专业辨析神经生长因子(NGF)的神话

专业辨析神经生长因子（NGF）的神话

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摘要：神经生长因子（NGF）是神经营养因子中最早被发现，目前研究最为透彻的，具有神经元营养和促突起生长双重生物学功能的一种神经细胞生长调节因子，它对中枢及周围神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要的调控作用。但是神经生长因子在临床应用上尚未成熟，它的诸多作用还是理论上的推测。

关键词：神经生长因子（NGF）、神经营养因子、神经细胞、神经生长因子的中国神话正文：

1.概念[3]

神经生长因子nerve growth factor 略称NGF。在将小鼠肉瘤180移植于3日龄鸡胚体壁时，与移植片连接的脊髓感觉神经节及交感神经节增大20%—40%，基于比克尔（E.D.Bueker，1948）的这一发现，科恩（S.Cohen，1954）等从小鼠肉瘤180和37中成功地分离出具有同一活性的核蛋白质，以后从蛇毒中分离出具有千倍活性（Cohen，

R.Levi-Montalcini，1956）和从小鼠颚下腺分离出具有万倍活性的蛋白质（Cohen，1960），这种蛋白质被称为神经生长因子。NGF含于马、猪的颚下腺和小鼠肉瘤、小鼠胚胎及成体的交感神经细胞、小鼠尿和唾液、鸡胚的多种器官和一切哺乳类的血清中。神经生长因子（NGF）是神经营养因子中最早被发现，目前研究最为透彻的，具有神经元营养和促突起生长双重生物学功能的一种神经细胞生长调节因子，它对中枢及周围神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要的调控作用。NGF包含α、β、γ三个亚单位，活性区是β亚单位，由两个118个氨基酸组成的单链通过非共价键结合而成的二聚体，与人体NGF的结构具有高度的同源性，生物效应也无明显的种间特异性。

2．发现人与研究历程[2]、[6]

2.1 1953年意大利生物学家丽塔·莱维-蒙塔尔奇尼(Rita Levi-Montalcini)和美国生化学家斯坦利·科恩（Stanley·Cohen）发现并分离提纯出神经生长因子（NGF）。由此开1拓了一个新的研究领域。1986年，她与生化学家科恩一道将之分离提纯，命名为神经生长因子，他们因此获得了1986年的诺贝尔医学奖。

2.2 研究历程[6]、[3]

：1953年意大利科学家Levi-Montalcini发现了NGF。

1960年美国科学家Cohen提取纯化NGF，证明其生物活性。

1970年 Cohen证明NGF是个复合蛋白。

1984年 NGF的研究重点从周围神经系统拓展到中枢神经系统，乃至非神经系统。 1986年 Montalcini和Cohen因对NGF研究的杰出而荣获诺贝尔生理医学奖。 90年代国内外多家制药公司和药物研究机构相继开始进行NGF开发研究。

2001年北京圣日医药科技发展有限公司第一个获得中国SDA颁发NGF新药证书。

2002年武汉海特生物制药股份有限公司和北京圣日合作开始了NGF产业化进程。

2003年 1月6日世界上第一个神经生长因子——金路捷在武汉海特上市。

2.3 NGF 的分布[4]：NGF 在人体内主要分布于脑、神经节、虹膜、心脏、脾、胎盘等组织及成纤维细胞、平滑肌、骨骼肌、胶质细胞、雪旺氏细胞等。分为αNGF 亚基 功能尚不清楚(红色)、γ亚基 具有蛋白酶活性(绿 色)、β亚基 具有生物活性的NGF(兰色)、β亚基 具

有生物活性的NGF(兰色)四种。

3．NGF 参与的信号通路[1]

神经生长因子（NGF ）作为第一个被发现的神经营养因子，具有促进神经细胞存活和生长发育的作用。NGF 结合酪氨酸受体TrkA ，引起胞内四条信号通路：Ras/Raf/Erk 蛋白激酶通路，磷脂酰肌醇-3激酶（PI3-K ）/Akt 激酶通路，磷脂酶c （PLC-γ）通路以及SNT [1]。NGF 的另一个受体P75神经营养因子受体（P75NTR ）的信号通路仍不是十分清楚，但可与TrkA 协同作用，也可单独作用促进神经细胞的存活或凋亡。

