神经生长因子与神经可塑性

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NGF与其受体p75和(或)TrlA结合后进人将 其运送回细胞体的小囊泡时,它对细胞体的营养作 用将会通过胞体和胞核中的第二信使级联放大。在
成熟皮质中,NGF可能通过L皿来维持神经元和延 伸轴突。在小囊泡内,NGF与其受体结合形成复合 体后能积极地诱导第二信使途径。此外,最近有研 究表明,NGF诱导的信号在皮质可能还有其他作 用,其结果多数为产生增加突触功能等即时效应。
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Absmd Nerve gro砒h f砧tor may play its particular role in舯moting the dewlo鲫ent of
质量为26×103(26如)左右,用6 Inol/L盐酸胍可 将其解聚为13 m的亚单位。对蛇毒NGF肽段进 行氨基酸测序分析证明其含有116个氨基酸,其中 有73个残基与小鼠B—NGF有62%的同源率,彼此 间的氨基酸组成和排列也十分相似。蛇毒NGF具
有极高的稳定性,在一些极端条件,如50 mol/L
Kbv Wbrds nerve汀owch f配tor:neuroplasicity;cerebroⅦscul甜disease
神经生长因子(newr growm‰tor,NGF)是于
1953年由k啊一Mon:calcini和Cohen在鼠瘤中发现 的。后来,Cohen从蛇毒和小鼠颌下腺中分离并纯 化了NGF,并根据其生物学特性命名为NGF。NGF 的发现和研究开拓了神经科学一个崭新的领域。最 近的研究提示,NGF在神经可塑性中起着重要作 用,这将会促进缺血性脑血管病的研究和治疗。
万方数据
明早期开始神经营养治疗能获得更好的效果。 神经营养因子,如NGF的水平异常会引起大脑
发育异常、神经异常再塑以及突触的异常连接进而 导致精神分裂症u0|。Pari蛐等¨¨对接受抗精神病 药治疗和未接受药物治疗的精神分裂症患者进行比 较,发现前者血浆NGF水平明显高于后者,血浆 NGF水平可作为评价药物疗效的检测指标。
究。结果表明,突变型小鼠海马NGF㈣和蛋白 等L8o利用NGF基因敲除杂合子突变小鼠进行了研
质水平下降,Morris水迷宫试验显示学习和记忆功 能显著障碍,同时伴有表达乙酰胆碱能标记物的隔 细胞脱失和皱缩以及海马胆碱能神经支配的减少。
成年NGF突变小鼠侧脑室长期输注NGF后,行为 学试验表明记忆和学习功能显著改善,并且能改善 海马胆碱能神经元的体积和胆碱能神经支配的密
3 NGF对脑损伤的保护机制 NGF可在形态、结构和功能多方面影响神经元
分化。NGF可诱导突起生长、刺激胞体增大和促进 树突发育,促进蛋白质合成¨6|、来自百度文库和脂类代谢以及 亚细胞器,如粗面内质网、G01西器和线粒体等的发 育,尤其是能影响与神经分化密切相关的结构和功 能蛋白的表达和修饰。NIGF可促进受损的中枢神 经纤维长出新的轴突,使其可直接到达原来的靶细 胞处,建立新的突触联系。
制。NGF对m的作用是通过TrlA受体介导的。
利用单克隆抗体阻断TrlA受体能阻止NGF诱导 HFs后的uD形成。低频刺激(10w舶quency stimu_
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latioIl,ⅡS)也能引出Rs细胞的L1D,但NGF或应 用抗TrlA抗体阻断NGF信号并不能改变由LFs诱 导的L1D幅度。因此,NGF的作用对于Rs细胞内 HFS诱导的突触再塑具有选择性。NGF通过激活L 型钙通道来迅速增加C矛+流(>75%),而突触前 Ca2+摄取增加是神经营养因子和神经递质释放导致 L1P产生的短期作用的关键因素¨8I。
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有神经元增殖。出生以后神经系统受损时的功能恢 复主要表现为轴突再生,因此,神经系统再生是指离 断的神经元轴突沿一定方向重新生长并重建突触和 功能联系。这种神经元突触问的连接在一些特定刺 激下发生的改变称之为突触重塑。
