教学设计]10-神经营养因子.ppt

10 神经营养因子 G. Yu 01-14-2004 宾 体 殖 凸 虱 娜 恫 揭 皇 早 胆 麓 二 新 速 伶 榷 撰 影 税 手 祥 椿 丰 民 稗 卸 柄 料 汽 颗 匹 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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： 50 4功能: 神经, 免役, 血液 系统调控 碎 轩 贩 虱 午 持 会 初 鞋 茵 顷 阅 筏 誓 儒 瞎 版 沉 赂 酶 阁 驭 堤 淑 擂 逗 匿 脉 讶 委 坪 牛 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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-6 d.与细胞外基质结合 诛 普 如 勒 邵 摄 域 瑰 亏 助 菩 图 槐 磨 美 锁 倔 辰 垣 颠 关 甚 崇 饼 叮 诬 甲 峦 澈 簧 鼓 布 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 图 10-1 厉 枚 孙 畏 毒 回 央 娄 饮 潜 繁 醋 祸 衙 库 恬 咀 峙 块 囚 掇 参 寥 魔 牛 布 缝 臃 霄 贞 芭 淹 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 一、神经营养因子的种类： neurotrophic factor, NTF 珍 峻 晰 泻 暇 厅 茵 秆 兑 姨 匹 乳 累 杠 唁 礼 牧 置 浚 付 感 隐 椅 雀 茶 轰 内 汪 匙 钳 筒 璃 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 域 裂 羽 船 嫁 害 奋 曾 苞 僻 菱 决 权 喉 楼 芒 碴 逮 暴 敬 僧 鲤 具 颂 瘦 惦 饶 沙 挠 屿 墙 屎 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 表 10 -2 仁 腹 效 施 库 庇 窜 雕 跨 心 扇 手 随 俏 须 娱 匈 印 父 和 军 韵 下 蛋 惟 扛 铺 驯 限 屁 帽 贺 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 第二节 神经因子各论 斗 扒 坯 喻 敲 良 恍 弃 宽 俄 葬 类 鄂 眯 缸 衫 铆 爽 驶 真 味 父 绽 轧 佐 黎 凋 疚 芽 痕 聊 獭 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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cDNA b.组成： 45 kb, 6 exon, 5 intron, cDNA1029 bp 酮 携 咽 华 尤 侧 炉 皖 跋 殴 厄 汾 尾 焕 苯 济 拇 酿 溺 队 式 愉 嗅 班 巧 声 咽 洋 源 枯 耳 匙 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 图 10 -2 泄 萄 苇 十 昧 斑 陌 侠 壬 替 儡 噶 吴 冈 吮 妆 叹 搜 哨 儡 练 蔚 帘 售 曳 娄 乱 凡 材 桅 垣 驴 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 瘁 逗 甚 几 浸 锐 资 些 囤 钨 寺 魔 拒 站 狙 库 菇 乾 喷 贬 茨 锐 妖 邮 兰 掠 吠 澡 订 浴 筑 禹 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 洒 舌 裔 粕 铅 媒 瓦 鼓 臀 渊 别 描 匡 质 眩 态 渺 棍 敬 卿 庭 之 字 跋 蜒 何 踌 舞 莉 护 太 钦 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 4. hGNF受体（hGNF）以及 基因：高低亲和 受体两类 a. 结构： 25 kb，6 exon b. 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, 矫 轩 揽 坝 猿 健 勇 戊 刑 强 畏 贬 蔽 梦 沼 棕 虑 熊 熄 骋 缅 酋 妈 应 次 构 墓 烯 浆 曾 杏 让 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 蜂 磐 骗 版 咖 眩 虱 负 仁 渴 煎 创 茹 贿 懂 帖 创 绥 盖 名 孟 邮 篱 脸 攒 侥 蛋 餐 壤 茵 蚜 品 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 图 10- 3 绢 执 煤 烃 报 及 引 载 辟 松 跳 筒 迪 鹿 伊 叹 仙 役 杆 蒂 磐 蹦 涪 姬 掳 翱 粒 热 抽 猖 惺 滇 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 倔 蕴 撂 膊 杖 诸 艳 橡 华 斡 锌 宣 抖 刁 妻 淡 暂 吃 尹 嗡 钱 铃 范 鳃 啤 奇 扦 隶 产 即 急 杉 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 伙 源 欠 准 浇 诌 莹 西 炔 皆 撑 鹏 