神經(jīng)營養(yǎng)因子演示文稿

神經(jīng)營養(yǎng)因子演示文稿目前一頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)（優(yōu)選）神經(jīng)營養(yǎng)因子目前二頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)神經(jīng)營養(yǎng)因子的發(fā)現(xiàn)：1934年，Hamburger在雞胚芽上發(fā)現(xiàn)受神經(jīng)支配的外周組織對(duì)神經(jīng)中樞的發(fā)生有調(diào)節(jié)作用。1948年，Buerker發(fā)現(xiàn)向3日齡雞胚植入小鼠肉瘤S-180，使雞胚脊神經(jīng)節(jié)和交感神經(jīng)節(jié)明顯增大。1952年，Levi-Montalcini用雞胚背根節(jié)組織培養(yǎng)技術(shù)建立了檢測促進(jìn)神經(jīng)發(fā)育的生長因子活性的方法。1960年Cohen從蛇毒和小鼠頜下腺中分離純化出該物質(zhì)，并命名為神經(jīng)生長因子(nervegrowthfactor,NGF)。20世紀(jì)80年代末期，相繼發(fā)現(xiàn)一系列神經(jīng)營養(yǎng)因子：腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derivedneurotrophicfactor,BDNF)神經(jīng)營養(yǎng)素-3、4/5和-6（neurotrophin-3,4/5,-6,NT-3,NT-4/5,NT-6)3目前三頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)41934:VictorHamburgerdiscoveredthatremovalofalimbbudresultedinreducednumbersofsensoryandmotorneuronsinthespinalcord.1939:VictorHamburgershowedthattransplantationofasupernumerarylimbresultedinincreasednumbersofsensoryandmotorneuronsinthespinalcord.目前四頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)Eight-day-oldsensorygangliafromchickembryos.(a)Theganglion,whichfacesafragmentofchickembryonictissue(ct),showsfibroblastsbutfewnervefibers.(b)Ganglionculturedinthepresenceoffragmentsofmousesarcomafor24h.(c)Ganglionculturedinthepresenceoffragmentsofmousesarcomafor48h.In(b)and(c),theganglia,facingfragmentsofsarcoma(s),showthetypical‘halo’effectelicitedbythegrowthfactorreleasedfromthesarcoma.In(c),notethefirstevidenceofaneurotropiceffectofthegrowthfactor.5‘halo’effect目前五頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)神經(jīng)營養(yǎng)因子的作用:1.一種神經(jīng)營養(yǎng)因子作用于一種神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生多種效應(yīng)。促進(jìn)神經(jīng)元的存活促進(jìn)神經(jīng)元軸突的發(fā)生、分支和延伸影響神經(jīng)肽和神經(jīng)纖維蛋白的合成6營養(yǎng)因子理論(trophicfactortheory)：神經(jīng)元的生長必須有來自靶組織的神經(jīng)營養(yǎng)因子逆向?qū)Ｒ坏淖饔糜谥渖窠?jīng)元。目前六頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)2.一種神經(jīng)營養(yǎng)因子影響不同類型的神經(jīng)細(xì)胞。神經(jīng)生長因子：背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元、海馬膽堿能神經(jīng)元睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子：睫狀神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元、背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元、交感神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元神經(jīng)營養(yǎng)因子對(duì)不同類型神經(jīng)細(xì)胞的識(shí)別統(tǒng)一于這些神經(jīng)細(xì)胞上特定神經(jīng)營養(yǎng)因子受體的存在。7目前七頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)3.神經(jīng)營養(yǎng)因子不僅來源于靶細(xì)胞(靶源性/逆行轉(zhuǎn)運(yùn))，也來源于傳入神經(jīng)元及神經(jīng)鞘細(xì)胞(旁分泌)，甚至來源于支配神經(jīng)元本身(自分泌)。4.不同的神經(jīng)營養(yǎng)因子可以結(jié)合同一受體或受體亞基。Trk受體：NGF,BDNF,NT-3和NT-4/5不同營養(yǎng)因子共用一種受體或一種受體亞基，體現(xiàn)了同一類神經(jīng)營養(yǎng)因子作用相似性的本質(zhì)。8目前八頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)9神經(jīng)營養(yǎng)因子的分泌方式目前九頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)

