember 2008, S. 1169–80, doi:10.1017/S1461145708009309, PMID 18752720.

[pmid19720106-12] Xiu MH, Hui L, Dang YF, De Hou T, Zhang CX, Zheng YL, Chen DC, Kosten TR, Zhang XY: Decreased serum BDNF levels in chronic institutionalized schizophrenia on long-term treatment with typical and atypical antipsychotics. In: Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 33. Jahrgang, Nr. 8, August 2009, S. 1508–12, doi:10.1016/j.pnpbp.2009.08.011, PMID 19720106.

[pmid19664825-13] Maina G, Rosso G, Zanardini R, Bogetto F, Gennarelli M, Bocchio-Chiavetto L: Serum levels of brain-derived neurotrophic factor in drug-na?ve obsessive-compulsive patients: A case-control study. In: J Affect Disord. 122. Jahrgang, Nr. 1-2, August 2009, S. 174–8, doi:10.1016/j.jad.2009.07.009, PMID 19664825.

[pmid19498435-14] Zuccato C, Cattaneo E: Brain-derived neurotrophic factor in neurodegenerative diseases. In: Nat Rev Neurol. 5. Jahrgang, Nr. 6, Juni 2009, S. 311–22, doi:10.1038/nrneurol.2009.54, PMID 19498435.

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[pmid17419049-16] Arancio O, Chao MV: Neurotrophins, synaptic plasticity and dementia. In: Curr. Opin. Neurobiol. 17. Jahrgang, Nr. 3, Juni 2007, S. 325–30, doi:10.1016/j.conb.2007.03.013, PMID 17419049.

[pmid18337636-17] Mercader JM, Fernández-Aranda F, Gratacòs M, Ribasés M, Badía A, Villarejo C, Solano R, González JR, Vallejo J, Estivill X: Blood levels of brain-derived neurotrophic factor correlate with several psychopathological symptoms in anorexia nervosa patients. In: Neuropsychobiology. 56. Jahrgang, Nr. 4, 2007, S. 185–90, doi:10.1159/000120623, PMID 18337636.

[pmid17922530-18] Kaplan AS, Levitan RD, Yilmaz Z, Davis C, Tharmalingam S, Kennedy JL: A DRD4/BDNF gene-gene interaction associated with maximum BMI in women with bulimia nervosa. In: Int J Eat Disord. 41. Jahrgang, Nr. 1, Januar 2008, S. 22–8, doi:10.1002/eat.20474, PMID 17922530.

[pmid19349604-19] Zeev BB, Bebbington A, Ho G, Leonard H, de Klerk N, Gak E, Vecsler M, Vecksler M, Christodoulou J: The common BDNF polymorphism may be a modifier of disease severity in Rett syndrome. In: Neurology. 72. Jahrgang, Nr. 14, April 2009, S. 1242–7, doi:10.1212/01.wnl.0000345664.72220.6a, PMID 19349604, PMC 2677489 (freier Volltext).

[pmid1815605-20] Gall C, Lauterborn J, Bundman M, Murray K, Isackson P: Seizures and the regulation of neurotrophic factor and neuropeptide gene expression in brain. In: Epilepsy Res Suppl. 4. Jahrgang, 1991, S. 225–45, PMID 1815605.

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