脑源性神经营养因子及其特异性受体酪氨酸激酶B在中枢疾病的研究
脑源性神经营养因子及酪氨酸激酶受体B在大鼠小脑的表达
齐 齐 哈 尔 医学 院学 报 2 0 0 7年 第 2 第 9期 8卷
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lO 5 ・ 2
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论 著 ・
脑 源 性 神 经 营养 因子 及 酪 氨 酸 激 酶受 体 B
在 大 鼠小 脑 的表 达
师社 会 宁晓 霞 刘军 民 胡 海涛
p s . Re ut BDN F nd T r ha e s ls a kB e e e r s e n c r bel m urng d veo w r xp e s d i e e lu d i e l pm e ha e The e e n l ntp s 、 xtr a gr n e l e c a ul ay rbe ame m o e u a a e o ih t i ato a ul el O t nt r lg a ul el l c l rl y ralng w t hem gr in ofgr n ec lst he i e na r n ec l
【 要 】 目的 摘 法 研 究脑 源 性 神 经 营 养 因 子 及 酪 氨 酸 激 酶 受 体 B在 大 鼠 小脑 的 时 空 分 布 变 化 。 方
采 用 免 疫组 织化 学 方 法 实验 , 察 脑 源 性 神 经 营 养 因 子 及 酪 氨 酸 激 酶 受 体 B在 正 常 大 鼠 发 育期 、 观
M e ia olg fXia ioo g Unv riy dclC l eo ’nJa t n iest ,Xia e ’n,Sh n i 1 0 1 ia a x 0 6 Chn ) 7
[ bt c A s a t 0 j ci T t d y t t a yt edsr u eo DN n r B i t en r l a r ] bet e osu y s se i l i i t f v ma c l h t b B F a dT k h o ma rt n
脑源性神经营养因子在缺氧缺血性脑病中脑保护作用的研究进展
脑源性神经营养因子在缺氧缺血性脑病中脑保护作用的研究进展缺氧缺血性脑病是围生期新生儿常见的危急重症,且在存活者中神经系统后遗症的发生率也比较高,其一直以来都受到研究学者的广泛关注。
近年来研究表明,脑源性神经营养因子在缺氧缺血性脑病中有积极的对抗脑损伤的作用。
本文现就脑源性神经营养因子的结构、功能、可能的作用机制做如下综述。
[Abstract] The hypoxic-ischemic encephalopatuy (HIE)is newborn’s common critical disease, and the rate of nervous system’s sequela is quite high,so it has always been widely concerned by scholars .In recent years, studies show that brain-derived neurotrophic factor has the protective function that can resist the brain damage in HIE. This article is a summary on BDNF’s structure, function, possible mechanism.[Key words] Hypoxic-ischemic encephalopatuy; Brain derived neuotrophic factor新生儿缺血缺氧性脑病(hypoxic-ischemic encephalopatuy,HIE)是指各种围产期窒息引起的部分或完全缺氧、脑血流减少或暂停而导致胎儿或新生儿脑损伤。
HIE是引起新生儿急性死亡和慢性神经系统损伤的主要原因之一。
在活产足月儿中发病率为1/1000~2/1000,其中新生儿期死亡率为15%~20%,存活者中25%~30%留有永久性神经系统缺陷,如脑瘫、智力低下[1]。
脑源性神经营养因子及其特异性受体酪氨酸激酶B在中枢疾病的研究
中图分类号: 7 10 —04 20 )307 —3
摘要 : 多研 究发 现脑 源性 神经 营养 因子( D F 及 其特 异性 受体 酪氨 酸激 酶 B 觉神经元等 多种神经亚群具有重要的生物学 众 BN ) ( B 在许 多中枢 神经系统疾 病 中都 有表达 , ) 升高或降低 , 且对 中枢 神经系统疾 病的作 功能 。B N J D F还能促进突触 的可塑性 , 包括 用及机制不一。对 B N 、rB在 中枢疾 病 中的深入研 究对深 刻理解 中枢 神经系 统疾 增加突触终末 的密 度 , D F Tk 促进树 突 和轴突 的长 病的发病机制及探索新的治疗方法有重要的临床意义和应用前景 。 出 j 。并有证 明直接 参与调节学习和记 忆过 关键 词: 脑源性神经营养 因子 ; 酪氨酸激酶 B 脑缺血 ; ; 癫痫 ; 帕金森
n e ra e x r si n ma y c n r e v u y tm i s s wh c e d f r n f c sa a d d c e s d e p e s n i n e t ln r o ss se d sa e , i h h v i e e te e t d o a e a n me h n s n te e d s a . u e td fBD n B i e t ln ro s y tm e e s s cai msi s i / F t rsu y o NF a d 1 c n r ev u s se d s a e h e  ̄s h n a e w l h v o t tc ii a infc c d a pi ain p o p c o u d mtn ep t o e ei f i e i ra l c s i a e a p lc t r s e tt n e a d t a h g n sso la mp n n l g in n o h c n rln r o sd sa e swela e r h fr i e e a e t to s e ta e v u i s s a l s t s ac o t n w t r p u i me d . e o s h c h Ke r s B an d rv et t hc fco ;T r sn ia e B; C r b a s h mi ;E0 — y wo d : r i — e ie n t omp i a t r y o i e k n s d r ee r i e a l e i l s 印 y;P r i s n S d s ae ak o i s n e
神经营养因子的调节及其在神经退行性疾病中的作用
神经营养因子的调节及其在神经退行性疾病中的作用神经营养因子是指对神经细胞发育、存活和功能发挥起重要作用的化学物质。
这些化学物质包括神经生长因子(Nerve growth factor,NGF)、神经营养因子(Neurotrophic factor,NTF)、神经源性因子(Neurotrophy factor,NT)、脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)、肌肉特异性因子(Muscle-specific factors,MSF)等。
