粒细胞集落刺激因子研究进展_李正熙

CSF可在 星型 胶 质 细 胞 [ 14] 表 达 , 且 G-CSF-R可 在神 经元上 表达 [ 15] 。 免 疫组化 和逆 转录 聚 合酶 链反 应均
用 。 早在 199 1 年 , FDA就 批 准了 G-CSF制剂 用于 各 种非 髓性肿 瘤的骨髓 抑制性 化疗中 , 以避免 因粒细 胞
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JournalofInternationalNeurologyandNeurosurgery 2 0 0 6, 3 3(1)
诱 导 Jak家 族 蛋 白 的 酪 氨 酸 磷 酸 化 , 包 括 JAK1 、 1 周 )给 予 G-CSF, 发 现 G-CSF处 理 组 的心 肌 梗 死模
激 后 仍 能 增 殖 , ERK抑 制 剂 可 以 显 著 抑 制 这 种 增 照组 给予 生理 盐 水 ), 结 果 显 示 , G-CSF组 大 鼠 的梗
殖 [ 5] 。
死面 积显著 小 于 对照 组 [ 11] 。 在 体外 缺 血 模 型中 , G-
SHP-1 缺陷鼠 出现未 成熟 粒细 胞增 多 的现 象 , 且 CSF可保 护缺血引 起的人 脑神经元 的死亡 。
cIAP2、 X-linkedIAP(XIAP), G-CSF可 通过 Jak2 -Stat3 途 径诱导 细 胞凋 亡 抑 制 蛋白 cIAP2 的 上 调 [ 4] 。 其 他
没有 横 向 分 化 为 心 肌 细 胞 的 功 能 [ 10] 。 因 此 , G-CSF 保护 梗死状态 下心肌 的作用机 理尚待 进一步研 究 。
Stat1 、 Stat3、 Stat5 。 Stat家 族 中 , Stat3 是 G-CSF主 要 早期 的胶原 合 成 修复 过 程 [ 8] 。 G-CSF可以 激 活 心肌
的途 径信号 蛋白 。 Stat被 Jak磷 酸化后 , 进入 细胞核 , 与 目的基因 的启动 区结合 , 启动效 应蛋白 的表达 。
近 年来的研 究则显 示 , 脑 内存在 G-CSF的相应受
细 胞减少症 。 G-CSF的主 要 功 能是 在 应 激 状态 下 促 体 , 这可能 是 G-CSF神 经保 护的 主要 途径 。 首 先 , G-
进 粒细胞 生 成 , 而 后 者 是抗 感 染 的 主 要 功 能 细 胞 之 一 , 因 此 G-CSF在 机 体抗 感 染 机制 中 起 着 重要 的 作
G-CSF刺 激 后 , SHP-1 表 达 上 调 , 提 示 SHP-1 在 G-
脑 内出血模 型大鼠 经 G-CSF治疗 后 , 其 脑内水肿
CSF诱 导的 粒细 胞 成 熟 中 起 重 要作 用 。 G-CSF刺 激 范围 减少 , 血 脑 屏障 通 透 性 减 低 , 半 球 萎 缩 减 轻 , 炎
检 测 到 MCAO大 鼠 的 梗 死 区 神 经 元 表 达 G-CSFR[ 11] 。 进一 步的研究 表明 , G-CSF的 表达 水平 与脑缺
非 造血细 胞也 存 在 G-CSF及 其 受体 的 表 达 。 其 中正 常细胞 包 括 :血 管 内 皮 细 胞 、成 纤 维 细 胞 、间皮 细胞 、血小板 和胎盘 绒毛核 心细 胞等 。 197 7 年 Asano 等报 道了 第 一 例 能 产 生 G-CSF的 肺 癌 [ 2] 。 此 后 , 陆 续有 报道多 种恶 性 肿瘤 能 分泌 G-CSF, 从 肝细 胞 瘤 、 鳞状 上皮细胞 癌 、黑素 瘤 、间皮 瘤 、恶 性肉 瘤 、神 经胶 质瘤 和膀胱癌 等获 得的 细 胞系 也 能够 在 体外 持 续分 泌 G-CSF。 3 信号传导 途径 3.1 主 要的信号 传导途 径
