脑源性神经营养因子与中枢神经修复再生
脑源性神经营养因子与中枢神经修复再生
脑源性神经营养因子与中枢神经修复再生
临床神经病学杂志 2000年第4期第13卷 综述
作者:姜晓丹综述 宋文光 徐如祥 李铁林审校
单位:510282广州第一军医大学珠江医院
神经营养因子在保护神经元存活并促进其突起生长发育过程中,常出现基因表达的时相变异,对不同种类的神经元有明显的作用选择性。脑源性神经营养因子(BDNF)作为神经营养因子家族中的一员,广泛分布于大脑中,是一类可促进运动神经元、感觉神经元、基底节前脑胆碱能神经元、皮层神经元、海马神经元、多巴胺能神经元等的存活和生长发育并能防止它们受损死亡,改善神经元病理状态、促进受损伤神经元再生及分化成熟等生物效应的多肽或蛋白质,在中枢神经系统(CNS)的损伤修复中具有重要的作用。本文就其理化性质、生物学特性及在中枢神经修复与再生中的作用等进行综述。
1 理化性质
1.1 分子量及分子结构 BDNF是Barde等1982年从猪脑中分离纯化的一种碱性蛋白,分子量为12.3KD,等电点为10,因其来源于脑组织,并可维持鸡胚感觉神经元的体外存活、促使其神经元出芽而被命名
[2][1]。由1.5千克的猪脑中可提取该因子1 mg,其生物活力为0.4 ng/ml.unit。BDNF有两种不同的前体形式,分别是长链和短链前体,目前已知短链前体由249个氨基酸组成。1989年,Leibroch 等人用鼠cDNA探针和Northern Blot方法分析发现,脑内存在着BDNF的mRNA,证实了中枢神经可以合成BDNF;同时发现BDNF与已知的神经生长因子(NGF)结构上有着极其相似的氨基酸序列及相互关联的生物学活性,表现为二者的肽链均由大约120个氨基酸组成 (约有55%~60%的氨基酸同源序列),其中的6个恒定的半胱氨酸残基可形成维持BDNF、NGF生物活性所必需的三对二硫键。由此提出,BDNF与NGF同为一个基因家族,并与后来以PCR技术鉴定克隆出的NT-3、NT-4和NT-5一起被统称为“神经营养素家族”[3,4]。以T-载体克隆法对人BDNF全长基因PCR产物克隆及基因序列分析显示,
[5]人BDNF基因全长共744bp,起始密码子为ATG,终止密码子为TAG
强作用由cAMP介导的门控系统来调节[6]。BDNF所诱导的突触增。
1.2 分布及来源 BDNF主要由脑组织合成,主要分布于CNS中。用BDNF mRNA分析技术表明,BDNF在脑中主要分布在海马和皮质,也存在于纹状体中。Wetmore等人[7]在实验中发现,海马有能与BDNF特异结合的编码trKB基因高度表达,海马锥体细胞核中有BDNF的存在;BDNF mRNA 在海马锥体细胞、齿状回的颗粒细胞和皮质表现为阳性分布;在杏仁核、扣带
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