胶质细胞源性神经营养因子研究进展

动神经营养因子，ＧＤＮＦ对发育或者成熟的运动神 经元有神经营养活性，是目前发现的神经营养因子 中作用最强的，其不仅能够促进正常运动神经元的 存活，降低自然发生的细胞死亡，还能够阻止运动神 经元的退行性病变，对轴突损伤后神经元胞体有保 护作用，对已经受损的运动神经元有营养作用∽１Ｉ。 其功能目前考虑部分与ＧＤＮＦ能够阻止运动神经乙 酰胆碱转移酶活性下降的因素有关。外源性的ＧＤ－ ＮＦ能够支持新生鼠面神经元横断后的存活，ＧＤＮＦ 可以完全阻止新生小鼠脊髓运动神经元横断造成的 运动神经元死亡和幸存的运动神经元的萎缩。研究 发现在含有脑和脊髓运动神经元的培养液中加入 ＧＤＮＦ基因转染载体细胞，可以延长这些运动神经 元轴索的长度，减少正常凋亡。
４．４
而控制癫痫发作成为治疗的一个方向。研究报道
ＧＤＮＦ基因治疗可以明显控制癫痫发作瞄７１。这使 ＧＤＮＦ将来用于治疗癫痫成为可能，有望为临床带 来更好的治疗前景。 ５问题与展望 ＧＤＮＦ作为近年来发现的一种新的广谱、高效 能的神经营养因子，临床应用还不是很完善，对于其 作用途径还需要进一步探究。大脑是人的高级中 枢，脑血管疾病目前已经成为第一位致死致残疾病， 脑血管病的二级预防尤为重要，如何使难以透过血 脑屏障的ＧＤＮＦ进入脑内，如何更好地调控ＧＤＮＦ
４．１
ＧＤＮＦ的生物学功能 ＧＤＮＦ对帕金森病（ＰＤ）的作用 ＧＤＮＦ一直
被认为是对多巴胺能神经元具有高特异性、相对专
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一性的营养因子。ＧＤＮＦ能够保护和恢复轴索损伤 或者ｌ一甲基一４一苯基一１，２，３，６一四氢吡啶（１一
ＧＤＮＦ的受体，Ｋｒｕｓｈｅｌ等ⅢＪ研究表明ＮＣＡＭ无论 在体内还是体外的实验中都可以抑制星形胶质细胞
增生，是否二者有一定的相关性需要进一步探究。 这与１９９３年Ｌｉｎ等…发现中脑培养物中加入ＧＤＮＦ 后星形胶质细胞的密度并没有增加，其ＧＦＡＰ的表 达也没有增加部分吻合。最近的研究还表明阻断 Ｐ２Ｙ１受体可以抑制ＧＦＡＰ的表达，但是同时可以促 进ＧＤＮＦ的生成。这将为后续ＧＤＮＦ对细胞增生抑
或逆转ＰＤ动物模型中黑质纹状体ＤＡ系统的进行
性退变，含有ＧＤＮＦ基因的质粒注射到ＰＤ病鼠的 纹状体内，可以明显改善大鼠的功能¨２Ｊ。因此ＧＤ． ＮＦ是迄今为止所鉴定出的对中脑ＤＡ能神经元神 经营养作用最强大的营养因子之一。
４．２
ＧＤＮＦ在脑缺血中的作用
在大鼠大脑中动
脉闭塞模型中，缺血可诱导ＧＤＮＦ ｍＲＮＡ蛋白表达， 且反应性星形胶质细胞可分泌．ＧＤＮＦ。大脑缺血可 以使ＧＦＲ仅一１、ＧＦＲａ一２表达上升。短暂结扎大鼠 大脑中动脉后检测到ＧＤＮＦ受体ＧＦＲａ一１和Ｒｅｔ 的表达，ＧＦＲｏｔ一１和Ｒｅｔ表达与同样条件下ＧＤＮＦ 的诱导表达相关。所有研究均表明ＧＤＮＦ系统在脑 缺血／再灌注损伤中被激活，从而发挥着内源性的神 经保护作用。ＧＤＮＦ可能通过以下途径对缺血起到
新研究表明归一０｜，ＧＤＮＦ可以不依赖Ｒｅｔ而只通过
表达，在小脑蒲肯野细胞、三叉神经运动核等与运动