表4-1神經(jīng)營養(yǎng)因子的分類

名稱縮寫1.神經(jīng)生長因子基因家族Nervegrowthfactorgenefamily

①神經(jīng)生長因子NervegrowthfactorNGF②腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子Brain-derivedneurotrophicfactorBDNF③神經(jīng)營養(yǎng)素-3Neurotrophin-3NT-3④神經(jīng)營養(yǎng)素-4/5Neurotrophin-4/5NT-4/52.成纖維細(xì)胞生長因子家族Fibroblastgrowthfactorfamily

①酸性成纖維細(xì)胞生長因子AcidicfibroblastgrowthfactorFGF-1(aFGF)②堿性成纖維細(xì)胞生長因子BasicfibroblastgrowthfactorFGF-2(bFGF)③成纖維細(xì)胞生長因子-3Fibroblastgrowthfactor-3FGF-3(Int-2)10目前十頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)④成纖維細(xì)胞生長因子-4Fibroblastgrowthfactor-4FGF-4(Kaposi-FGF)⑤成纖維細(xì)胞生長因子-5Fibroblastgrowthfactor-5FGF-5⑥成纖維細(xì)胞生長因子-6Fibroblastgrowthfactor-6FGF-6⑦成纖維細(xì)胞生長因子-7（角質(zhì)細(xì)胞生長因子）Fibroblastgrowthfactor-7(Keratinocytegrowthfactor)FGF-7(KGF)⑧成纖維細(xì)胞生長因子-8(雄激素誘導(dǎo)性生長因子)Fibroblastgrowthfactor-8(Androgen-induciblegrowthfactor)FGF-8(AIGF)⑨成纖維細(xì)胞生長因子-9（神經(jīng)膠質(zhì)激活因子）Fibroblastgrowthfactor-9(Glialactivatingfactor)FGF-9(GAF)3.膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子Glial-derivedneurotrophinfactor

①膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子-1Glial-derivedneurotrophinfactor-1GDNF-1②膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子-2Glial-derivedneurotrophinfactor-2GDNF-211目前十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)③NeurturinNTN④PersephinPSP⑤ArteminART4.轉(zhuǎn)化生長因子家族Transforminggrowthfactorfamily

①轉(zhuǎn)化生長因子-αTransforminggrowthfactorfamily-αTGF--α②轉(zhuǎn)化生長因子-βTransforminggrowthfactorfamily-βTGF-β③表皮生長因子EpidermalgrowthfactorEGF④活化素AActivinA

5.生神經(jīng)因子家族Neuropoieticfactorsfamily

①膽堿能分化因子/白血病抑制因子Cholinergicdifferentiationfactor/leukemiaInbibitoryfactorCDF/LIF②睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子CiliaryneurotrophicfactorCNTF③制瘤素MOncostatinMOSM④生長促進(jìn)活性物質(zhì)Growth-promotingactivityGPA⑤汗腺因子SweatglandfactorSGF⑥白介素-6和白介素-11Interleukin-6,interleukin-11IL-6,IL-1112目前十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)一、神經(jīng)生長因子1952年

意大利科學(xué)家Levi-Montalcini發(fā)現(xiàn)了NGF。1960年

美國科學(xué)家Cohen提取純化NGF，證明其生物活性。1970年

Cohen證明NGF是個(gè)復(fù)合蛋白。1984年

NGF的研究重點(diǎn)從周圍神經(jīng)系統(tǒng)拓展到中樞神經(jīng)系統(tǒng)，乃至非神經(jīng)系統(tǒng)。1986年

Montalcini和Cohen因?qū)GF研究的杰出而榮獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。13第一節(jié)神經(jīng)生長因子基因家族目前十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)14StanleycohenRitaLeviMontalciniPhotomicrographsofsensorygangliaremovedfromaneight-day-oldchickembryoandculturedfor24hat37°C.Gangliawerecultured(a)inamediumcontainingnonervegrowthfactor(NGF)and(b)inamediumcontaining10ngml?1ofNGF.

