神经生长因子的研究进展

神经生长因子的研究进展赵永芳秦妮张愚

（武汉大学生命科学院430072 ）

神经生长因子（Nerve Growth Factor,NGF）是一种由118个氨基组成的蛋白质，已成为神经科学领域中最引人注目的课题之一。NGF是维持交感神经元和感觉神经元生长、发育和功能所必

需的营养因子。NGF的营养作用与一些神经元退行性疾病，如人们关注的Alzheimer's疾病的发

生与发展有关密切作用；在某些神经系统损伤时，多次给予明显降低；在一些肿瘤中NGF及其

受体常有高浓度表达。这些现象都促使人们将目光越来越多地集中到NGF上，并对其临床应用

寄予很大的期望。现将近年来有关这方面的研究和进展介绍如下。

1神经生长因子（NGF ）的发现及理化性质

NGF的最早发现在S-180细胞中。Buerker试验了给发育中的神经系统施加额外的同源性的组织（例如小鼠肿瘤组织），将小鼠肉瘤S-180接种在3天鸡胚的体腔内，发现感觉和交感神经链加大了20%，瘤内有了密集的神经支配。Levi-Montalcini用两组实验检测，S-180的神经营养

作用是由于瘤细胞产生了一种可扩散和物质，它有刺激神经元生长以及神经纤维延长的功能。后来人们发现小鼠会颌下腺含的NGF比S-180细胞的效力大一万倍。通达对小鼠颌下腺NGF的研究，获得了许多关于NGF理化性质的数据。

小鼠颌下腺中NGF以Ts NGF复合物的P-NGF亚基存在。7s NGF 复合物由a、B、丫3个亚基和锌离子构成，化学计算式为 a 2B Y,2分子量为14万，在酸（pH<5 ）、碱（pH>8 ）或单纯衡

释时会被解离。a亚单位是非匀质的酸性糖蛋白，分子量为26KD , pH为4.3。一般认为它起保

护性或携带载体作用，因为它能阻止丫亚单位对B亚单位的分解；而丫亚单位是一种精基酸特

异性酯肽酶，参予NGF前体的加工，pl为5.5 ;锌离子则有稳定亚单位结构的作用；具备生物学功能的B亚单位是一个26.5KD的聚体由3个二硫键共价结合起来的二聚体，等电点是9.3。

从小鼠颌下腺分离纯化NGF的方法已建立子多种，其中一种是利用7sNGF复合物和B NGF亚

基的不同等电点，通过两次离子交换柱层析得到NGF。这种方法所分离岀来的NGF二聚体缺少

17-20%C末端Arg残基和35%N末端8肽序列，这是由于当暴露在颌下腺抽提物中的两种特异性酶切造成。其中缺少1个或2个C末端Arg的B-NGF的生物学活性。但却阻碍了B-NGF与

a 丫NGF的重新合成7sNGF复合物。但也有人认为，完整分子与缺失Arg的分子相比，在生

物学效应上有不同，并会导致生理上的相关变化。这些争论还有待有一步探讨。

2 NGF的生物学作用

NGF对生命某阶段的一些神经元群的生存和发展是必需的。交感神经元始终都对NGF起反应，但在胚胎和初生期的敏感性最高。孵化鸡胚在14天之前，感觉神经节有敏感性，此后敏感性就

降低。NGF在机体组织器官（包括脑）中分布广泛。它在靶组织中的浓度与交感神经在靶区分布的密度和mR-NA含量有关系。

从头所周知，无论是体外或体内，NGF对神经元的存活和生长是必须的，以抗NGF血清处理神

经节细胞的组织进行培养，或去除培养基中的NGF，都能使细胞迅速死亡。Cohen和Levi-Montalcini发现，注入抗NGF的血清，可使初生小鼠产生的天然NGF的活性丧失。这些

动物的行为虽然正常，但却没有交感神经节链。即所谓交感神经免疫功能切除术” (Immunosympathectomy )。如果给母鼠注入NGF抗体，将会使胎氧缺少感觉神经系统。

