1神经生物学第5章
(三)
25.5神经营养因子神经营养因子(neurotrophicfactors,NTFs):一组超出普通维持生存所必需的基本营养物质以外的,对神经细胞起特殊营养作用的多肽分子,是诸多细胞生长调节因子中的一类。参与调节发育过程中的神经元存活促进神经细胞的生长和延长生存时间促进胚胎发育、细胞分化、创伤愈合参与免疫调节及至肿瘤发生等
35.5.1分类根据结构同源性以及产生生物学效应共同的信号转导机制分类。表5-6神经营养因子及其受体神经营养因子家族及其代表成员神经营养因子受体家族及其代表成员神经营养素家族Trk(R-PTKs)胶质细胞源性神经营养因子家族与Ret偶联睫状神经生长因子家族与Janus激酶(JAK)偶联表皮生长因子家族ErbB(R-PTKs)其他生长因子受体-蛋白酪氨酸激酶白介素及相关细胞因子涉及多种转化生长因子(TGF)家族受体蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶其他细胞因子涉及多种趋化因子G蛋白偶联受体
45.5.2代谢和作用方式源于靶细胞而逆向营养神经元某些贮存于大致密囊泡内通过蛋白质降解而终止其信号作用很复杂,主要通过信息的逆向传递、旁分泌传递、自分泌传递、信息顺向传递和非分泌作用等方式发挥效应
55.5.3神经营养素家族(neurotrophins,NT)碱性的小分子蛋白质氨基酸组成约50%同源均通过Trk受体胞内信号转导机制相同特征神经生长因子(NGF)脑源性神经营养因子(BDNF)神经营养素-3(NT-3)神经营养素-4(NT-4)NT-6、NT-7(源自鱼类)成员
6神经生长因子(NerveGrowthFactor,NGF)1951年,Levi-Montalcini和VicktorHamburger发现NGF,1983年基因被克隆,1986年获诺贝尔奖。Levi-Montalcini定义:一种在机体自然存在的,能刺激交感和某些感觉神经生长和分化的五聚体蛋白质。Aclumpofsympatheticneuronsinculture
7(1)NGF的结构与分布五聚体蛋白,分子量为140KD,2个α、1个β和2个γ亚单位β亚单位含有118个氨基酸残基,是NGF与受体结合的关键区域主要分布于中枢和周围神经系统X-raycrystallographicstructuresofNGFaloneandboundtop75NTR
8NGF介导的神经元存活和分化的信号转导机制
9(2)NGF的主要生物学效应在发育期1)诱导神经纤维定向生长2)控制神经元存活的数量3)刺激某些神经元胞体和树突的发育4)影响神经纤维支配靶区的密度,如NGF水平高的器官,交感神经纤维分布的密度大5)促进神经元的分化,使神经元胞体增大、树突发育、轴突生长6)引起神经元胞体内蛋白质合成、糖、脂肪代谢7)促进微丝和微管蛋白的合成和微管的磷酸化等
10在成年期神经元对NGF的依赖下降部分交感及成熟的感觉神经元、前脑胆碱能神经元需依赖NGF存活NGF与学习记忆密切相关神经受损伤后,效应神经元及靶区NGF水平增高,有利于轴突的再生NGF对非神经系统也有作用
112.脑源性神经营养因子(brain-derivedneurotrophicfactor,BDNF)分布脑(以海马、皮层最多)脊髓肌肉、心、肺1982年Barde等在猪脑提取液中分离获得1989年其基因被克隆、测序分子量13KD,由120个氨基酸组成,与NGF有50%~60%同源BDNF
12生物学效应1)防止脊髓运动神经元在胚胎期发生的凋亡2)维持成年运动神经元的存活促进病变神经元的存活和轴突再生对其他神经元的作用星形胶质细胞(红)表达BDNF(黄),作用于神经元(蓝)
133.神经营养因子-3(neurotrophin-3,NT-3)中枢和外周神经系统广泛,主要分布于海马、脑、脊神经节、脑干、脊髓分布1990年由Ernfors采用基因克隆的方法发现的NT-3为一碱性蛋白,分子量为13.6KD,由119个氨基酸组成与小鼠NGF和猪BDNA氨基酸序列57%同源
14生物学效应1)维持神经元存活,促进其分化和增殖,可作用于交感、感觉、运动、胆碱能神经元2)诱导神经元轴突生长,促进背神根经节、睫状神经节、交感神经节神经细胞轴突的生长3)促进神经损伤的修复,如促进脊髓运动功能的恢复
154.神经营养因子-4/5(neurotrophin-4/5,NT-4,NT-5)1991年从非洲爪蟾和哺乳类动物组织中分别克隆到NT-4和