Anatomical Sciences Journal

en اختلالِ چندسطحی در محور BDNF/TrkB در هیپوکامپ دیابتی: مروری نظام‌مند بر شواهد پیش‌بالینی و ترکیبِ یکپارچه‌ای از داده‌های ترانسکریپتومیک با تأکید بر تمرین تناوبی با شدت بالا (HIIT) و اسپیرولینا Multilevel Dysregulation of the BDNF/TrkB Axis in the Diabetic Hippocampus: A Systematic Review of Preclinical Evidence and an Integrated Synthesis of Transcriptomic Data with Emphasis on High-Intensity Interval Training and Spirulina Neuroanatomy Neuroanatomy Original Original هدف: دیابت با اختلال حافظه، کاهش انعطاف‌پذیری سیناپسی و آسیب به مؤلفه‌های واحد عصبی-عروقی هیپوکامپ همراه است. بیشتر مطالعات پیشین تنها سطوح کلی فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF) یا گیرندهٔ TrkB را بررسی کرده‌اند، در حالی که تعادل بین BDNF بالغ و proBDNF، ایزوفرم‌های TrkB، فسفریلاسیون گیرنده و پاسخ‌ها در انواع مختلف سلولی ممکن است به‌طور مستقل از یکدیگر تغییر کنند. پژوهش حاضر با هدف بررسی نظام‌مند اختلالِ چندسطحی محور BDNF/TrkB در هیپوکامپ دیابتی و یکپارچه‌سازی شواهد مربوط به اثرات تمرین تناوبی با شدت بالا (HIIT) و اسپیرولینا با داده‌های ترانسکریپتومیک در دسترس عموم انجام شد. مواد و روش‌ها: مطالعات پیش‌بالینی منتشرشده تا تاریخ ۱۴ ژوئن ۲۰۲۶ در پایگاه‌های PubMed/MEDLINE، Scopus، Web of Science و Embase جستجو شدند. در نهایت، ۱۹ مطالعهٔ حیوانی که پیامدهای مستقیم هیپوکامپی مرتبط با محور BDNF/TrkB را گزارش کرده بودند، در ترکیب نهایی گنجانده شدند، در حالی که یک مطالعهٔ عروقی به‌عنوان شواهد مکانیستی مکمل در نظر گرفته شد. خطر سوگیری با استفاده از ابزار SYRCLE ارزیابی گردید. علاوه بر مرور نظام‌مند، داده‌های پردازش‌شدهٔ GSE125387 نیز به‌صورت اکتشافی در سطح نمونه بازتحلیل شدند. یافته‌های حاصل از خوشه‌های سلولی GSE234278 و شواهد اندوتلیالی از GSE241142 و GSE241693 نیز از مقالات مربوطه و فایل‌های ضمیمه استخراج و در یک ترکیب ساختاریافتهٔ شواهد گنجانده شدند. نتایج: در بیشتر مطالعات، دیابت با کاهش سطوح BDNF بالغ و p-TrkB همراه با کاهش فعالیت مسیرهای ERK و CREB مرتبط بود. با این حال، تغییرات در Bdnf mRNA، proBDNF و TrkB کل در مدل‌های مختلف ناهمگون بود. در بازتحلیل GSE125387، پس از پیش‌پردازش ۱۳۰۹۸ ژن، ۴۴ ژن در مقایسهٔ دیابت در برابر کنترل، معیارهای بیان افتراقی را داشتند، در حالی که ۹۶۱ ژن در مقایسهٔ مداخله در برابر دیابت این معیارها را داشتند. تغییرات در Bdnf و Ntrk2 در برخی مقایسه‌ها از نظر آماری قابل‌توجه بود، اما اندازهٔ اثر آنها کوچک بود و آستانهٔ از پیش تعیین‌شدهٔ بیان افتراقی را برآورده نمی‌کرد. در GSE234278، جهت و میزان تغییرات در ژن‌های مرتبط با سیگنال‌دهی نوروتروفیک در خوشه‌های عصبی متفاوت بود. داده‌های GSE241142 و GSE241693 نیز به‌طور افزون‌تر از اختلال عملکرد اندوتلیالی هیپوکامپ و امکان وجود تفاوت‌های وابسته به جنس حمایت کردند. شواهد حاصل از مطالعات HIIT/HIIE عمدتاً با افزایش سطوح BDNF و بهبود پیامدهای شناختی همراه بود، در حالی که مطالعات اسپیرولینا بیشتر بر تعدیل سیگنال‌دهی proBDNF/p75NTR، التهاب و آپوپتوز دلالت داشتند. نتیجه‌گیری: اختلال نوروتروفیک در هیپوکامپ دیابتی را نمی‌توان صرفاً با کاهش سطوح کلی BDNF تبیین کرد. شواهد موجود به‌طور قوی‌تری از عدم هماهنگی بین تولید و پردازش لیگاند، فراوانی و فعال‌سازی گیرنده، سیگنال‌دهی پایین‌دست و وضعیت عملکردی سلول‌های درون واحد عصبی-عروقی حمایت می‌کنند. HIIT و اسپیرولینا ممکن است مؤلفه‌های متفاوت و بالقوهٔ مکملی از این محور را هدف قرار دهند؛ با این حال، شواهد کنونی برای اثبات اثر هم‌افزایی کافی نیست. پژوهش‌های آینده باید به‌طور هم‌زمان BDNF بالغ و proBDNF، ایزوفرم‌های TrkB-FL و TrkB-T1، نسبت p-TrkB/TrkB و پاسخ‌های اختصاصی هر نوع سلولی را ارزیابی کنند. <div style="text-align: justify;">Objective: Diabetes is associated with memory impairment, reduced synaptic plasticity, and damage to components of the hippocampal neurovascular unit. Most previous studies have examined only total levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) or the TrkB