这些神经营养因子在进化的过程中扮演着重要的角色,包括维持神经细胞的结构和功能、对神经系统的发育和修复起到至关重要的作用。
本文将着重探讨神经营养因子在神经退行性疾病中的作用以及其调节机制。
神经退行性疾病是指神经系统的一类疾病,包括老年性认知障碍、帕金森病、亚当斯-斯托克斯综合征、阿尔茨海默病等。
这些疾病对人类健康造成了极大的威胁。
神经营养因子的调节和功能异常在神经退行性疾病的发病中发挥着重要作用。
在老年性认知障碍中,神经营养因子的水平下降被认为是导致神经元损伤和细胞凋亡的一个重要因素。
在帕金森病中,NGF与NT因子在许多年代表了成为了帕金森病发病机制的一部分。
有报道称,正常情况下NT因子能够促进身体内通过不同类型肛门的控制。
在阿尔茨海默病中,BDNF的水平下降导致神经元死亡,加速疾病的进程。
神经营养因子的调节机制十分复杂。
神经营养因子的分泌和信号转导过程受到多种调节因素的控制,包括单独或复合作用的穿梭蛋白(Shufflin protein)、转录因子、激酶和磷酸酶等。
在神经营养因子的分泌过程中,线粒体的作用不可忽视。
研究发现线粒体在神经营养因子诱导神经元后生长方面起着重要的作用。
激素是一种重要的调节因子。
在很多动物的脊髓中,丙酮酸的代谢与神经元生长因子的释放是相互关联的。
脑源性神经营养因子与中枢神经损伤
亦不同。所 以, 可推测 B N D F与其受体在细胞分布 上的一致 性表达上调可抵御神经元损伤 。Ln vl等发 现离 体皮层神 ida l
经 元 K L 极 化 导 致 B N R A 的 表 达增 加 可 阻 止 细 胞 C 去 D Fm N
Tk rB结合时 , 受体分子二聚化 , 其多个酪氨酸残基快速 自动
内易 损 区 的 表达 增 加 。
及 出生后早期很大程度上呈靶器官依赖性 ,剥夺靶器官后 , 由于失去靶器官产生并逆行运输 的营养因子, 可导致大量 的
维普资讯
实 用 医 药 杂 志 20 0 6年 1 O月第 2 3卷 第 1 O期 P a d & P am. o 2 .0 6 1 o1 rc J Me h r V l 32 0 — 0 N . 0
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l 7・ 25
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综 述 与讲 座 ・
死亡 , 且第一次脑损伤后所致 的 B N D F增加可 阻止 第二次损
伤 所 致 的 细 胞 死 亡 ,脑 损 伤 后 B N N 的 表 达 增 加 是 D F mR A
神经元对脑损伤的 自身保护 。此外 , idal l 究表 明 , Ln vl等【 2 研
事 先 遭 受 过 较 轻 损 伤刺 激 的 神 经 元 在 面 临 相 继 而 来 的 非 致 【 图 分 类 号】 R 9 中 55
脑 源 性 神 经 营 养 因 子 (ri— ei d nu t p i f t , B a dr e er r hc a o n v oo cr
B N 由 B re等于 1 8 D n a d 9 2年首次从猪脑提 取液中获得 , 是
为这种损伤耐受性可 能是事先的刺 激提高 了热休克蛋 白的 水平 . 进而发挥神经保 护作用 , 目前 的证据 不支持 这种假 但 说, 而认为是 B N 相关主导作用11 因为这种预先刺 激在 D F 15 3l -。 相继而来 的较 重刺激之前 ,已经诱导 了 B F m N DN R A在脑
运动、BDNF与能量代谢平衡的研究进展
运动、BDNF与能量代谢平衡的研究进展作者:张林习雪峰聂文良来源:《首都体育学院学报》2012年第04期摘要:脑源性神经营养因子(BDNF)是神经营养因子(NTF)家族的一员。
BDNF主要在中枢神经系统内表达,主要分布在海马、杏仁核和皮质,在外周系统心脏、脂肪和骨骼肌也有表达。
酪氨酸激酶受体B ( tyrosine kinase receptor B,Trk B)是BDNF的特异性高亲和力受体,BDNF可通过与Trk B结合,激发各种信号传导通路而发挥其特殊的生物学功能。
脑源性神经营养因子(BDNF)及其受体酪氨酸激酶受体B (Trk B)基因突变或功能缺失均会导致机体能量代谢失衡。
BDNF可通过调节神经元的生存、生长并维持其功能在学习和记忆中发挥着重要的作用,BDNF可通过中枢和/或外周的机制调节机体的能量代谢。
BDNF是运动预防和治疗人体代谢紊乱的重要因子。
运动可以改变中枢神经系统、外周组织细胞内,以及血液BDNF 水平。
关键词:健康促进;脑源性神经营养因子;酪氨酸激酶受体B;能量代谢;代谢平衡中图分类号: G 804.2文章编号:1009-783X(2012)04-0371-05文献标志码:脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF)是神经营养因子(neurotrophic factors,NTF)家族的一员。
BDNF mRNA及蛋白主要在中枢神经系统内表达,主要分布在海马、杏仁核和皮质,也存在于纹状体、基底前脑、下丘脑、脑干和小脑,近来发现卵巢、心、肺、血小板和骨骼肌也有表达。
酪氨酸激酶受体B( tyrosine kinase receptor B,Trk B)是BDNF的特异性高亲和力受体,BDNF可通过与Trk B结合,激发各种信号传导通路而发挥其特殊的生物学功能。
BDNF既可通过调节神经元的生存、生长并维持其功能在学习和记忆中发挥着重要的作用,也可通过中枢和/或外周的机制调节机体的能量代谢平衡。
脑源性神经营养因子及其受体酪氨酸激酶B在慢性高眼压猕猴初级视皮层的表达
喉科 杂 志 , 2 0 0 7 , 7 : 2 7 9 - 2 8 1 )
o f C h r o n i c Oc u l a r Hy p e r t e n s i o n Mo n k e y s C H E N Q i a n , S U N X i n g - h u a i ,Y U D a o — y i ,G U O W e n — y i ,Y U X i a o — b o , D A I Y i 。 j l N X i a o — . D e p a r t m e n t o fO p h t h a l m o l o g y . E y e E a r N o s e a n d T h r o a t H o s p i t a 1 . F u d a n U n i v e r s i t y. S h a n g ai h
t y r o s i n e k i n a s e B ( T r k B )i n p i r m a r y v i s u a l c o t r e x i n m o n k e y s w i t h c h r o n i c o c u l a r h y p e r t e n s i o n a t d i f e r e n t s t a g e s . Me t h -
【 关键词 】 初级视皮层 ; 青光 眼 ; 猕猴 ; 脑源性神经营养 因子 ; 酪氨酸激酶 B
脑源性神经营养因子的研究进展
脑源性神经营养因子的研究进展随着科技的不断发展,对神经科学的研究也越来越深入。
脑源性神经营养因子作为一种重要的神经生长因子,在神经科学领域得到了广泛的研究。
本文将从脑源性神经营养因子的作用、研究进展、未来研究方向等三个方面,进行介绍和分析。
一、脑源性神经营养因子的作用脑源性神经营养因子(BDNF,brain-derived neurotrophic factor)是一种神经生长因子,主要分布在大脑和神经系统中,对神经元的发育和存活具有重要作用。
