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10 神经营养因子G. Yu01-14-2004 第一节总论1细胞因子：cytokine 细胞内存在分泌的生物活性大分子，大多数为多肽2表达：防卫，刺激3种类： 504功能: 神经, 免役, 血液系统调控 5与靶细胞结合方式:a.受体结合: ex. 白细胞介素b.可溶性受体结合: c.与携带蛋白结合: ex. 2巨球蛋白+ IL-1, IL-6d.与细胞外基质结合 图 10-1 一、神经营养因子的种类：neurotrophic factor, NTF 二、细胞因子的功能特点1多功能性：一种因子 不同靶细胞 相似、不同效应， ex. IL-6 免疫应答、造血2协同功能：ex. IL-6 与 PDGF、DGNF、FGF 共同促进神经再生3自分泌、旁分泌：autocrine, paracrine 表 10-2 第二节 神经因子各论 一般介绍： 1972年发现、构成一个家族1NGF 基因：a.发现： 依据小鼠NGF的aa探针 cDNA人类cDNAb.组成： 45 kb, 6 exon, 5 intron, cDNA1029 bp 图 10-2 2NGF氨基酸序列：a.高度同源： 鼠-人b.抗原不同：决定簇不同 无免疫交叉反应c.基因产物：具有糖基化位点产物：.前体，-187起点的70 aa信号肽B产物：2.7 kD前体， -121起点的信号肽 3NGF的基因工程a.原核细胞表达：无进展，二硫腱错接，肽键折叠b. 真核细胞表达：15-40g/l 4. hGNF受体（hGNF）以及基因：高低亲和受体两类a. 结构： 25 kb，6 exonb. 28 aa 信号肽 c. 膜外区：C末端、前exon, 160 aa 构成40 aa的4个重复结构，保守结构为6半胱氨酸+富含苏/丝氨酸序列d. 膜区：exon, 22 aa，e. 胞浆区：5-6 exon, 155 aa, 5. 生长因子受体（hNGFR）的表达：A.方法：编码hNGFR导入成纤维细胞 表达低亲和力受体B. NGFR缺失PC12细胞系两类受体表达C.推测： 同源一类基因D.过程：NGFA +NGFR 复合物进入细胞 溶酶体降解NGF、再循环 效应 图 10-3 6 NGF的生物学效应A.效应细胞：表达NGF受体生物学效应细胞B.周围：交感神经元，嗜铬细胞，感觉神经的背根细胞三叉半月节C.中枢：胆碱神经原D. 功能： 神经原存活 7 NGF在发育和成年期的变化：A.发育期：发育逐渐增加出生下降恒定至成年B.功能：a)诱导神经原定向生长b)控制数量c)刺激胞体、树突发育d)影响密度e)促进分化.成年：下降但依赖 8. NGF与疾病：A.切断胆碱纤维 神经原死亡B.注射NGF 恢复C. NGF与老年痴呆： 发挥治疗效应 二、白细胞介素6： interleukin-6, IL-6简介：1.生成细胞： 淋巴，非淋巴细胞2.多肽3. 免疫应答， 造血， 神经生长分化 4.家族成员：a)睫状体神经营养因子（ ciliary neurotrophic factor, CNTF）b)白血病抑制因子（leukemia inhibitor factor,LIF）c)抑癌因子（oncostatin）d)心肌营养因子1（ cardiotrophin-1, CT-1）e)促生长活性因子（growth promoting activity, GPA）f) IL-6， IL-11 5 家族特征：a) 20-23 kDb) 30% aa同源c)共同具有相似3级结构：反平行螺旋组成d) 多功能性 （一）IL-6的基因结构A. 5kbB. 5 exon, 4 intronC.定位： 7 p 21D. cDNA：1.1kb, E. 受体分类： 高，低亲和力， 468aa (二) IL-6信号传导1.配体+受体 + gp130形成二聚体 JAK家族落氨酸激酶激活“激活信号蛋白和转录因子（signal transducers and activators of transcription, STAT）细胞核2. 图 10-7 图 10-7 （三）IL-6在神经系统中的来源、合成信号与功能1.