2.1 NGF对中枢皮质可塑性的影响
胁irez等H1向大鼠齿状回注射表达NGF和绿
作者单位:53002l南宁,广西医科大学第一附属医院神经内科
万方数据
一性的酯肽酶活性,可能在B-NGF前体加工为成熟 的B—NGF过程中发挥作用;o【一NGF则无蛋白酶活 性,因为7 s NGF复合物中的^y亚基完全不显示蛋
白酶活性。蔚+也有抑制1一酯肽酶的作用。
凝胶过滤羧甲基纤维层析和制备性圆盘凝胶电 泳纯化后,能获得均一的眼镜蛇NGF,其相对分子
2.2 NGF对周围神经损伤后修复的影响 NGF有着营养受损神经元和促进神经再生的
作用。周围神经受损后,局部NGF浓度相应增高。 许多研究表明,神经营养因子对交感纤维芽生起着 营养作用。局部NGF合成可诱导周围神经损伤后 交感神经纤维发育,并上调运动神经元再生。对 Pcl2细胞进行体外培养时,加入NGF后1~2 d内 就能延伸出较短的神经突起¨2。。外周神经损伤后, 损伤局部很快能测到NGF水平的增高,数小时内轴 突即可再生¨…。
1 NGF的一般特性 从成年雄性小鼠颌下腺匀浆分离所得的NGF
沉降系数为7 s,相对分子质量约为1.4×106
(1 400如),由1个稳定的B亚基二聚体、2个仅亚
基、2个1亚基和1~2个蔚+构成。仅、p和^y亚基
的相对分子质量均约为26 x 103(26∞),其氨基酸
序列已经测明。B亚基具有完整的NGF生理活性, 人B—NGF基因定位于1p21-22.1,小鼠p—NGF基因 定位于3号染色体¨J。0l和1亚基虽然同属丝氨酸 蛋白酶家族,但性质截然不同,吖.NGF具有精氨酸专
例如,在大鼠部分视觉皮质应用NGF后,它可通过
仅一氨基.3.羟基一5.甲基4一异恶唑丙酸(仅一锄iIlo-3.hv_ (№)旷5rneⅡlyl一4一iso)(azolepropiollic acid,AMPA)和N-
甲基一D一天门冬氨酸(N-methyl—D—aspartic acid,NM— DA)受体使兴奋性突触后电位明显增高。在成熟皮 质细胞的培养中还发现,NGF能诱导钙依赖性钾通 道快速激活。
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神经生长因子与神经可塑性
·综述·
黎彬如,毕桂南
摘要无论是中枢神经还是周围神经损伤后,神经生长因子都能表现出其特有的促神经可塑性发展 的作用,其可能机制与TrlA受体调节、激活L型钙通道、促进乙酰胆碱释放以及调节长时程增强和长 时程抑制有关。对神经生长因子促进神经可塑性的机制进行研究,可能为卒中、赳面eimer病以及周 围神经损伤等疾病的治疗和康复提供新的治疗途径,并促进相关治疗药物的开发。 关键词神经生长因子;神经可塑性;脑血管病
neuropl舔ticiⅣaRer cemraI nenDus system甜订peripheral Iler、je injⅦy.Its possible nleclla血srIls
are associated砸m regulation of 7IlkA receptor,actiⅦtion of L-够pe calciunl ch锄nel,pmInoting
HCl、50伽ml/L Na0H存在的情况下也不会失活,对 一些常见的蛋白酶,如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和胃 蛋白酶具有抵抗力心j。勋tZir等旧1发现,眼镜蛇蛇 毒NGF的活性不如小鼠源性NGF,但却具有延迟的 嗜神经元性。
2 NGF与神经可塑性 中枢神经系统仅在胚胎时期的神经发育阶段才
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砌n-3,NT.3)调节。在给予NGF后,肌3对交感脑
血管轴突的芽生起着显著的促进作用,尤其是在输 注NGF之前进行传人神经阻滞时M J。