研究表明,BDNF能够促进神经元的生长和分化,增强突触连接和记忆形成,提高认知能力等。
此外,BDNF还能够调节神经元的代谢和免疫功能,对神经系统疾病的治疗也有一定的作用。
二、1. 神经系统疾病的研究BDNF在神经系统疾病中的作用备受关注。
近年来,越来越多的研究发现神经系统疾病与BDNF水平的改变有关。
例如,抑郁症患者的BDNF水平较低,而BDNF基因表达的变化也与癫痫、阿尔兹海默病等疾病的发生和发展密切相关。
因此,通过调节BDNF水平,可能能够预防和治疗一些神经系统疾病。
2. 生长发育和学习记忆方面的研究在生长发育和学习记忆方面,BDNF也扮演着重要的角色。
研究表明,在大脑发育早期,BDNF能够促进神经元的生长和分化,提高神经元的迁移能力;在成年后,BDNF主要参与身体各个器官以及神经系统的修复和保护工作。
此外,BDNF还能够增强长期记忆的形成,改善学习能力。
3. 药物研究随着人们对BDNF作用的不断深入,越来越多的研究发现BDNF在药物研究方面的应用潜力。
例如,某些新型抗抑郁药中可能会采用增加BDNF的方式来改善抑郁症症状,同时还有研究表明,BDNF对于睡眠及其相关的恢复和保护也具有一定的作用。
此外,还有研究表明,一些天然药物和饮食因素(如绿茶、三文鱼等)可能与BDNF水平有关。
三、未来研究方向尽管对于BDNF的研究取得了显著进展,但在未来的研究方向方面仍然有很多值得关注的地方。
hAECs的生物学特性和对中枢神经系统疾病的治疗机制-神经病学论文-临床医学论文-医学论文
hAECs的生物学特性和对中枢神经系统疾病的治疗机制-神经病学论文-临床医学论文-医学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——中枢神经系统疾病包括中枢神经系统感染、早发性的神经功能障碍、晚发性的神经退行性疾病、自身免疫和炎症疾病等。
目前这些疾病没有有效的治疗药物和方法,尤其是对于神经退行性疾病,例如阿尔兹海默病( Alzheimers disease,AD) 、帕金森氏病( Parkinsons disease,PD) 等,引起脑组织重量减轻、脑体积减少,特定脑区功能下降,中神经元,神经元数量明显减少,严重影响患者的生活质量。
中枢神经系统疾病中的神经元不会再生,因此脑功能恢复缓慢。
对于这种疾病,临功能康复治疗仅是防止肌肉组织萎缩,缓解运动功能障碍,药物治疗仅是对症的姑息治疗,没有对疾病的病理改变进行改善修复,因此仅能缓解症状,没有起到根本的治疗作用。
目前基于干细胞的自身生物学特性,干细胞可分化为特异性的细胞类型,并维持细胞间在生理、病理条件下的体内平衡。
在神经系统疾病治疗方面得到了广泛的关注,为治疗神经系统疾病提供新的途径。
羊膜位于胚胎绒毛膜内侧,是一层无血管、神经、淋巴、肌肉的透明薄膜,与发育中的胎儿联系紧密。
人羊膜来源的细胞主要由两类细胞构成: 人羊膜上皮细胞( human amnion epithelial cells,hAECs)和人羊膜间充质细胞( human amnion mesenchymecells,hAMCs) 。
hAECs 具有多向分化潜能,并具有低免疫源性及免疫协同抑制作用,同时可避免胎盘干细胞实验及临床应用中的伦理问题,在干细胞领域中具有广阔应用前景。
1910 年Davis 等研究报道将胎膜应用到皮肤移植的经验,20 世纪90 年代初,羊膜也已广泛应用到临床治疗中,包括烧伤、慢性溃疡、腹腔内粘连、髋关节置换术、角膜修复、神经修复等疾病。
可见hAECs 成为再生医学中有明显治疗效果的一种细胞资源。
酪氨酸激酶受体B在肿瘤中的研究进展
所 有 这些 信 号 通 道在 细 胞 的增 殖 分 化 和生 存 中
起 到重 要作 用 , rB的激 活 可 能在 细 胞 进 程 中起 到 Tk
重 要作 用 。例如 , 在培 养 的小 脑 颗粒 细 胞 神 经 元 中 ,
Tk rB介 导 的 P C一 , K L P C和 P 的激 活 促 进 细 胞 IK 的生 存 。 而 Tk rB介 导 的 MA K信 号 激 活促 进 大 P 脑皮 质祖 细胞 向神 经元 的分 化 。在 少 突 神 经 胶 质
细胞 中 , rB介 导 的 P C一 , P Tk L MA K激 活 促 进 神 经
胶质 细 胞 的增 殖 和生存 。
二 、 瘤 转 移 与 T k 介 导 的 失 巢 凋 亡 抑 制 肿 rB
成 同型二 聚体 , 致 酪氨 酸 残 基 磷 酸 化 , 是 其催 化 导 这 性 和信 号 系统所 必需 的 。被 Tk rB信 号激 活 的下 游 多 条 信号 通 道包 括促 分裂 原活 化 蛋 白激 酶 ( P , MA K) 磷
靶 点 。 了解 Tk rB与 肿瘤 的关 系对认 识 肿瘤 发生 和 进 展、 临床诊 治有 十 分重要 的 意义 。
一
发 Rf a 一1的信 号 级联 放 大 , 即 激 活一 系列 转 录 因 随
子 。在 神 经 元 的 正 常 发 育 中 , Tk导致 的 E K 由 r R
的持续 激 活有助 于神 经元 的生 存和 分化 J 。
2023-2024学年上海市建平中学高二上学期期中生物试题(等级班)
2023-2024学年上海市建平中学高二上学期期中生物试题(等级班)1.资料一:黏多糖贮积症是由IDUA基因突变导致的遗传病。
黏多糖贮积症患者细胞中IDUA基因转录出的mRNA长度不变但提前出现终止密码子,最终导致合成的IDUA酶失去活性,引发黏多糖积累过多而无法及时清除,造成人体多系统功能障碍。
(1)下列相关说法中错误的是____。
A.可以通过RNA干扰的方法治疗该疾病B.患者IDUA基因上也会提前出现终止密码子C.可以通过口服IDUA酶治疗该疾病D.患者IDUA基因的遗传信息发生改变(2)异常IDUA酶与正常IDUA酶的差异体现在____。
(选填编号)①氨基酸的数目不同②活性中心结构不同③催化的底物种类不同(3)失活的IDUA酶的氨基酸序列长度与正常IDUA酶的比值____。
A.大于1 B.等于1 C.小于1 D.以上皆有可能资料二:抑制性tRNA(sup-tRNA)的反密码子可以与终止密码子配对。
在IDUA突变基因的翻译过程中,加入sup-tRNA可获得有功能的全长蛋白。
(4)抑制性tRNA的功能是____。
A.使翻译提前终止B.抑制氨基酸脱水缩合C.改变mRNA的序列D.使终止密码子编码氨基酸(5)不同的sup-tRNA可以携带不同氨基酸。
科研人员将不同的sup-tRNA导入实验动物体内,并检测了IDUA蛋白的分子量(条带的粗细可以反映分子量的大小),结果如下表,“—”代表未加入。
丝氨酸据表分析,可继续探究携带____氨酸的sup-tRNA用于疾病治疗的前景。
(6)科研人员利用选定的sup-tRNA对IDUA突变基因纯合小鼠及IDUA基因敲除小鼠进行治疗,检测肝脏细胞IDUA酶活性和组织黏多糖的积累量。
与不治疗的患病小鼠相比较,下列预期的实验结果中,可说明治疗有效的是____。
A.IDUA突变基因纯合小鼠IDUA酶活性高,组织黏多糖积累量少B.IDUA基因敲除小鼠IDUA酶活性与组织黏多糖积累量无明显差异C.IDUA基因敲除小鼠IDUA酶活性高,组织黏多糖积累量少D.IDUA突变基因纯合小鼠IDUA酶活性与组织黏多糖积累量无明显差异2.资料1:甜椒是我国温室栽培的主要蔬菜之一!下图中甲表示甜椒叶肉细胞中的两种细胞器,乙表示利用甜椒叶圆片探究光照强度对光合作用速率影响的实验装置。
脑源性神经营养因子及其临床研究进展
脑源性神经营养因子及其临床研究进展牟芝蓉1(军事医学科学院生物工程研究所 北京 100071)摘要 脑源性神经营养因子(BDN F )是继神经生长因子(N GF )后发现的第二个神经营养因子,在神经系统的发育、功能维持和神经元群的成形性上起重要作用。