相反，将NGF注入胚胎小鼠或初生小鼠体内，会使感觉和交感神经节比正常的增大数倍，单个的神经元变大，内质网、神经微丝和神经微管等细胞器也增多。将NGF注入新生大鼠脑隔区、

海马和新皮质时，这些部位胆碱能神经元的CAMP活性明显升高，ChAc活性增高2倍，表明

NGF对脑细胞正常发育和其功能和维持有明显效应。但是老龄的感觉神经元和交感神经元对

NGF反应迟钝，这种情况与老龄细胞NGF受体的减少有关。给Alzheimer's病大鼠模型脑内注

入NGF 的,不仅防止90%-100%胆碱能神经元的死亡，而且可预防学习和记忆能力等丧失缺陷。此外，Carraneo 和Mekay实验证明，神经元前体细胞在有NGF的环境中能继续增殖。所以

NGF具有调节神经元前体细胞增殖和分化的作用。NGF还能调节成熟感觉神经元中P物质的CGRP的基因表达。

从分子水平来看，NGF使用使神经元的增大可伴随着生化反应的加强，摄入氨基酸等物质的量增多，对它起反应的神经元的合成和分解加强，利用葡萄糖和能力也加强，在给予NGF12小时后，酷氨酸B-羟化酶和胆碱乙酰转移酶的浓度都明显上升。用亚胺环已酮等RNA抑制物，可能

阻断蛋白质神经递质酶的合成。因此，看来NGF能更多地影响蛋白和脂类的合成，也能影响神

经元的合

成。

从虹膜培养的实验表明，NGF释放可能有其固定的释放途径，是不受钙流影响的。从结扎神经

和1251标记NGF的实验清楚地显示，轴突末稍可摄取NGF，并朝胞体作逆行转动。这正是NGF 生物活性的体现，即诱使轴突朝特定靶器官的方向生长。而在下述实验中更证明NGF对轴突生

长方向具有决定性的诱导的作用。连续7-10天给新生大鼠注入NGF，交感神经细胞的神经纤维

将通过背根节进入脊髓，并向注入NGF的脑干方向生长。若切断海马，即除去海马的胆碱能传

入纤维，此时在NGF的诱导下，外周交感神经纤维将朝海马生长。

3 NGF的分布

许多观察都支持靶组织合成NGF ”这一论点，认为靶组织合成NGF来调控交感和感觉神经元的维持和异化。首先。用机械或化学方法切除新生儿的交感神经元同样会导致神经元死亡；其次，

NGF的处理能够阻止政党发生的或实验介导师的细胞死亡，此外作用在交感或感觉神经末端的

NGF会结合到特异性受体，进入胞内再逆行运输到细胞体，导致一系列的变化，包括转移酶的诱导。最后，体外实验显示，仅在轴突和末稍可角及的环境中NGF的处理才有作用，而有神经

元的表面其它区域则无作用。

尽管在一些外分泌组织，尤其是雄性小鼠颌下腺含有大量的NGF，但这些来源很显然与神经系

统的功能没有关联。而在以前，交感神经支配的交感效应器官中并未发现有NGF的合成。但现

在通过一种精确至10pg的NGFmRNA 检测方法，正好帮助解放此疑问。现已知，在交感效应器官中可广泛检测到NGFmRNA，通过对交感效应器官中NGFmRNA 和NGF浓度比较，我们可知NGF蛋白的低浓度是由于NGF被不断地分泌，并被逆行运输至神经元细胞体，且在交感神经节中发现有大量NGF的积累。由于血清中检测不到NGF，那以靶中的NGF似乎都是就地

合成。同时一个现象也值得注意，NGFmRNA 的浓度与交感神经支配密度有极大的正相关，而

NGF的合成水平会控制成年组织中交感支配密度。如果能探知发育中NGF基因表达水平的增高

是否先天交感支配的增高，将会是个有趣的视角。