信号来源1)周围神经系统：神经原、星型细胞、小胶质细胞2) 中枢：皮层、海马 2 调节IL-6生物合成的信号1) IL-1， TNF-2) IL-1， TNF-， IFN-，histaming刺激星型细胞生成IL-63) 病毒等病原体刺激生成 3 IL-6在神经系统功能1)存活2)保护神经3)诱导分化4)增强Ca2+反应5) 调节递质合成6)星型细胞增殖，等7)关于IL-6的双向调节：IL-6神经原逐级放大 保护， 或产生神经毒 图 10-8 第三节 神经营养因子与疾病 一、细胞因子与细胞再生：保护神经原存活、再生后与靶细胞的定向联系、损伤下游的营养1.影响存活因素：类型、年龄、距离2.损伤后N元死亡原因：营养缺乏、营养因子 二、神经营养因子与受体（一）神经营养因子家族1.神经营养因子家族1)家族：NGF，BDNF，NT-3，NT-4/52)受体：硌氨酸激酶受体3）机理：损伤后上调 2 生物活性：1) NGF +受体 阻止切断感觉神经死亡2) BDNF，NT-3，NT-4/5 +受体 胚胎，初生运动神经原存活3） 保护成年神经原活力 （二）神经生成素细胞因子1.成员：a)睫状体神经营养因子（ ciliary neurotrophic factor, CNTF）b)白血病抑制因子（leukemia inhibitor factor,LIF）c)抑癌因子（oncostatin）d) IL-6e)颗粒细胞集落刺激因子（GCSF） 2 功能：a)通用受体与信号传导：JAK/STATb) CNTF：1)研究显示促进鸡胚胎睫状体神经节胆碱能纤维存活2)使切断后的神经的神经原死亡3)受体缺失 运动神经原死亡4)近年发现：注射CNTF到侧脑室阻止海马神经原死亡（该传导束胆碱与GABA保护神经原）5) 提示：CNTF用于老年性痴呆，侧索硬化症治疗 c) IL-61) 应激蛋白，损伤数小时增高2)促进切断神经原存活3)促进造血细胞在神经原浸润释放IL-6， IL-1 触发损伤神经原基因表达4)淋巴细胞产生的干扰素IFN-，TNF- IL-6 三、老年性痴呆(Alzheimers disease, AD)(一)临床：1智力，记忆力， 定向力 2情感：多疑，失常，3. CT：脑室， 回沟，脑萎缩 (一)病理改变1.萎缩：额，顶，颞，脑室扩张2.微结构：老年班，淀粉样变，空泡3.分子生物学：1) 14q24.3 (产物不明)2) apoE4与早期发病有关3) 淀粉样前体蛋白突变：21q12.3-q22.05 （三） 分子生物学变化1.神经纤维缠结1)结构：细胞骨架形成双螺旋结构2)成分：微管蛋白（PHF-tau蛋白） 3) tau特点：a) 31aa重复序列 （脯-甘-甘-甘）b) 定位：17q21c) 磷蛋白，AD中表现为过度磷酸化微管结构不良N变性d) 糖基化修饰微管结构不良N变性 2 老年班与淀粉蛋白沉淀1) 淀粉蛋白沉淀，溶酶体致密体，异常PHF（双螺旋微丝）2) 编码淀粉样前体蛋白（APP）基因：21q11, 2q22 (q长臂)，18 exon, 17 intron, 700aa, 4kD3) 表达：APP695（神经原）， APP751/770（胶质细胞）4) KPI：APP751/770为含kunitz蛋白酶抑制剂共同的序列5) AD患者：APP与KPI含量增高6) 新发现蛋白：APLP-1（淀粉样前体蛋白-1）与AP同源，染色体19 7) 表达调控：a) IL-1调控APPb) TGF-1， IL-2， IL-3，IL-6，GM-CSF 增强APP表达c) 结论：细胞因子参与AD病理过程 3 载脂蛋白E基因（apoE gene） 1) 定位：染色体19， 3597bp, 4 exon, 3 intron2) mRNA: 1169 核苷酸 299aa, 34 kD 蛋白3) 异构体：E2，3，4；不同等位基因产物，差别：112与158 氨基酸4) 人群中的表现型：E4/4， E3/3， E2/2，E4/3， E3/2， E4/25) E4与海马胆碱已酰转移酶成反比 （四）AD患者中细胞因子的变化1. IL-6：在AD脑脊液中增高，提示早期变化指征2. IL-1与TNF（肿瘤坏死因子）： 在脑脊液中与血液中分别增高3. NGF（神经生长因子）：减少 （五）A D患者治疗1 . N G F基因重组治疗2. 证实可延缓实验动物神经原变化3. 目前的进展 F I N E14-01-2004
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