国内外正积极开发BDN F 用于神经损伤的治疗。
本文就BDN F 的结构、功能、信号传导以及临床研究等作一综述。
关键词 脑源性神经营养因子;酪氨酸激酶B ;分子结构;信号传导;临床试验Brain -derived neurotrophic factor and its clinical trialsM ou Zhirong(I nstitute of Biotechnology ,Beij ing 100071)Abstract Brain-der r ived neur ot ro phic facto r is the second neur otr o phin after N GF was fir st found.T he ability of BD NF to r egulate ner vo us sy stem development,adult ner vo us plasticity,and maintenance of structur al integr it y sug g ests the use o f this pro tein t o treat neuro -degenera tio n asso ciated w it h human diseases .M any study wo rks had been done about t his pr otein,including m olecular str uctur e,signal tra nsduction,clinical trials,and so o n.Key words BDN F ;T r kB;molecular st ructure;signal tr ansduct ion;clinical tr ials 1现在第三军医大学复合伤研究所 重庆 400038 神经元的生长必须有来自靶组织的营养因子的支持,限制这些因子的产生,将使那些生长到错误靶组织或在靶组织错误定位的多余神经元突触和轴突因得不到足够的营养因子而退化[1]。
神经营养因子受体的研究进展
神经营养因子受体的研究进展(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)【关键词】神经营养因子;受体;信号转导神经营养因子家族在神经细胞的生长发育、保护修复过程中起着极其重要的作用。
而神经营养因子受体是启动信号转导,产生生物学效应的重要物质。
根据同源性大小、基因表达部位和蛋白作用的专一性以及信号传递机制的不同,可将神经营养因子分为三个家族:神经生长因子家族、睫状神经营养因子家族和胶质细胞源性神经营养因子。
本文从结构、功能、信号传递机制等方面,对其相应受体的最新研究进展作一综述。
1 神经生长因子家族受体主要成员为神经生长因子(NGF),脑源性神经营养因子(BDNF),神经营养素3(neurotrophin3,NT3),神经营养素4/5(neurotrophin4/5,NT4/5)。
这些因子最具有代表性的受体为高亲和力受体(Trk)和低亲和力受体(p75NTR),p75NTR受体隶属于肿瘤坏死因子受体家族。
1.1 Trk受体1.1.1 Trk结构 Trk受体家族包括TrkA(p140Trk,主要结合NGF)、TrkB(p145Trk,主要结合BDNF、NT4/5)和TrkC(相对特异的结合NT3) 。
它们在发育的不同时期、不同组织的神经细胞表达不同,而神经生长因子家族的生物学效应主要由高亲和力受体介导,使其表达具有明显阶段特异性和组织特异性。
Trk的细胞膜外结构包括独特的IgG C2区及富含半胱氨酸、亮氨酸的重复结构,以往研究证实生长因子的结合部位位于第二个免疫球蛋白样重复序列上,它的氨基酸排列顺序决定了不同的Trk 受体的特异性及与不同的生长因子的亲和力大小不同。
近期Ultsch 〔1〕已成功探测出各Trk受体上与配体结合部位的晶体结构;此外,Wiesmann等〔2〕也已经公布了NGF与TrkA结合部位的结构,此结构包括两部分:一部分是所有神经营养因子所共有的保守模序,另一部分是TrkA所特有的。
运动_BDNF与能量代谢平衡的研究进展
, R e s e a r c h P r o r e s s o f E x e r c i s e B D N F a n d E n e r M e t a b o l i s m H o m e o s t a s i s g g y
2 , 张 林1, 习雪峰1, 聂文良1 1 1, 2 1 , Z HANG L i n X I X e f e n N I E W e n l i a n g , g
摘 要: 脑源性神经营养因子 ( 是神经营养因子 ( 家族的一员 。B B D N F) N T F) D N F 主要在中 枢 神 经 系 统 内表达 , 主要分布在海马 、 杏仁核和皮质 , 在外周系统心脏 、 脂肪和 骨 骼 肌 也 有 表 达 。 酪 氨 酸 激 酶 受 体 B ( 是B 激发 t r o s i n e k i n a s e r e c e t o r B, T r k B) D N F 的特异性高亲和力受体 , B D N F 可通过与 T r k B 结合 , y p 各种信号传导通路而发挥其特殊的生物学功能 。 脑 源 性 神 经 营 养 因 子 ( 及其受体酪氨酸激酶受 B D N F) 基因突变或功能缺失均会导致机体能量代谢失衡 。B 生长 体B( T r k B) D N F 可通过调节神经元的生存 、 并维持其功能在学习和记忆中发挥着重要的作用 , B D N F 可通过中枢和/或 外 周 的 机 制 调 节 机 体 的 能 量 外周组织细 代谢 。B D N F 是运动预防和治疗人体代谢 紊 乱 的 重 要 因 子 。 运 动 可 以 改 变 中 枢 神 经 系 统 、 。 以及血液 B 水平 胞内 , D N F 关键词 :健康促进 ; 脑源性神经营养因子 ; 酪氨酸激酶受体 B; 能量代谢 ; 代谢平衡 : ( ) :A 中图分类号 : 文章编号 文献标志码 G 8 0 4. 2 1 0 0 9 7 8 3 X2 0 1 20 4 0 3 7 1 0 5 - - - : ( ) , A b s t r a c tB r a i n d e r i v e d n e u r o t r o h i c f a c t o r B D N F i s a n e u r o t r o h i c f a c t o r( N T F) a m e m b e r o f t h e - p p , , e x r e s s i o n m a i n l i n t h e c e n t r a l n e r v o u s s s t e m, m a i n l i n t h e h i o c a m u s a m d a l a a n d f a m i l . B D N F p y y y p p p y g y , , e r i h e r a l c o r t e x t h e s s t e m, h e a r t f a t a n d s k e l e t a l m u s c l e a l s o e x r e s s e d . T r o s i n e k i n a s e r e c e t o r B p p y p y p ( t r o s i n e k i n a s e r e c e t o r B, T r k B) i s a s