目前十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)神經(jīng)生長因子基因家族：NGF、BDNF、NT-3和NT-4/5基因都位于1號(hào)染色體短臂近端，活性形式均為二聚體，單體分子量14kD左右，氨基酸序列相似。受體：高親和力受體：TrkA—NGFTrkB—BDNF和NT-4/5TrkC—NT-3低親和力受體：p75NTR蛋白15目前十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)16目前十六頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)（一）基因和分子結(jié)構(gòu)

NGF基因→mRNA→前體蛋白前體蛋白有兩種：長→7SNGF(α2βγ2三種亞基組成的復(fù)合體)短→2.5SNGF(β亞單位：兩個(gè)肽鏈(每個(gè)肽鏈118aa)組成的二聚體，分子量26kD)17目前十七頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)18Three-dimensionalrepresentationofNGF.A,theNGFdimerwitheachsubunitcoloreddifferentlyforclarity.B,thetertiaryfoldfortheNGFsubunit.Thethreedisulfidebridgesaredrawnaswhitestickswithgreenindicatingthesulfur-atom.目前十八頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)該家族分子結(jié)構(gòu)的保守性：①起始密碼子之后的信號(hào)肽；②與N端相連的糖基化部位和一個(gè)蛋白水解的裂解部位；③由二對(duì)不平衡的β-鏈形成的三維結(jié)構(gòu)，以及6個(gè)半胱氨酸殘基形成的3個(gè)二硫鍵。19目前十九頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)神經(jīng)組織：中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞都可以合成NGF，如海馬、大腦皮質(zhì)、小腦、下丘腦、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元、周圍神經(jīng)的脊神經(jīng)節(jié)、自主神經(jīng)節(jié)等。靶源性逆向分泌順行性分泌旁分泌自分泌20（二）NGF的分布目前二十頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)NGF的分布周圍組織：頜下腺(雄性小鼠)、前列腺（豚鼠）、成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞以及骨骼肌細(xì)胞。腫瘤組織（間充質(zhì)）：成神經(jīng)細(xì)胞瘤、神經(jīng)纖維瘤、肌肉瘤、脂肪肉瘤、黑色素瘤等。其它來源：

蛇毒：Crotalidae,Viperidae,Elapidae金魚的腦培養(yǎng)的細(xì)胞：C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞，成纖維細(xì)胞瘤細(xì)胞，

骨骼肌細(xì)胞，肉瘤37和180等21目前二十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)一、受體的類型Trk-R包括TrkA、TrkB和TrkC。NGF：TrkA；p75NTRTrk是原癌基因產(chǎn)物，該基因既編碼原肌球蛋白，又編碼酪氨酸激酶受體，因此稱為原肌球蛋白受體激酶(tropomyosinreceptorkinase,Trk)。22（三）NGF的受體目前二十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)二、TrkA的分子結(jié)構(gòu)TrkA(P140trkA)受體是分子量140kD的跨膜糖蛋白，解離常數(shù)Kd=10-11mmol/L，是NGF的高親和力受體。TrkA受體與NGF結(jié)合既可以激活內(nèi)在的酪氨酸激酶活性，又可以作為底物自身磷酸化。23目前二十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)24AlternativesplicinggeneratesmanyTrkreceptorisoformsRouxandBarker(2002)ProgNeurobiol67:203-233目前二十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)25目前二十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)TrksignalingpathwaysRas激活的下游信號(hào)1.PI3K-Akt:cellsurvival2.MAPK:neuriteoutgrowthandneuraldifferentiation3.PLC-IP3/DAG:activity-dependentplasticity目前二十六頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)27BrodeurGMetal.ClinCancerRes2009;15:3244-325027Trksignalingpathways目前二十七頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)MEK/MAPKpathway圖4-428目前二十八頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)29ActivatedTrkcansignallocallyandretrogradelyusingdifferentsignallingpathwaysMillerandKaplan(2001)Neuron32:767-770Slow(2-20mm/hr)目前二十九頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)30胞外區(qū)：4個(gè)重復(fù)的富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域，與配體結(jié)合有關(guān)。胞內(nèi)區(qū)：無固定的配體誘導(dǎo)的酶激活域，含有6個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)的死亡結(jié)構(gòu)域(deathdomain，DD)三、NGF低親和力受體：p75Kd=10-9M