受 G-CSF调 控 的 凋 亡 抑 制 因 子 包 括 survivin、 Al和 5 G-CSF的神经 保护作用
Bax等 。
5.1 脑 卒中
3 .2 其他信 号传导途 径
有 研 究 表 明 G-CSF对 脑 缺 血 具 有 保 护 作 用 。
G-CSF还能通 过 其他 的 蛋 白 酪 氨酸 激 酶 发 挥 作 Wistar大鼠 的 大 脑 中 动 脉 线 栓 (middlecerebralartery
Y72 9 启动粒 细 胞的 分 化 途 径 , 而 Y764 则 传 递 强烈 的信 号刺激 骨髓 细 胞增 殖 。 G-CSF-R有两 种 亲 和力 类型 。 低亲 和 力 类 型的 G-CSF-R是单 亚 基 的 蛋 白 , 而高 亲和力类 型的 G-CSF-R则 是单 体 蛋白 的同 源二 聚体 。 2 来源 2.1 造 血细胞
人类 G-CSF是大 小 为 19 .6 KD的 一 种 蛋 白 , 其 编 码基因 位 于 17 号 染 色 体 q11-22 区 域 , 长 约 2.3 kb, 含有 5 个 外 显 子 。 小 鼠 G-CSF与 人 类 G-CSF的 蛋 白序列同 源性 高 达 73 %, 因 此 重组 人 G-CSF可 用 于 小鼠实验 。
摘 要 :粒 细胞 集落 刺激 因子 (G-CSF)主 要用 于各 种 原因 引 起的 粒 细胞 减 少 症 。 近 年 来 的研 究 表 明 G-CSF可应 用 于 心 肌保 护和 神经 保护 等领 域 。 本 文主 要描 述 G-CSF在神 经 保护 研究 中的 进展 。 大 鼠脑 内 存在 G-CSF及其 受 体 的表 达 。 GCSF可 以减 小脑 缺血 动物 模 型的 缺血 灶 , 并可 减轻 脑 出血 动物 模型 和实 验性 变态 反 应性 脑炎 的炎 症 。 其 作用 机 制 可能 包 括抗 凋亡 、抗 炎症 、促 进 血管 生成 及促 进神 经祖 细胞 分 化等 多种 途径 。 关键 词 :粒 细胞 集 落刺 激因 子 ;粒细 胞集 落刺 激 因子 受体 ;神 经保 护
JAK2 、JAK3 。 Jak家 族中 , Jak1 是 G-CSF主要 的途 径 型鼠 的梗死区 TGF-β 1 mRNA表达显 著高于 给予生理
信 号蛋白 。 活化 后的 Jak能 够 使 G-CSF-R胞内 段 的 盐水 的对照组 , I型和 III型 胶原 表达 也 高于 对照 组 ,
酪 氨 酸 残 基 磷 酸 化 , 从 而 召 集 Stat家 族 蛋 白 , 包 括 且峰 值 水 平 出现 较 早 , 提 示 G-CSF能 够促 进 心 梗后
粒细 胞 集落 刺 激因 子 (granulocytecolony-stimulatingfactor, G-CSF)首 先 发现 于 19 80 年 , Metcalf等 在 研 究中发现 内毒素 处 理过 的 小鼠 血 清或 者 条件 培 养
基 中的一种 活性成 分 具有 诱 导小 鼠 骨髓 单 核细 胞 白 血 病细胞集 落 分化 的 功能 [ 1] 。 他 们 进一 步 纯化 得 到 这 种物 质 , 将 它 命 名 为 粒 细 胞 -巨 嗜 细 胞 分 化 因 子 (granuloycyte-macrophagedifferentiationfactor, GMDF)。 此 后的研究 发现 GMDF能 够 在体 外 选择 性 地刺 激 造 血 前体细胞 分化 为 粒 细胞 集 落 , 因 此 将 它改 称 为 GCSF。 这 个命名得 以沿用 至今 。 1 结构