e c i f i c h i h a f f i n i t r e c e t o r o f B D N F, B D N F a n d T r k B c a n b e - y p p g y p a t h w a s l a e n e t o s t i m u l a t e v a r i o u s s i n a l i n i t s s e c i a l b i o l o i c a l f u n c t i o n s . T h e m u t a t i o n c o m b i n e d p y p y g g g p g o r l o s s o f B r a i n d e r i v e d n e u r o t r o h i c f a c t o r( B D N F) a n d i t s t r o s i n e k i n a s e r e c e t o r B( T r k B)w i l l l e a d - p y p , i m b a l a n c e o f e n e r m e t a b o l i s m h o m e o s t a s i s i n b o d . B D N F c a n r e u l a t e n e u r o n a l s u r v i v a l r o w t h a n d t o g y y g g , / i t s f u n c t i o n i n l e a r n i n a n d m e m o r a n d a n i m o r t a n t r o l e B D N F t h r o u h c e n t r a l a n d o r l a m a i n t a i n g y p g p y e r i h e r a l m e c h a n i s m s r e u l a t i n t h e b o d ' s e n e r m e t a b o l i s m. B D N F i s a n i m o r t a n t f a c t o r i n r e v e n g p - p p g y p y g t i n a n d t r e a t i n t h e h u m a n m e t a b o l i c m o v e m e n t d i s o r d e r s . M o v e m e n t c a n c h a n e t h e c e n t r a l n e r v o u s s s - g g g y e r i h e r a l t e m, t i s s u e c e l l s a n d b l o o d B D N F l e v e l s . p p : ; ; K e w o r d s h e a l t h r o m o t i o n b r a i n d e r i v e d n e u r o t r o h i c f a c t o r t r o s i n e k i n a s e r e c e t o r B; e n e r m e t a b - - p p y p g y y ; o l i s mm e t a b o l i c b a l a n c e , b r a i n d e r i v e d n e u r o t r o h i c f a c t o r 脑 源 性 神 经 营 养 因 子 ( p , 是神 经 营 养 因 子 ( 家族的一 B D N F) n e u r o t r o h i c f a c t o r s N T F) p 员 。B 主要分 D N F mR NA 及蛋白主要在中枢神 经 系 统 内 表 达 , 布在海马 、 杏仁核和皮质 , 也存 在 于 纹 状 体、 基 底 前 脑、 下 丘 脑、 脑干和小脑 , 近来发现卵巢 、 心、 肺、 血 小 板 和 骨 骼 肌 也 有 表 达。 酪氨酸激酶受体 B( 是B t r o s i n e k i n a s e r e c e t o r B, T r k B) D N F y p 的特异性高亲和力受体 , 激发各种 B D N F 可通过与 T r k B 结合 , 信号传导通路而发挥其特殊的生物学功能 。B D N F 既可通过调 生长并维持其 功 能 在 学 习 和 记 忆 中 发 挥 着 重 节神经元的生存 、 要的作用 , 也可 通 过 中 枢 和/或 外 周 的 机 制 调 节 机 体 的 能 量 代 谢平衡 。 1 B D N F 及其受体 T r k B 基因与能量代谢 B D N F V a l 6 6M e t是 B D N F 最常见的 人体和动物研究表明 , 基因单核苷酸多态性 , B D N F V a l 6 6M e t多态性系 B D N F 基因编 ) 码6 6 氨基酸外显子区碱基 G→A 突变导致缬氨酸 ( V a l → 蛋氨
神经营养因子
03
神经营养因子与神经系统疾病
神经退行性疾病
阿尔茨海默病
神经营养因子能够影响阿尔茨海默病 的发生和发展,通过调节神经元突触 可塑性和神经元凋亡来改善认知功能 。
帕金森病
亨廷顿氏病
神经营养因子相关药物研发进展
目前已经有一些神经营养因子相关药物 进入临床试验阶段,其中一些药物已经 在某些神经系统疾病中显示出良好的疗
效。
这些药物主要通过促进神经元的生长、 突触可塑性和神经递质分泌等功能来发 挥作用,对于治疗神经退行性疾病、神 经损伤和神经痛等疾病具有潜在的应用
价值。
神经营养因子相关药物的研发进展为神 经系统疾病的治疗提供了新的思路和手
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05
神经营养因子与神经科学的研究方法
神经营养因子与基因敲除技术
基因敲除技术
通过基因敲除技术,可以研究特定神经营养因子在神经发育和功能中的作用。通过敲除 相关基因,观察神经系统的发育和功能变化,有助于深入了解神经营养因子的生物学功
能。
基因敲除技术的应用
基因敲除技术广泛应用于神经科学研究,以探索神经营养因子在神经元生长、突触可塑 性、学习记忆等方面的作用。通过比较敲除特定神经营养因子基因的动物模型和正常动 物的行为学、生理学和神经生物学特征,可以深入了解这些因子在神经系统中的作用。
分布
这些神经营养因子在中枢神经系统和周围神经系统中均有分 布,对不同类型和不同发育阶段的神经元具有特定的作用。
作用机制
信号转导
神经营养因子通过与神经元上的酪氨酸激酶受体结合,激活多条信号转导通路 ,包括MAPK通路、PI3K通路和PLC通路等,影响基因表达、蛋白质合成等过 程,从而发挥其生物学效应。
脑源性神经营养因子的分子机制和应用
脑源性神经营养因子的分子机制和应用脑源性神经营养因子(BNF)是一类由脑细胞分泌的蛋白质,具有促进神经细胞生长、发育和修复作用。
近年来,随着对BNF研究的不断深入,其分子机制和应用已经受到广泛关注。
一、分子机制BNF 的分子结构特点是由多肽链组成,其中包含碳水化合物和磷脂等生物活性物质,是神经细胞中重要的信号分子,具有调节神经传递、维护神经系统稳定的作用。
1. 作用机制BNF主要通过与嵌合受体结合发挥生理学效应,有助于调节神经细胞的生长、分化和发育。
同时也能够影响神经细胞信号转导,通过传递信号,进一步影响外界环境对神经元的影响。
2. 分布情况脑源性神经营养因子广泛分布于中枢神经系统,包括大脑、小脑、脑干、杏仁体、海马等多个区域。