(allneurotrophinscanbindp75NTR)目前三十頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)31P75recruitscytoplasmicinteractorstosignal目前三十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)P75蛋白可以與神經(jīng)生長因子家族的任一成員結(jié)合。①增強(qiáng)TrkA與NGF結(jié)合；②單獨(dú)發(fā)揮作用，參與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程。

p75-小鼠：感覺神經(jīng)元和交感神經(jīng)元缺損在胚胎發(fā)育的不同時(shí)期作用也不同：胚胎第12-15天：P75蛋白與TrkA共同維持神經(jīng)細(xì)胞的生存和生長；胚胎第19天--產(chǎn)后第2天：P75蛋白可以介導(dǎo)細(xì)胞凋亡。32目前三十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)1.NGF對(duì)胚胎發(fā)育期神經(jīng)元的作用促進(jìn)胚胎期神經(jīng)元的分化，維持已分化神經(jīng)元的功能，維持胚胎期神經(jīng)元的存活。分化：加快分化速度，促進(jìn)神經(jīng)纖維生長。促進(jìn)分化的定性標(biāo)志：選擇性誘導(dǎo)神經(jīng)遞質(zhì)合成酶活性增強(qiáng)(酪氨酸羥化酶、多巴胺β-羥化酶、乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶)。存活：交感神經(jīng)免疫切除胚胎早期：促進(jìn)有絲分裂胚胎晚期：限制神經(jīng)元最終數(shù)目33（四）NGF的多種營養(yǎng)性生物學(xué)效應(yīng)目前三十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)34目前三十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)2.NGF促進(jìn)生后發(fā)育神經(jīng)元的生長促進(jìn)神經(jīng)元蛋白質(zhì)的合成；引導(dǎo)神經(jīng)纖維的生長方向：趨化作用調(diào)節(jié)突觸形成和突觸重排：對(duì)突觸部位神經(jīng)活動(dòng)的聚合和分散進(jìn)行調(diào)節(jié)：神經(jīng)活動(dòng)的時(shí)間安排：先到先得NGF神經(jīng)活動(dòng)的空間安排：靶神經(jīng)元樹突多→突觸聚合35目前三十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)36Campenot,RB(1977)Localcontrolofneuritedevelopmentbynervegrowthfactor.ProcNatlAcadSciUSA.74(10):4516-9.NGF引導(dǎo)神經(jīng)纖維的生長方向：趨化作用目前三十六頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)3.NGF維持成熟神經(jīng)元的存活外源性NGF(10ng/ml)能夠有效促進(jìn)交感神經(jīng)元，脊神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的長時(shí)間存活，保持細(xì)胞內(nèi)適當(dāng)?shù)拟}離子濃度是NGF促進(jìn)存活的重要機(jī)制。NGF與凋亡相關(guān)基因c-myc共同調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡雙信號(hào)模式：細(xì)胞增殖：生長因子(+)；c-myc(+)細(xì)胞凋亡：生長因子(-)；c-myc(-)誘導(dǎo)神經(jīng)元軸突出芽生長37目前三十七頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)4.NGF促進(jìn)神經(jīng)損傷的修復(fù)和再生運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元胚胎和生后發(fā)育早期：表達(dá)NGF受體成年期：不表達(dá)NGF受體神經(jīng)纖維損傷→向胚胎期逆轉(zhuǎn)，啟動(dòng)NGF受體mRNA表達(dá)增加5.NGF對(duì)神經(jīng)變性性疾病的作用Alzheimer’sdisease38目前三十八頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)6.NGF對(duì)腫瘤的潛在性治療作用正常嗜鉻細(xì)胞：促有絲分裂→生長繁殖PC12嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞：拮抗有絲分裂，并促進(jìn)其分化為正常的神經(jīng)細(xì)胞7.NGF在炎性疾病中的作用NGF在關(guān)節(jié)炎、哮喘、氣道炎癥、周圍組織炎癥的水平明顯升高；增加氣道高反應(yīng)性8.NGF在糖尿病周圍神經(jīng)病變中的治療作用主要機(jī)制：靶源性NGF的逆行運(yùn)輸受阻周圍神經(jīng)靶組織內(nèi)NGFmRNA表達(dá)下降，病人血清中NGF下調(diào)針對(duì)周圍神經(jīng)病變，給予重組人NGF39目前三十九頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)40TheRoleofNerveGrowthFactor(NGF)inAsthma.