3.1 Ras/Raf/Erk 蛋白激酶通路[1]

NGF 与其高亲和受体TrkA 结合于PC12细胞表面之后，受体TrkA 磷酸化形成二聚体。由于TrkA 的胞外结构域存在特异性基序，磷酸化的TrkA 在Y490位点与信号增强子SHC 蛋白（含有SH2结构域）结合，SHC 作为衔接蛋白首先与另一含有SH2和SH3结构域的衔接蛋白Grb 连接，再与鸟苷酸交换蛋白SOS 连接，SOS 被激活。SOS 紧接着激活Ras 蛋白及其所诱导的信号级联。在这个级联中，活化的Ras 结合丝氨酸-苏氨酸激酶Raf 桥连于细胞膜，Raf 被活化后磷酸化MEK （丝裂原活化蛋白激酶MAPK 或细胞外信号调节激酶ERK 激酶），MEK 活化后激活属于MAPK 超家族亚群的ERKs 。NGF 短暂地激活Ras 致使Erk 通路也被短暂激活。相比之下，NGF 能够持久激活Rap1从而持续地活化B-Raf 及其后的Erk 通路。Rap1可结合Raf-1和B-Raf ，与前者结合可抑制Erk 通路并反馈抑制Raf-1，而达到使B-Raf 活化从而激活Erk 的目的。经典Ras （H-Ras,K-Ras,和N-Ras ）短时激活的原理在于负反馈抑制，而M-Ras 在被GEFRasGRP 激活后不发生负反馈抑制，所以可被持久激活，进而持续激活Erk 通路。在神经系统中ERK 大致包括两个高度同源的亚型ERK1（p44MAPK ）和ERK2（p42MAPK) 。ERK1/2一旦被此通路激活，将会继续激活其下游许多存在于胞浆和核内的靶位，每种靶位都拥有独特的转录靶基因。在这些靶位中最重要的胞浆底物是蛋白激酶p90RSK 家族，主要由四位成员组成： RSK1,RSK2,RSK3,和新发现的RSK4。RSK 蛋白的活化需要ERK1/2在Thr573位点磷化和相继的自磷酸化作用。RSK 可作用于多种底物，包括转录因子CREB ，C/EBP β和Fos ；结构蛋白L1钙调蛋白；细胞周期蛋白Myt1、Bub1以及参与细胞存活的蛋白BAD 和调节自身活性的14-3-3蛋白、PEA-15蛋白等。RSK 与这些底物的作用可调节细胞内信号级联反应，建立胞内结构或直接参与分化过程。未来的研究将定位于NGF 作用下RSK 诱导分化的专属靶基因的确立。

3.2 PI3-K/Akt 激酶通路[1]

磷脂酰肌醇-3激酶（PI3-K ）由含有SH2的85kDa 调节域和110kDa 激发域两个亚单位组成。当NGF 与TrkA 结合后，激活的TrkA 并不与PI3-K 直接接触，而是PI3-K 重新补充到浆膜区。在那里PI3-K 的激发域产生D3-磷酸肌醇PIP2和PIP3，二者结合Akt 的PH 域，依次促使Akt 的膜转位。在浆膜区，Akt 同时也被蛋白激酶PDK1和PDK2磷酸化。激活的Akt 通过磷酸化破坏胞浆和核结构来抑制凋亡。一系列凋亡前蛋白已被确认为Akt 直接作用的底物，包括糖原合成酶激酶-3（GSK-3+-+，BAD ， caspase-9, 和Forkhead 转录因子，它们都因被Akt 磷化而失活。然而在NGF 诱导的PC12细胞下这些底物能否在此信号通路下被Akt 同时磷酸化，以及