其活性形式主要是由天然单体和二聚体以及其异构体组成,异构体在传递信号过程中起到重要的调控作用。
3. 生物活性BNF主要包括多肽链和其他辅助分子组成,这些分子共同作用,能够促进神经元生长、维持神经元正常生理功能。
此外,BNF还能够缓解神经系统退化等多种疾病引起的损伤和病变,对于促进神经系统的健康发展有重要意义。
二、应用前景1. 基础研究在神经科学领域,BNF被广泛应用于神经元生长和重塑的研究。
通过在细胞培养和小鼠模型的实验中,发现BNF具有促进神经元的生长和分化等生物学效应。
而且,BNF在突触重塑、调节神经元内钙浓度等方面也有多种作用。
这些研究为神经系统的发育和退化疾病的治疗提供了新的思路和方向。
2. 临床应用随着对BNF深入了解,越来越多的研究人员开始关注其在临床治疗中的应用前景。
例如目前低聚磷脂酰肌醇可作为BNF的受体激动剂,用于治疗神经退化性疾病和神经系统损伤等。
此外,由于BNF具有很高的生物相容性和稳定性,因此对其进行开发合成成为可能,未来在神经系统再生和修复治疗中可能发挥更广泛的应用。
3. 发展制备技术脑源性神经营养因子是一类复杂的蛋白质,其制备技术一直是制约其应用的瓶颈之一。
GABAB受体在中枢神经系统疾病中作用的研究进展
·综述·GABA B受体在中枢神经系统疾病中作用的研究进展李煜,吴超然,张雨濛,廖红作者单位中国药科大学药物科学研究院南京210009收稿日期2021-11-11通讯作者廖红*************.cn 摘要中枢神经系统(central nervous system,CNS)疾病由于病因和发病机制的复杂性,目前仍缺乏有效的治疗手段。
GABA B受体广泛分布于神经元和胶质细胞中,在调节神经递质释放和神经元兴奋性中发挥重要作用。
现已证明GABA B受体参与多种CNS疾病的发生发展,包括癫痫、抑郁、脑卒中、阿尔茨海默病及自身免疫性脑炎等疾病。
因此,明确GABA B受体在CNS疾病中的病理角色,对GABA B受体相关药物的开发及临床应用至关重要。
本文从GABA B受体结构和功能出发,综述其参与各类CNS疾病的具体机制。
关键词γ-氨基丁酸;GABA B受体;中枢神经系统疾病;药物研发中图分类号R741;R741.02文献标识码A DOI10.16780/ki.sjssgncj.20211031本文引用格式:李煜,吴超然,张雨濛,廖红.GABA B受体在中枢神经系统疾病中作用的研究进展[J].神经损伤与功能重建,2023,18(9):526-529.Research Advancements of GABA B Receptors in Diseases of Central Nervous System LI Yu,WU Chaoran,ZHANG Yumeng,LIAO Hong.Institute of Pharmaceutical Science,China Pharmaceutical University, Nanjing210009,ChinaAbstract Objective Due to the complexity of the etiology and pathogenesis,there is still no effective therapeutic strategies for diseases of the central nervous system(CNS).GABAB receptors are widely distributed in neurons and glial cells,and play important roles in the regulation of neurotransmitter release and neuronal excitability.It has been proven that GABAB receptors are involved in the development of a variety of CNS diseases,including epilepsy,depression,stroke,Alzheimer's disease,and autoimmune encephalitis.Therefore, clarifying the roles of GABAB receptors in the pathology of CNS diseases is essential for the development and clinical application of GABAB receptor-related drugs.In this paper,the specific mechanisms of GABAB receptors involved in various CNS diseases are reviewed based on the structures and functions of BABAB receptors.Keywordsγ-aminobutyric acid;GABA B receptor;central nervous system diseases;pharmaceutical developmentγ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是中枢神经系统(central nervous system,CNS)中主要的抑制性神经递质,在调节神经元活动中起关键作用。
脑源性神经营养因子对中枢神经系统疾病的治疗作用
减小 3 % , 3 皮层梗死体积减小 3 %。急性脑缺血时 , 氨酸 7 谷
浓度增高至少持续 2 , 而使 大量 c 进入细胞 内, 4h 从 a 破坏 了细胞 内外的离子平稳 , 而引 发一系列 的变化 , 从 导致 缺血 中心 区的坏死和半 暗带 神经 元 的迟发性 死 亡。B N D F可通 过诱导钙结合蛋 白的表达 而稳定 细胞 内 C “ 浓度 , a 起到保
22 B N . D F与 脑 缺 血 性 疾病 实 经 系统 神经 元的 正常 功能。现就 B N D F对 中枢神经 系 统 疾病 的治疗作用综述如 下。
1 B F简 介 DN
具有保护神经元 、 抵抗损伤并在 缺血后促进损伤神经元修复
脑源性 神经 营养 因子 ( D F 是 18 B N ) 92年 Bre 猪脑 a 从 d
中提取到的一种神经营养因子 , 因其能支持体外培养的鸡胚 感觉神经元 的存 活 和突起 生长 而得 名。B N D F在 中枢 神经
系 统 发 育 过 程 中起 重 要 作 用 , 同时 也 能 维 持 成 熟 的 中 枢及 周
酸激酶活性 ; 去顶 型受体 t BT r —1和 t BT , 乏酪氨 酸激 k r .2 缺 k 酶活 性 。t B L对 B N r F k D F发 挥 效 应 起 至 关 重 要 的 作 用。 t B在中枢神经系统广泛表 达和 分布 , r k 在大脑皮 质 、 海马等
尔堡大学的 Shbt等大 鼠脑梗死模 型实验显示 , cai z 缺血后 静
脉给予 B N D F治 疗 能 够 在 不 影 响 最 终 梗 死 体 积 的情 况 下 明
显促进运 动功能恢复 , 能诱导广泛 的神经元重塑 。 并
部位含量尤 为 丰富。B N D F可通 过靶源 性 、 自分泌 、 分泌 旁 方式与神经 细胞 上高 亲 和 力 的 t B受 体 或低 亲和 力受 体 r k p5结合 , 7 激发各 种 信号 传 导通 路 而发 挥其 特殊 的生 物 作
脑源性神经营养因子的分子结构和生物学功能研究
脑源性神经营养因子的分子结构和生物学功能研究脑源性神经营养因子是一类由于神经元自身分泌而产生的蛋白质,它们在神经系统中具有广泛的生物学功能。
