神經(jīng)生長因子與神經(jīng)節(jié)苷脂對移植神經(jīng)再生的促進作用

來源：百濟新特藥房網(wǎng) 發(fā)布時間：2009-5-22 9:08:00

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神經(jīng)生長因子(NGF)與神經(jīng)節(jié)苷脂(GM1)在神經(jīng)細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域已引起關(guān)注和重視。動物實驗研究揭示神經(jīng)節(jié)苷脂及神經(jīng)生長因子具有復(fù)雜的生物學(xué)效應(yīng)，并對移植神經(jīng)的再生具有明顯的促進作用。神經(jīng)生長因子是一個神經(jīng)營養(yǎng)性因子，而神經(jīng)節(jié)苷脂則是內(nèi)源性營養(yǎng)因子的前體增強劑。對這兩種物質(zhì)研究證實，二者對神經(jīng)系統(tǒng)的功能重建及神經(jīng)移植物的存活具有不可忽視的協(xié)同作用。

在Levi啪的雞胚背根神經(jīng)節(jié)體外培養(yǎng)的研究中，可以清楚地看出，神經(jīng)節(jié)苷脂和神經(jīng)生長因子對培養(yǎng)物的存活和再生具有協(xié)同作用。動物實驗還證實，神經(jīng)節(jié)苷脂和神經(jīng)生長因子在防止實驗性損傷的膽堿能神經(jīng)元退行性變方面有協(xié)同作用，對該種神經(jīng)元的生長也有相似的協(xié)同促進作用。類似實驗結(jié)果在靈長目動物的實驗中也得到了證實。在局部腦皮質(zhì)缺血模型中早期應(yīng)用人重組神經(jīng)生長因子或/和神經(jīng)節(jié)苷脂均可以阻止基底核內(nèi)膽堿能細(xì)胞的退行性變，并且只有在神經(jīng)節(jié)苷脂和神經(jīng)生長因子聯(lián)合應(yīng)用時，神經(jīng)突觸的生長和恢復(fù)最為顯著。

對神經(jīng)生長因子和神經(jīng)節(jié)苷脂的相互作用機制也進行了許多探索。雞胚背根神經(jīng)元細(xì)胞體外培養(yǎng)時加入神經(jīng)酰胺酶后，抗神經(jīng)節(jié)苷脂抗體和霍亂毒素B亞單位與細(xì)胞的結(jié)合率也隨之明顯上升，這表明細(xì)胞內(nèi)的神經(jīng)節(jié)苷脂合成有增加。當(dāng)抗神經(jīng)節(jié)苷脂抗體濃度達(dá)到與細(xì)胞表面的神經(jīng)節(jié)苷脂飽合結(jié)合后，測量神經(jīng)生長因子誘導(dǎo)的神經(jīng)蛋白水平并未受到明顯的影響。這說明神經(jīng)元細(xì)胞膜上的神經(jīng)節(jié)苷脂并不作為神經(jīng)生長因子的受體。

霍亂毒素B(CTB)亞單位可以特異性地與細(xì)胞膜上的神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合。CTB加入到培養(yǎng)基中，神經(jīng)生長因子誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞的突起生長，核糖體Se蛋白激酶的激活作用和TRK磷酸化激活過程均可以得到進一步的增強。而且CTB和神經(jīng)生長因子一起應(yīng)用時，抑制3H-胸腺嘧啶脫氧核苷結(jié)合入DNA 的作用較單獨使用神經(jīng)生長因子要強得多，同時CTB的這個作用并不因培養(yǎng)基中的鈣離子的去除而受影響。125I標(biāo)記神經(jīng)生長因子的實驗證實，CTB并不影響神經(jīng)生長因子與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合。不難看出神經(jīng)節(jié)苷脂可能是通過細(xì)胞膜上的某種途徑對神經(jīng)生長因子起作用。酪氯酸羥化酶磷脂肽是一種鈣離子/調(diào)鈣素依賴性蛋白激酶的底物，通常情況下單獨使用神經(jīng)生長因子或神經(jīng)節(jié)苷脂均對其磷化不起作用。但當(dāng)神經(jīng)生長因子與外源性神經(jīng)節(jié)苷脂同時存在時，則可增加32P進入酪氯酸羥化酶磷脂肽T2中。去除細(xì)胞外液中的鈣離子或二氫吡啶，敏感的鈣離子通道阻斷劑可以阻斷神經(jīng)節(jié)苷脂這個作用。這說明外源性神經(jīng)節(jié)苷脂可能通過一個鈣離子依賴性信號通路來發(fā)揮其增強神經(jīng)生長因子的作用。