Duringanallergicasthmaattack,increasedamountsofNGFareproducedbybronchiolarsmoothmusclecells,endothelialcells,andinfiltratingimmunecells.TheinteractionofNGFwithNGFReceptors(NGFR/p75NTR;TrkA)onsensoryneuronsamplifiesneuronalsensitivity,whiletheinteractionofNGFwithitsreceptorsonhematopoieticcellspromotescellularactivationandinfiltrationofthebronchiole.目前四十頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)41ReleaseofNGFproducessensitizationoftheperipheralterminalsofsensoryneurons.目前四十一頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)1.對(duì)膽堿能神經(jīng)元的作用促使培養(yǎng)的膽堿能神經(jīng)元的存活和表型分化(ChAT)BDNF—膽堿能神經(jīng)元的早期發(fā)育NGF—膽堿能神經(jīng)元的晚期發(fā)育2.對(duì)多巴胺能神經(jīng)元的作用促使培養(yǎng)的多巴胺能神經(jīng)元的存活和分化NGF沒有類似的作用BDNF——多巴胺神經(jīng)元的早期發(fā)育(與P75結(jié)合→增加酪氨酸羥化酶基因表達(dá))二、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brainderivedneurotrophicfactor,BDNF)的生物學(xué)作用42目前四十二頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)3.對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的作用促進(jìn)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的發(fā)育，防止發(fā)育中的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元凋亡，維持成年運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的存活，促進(jìn)受損傷的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的存活和軸突再生。4.對(duì)感覺神經(jīng)元的作用維持外周感覺神經(jīng)元的存活所必需：脊神經(jīng)節(jié)、前庭神經(jīng)節(jié)、結(jié)狀神經(jīng)節(jié)感覺神經(jīng)元可以表達(dá)BDNF和TrkB，通過自分泌和旁分泌環(huán)路維持感覺神經(jīng)元的存活5.對(duì)神經(jīng)元變性性疾病有治療作用。AD:膽堿能神經(jīng)元退行性變PD:DA能神經(jīng)元退行性變43目前四十三頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)二、NT-3的作用1.維持神經(jīng)元的存活，促進(jìn)其分化與增殖對(duì)多種神經(jīng)元均有營養(yǎng)作用促進(jìn)在體少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞的增殖分化對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)作用的機(jī)制：維持細(xì)胞內(nèi)鈣離子穩(wěn)態(tài)，抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)細(xì)胞功能恢復(fù)。2.誘導(dǎo)神經(jīng)元軸突生長促進(jìn)背根節(jié)感覺神經(jīng)元、迷走神經(jīng)結(jié)狀神經(jīng)節(jié)、交感神經(jīng)節(jié)的軸突生長促進(jìn)發(fā)育和損傷的軸突出芽3.促進(jìn)神經(jīng)損傷修復(fù)44目前四十四頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)三、NT-4/5的作用1.維持神經(jīng)元的分化和存活膽堿能神經(jīng)元、去甲腎上腺素能神經(jīng)元、GABA能神經(jīng)元、多巴胺神經(jīng)元增強(qiáng)神經(jīng)元對(duì)鈣介導(dǎo)損傷的抵抗力2.對(duì)外周神經(jīng)損傷有修復(fù)作用對(duì)受損傷的脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元有保護(hù)作用3.對(duì)味覺發(fā)育的作用維持菌狀乳頭的發(fā)育和生長4.對(duì)視覺中樞發(fā)育中的作用影響眼優(yōu)勢柱和外側(cè)膝狀體分層結(jié)構(gòu)的發(fā)育45目前四十五頁\總數(shù)五十二頁\編于十八點(diǎn)1940年，Trowell和Hoffman在腦和垂體組織提取液中發(fā)現(xiàn)一種可以促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖的物質(zhì)；1974年，該物質(zhì)被Gospodarwicz從牛腦垂體中分離純化，并命名為成纖維細(xì)胞生長因子（FGF）；