脑源性神经营养因子的分子结构和生物学功能一直是神经科学研究的热点问题之一。
本文将从脑源性神经营养因子的定义开始,详细介绍其分子结构和生物学功能的研究现状,并展望其未来的研究方向。
一、脑源性神经营养因子的定义脑源性神经营养因子是一类在发育和成年的中枢神经系统中产生的蛋白质。
这些蛋白质可以通过神经元自身的分泌或胶质细胞等细胞分泌而释放到局部环境中。
脑源性神经营养因子可以作用于神经元本身或与其它细胞互作,以完成神经系统各种生物学功能的调节和维持。
二、脑源性神经营养因子的分子结构和特点脑源性神经营养因子的分子结构和特点的研究已经成为神经科学领域的一个热门话题。
在近20多年的时间里,众多脑源性神经营养因子的分子结构已经被揭示,并且发现在它们之间有着相似的结构特点。
首先,脑源性神经营养因子大多数为单肽链蛋白,其分子量在10-20kDa之间。
其次,它们在分子结构上具有高度的可变性,因此往往存在多种亚型,而且这些亚型的活性和功能也可能不同。
另外,它们在空间结构上呈现出特定的折叠结构,这种折叠结构是其生物学活性和相互作用的必要条件。
三、脑源性神经营养因子的生物学功能脑源性神经营养因子的生物学功能非常复杂和多样化。
一方面,它们可以通过作用于神经元自身,维持神经元的生长、存活和调节其功能。
另一方面,它们还可以通过与其它细胞相互作用,参与到神经网络的形成、维持和修复等生物学过程中。
目前,已经发现的脑源性神经营养因子包括神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)、神经营养因子(neurotrophin-3)等,它们对于神经系统的生长、发育、修复等过程都起着至关重要的作用。
四、未来的研究方向现代生物技术的发展为脑源性神经营养因子的研究提供了更为广阔的前景。
未来的研究方向主要分为两个方面:第一,从分子层面深入探索这些蛋白质的结构和功能,从而揭示其在神经系统调节与维持中的机制;第二,进一步从细胞和系统层面开展研究,弄清神经网络中这些分子的生物学角色和相互作用机制。
脑源性神经营养因子对人滋养层细胞增殖和侵袭的影响及其机制
脑 源 性 神 经 营养 因子对 人 滋养 层 细胞 增 殖 和 侵 袭 的影 响及 其 机 制
肖艳平 , 付久 园 。 王哲。 。 葛 永 梅 。 裴 美 丽
( 1承德 医学院 附属 医院 , 河北承德 0 6 7 0 0 0; 2献县人 民 医院 ;
文献标 志码 : A
文章编号 : 1 0 0 2 o 2 6 6 X( 2 0 1 7 ) 3 5 - 0 0 3 3 - 0 3
妊娠 期 间胎 盘 的成 功形成 和维 持依 靠对 滋养 层 细胞增 殖 和 侵 袭 能 力 的 严 格 调 控 … 。滋 养 层 细 胞 能够将 胎 儿 和母 体 组织 分隔 开并 充 当两者 物质 交换
的通道 , 为胎盘提供 物理支撑 的同时可保 护胎儿免 受母体免疫排斥反应 的伤害 。胎盘滋养层 细胞
的功 能异 常会 引起 多 种 妊 娠疾 病 的发 生 , 严 重 威 胁
母婴的健康。研究表明, 脑源性神经营养因子 ( B D - N F ) 与其受体酪氨酸激酶受体 B ( T r k B ) 在神经系统 等多个领域 发挥 重要作用_ 4 J , 但 目前有关 其对 滋
养层 细胞 增殖 和侵 袭能 力影 响 的研究 少见 。本 研究 以人 源妊 娠 滋养细 胞 系 H T R- 8 / S V n e o为 研究 对 象 , 探讨 B D N F对 H T R . 8 / S V n e o细 胞 增 殖 和 侵 袭 的影 响, 并 探讨 相关 作用 机 制 。
均购 自 P r o t e i n t e c h公 司 , Ma t r i g e l 胶 购 自美 国 B D公
司, T r a n s w e l l 小 室购 自美 国 M i l l i p o r e公 司。细 胞 培 养耗 材 购 自美 国 E p p e n d o r f 公 司。H T R - 8 / S V n e o细 胞为本 科 室保存 。 1 . 2 细胞分组及 B D N F应 用 H T R - 8 / S V n e o细胞 使用 R P M I 一 1 6 4 0培 养 液 于 3 7 、 5 %C O 2 环 境 下 常 规培 养 ( 血清浓度为 1 0 %, 青霉素 1 0 0 U / mL , 链 霉 素0 . 1 g / L ) , 待 细胞 进 入 对 数 生 长期 时 , 制备 单 细 胞悬 液 , 种 植 到 6孔 板 , 将细 胞 分成 A, B、 C组 , A组 加入 l m L / L D MS O, B组加 入 5×1 0 一 g / m L的 B D —
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脑源性神经营养因子及其特异性受体酪氨酸激酶B 在中枢疾病的研究朱丽敏(综述),何 平(审校)(昆明医学院第二附属医院儿科,昆明650101)中图分类号:R741 文献标识码:A 文章编号:1006-2084(2007)13-0970-03摘要:众多研究发现脑源性神经营养因子(BDN F)及其特异性受体酪氨酸激酶B (TrkB)在许多中枢神经系统疾病中都有表达,升高或降低,且对中枢神经系统疾病的作用及机制不一。
对BD NF 、TrkB 在中枢疾病中的深入研究对深刻理解中枢神经系统疾病的发病机制及探索新的治疗方法有重要的临床意义和应用前景。
关键词:脑源性神经营养因子;酪氨酸激酶B;脑缺血;癫痫;帕金森Stu dy Progress of BDNF and its S pecific Receptor TrkB in the Central Nervous System Dis -eas es Z H ULi -min ,HE Ping .(De partment o f Pe diat rics ,the Se cond Affiliated Hospital o f K un-ming Me dical Colle ge ,Kunming 650101,China )Abstract :Many studies have s howed that BDNF and its s peci fic receptor TrkB has i ncreased and decreased expres sion in many central nervous system diseases,which have different effects and mechanis ms in thes e diseases.Futher study of BD NF and TrkB in central nervous e system deseases w i ll have important clinical s ignificance and applicati on pros pect to unders tand the pathogenesis of central nervous diseases as well as to search for its new therapeutic methods.Key words :Brain -derived neurotrophic factor;Tyros ine kinase B;Cerebral ische mia;Ep-i lepsy;Parki nson c s di seas e脑源性神经营养因子(brain -derived neurotrophic factor,BDNF)是神经营养因子中的一种,中枢神经系统发育过程中对神经元的生存、分化、生长起重要作用,同时又维持着神经系统的生存和功能,并促进损伤后神经元的再生。
