脑源性神经营养因子前体蛋白研究进展

综 述脑源性神经营养因子前体蛋白研究进展

李萍萍1,2,赵 妍1,2,朱 峰1,2,黄 炯1,2,樊栓良1,2,阎春霞1,2

(1.西安交通大学医学院法医系,陕西西安710061;

2.卫生部、公安部、最高人民法院共建法医学重点实验室,陕西西安710061)

摘要 脑源性神经营养因子前体蛋白(pro BDNF)是成熟型脑源性神经营养因子(mBDN F)的前体形式。最新研

究表明,pro BDN F不仅作为mBDN F的前体形式存在,还可由神经细胞分泌到胞外,发挥与mBDNF不同的生物学效应。

本文综述了pro BDNF蛋白的分子结构、在中枢神经系统的分布、受体、生理效应、分泌与调节以及pro BDNF与长时程抑

制、突触可塑性、记忆形成及毒品成瘾的相关性等方面的研究进展。

关键词 法医病理学;脑源性神经营养因子前体蛋白(pro BDNF);神经元突触可塑性;毒品成瘾

文献标识码 A 文章编号 1001-5728(2011)03-0207-04

Current advances in pro BDNF(LI P i n gping1,2,ZHAO Y an1,2,Z HU Feng1,2,HUANG Ji o ng1,2,F AN Shuanliang1,2,YAN Chunx ia1,2/1.F acult y of F orensic M ed icine,X i an J iaotong University M e d ical Co llege,

X i an710061,Ch i n a;2.The K ey Laboratory for Forensic M edicine Co s upported by M inistry of H ealth,

M inistry of Pub lic Securit y and P eop le s Supre m e C ourt in X i an J iao tong Universit y,X i an710061,China) Abstract Pr o BDNF is the precursor of m ature brain derived neurotroph ic factor(mBDNF).M any recent stud ies have sho wn that pro BDNF ex ists no t on ly as a precursor o fmBDNF,but also i s secreted d irectly

i n to the extracellular m atri x by neurons and p lays add iti o na l biological ro l e s d ifferent fro m mBDNF.H ere,w e rev i e w ed the current advances i n st u dies on pr o BDNF m o lecu lar struct u re,d istri b uti o n i n t h e central nervous syste m,receptors,secretion and regu lation.Specia l attention w as focus on pro BDNF i n assoc iati o n w ith long ter m depression,synaptic plastic ity,m e m ory for m ation and dr ug add iction.

Key w ords f o rensic pat h ology;brai n derived neurotroph ic factor precursor(pro BDNF);neuron synaptic plasti c ity;dr ug add iction.

脑源性神经营养因子前体蛋白(brain derived neurotroph ic facto r precursor,pro B DNF)是成熟型脑源性神经营养因子(m ature for m of brain derived neurotroph ic facto r,mBDNF)的前体形式[1]。以往的研究认为,BDNF基因转录后先翻译成pro BDNF,在高尔基体和内质网内经过钙依赖的丝氨酸蛋白酶f u rin和proconvertase裂解,释放出具有生物活性的羧基端,形成mBDNF蛋白,分泌到细胞外后,与胞膜上的两大类受体TrkB和p75NTR结合调节神经细胞的生长、发育、分化及介导细胞凋亡,pro BDNF是该过程中的中间体,没有生物学功能[2 4]。而最近的研究发

基金项目 国家自然科学基金项目(30672356);陕西省留学人员科技活动资助项目(SLZ2008010)

作者简介 李萍萍,女,硕士研究生,研究方向:毒品成瘾机制。E m a i:l li p i ng.715@stu.x

通信作者 阎春霞,女,副教授,博士,主要从事毒品相关死亡及毒品成瘾机制研究。E m ai:l yanchx@m ai.l x jt 现,pr o BDNF不仅作为mBDNF的前体形式存在,其本身也可由神经细胞突触分泌到细胞外,发挥与mBDNF相同或不同的功能,但两者作用方式不尽相同[1,5]。本文对pr o BDNF蛋白分子结构、在中枢神经系统的分布、受体、生理效应、分泌与调节以及pro BDNF与长时程抑制、突触可塑性、记忆形成及毒品成瘾的相关性等方面的研究进行综述,旨在为法医学及相关研究及实践提供参考。

1 pro BDNF的分子结构、分布及其受体

pro BDNF N端为糖基化和硫酸化,由于糖基化和硫酸化类型和数量不同,其分子量在28~36kDa之间[4,6]。生理状态下,pro BDNF以二聚体形式分泌,肽链长度为249个氨基酸,其序列内第57和58位点为酶切部位[2 3]。在分泌过程中,前体蛋白转化酶如furi n、PC1/3、PC5/6 B、PACE4及血纤维蛋白溶酶、基质金属蛋白酶MM P 3和MMP 7可作用于此酶切位点,将

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