有关的结构以及三叉神经感觉核、脊髓后角Ｃｌａｒｋｓｙ 核等与感觉有关的结构中也可以检测到。ＧＤＮＦ在
ＧＦ胁一ｌ或者神经细胞黏附因子（ｎｅｕｒａｌ
ｓｉｏｎ
ｃｅｌｌ ａｄｈｅ．
ｍｏｌｅｃｕｌｅ，ＮＣＡＭ）激活细胞内信号通路。在缺
胶质细胞源性神经营养因子（斟ｉａｌ
ｄｅｒｉｖｅｄ ｎｅｕｒｏｔｒｏｐｈｉｃ
ｃｅｌｌ ｌｉｎｅ—
体，它们有自己的受体部分，为ＧＤＮＦ家族受体仅
（ＧＤＮＦ
ｆａｍｉｌｙ ｒｅｃｅｐｔｏｒ
ｆａｃｔｏｒ。ＧＤＮＦ）在神经系统的发
Ｏｔ，ＧＦＲｃｔ）和Ｒｅｔ蛋白组成的
育、生长、损伤及修复等过程中发挥重要的神经营养 作用，在神经系统中的分布广泛，其神经营养活性较 高，不仅可以保护多巴胺（ＤＡ）运动神经元，对于中 枢及外周的运动神经元、感觉神经元及交感神经元 等多种神经元具有同等的营养作用，在神经系统变 性性疾病及缺血性脑血管疾病等治疗中发挥重要作 用，已经成为当前神经科学领域研究的热点。
１
复合受体系统。一部分通过糖摹磷脂酰肌醇（ｇｌｙｅｏ－ ｓｙｌ—ｐｈｏｓｐｈ“ｄｙｌｉｎｏｓｉｔｏｌ，ＧＰＩ）结合位点锚定于细胞 膜外表面的ＧＦＲｃｔ，信号不能通过细胞膜；另一部分 通过跨膜的酪氨酸激酶Ｒｅｔ蛋白，信号得以传递。 ＧＤＮＦ受体仅目前已知有４种亚型，分别为ＧＦＲｏｔ一 １－４型。而其中ＧＦＲｃｔ一１是ＧＤＮＦ最主要的受 体。跨膜的Ｒｅｔ蛋白是原癌基因Ｃ—ｒｅｔ的编码产 物，它属于受体酪氨酸激酶超家族成员，由胞外区、 跨膜区和胞内的酪氨酸激酶区构成，能够调节细胞 的生长、分化Ｈ Ｊ。ＧＤＮＦ与细胞表面的ＧＦＲａ结合
或者ＥＲＫｌ／２等影响胶质纤维酸性蛋白（ｇｌｉａｌ
ｌａｒｙ ａｃｉｄｉｃ ｆｉｂｒｉｌ—
一表达于富含多巴胺能神经元的部位，如中脑的黑 质。ＧＤＮＦ的ｍＲＮＡ在体内神经系统非多巴胺能神 经元部位也可以检测到，在外周非神经组织中也有
ｐｒｏｔｅｉｎ，ＧＦＡＰ）的分泌来调节星形胶质细
胞的增生。④通过ＰＬＣ一∥ＩＰ３调控ｃａ２＋释放。最
乏Ｒｅｔ蛋白时，ＧＤＮＦ可以通过ＧＦＲｃｔ一１受体引起
机体各个组织及器官中的广泛表达均提示其作用广
泛。
３
促分裂原活化蛋白激酶、磷脂酶Ｃ一弘ｃＡＭＰ反应
要素结合蛋白等蛋白磷酸化以及Ｃ—ｆｏｓ ｍＲＮＡ的表 达¨３而发挥作用。
ＧＤＮＦ受体信号传导系统
４
ＧＤＮＦ发挥作用的机制主要是与其受体结合， 从而发挥其生物学作用。ＧＩ）ＮＦ受体系统并不是 ＴＧＦ—ｐ超家族的受体：跨膜丝氨酸或者苏氨酸受
ｇｒｏｗｔｈ
形成ＧＤＮＦ—ＧＦＲａ复合体后激活Ｒｅｔ受体∞】，促使
细胞内Ｒｅｔ—Ｓｈｃ—Ｇｒｂ２蛋白复合体形成。而后， Ｒｅｔ—Ｓｈｃ—Ｇｒｂ２蛋白复合体激活相关蛋白，从而引 起一系列信号传导，发挥其生物学作用。ＧＤＮＦ可 能通过的信号传导通路旧。８ Ｊ：①通过Ｒａｓ／ＭＡＰＫ通 路和Ｐ１３Ｋ／Ａｋｔ信息系统刺激神经元的存活、增殖、
ｆａｃｔｏｒ—Ｂ，ＴＧＦ—Ｂ）超家族的所有成员相似，故因其 结构特点将其归属于ＴＧＦ—ｐ超家族的新成员。
２
分化、迁移和轴突的发生、生长。②通过神经营养因
子（ＮＴＦｓ）／Ｓｒｃ家族蛋白激酶（ＳＦＫｓ）信号通路促进