Gutierrez等。刊发现,向大鼠脑岛皮质局部反复 注射抗NGF单克隆抗体后,与对照组相比,高钾刺 激后细胞外乙酰胆碱的释放显著缺乏。并且,脑岛 皮质与胆碱能基底前脑之间的联系也遭到破坏,行 为学试验表明大鼠注射NGF抗体后的记忆和学习 功能显著下降。为了探讨内源性NGF在基底前脑 胆碱能神经元存活和空间记忆中的重要性,CIlen
the release of acetylcholine,regI】lation of long-tenn potenti砒ion and 10ng—teHn depression.The
study of theⅡ1ech枷s埘Is of ner、je簿-owm f.actors f.or promoting neufoplasicity may珥。啊de no-
NGF具有使成熟神经元发生重塑的能力。与 受体TrlA结合后,NGF通过改变突触的作用诱导皮 质兴奋性发生急性改变;当NGF与其受体复合体被 运输回胞体,将会诱导蛋白表达改变。因此,NGF 能调节基底前脑胆碱能系统轴突的兴奋性,并可迅 速诱导感觉区兴奋性增高旧…。
Knipper等¨9。发现,NGF可诱导皮质乙酰胆碱 的快速释放,这种作用是在大鼠海马突触包括基底 前脑投射纤维上观察到的,抗NGF抗体能阻断这种 作用。外源性NGF能增高新生动物中枢胆碱能神 经元的胆碱乙酰转移酶活性和乙酰胆碱水平,这种 机制可能会保护遭受部分损伤的胆碱能神经元,防 止或减轻继发性损害。
色荧光蛋白的重组腺相关病毒载体,14 d后破坏同 侧内嗅区,然后在4 d后评价齿状回NGF表达和胆 碱能神经芽生反应。结果表明,NGF和胆碱能神经
僦撇s等‘51通过免疫组织化学法对出生后不同 元芽生标记物乙酰胆碱酯酶表达显著增加。Giraldi.
时间段的大鼠进行神经生长因子诱导基因A(nerve growh f砬tor.induced gene A NGH.A)检测后,认为 可塑性相关性NIGFl一A蛋白对于睁眼后大鼠上丘皮 质的神经可塑性起着重要作用。另外,NGF能影响 成年动物交感神经元内神经营养因子.3(neuro仃。一
B粼ucci等Ⅲ1研究了外源性NGF对16~18
日龄大鼠视觉皮质Ⅱ~Ⅲ层周期性棘波(regular spi. hng,Rs)神经元突触可塑性的影响。发现局部应用 NGF能将高频刺激(缸曲行equency stiInulation,}珂s)
诱导的L1P转换为L皿·,而在}Ⅲs之后再应用NGF 则不会发现上述变化,提示NGF的作用具有时间限
经胶质脊、髓脊损膜伤细后胞椎和管s内c慨NG细F浓胞度增增殖高【,l引进。而融促ch进er神i
等¨纠通过测定不同发育阶段雌性大鼠胸腰脊椎旁 交感神经干的子宫投射交感神经元中NGF受体Tr. kA和p75的水平,认为神经营养因子受体介导的事 件可能促进了对雌激素诱导的子宫交感神经可塑性 的调控,提示NGF对神经损伤的修复有着重要作 用。
度。长时程增强(10ng tem potentiation,L1P)和长时 程抑制(10ng tem dep∞ssion,L][D)是突触可塑性的
重要形式,是学习和记忆的基础。在脑缺血和 Al瘟eimer病中可发现uP和L1∞的改变。Bergado 等∽o向表现为早期认知障碍的早老性大鼠缓慢注 人NGF 14 d,发现齿状回LTP明显改善。NGF预处 理后,总体兴奋突触后电位的斜率和总体峰电位相 对增加,同时总体峰电位的基线幅度有所增加。但 对更老的动物进行NGF处理却未发现上述改善,说
ther印emic锄舯aclles 、el
for the treatⅡ1em锄d rehabilitation of s仃Dke,Al之beimer’s disease,
甜1d peripheral nenje iniⅧy,aIld it may f-acilitate tbe de、Jelo似nem of the ther印eutic西1l琴.
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