而且亦为成熟的中枢及周围神经系统的神经元维持生存及正常功能所必需。
研究发现,BDNF 有对缺血性脑病、阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化症、脊髓损伤及卒中和其他神经系统疾患所致的神经损伤具有治疗作用。
并且与记忆学习、癫痫和抑郁的发生等有密切的关系。
酪氨酸激酶B(tyrosine kinase B,TrkB)是BDNF 的特异的功能受体,BDNF 的作用必须通过TrkB 来实现。
TrkB 、BDNF 是所有神经营养因子中惟一一对在时间和空间上协同表达的受体配体复合体[1]。
当BDNF 与TrkB 结合时,受体分子二聚化,其多个酪氨酸残基快速自动磷酸化。
磷酸化的转录因子移入细胞核并与特定基因的启动子区结合启动转录过程。
二者相互结合相互作用在神经系统损伤和修复及疾病的发生中发挥着重要的作用。
目前许多综述仅涉及一个或两个因子在一种疾病的相关研究进展,没有一个系统方面的总结。
现仅就近年来BDNF 与TrkB 在中枢神经系统疾病的相关问题及研究现状综述如下。
1 BDNF 及其特异性受体TrkB 概述B DNF 为神经营养因子中的一种,是1982年德国神经生物学家Barde 等[2]由猪脑提取液中获得的相对分子质量为12.3@103的碱性蛋白质,由119个氨基酸组成,含有3对二硫键,等电点为10左右,BDNF 在脑中分布广泛(皮质、海马、基底节、顶叶、颞叶等),是脑中含量最多的神经营养因子。
最早发现它能促进培养的鸡胚背根神经节的神经元存活,近年来神经细胞培养和动物实验研究表明,BDNF 对中枢神经系统的大脑基底节前部的乙酰胆碱能神经元、中脑黑质的多巴胺能神经元、C 氨基丁酸能神经元、小脑颗粒神经元、脊髓前角运动神经元、神经嵴衍生的感觉神经元和神经基板衍生的感觉神经元等多种神经亚群具有重要的生物学功能[3]。
BDNF 还能促进突触的可塑性,包括增加突触终末的密度,促进树突和轴突的长出[4]。
并有证明直接参与调节学习和记忆过程。
其生物学效应主要由高亲和力受体TrkB 介导,TrkB 是信号转导所必需的[5]。
TrkB 是由酪氨酸激酶原癌基因编码的一种神经营养素家族高亲和力受体。
TrK 蛋白由821个氨基酸残基组成的高度糖基化分子,由3个部分组成,即1个细胞外结合部位的识别区域,1个信号跨膜传递的区域和1个含有酪氨酸激酶的胞浆尾部区域,以触发信号传递的级联反应。
TrkB 主要作为神经营养素家族中BDNF 和神经营养因子4P 5(neurotrophin -4P 5,NT -4P 5)的特异性高亲和力受体,但也可与神经营养因子3(neurotrophin -3,NT -3)结合,与TrkB 高亲和力受体相对的是p75低亲和力受体,它能与NGF 、BDNF 、NT -3、NT -4、NT -5结合,增高TrkB 与BDNF 的结合率,调节酪氨酸激酶的活性。
2 二者与中枢疾病的关系2.1 与脑缺血的关系 脑缺血是严重危害人类健康的一种主要疾病。
脑缺血损伤后,BDNF 及其受体TrkB 的表达水平明显上升,表达水平高且反应强的区域病理改变轻,有利于损伤神经元的修复。
Kokaia 等[6]利用阻塞大鼠一侧大脑中动脉的模型,采用原位杂交方法检测缺血后BDNF 基因表达变化,发现阻塞大脑中动脉15min(不引起神经元死亡)可诱导BDNF mRNA 阻塞侧缺血外围区的扣带回表达增加。
阻塞大脑中动脉2h(引起皮质梗死灶)BDNF mRNA 表达在缺血的周边区明显增加。
再灌注2h 表达水平最高,24h 恢复至对照水平。
阻塞大脑中动脉2h 还能诱导TrkB mRNA 在齿状回表达增加。
动物实验证实,外源性BDNF 对缺血缺氧脑损伤具有保护作用。
Schabitz 等[7]在大脑中动脉阻塞前24h 开始给大鼠脑室内注射BDNF,结果其脑缺血后梗死灶较对照组明显缩小。
Chen 等[8]将含有BDNF 的骨髓移植到脑缺血边缘区,使动物的神经功能恢复取得较好的效果。
Han 等[9]在1个新生鼠缺血缺氧性脑损伤模型研究中发现,细胞凋亡主要发生在缺血后6~24h 之间。
脑发育时期,在细胞凋亡中半胱氨酸天冬氨酸酶3水平正常。
半胱氨酸天冬氨酸酶3在神经元胞体有特殊的活性,在缺血缺氧后6h 开始活化,高峰在24h 。
缺血缺氧前给予BDNF 可完全抑制缺氧缺血诱导的半胱氨酸天冬氨酸酶3活化。
这一发现提示缺血缺氧可强烈的促使早期发育的脑细胞凋亡,而体内BDNF 能阻止这一过程,保护神经元免受损伤。
进一步研究还发现,给产后7d 龄的大鼠脑室内注射BDNF 数分钟内即出现细胞外信号相关蛋白激酶磷酸化,该酶的抑制剂能抑制B DNF 阻滞新生鼠缺血缺氧诱导半胱氨酸天冬氨酸酶3活化和组织受损的程度,提示BDNF经神经元的细胞外信号相关蛋白激酶活化抵御新生鼠缺血缺氧性脑损伤和脑性瘫痪[10]。
脑缺血损伤时,BDNF与其特异性受体TrkB相结合,产生相应的效应分子而对缺血神经元起保护作用,主要通过以下机制:¹拮抗兴奋性氨基酸毒性,稳定细胞内Ca2+浓度。
BDNF可防止细胞外钙的进入和细胞内钙的释放,并且可能通过诱导钙结合蛋白的表达而稳定细胞Ca2+的浓度。
º增强抗氧化酶活性,减轻自由基损伤。
»抗细胞凋亡。
BDNF能通过阻止半胱氨酸天冬氨酸酶3的活性而抑制细胞凋亡,并通过调节Bcl、Bax蛋白的表达而抑制细胞凋亡[9]。
¼修复受损神经元,促进神经元再生。
2.2与癫痫的关系癫痫是脑内一种慢性疾病,以脑神经元异常放电引起反复间性发作为特征,其具体机制尚不明确。
海马苔藓纤维异常发芽及突触结构和功能变化是颞叶癫痫形成的主要病理基础,是日后癫痫长期反复发作的原因。
研究表明BDNF及受体TrkB除参与神经生长和分化过程外,还可调节神经突触的形成及传递,增强其在癫痫发作机制中发挥重要作用[11]。
研究发现,在点燃和海马门区毁损导致的边缘性癫痫发作和点燃及海人藻酸癫痫模型中,动物脑内BDNF 及其受体TrkB的mRNA水平增加;BDNF mRNA的增加以大脑皮质、海马齿状回及CA1、C A3锥体细胞层最为显著[12,13]。
癫痫患者海马颗粒细胞BDNF mRNA的表达也明显增加。
在海马,BDNF、TrkB的活性对突触效能的调节至关重要。
BDNF能够诱导海马齿状回突触传递的持续增强[12]。
膜片钳研究证实,BDNF能够增加颞叶癫痫患者海马齿状回颗粒细胞自发性兴奋性突触后电流的大小和频率,增加激发性兴奋性突触后电流的幅度而减少激发性抑制性突触后电流幅度,发作诱发的神经营养因子特别是BDNF表达可能是促发苔藓纤维出芽及突触重构的重要分子机制[13]。
近来研究证实,BDNF基因剔除后,小鼠癫痫发作点燃形成的速率降低了2倍以上,其BDNF mRNA的基础浓度及癫痫发作诱导后的浓度与野生型比较均有明显降低。
相反,过表达BDNF的转基因鼠给予海人藻酸后表现为严重的癫痫发作及自发性的癫痫发作。
研究同时发现敲除BDNF受体的小鼠脑中只存在少许电紊乱,不管研究者对其施以多少次电休克,它们都不会发展为癫痫。
TrkB可能是新药物的吸引人的靶。
研究发现,慢性长期海马内注射BDNF反而抑制海马点燃的形成,缩短脑电图的癫痫发作时程,认为BDNF除了急性促兴奋作用外,还具有慢性长期抑制作用[10,14]。
研究证实, BDNF长期应用可抑制TrkB受体反应活性并降低其mRNA及蛋白水平。
同时,BDNF长期注射对一些抑制性分子有上调作用,如具有抑制癫痫发作作用的神经肽Y。
目前认为,BDNF 的长期抑制作用与TrkB表达和反应活性降低以及神经肽Y 上调有关[14]。