条 件 下 , SHP-1 缺 陷 细 胞 的 STAT活 化 水 平 高 于 非 症减 轻 , 炎 症周围区 细胞死 亡减少 [ 12] 。
SHP-1 缺陷 细 胞 , 表 明 SHP-1 的 作 用 是 下 调 STAT,
早 先由 于观 察 到 G-CSF可 以诱 导造 血 干细 胞表
SHP-1 加强了细 胞 的分 化 但抑 制 了 G-CSF诱导 的 细 达 CD34, 而 后 者 具 有迁 移 能 力 , 因 此认 为 G-CSF可
能 够分泌 G-CSF的细胞有 很多 , 最早发 现其主要 来源于 造血细 胞中的单 核巨嗜 细胞系 。 正常状 态下 , 人体 血 清中 G-CSF含 量较 低 (<10 0 pg/ml), G-CSF 在对 静止状 态 下 粒 细 胞 生 成的 作 用 并 非 不 可 或 缺 。 而在 应激状态 下 , 血 清 G-CSF水 平上 升 , 甚 至可 超过 200 0 pg/ml。 许 多 因 子 能 够 刺 激 单 核 -巨 噬 细 胞 GCSF的表 达和 /或分泌 , 其中包 括 LPS、TNF-α、 INF-γ、 TPA、GM-CSF、 IL-1 、IL-3 和 IL-4。 2.2 非 造血细胞
细 胞 的 Jak/Stat通 路 , 促 进 梗 死 后 心 肌 细 胞 的 成 活 [ 7] 。 另外 , 有报 道 G-CSF与 干 细 胞 因 子 联 合 应用
G-CSF能调节 凋亡抑 制因子 。 凋亡抑 制因子 IAP 可通过 造血干 细胞的横 向分化 , 促进 心肌梗死 后的心
家 族 蛋 白 在 人 类 粒 细 胞 中 有 表 达 , 包 括 cIAP1 、 室重 构[ 9] 。 但最 近 的研 究 发现 心 梗后 的 造血 干 细胞
用 。 MAPK之 一 ERK的活性 受抑制后 , G-CSF诱 导的 occlusion, MCAO)缺 血 模 型 中 , 大 脑 一 过 性 缺 血 90
增 殖反应 受到 严 重 影响 。 Stat缺 陷 细 胞 受 G-CSF刺 min, 梗 死 3 0 min后 给予 G-CSF(6 0 μg/kg)治 疗 (对
G-CSF受 体 (granulocyte colony-stimulatingfactor receptor, G-CSF-R)是 一 个 转 膜 蛋 白 , 含 有 细 胞 因 子 受 体共 用 链 gp13 0, 属 于 红 细 胞 生 成 素 受 体 超 家 族 (erythropoietinreceptorsuperfamily, ERS)。 成 熟 的 GCSF-R由 一 个 Ig样 区 , 一 个 细 胞 因 子 受 体 同 源 区 (CRH), 一 个 gs-CRH, 三 个纤 粘 连素 区 域 , 一个 跨 膜 区 以及一段 胞 内区 共 同组 成 。 G-CSF-R胞 内段 含 有 四 个酪氨酸 残基 。 人类 G-CSF-R胞浆 区 四个 酪氨 酸 残基 分 别 为 Tyr70 4、 Tyr729 、 Tyr744 和 Tyr76 4, 而 小 鼠 则为 Tyr7 03 、 Tyr7 43、 Tyr72 8 和 Tyr7 63 。 G-CSF-R 的酪 氨酸残 基在其信 号传导 中起重要 作用 , 受体激 活 时 , 其中 位于羧基 端的 三 个酪 氨 酸被 磷 酸化 , 从 而 成 为 多种 含 SH2 信号 蛋 白的 结 合位 点 , 人 类 G-CSF的