K-252a是一種對許多激酶都發(fā)生抑制作用的物質(zhì)，它可以選擇性地抑制神經(jīng)生長因子對PC12細(xì)胞的作用，但神經(jīng)節(jié)苷脂不僅可以完全清除K-252a對神經(jīng)生長因子誘導(dǎo)樹突作用的抑制，還可以部分恢復(fù)神經(jīng)生長因子激活蛋白酶的能力。神經(jīng)節(jié)苷脂的這種作用的存在與否決定于其濃度。此外，實驗也發(fā)現(xiàn)將Wistar太鼠背根神元的雪旺氏細(xì)胞取出行體外培養(yǎng)，若在培養(yǎng)基中加入lmmol/L的神經(jīng)節(jié)苷脂，4天后培養(yǎng)基中的神經(jīng)生長因子濃度上升4倍，到第8天時濃度才開始下降，這說明神經(jīng)節(jié)苷脂可以促進神經(jīng)生長因子的產(chǎn)生。

神經(jīng)生長因子對細(xì)胞內(nèi)的神經(jīng)節(jié)苷脂也有促進作用。將中隔核細(xì)胞和海馬細(xì)胞放在一起培養(yǎng)，無論神經(jīng)生長因子加入與否，對細(xì)胞上主要神經(jīng)節(jié)苷脂并無太大影響。在神經(jīng)生長因子存在時，膽堿能細(xì)胞特異性神經(jīng)節(jié)苷脂Chol-1的表達(dá)明顯增高，而神經(jīng)節(jié)苷脂在第20～30天反而較開始下降了40%。

盡管許多實驗證實神經(jīng)節(jié)苷脂可增強神經(jīng)生長因子的生物學(xué)效應(yīng)，但仍有持不同觀點的報道。Derrington等指出，神經(jīng)生長因子可以誘導(dǎo)去局部皮質(zhì)太鼠的紋狀體內(nèi)膽堿乙酰基轉(zhuǎn)移酶(CHAT)活性增加，同時應(yīng)用神經(jīng)節(jié)苷脂亦不能增強該酶活性。利用鵝膏蕈氨酸造成大鼠單側(cè)基底核病灶后，聯(lián)合應(yīng)用神經(jīng)節(jié)苷脂和神經(jīng)生長因子尚不能使其有所改善。

最近神經(jīng)化學(xué)方面的研究表明，神經(jīng)節(jié)苷脂和神經(jīng)生長因子治療神經(jīng)系統(tǒng)損傷等疾病的機制是由于神經(jīng)營養(yǎng)因子及磷脂羧化酶TrKA導(dǎo)入神經(jīng)系統(tǒng)，促進了信息傳遞。也有作者指出，目前轉(zhuǎn)基因細(xì)胞移植治療Parkinson病將由導(dǎo)入外源性酪氨酸羥化酶(TH)基因以彌補TH功能缺陷，由此途徑可以采取外源性神經(jīng)生長因子導(dǎo)入轉(zhuǎn)基因細(xì)胞，然后行腦內(nèi)移植，以治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)的變性疾病。Casamenti等指出，神經(jīng)生長因子和神經(jīng)節(jié)苷脂促進創(chuàng)傷后膽堿能神經(jīng)元恢復(fù)的作用與其攝取時機有關(guān)。損傷前3天導(dǎo)入神經(jīng)生長因子及神經(jīng)節(jié)苷脂者可使膽堿能神經(jīng)元完全恢復(fù)，其它導(dǎo)入方式將會使效果降低。

中樞神經(jīng)的創(chuàng)傷及神經(jīng)移植后的再生是一個十分復(fù)雜的問題。神經(jīng)生長因子及神經(jīng)節(jié)苷脂對中樞神經(jīng)的再生促進作用及延遲衰老變性作用已顯示出一定希望。但神經(jīng)生長因子的作用機理及如何使神經(jīng)生長因子和神經(jīng)節(jié)苷脂導(dǎo)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)揮作用，尚需深入探討。Rosenberg等指出，腦內(nèi)移植經(jīng)神經(jīng)生長因子基因修飾的208FWX纖維細(xì)胞，可使受損的中隔神經(jīng)細(xì)胞存活2周，移植基因修飾后能分泌神經(jīng)生長因子和T3的細(xì)胞，可使創(chuàng)傷后的中隔細(xì)胞持續(xù)存活達(dá)6周。以上證明腦內(nèi)移植能分泌神經(jīng)生長因子的基因修飾細(xì)胞是治療與神經(jīng)生長因子缺乏相關(guān)疾病和促進中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生的重要途徑之一。

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