ＧＤＮＦ及其受体的分布 ＧＤＮＦ在全身各种组织中均有表达¨】，并不单
脊髓背根神经元轴突生长。③ＧＤＮＦ通过ＭＥＫｌ／２
杂的钙离子信号与星形胶质细胞钙波的存在给这些 细胞提供了易兴奋的环境。缝隙连接介导的钙波传 导参与了抑制性扩散（ｓＰ）的形成，引起了其周围的 神经元细胞内钙的升高，使其去极化，激活的星形胶 质细胞与神经元释放Ｋ＋和谷氨酸，Ｋ＋和谷氨酸则
促进神经元与星形胶质细胞内钙的进一步升高，这
一正反馈形成了ＳＰ的连续不衰减的传导。有实验 证明，ＧＤＮＦ参与细胞内ｃａ“稳态的调节，影响细胞 膜Ｃａ２＋通道蛋白的表达，减少ｃａ“内流和自由基引 起的损伤，可以对神经元起到营养和保护作用。体 外的实验也表明，在缺血的海马中加入ＧＤＮＦ能够 有效地降低谷氨酸引起的ｃａ２＋升高，对海马隔区及 皮质神经元Ｃａ２＋的升高有抑制作用。
制的研究提供基础。④抑制钙超载。脑缺血后因为
短时间内ＡＴＰ即可耗尽，细胞膜Ｃａ“泵因此受到破 坏，ｃａ“平衡失调，Ｃａ“内流从而形成钙超载。进
一步激活蛋白酶，破坏细胞膜和线粒体，导致细胞死
亡。与此同时，一个细胞内游离钙的升高能够在相
邻的细胞间传播，使周围的细胞胞内游离钙亦升高，
形成细胞间钙波（ｉｎｔｅｒｃｅｅｌｌｕｌａｒ
关，实验表明应用ＧＤＮＦ可以通过抑制Ｐａｒ一４的表
达从而抑制神经细胞的凋亡¨６１。此外，ＧＤＮＦ可以 增强内源性神经干细胞（ＮＳＣｓ）增殖和分化¨ｎ¨Ｊ。 Ｃｈｅｎ等【１７ ３发现加入重组人类ＧＤＮＦ（ｒｂＧＤＮＦ）后，
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③抑制星形胶质细胞过度增生。星形胶质细胞在神
经系统发育、突触传递、神经组织修复与再生、神经 免疫以及多种神经疾病的病理机制等方面起着十分 重要的作用。在脑缺血缺氧发生后，胶质细胞在缺 血区反应性的增生，一方面可以对神经元有一定的 保护作用；另一方面，由于胶质细胞的过度增生引起 胶质化，形成胶质瘢痕影响神经元的修复。Ｆｕｋｕｄａ 等【ｌ引的研究表明ＧＤＮＦ可以部分抑制细胞周期蛋 白，从而阻止细胞增生进程。研究指出ＮＣＡＭ成为
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４．３
பைடு நூலகம்
ＧＤＮＦ对运动神经元的作用
ＧＤＮＦ是一种运
在癫疴的发生中，钙波的传导起到明显的作用，同时 在慢性癫痫模型中可以看到星形胶质细胞普遍增 生，有文献表明ＧＦＲｅｔ一２受体也是ＧＤＮＦ的受体之 一，而ＧＦＲｏｔ一２受体敲除小鼠又可以明显减少癫痫 的发作。更好地调控胶质细胞增生，调控钙信号从
ＭＰＴＰ）损伤的ＤＡ能神经元的功能。研究表明¨１Ｉ： 腺病毒介导的ＧＤＮＦ基因脑内直接转移可阻止６一 ＯＨＤＡ诱发的大鼠ＤＡ能神经元进行性变性，在ＰＤ 保护治疗方面起到重要作用；另外ＧＤＮＦ直接注入 黑质附近也能促进存活ＤＡ能神经纤维发芽及功能 恢复。经ＧＤＮＦ处理后的纹状体ＤＡ能神经元酪氨 酸羟化酶免疫活性可以升高。同时ＧＤＮＦ能够阻止
保护作用：①对于脑缺血后脑内微环境的研究提示，
