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神經節苷脂與神經生長因子的相互作用
- 來源： 百濟新特藥房網 發布時間：2009-5-22 9:22:00
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當前，在神經科學領域中，有兩種藥物倍受重視，即神經生長因子 (nerve growth factot、NGF)及神經節苷脂 (gangliosides，Gg)。近幾十年來，大量的實驗研究揭示這兩種物質具有復雜的生物學特性，對于神經系統的作用更是如此。神經生長因子本身是一種營養性因子，而神經節苷脂是內源性營養因子的增強劑。對這兩種物質已進行的研究證實，二者對神經系統的功能重建存在著協同作用。
將雞胚背根神經節中的神經細胞取出在體外進行培養，在培養基中加入神經生長因子，神經元的存活數和神經纖維再生較對照組有顯著性差異，而單獨應用神經節苷脂 (100mg/ml)則無明顯作用。但若將神經生長因子(0.5~5ng/ml)與神經節苷脂(100mg/m1)同時加入到培養基中5天后與單獨使用神經生長因子比較，神經微絲蛋白的表達聯合應用組明顯增高。先用神經生長因子(5ng/ml培養48小時后，神經微絲蛋白的表達達到一個穩定的水平。加入新的神經生長因子或神經生長因子抗血清均對之無影響。此時若加入神經節苷脂(0-200mg/ml)或其它純化的神經節苷脂，神經微絲蛋白的表達又可發現有所增加，其中以多唾液酸及三唾液酸神經節苷脂尤為有效。隔核細胞體外培養也有類似的結果。當神經生長因子濃度達到1mM，培養細胞的膽堿乙酰基轉移酶活性即達到一個平頂水平，不再隨神經生長因子濃度上升而上升。但當又加入10mM 神經節苷脂后，該酶活性又增加了35％。
動物實驗證實，利用鵝膏蕈氨酸造成成年雄鼠基底核病灶后，高結合力膽堿攝取率 (HACU)和膽堿乙酰基轉移酶 (ChAT)活性在術后第四天分別下降了33％和43％。如果手術后立即應用神經生長因子(10mg，i.c.v.Biw)或神經節苷脂(30mg,i.p. Qd)，則HACU和ChAT的下降小，就非常小。若兩者同時應用，無論神經節苷脂濃度低于有效劑量 (10mg/kg)或高于有效劑量 (30mg/kg)，檢測病灶同側半球的HACU和ChAT，未發現有任何變化，甚至在對側半球有輕度的升高。顯然這意味著神經節苷脂可能存在對神經生長因子具有一種增強作用。腦皮質局部缺血造成基底核中的膽堿能細胞發生退行性變，同時應用神經生長因子和低于有效劑量神經節苷脂也可以有效地防止細胞的變性。成年雄性大鼠單側去皮質后立即持續腦室內灌注神經節苷脂(1.3mg)，伴或不伴MFG連續應用7天。實驗 30天后應用外源性神經生長因子可以使皮質膽堿能突觸前終端大小較對照顯著增加 (高出約35％)，而同時應用神經節苷脂體積增加更多 (增高約69％)。
類似的結果在靈長目動物實驗中也可以得到證實。局部皮質缺血模型中，早期應用人重組神經生長因子或和神經節苷脂合用均可以防止基底核膽堿能細胞的退行性變，但只有聯合應用這兩種藥物時，神經突起的恢復才最為顯著(84±7.2％)。檢測基底核細胞上的低結合力神經生長因子受體 (p75NGFR)，神經節苷脂可以防止Meynert基底核 p75NGFR免疫陽性神經元的減少。
目前，對神經生長因子和神經節苷脂的相互作用機制也進行了許多探索。雞胚背根神經元細胞體外培養，加入神經酰胺酶后，抗神經節苷脂-抗體和霍亂毒素B亞單位與細胞的結合率也隨之明顯上升，這表明細胞內的神經節苷脂合成有增加。當抗神經節苷脂-抗體濃度達到把細胞表面的神經節苷脂飽和結合后，測量神經生長因子誘導的神經蛋白水平并不受到明顯的影響。這說明神經元細胞膜上的神經節苷脂并不作為神經生長因子的受體。
霍亂毒素B亞單位可以特異的與細胞膜上的神經節苷脂結合。CTB加入到培養基中，神經生長因子誘導的PC12細胞的突起生長、核糖體S6蛋白激酶激活及TRK磷酸化激活過程均可得到進一步的增強。而且CTB和神經生長因子一起應用時，抑制3H-胸腺嘧啶脫氧核苷結合入DNA的作用較單獨使用神經生長因子要強得多，同時CTB的這個作用并不因培養基中的鈣離子的去除而受影響。125I標神經生長因子標記實驗證實，CTB并不影響神經生長因子與細胞膜上的受體結合。不難看出神經節苷脂一定在通過細胞內的某種途徑在對神經生長因子起作用。酪氨酸羥化酶磷脂肽，是一種鈣離子/鈣調素依賴性蛋白激酶底物，通常情況下單獨應用神經生長因子或神經節苷脂均對其磷酸化不起作用。但當神經生長因子與外源性神經節苷脂(1~ l0mM)同時存在則可增加32p進入酪氨酸羥化酶磷脂肽T2中。去除細胞外液中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節苷脂這個作用。這說明外源性神經節苷脂可能通過一個鈣離子依賴性信號通路來發揮其增強神經生長因子的作用。
K-252a，是一種對許多激酶都發生抑制作用的物質，它可以選擇性地抑制神經生長因子對PC12細胞的作用，但神經節苷脂不僅可以完全消除K-252a對神經生長因子誘導樹突作用的抑制，還可以部分的恢復神經生長因子激活蛋白激酶的能力。神經節苷脂的這個作用存在與否決定于其濃度。此外實驗也發現將Wistar大鼠背根神經元的雪旺氏細胞取出進行體外培養，若在培養基中加以l0-3M神經節昔脂 (GM1，GDla，GDlb及GTlb)，培養4天后培養基中的神經生長因子濃度上升了4倍，到第8天濃度才開始下降。這說明神經節苷脂可以促進神經生長因子產生。
神經生長因子對細胞內的神經節苷脂也有促進作用。當把隔核細胞和海馬細胞放在一起培養時，發現加入或不加入神經生長因子對細胞上的主要神經節苷脂并無太大影響，但神經生長因子存在時，膽堿能細胞特異性神經節苷脂Chol-的表達明顯增高。而神經節苷脂第20~30天反而較開始時下降了40％。
盡管許多實驗證實神經節苷脂以增強神經生長因子的生物學作用，但也有不同觀點的報道。Derington等指出，局部去皮質大鼠神經生長因子可以誘導其紋狀體內ChAT活性增加，同時應用神經節苷脂并未能繼續增強該酶活性。利用鵝膏蕈氨酸造成大鼠單側基底核病灶后，聯合應用神經節苷脂和神經生長因子也未見對其行為的改善、ChAT陽性細胞數目有保護作用。
TAG： 神經節苷脂 神經生長因子
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