receptor, whereas the balance between mature BDNF and proBDNF, TrkB isoforms, receptor phosphorylation, and responses across different cell types may change independently. The present study aimed to systematically investigate the multilevel dysregulation of the BDNF/TrkB axis in the diabetic hippocampus and to integrate evidence on the effects of high-intensity interval training (HIIT) and spirulina with publicly available transcriptomic data. Materials and Methods: Preclinical studies published up to June 14, 2026, were searched in PubMed/MEDLINE, Scopus, Web of Science, and Embase. Ultimately, 19 animal studies reporting direct hippocampal outcomes related to the BDNF/TrkB axis were included in the main synthesis, while one vascular study was considered as complementary mechanistic evidence. Risk of bias was assessed using the SYRCLE tool. In addition to the systematic review, processed data from GSE125387 were exploratorily reanalyzed at the sample level. Findings from the cellular clusters of GSE234278 and endothelial evidence from GSE241142 and GSE241693 were also extracted from the corresponding articles and supplementary files and incorporated into a structured evidence synthesis. Results:  In most studies, diabetes reduced mature BDNF and p-TrkB and decreased ERK/CREB activity. However, changes in Bdnf mRNA, proBDNF, and total TrkB were heterogeneous. In GSE125387, 44 genes met differential expression criteria in diabetes-versus-control and 961 in intervention-versus-diabetes comparisons. Changes in Bdnf and Ntrk2 were statistically significant in some comparisons but had small effect sizes and did not meet the prespecified threshold (FDR < 0.05, |log2FC| ≥ 0.5); notably, Bdnf direction differed between the linear model and pairwise group means. In GSE234278, neurotrophic gene changes differed across neuronal and glial clusters. GSE241142/GSE241693 supported endothelial dysfunction and possible sex-dependent differences. HIIT/HIIE studies predominantly increased BDNF and improved cognition, whereas spirulina modulated proBDNF/p75NTR signaling, inflammation, and apoptosis. No study directly compared HIIT and spirulina in a factorial design, so synergy remains unproven. Conclusion: Neurotrophic dysfunction in the diabetic hippocampus cannot be explained solely by reduced total BDNF. Evidence supports a lack of coordination among ligand processing, receptor abundance/activation, downstream signaling, and neurovascular unit cell states. HIIT and spirulina may target complementary components, but synergy is unproven. The TrkB-FL/TrkB-T1 balance and p-AKT status remain largely unmeasured and should be regarded as hypothesized. Future studies should simultaneously assess mature BDNF/proBDNF, TrkB-FL/TrkB-T1, p-TrkB/TrkB, p-AKT and p-CREB, and cell-type-specific responses in both sexes.</div> دیابت شیرین؛ هیپوکامپ؛ BDNF؛ TrkB؛ واحد عصبی-عروقی؛ تمرین تناوبی با شدت بالا؛ اسپیرولینا؛ ترانسکریپتومیکس Diabetes Mellitus, Hippocampus, BDNF, Trkb, Neurovascular Unit, High-Intensity Interval Training, Spirulina, Transcriptomics 0 0 http://anatomyjournal.ir/browse.php?a_code=A-10-475-1&slc_lang=en&sid=1 Mohsen Akbarpour Beni akbarpour.mohsen@gmail.com Yes Department of Physical Education and Sports Sciences, University of Qom, Qom, Iran. Zahra Asheghi zahra.asheghi@yahoo.com No Department of Physical Education and Sports Sciences, University of Qom, Qom, Iran. Mohadese Naseri mohadese.nasiri65@gmail.com No Department of Physical Education and Sports Sciences, University of Qom, Qom, Iran. Mahdi Fahimi m.fahimi@qom.ac.ir No Department of Physical Education and Sports Sciences, University of Qom, Qom, Iran.