神经营养因子不仅可促进神经系统发育，还对脑损 伤的修复起重要作用，其能够促进多种神经元的存 活和分化，促进骨髓基质干细胞向神经元转 化¨３。ｔ４１。ＧＤＮＦ可以抑制一氧化氮合酶（ＮＯＳ）活 性，减少缺血激活ＮＯ本身诱导的毒性反应。导入 ＧＤＮＦ重组腺病毒可以提高受损神经元的存活率。
ｍｅｔｈｙｌ－４一ｐｈｅｎｙｌ一１，２，３，６一ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｐｙ—ｒｉｄｉｎｅ，
存活神经元数目明显增加，呈现显著的神经保护作 用。Ｃｏｍｅｓ等［Ｉ引的研究也揭示了ＧＤＮＦ可以抑制 谷氨酸受体ＮＭＡＤ，从而降低其毒性反应。以上途 径均可以减少神经元的凋亡，同时促进神经元恢复。 将ＧＤＮＦ目的基因与相关载体在体外连接形成的重 组ＤＮＡ分子转染至人骨髓间充质干细胞（ｈＭＳＣｓ）， 通过静脉将其输注到体内，成为卒中治疗的新策略。
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胶质细胞源性神经营养因子研究进展
吴娜综述，董瑞国 审校
（徐州医学院附属医院神经内科，江苏徐州２２１００２） 关键词：胶质细胞源性神经营养因子；神经保护；腩缺血 中图分类号：１１７４３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－２０６５（２０１０）０７－０４８７一０４
ＧＤＮＦ的基本结构 ＧＤＮＦ最先由“ｎ等…于１９９３年从大鼠胶质细
胞Ｂ４９的条件培养液中分离出来，因其主要来源于 神经胶质细胞，故人们将其命名为胶质细胞源性神 经营养因子。每个ＧＤＮＦ成熟蛋白质氨基酸序列中 都有７个保守的半胱氨酸残基旧Ｊ，并且半胱氨酸出 现的位置与转化生长因子一Ｂ（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ
ＧＤＮＦ对神经性疼痛和感觉纤维再生的作用
神经病理性疼痛是指由中枢或周围神经系统损伤 或疾病引起的疼痛综合征，目前其发生机制尚未完 全清楚，正越来越受到医学界的重视，如何更好地控 制疼痛的发作成为研究的重点。虽然临床上已经采 用了多种药物混合治疗和其他的镇痛手段，但疗效 却并不十分理想。近来研究表明，ＧＤＮＦ对初级传 人神经元具有营养和促进再生作用，而且与脊髓背 角的伤害性感觉形成有关，因此与神经病理性疼痛 有着密切的联系∞Ｊ。这为疼痛的治疗提供了一个 新的平台。ＧＤＮＦ在缺血损伤后能减轻损伤部位炎
ｃａｌｃｉｕｍ
ｗａｖｅｓ）ｏ复
②抑制细胞凋亡。凋亡是细胞程序性自杀，凋亡的
调节受到凋亡相关蛋白Ｂｃｌ一２基因家族的控制， Ｂｃｌ一２和Ｂａｘ是Ｂｃｌ一２家族的重要成员，Ｂｃｌ一２是 抗凋亡基因，而Ｂａｘ是促凋亡基因，二者比例决定着 细胞的命运。Ｙｕ等¨纠在短暂性前脑缺血模型中用 ＧＤＮＦ预处理后，死亡的神经元数明显减少，证明 ＧＤＮＦ可以通过抑制ｃａｓｐａｓｅ一３的活性而并不是 ｃａｓｐａｓｅ一１途径抑制缺血刺激后星形胶质细胞的凋 亡。有研究发现Ｐａｒ一４与神经细胞的凋亡密切相