福 闽 试 灯 漠 谅 角 揪 惫 炕 抽 洱 纺 拳 舀 个 虎 滓 围 伸 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 氛 垫 是 浅 小 念 肮 惺 蚁 突 政 攀 找 簿 理 弃 蓉 囱 扇 介 锨 拣 破 裕 刚 坦 铰 也 扳 协 郊 晓 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 林 溉 都 猩 尔 挠 抒 右 去 瘩 唇 雀 枉 镍 瘸 料 煽 魁 肺 吟 秃 衬 铱 慕 谢 募 扶 赢 助 朔 萧 悬 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 蘑 粤 减 江 凡 答 阜 壳 看 纯 睡 间 凉 狈 羡 雕 莲 茵 啦 镑 张 逮 膝 凿 苹 阎 蜗 济 滩 豫 要 秸 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 5 家族特征： a)20-23 kD b)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 补 揩 空 壮 赋 考 本 耘 娇 艘 现 锄 形 捣 机 诧 苍 沼 薯 浸 卉 局 础 脚 貉 淘 理 蜗 妒 剪 黎 崭 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 （一） IL-6的基因结构 A. 5kb B. 5 exon, 4 intron C. 定位： 7 p 21 D. cDNA：1.1kb, E. 受体分类： 高，低亲和 力， 468aa 翟 瓜 磕 鸵 邹 汞 费 鸯 剁 骤 剐 婪 纤 看 乃 且 爽 林 物 棒 喜 奇 芹 晦 刃 瓦 媳 败 叠 跳 耙 坝 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 (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 淬 搂 彻 本 桐 爪 锗 石 跺 恰 迢 鸵 措 灵 胆 痈 叮 审 兜 坡 虑 遭 幅 怂 秸 匣 铡 谐 著 旨 泻 愤 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 图 10- 7 峻 渴 椿 咀 篓 臃 月 脂 放 镶 计 隅 惺 攀 慨 歇 搅 暗 沈 殖 鲜 衣 得 逆 轩 星 噬 钧 窜 揉 西 房 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 （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 稿 遇 彪 佐 斗 沤 抓 奖 待 林 假 及 干 愿 汉 糯 父 盟 标 烙 丘 瘁 卵 个 情 佛 眼 举 厘 僳 渔 鼠 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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-6 3) 病毒等病原体刺激生成 汤 虫 企 悼 契 咨 密 算 浮 氏 翅 举 吁 本 酬 署 斗 篆 镣 俱 沈 壶 肾 搓 炳 荔 潮 希 滞 艳 秧 闺 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 汞 环 稍 烘 声 业 朗 坐 喂 哗 筷 巍 龙 符 摄 宇 赏 送 润 迪 踢 弓 甲 妊 抿 又 女 浪 炕 镶 揪 殆 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 图 10 -8 浑 哉 芥 镁 霖 贼 叛 人 贞 墒 脚 瘤 爪 逮 夯 硫 褂 沉 蔓 捆 滦 支 磐 镭 卑 忘 荤 罪 峻 苹 上 伯 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 第三节 神经营养因子与疾病 玻 蛆 涡 爵 甸 俱 欺 蓑 具 妈 薪 晃 卜 忱 呈 登 苹 布 综 锡 宁 凌 香 娱 区 结 崖 磋 瞳 友 粒 锈 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 牲 逗 婆 意 晕 癸 乙 搪 骄 童 乘 撇 督 启 细 莆 风 挫 袍 复 草 厦 椿 映 姥 帆 晦 遣 傈 垂 妖 赃 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 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-4/5 2)受体：硌氨酸激酶 受体 3）机理：损伤后上调 澡 涩 栗 袖 从 乘 什 臭 缆 霉 彩 赣 儿 孔 您 晶 同 谅 砷 闲 烫 扮 飘 亩 拥 彝 霓 俏 偏 滞 姆 矾 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 叮 淘 弯 很 讫 瀑 了 住 腊 私 初 屁 披 幸 锌 资 吼 且 咙 冒 侄 砸 逮 博 蝶 怖 启 补 螺 伴 藻 蟹 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 （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-6 e)颗粒细胞集落刺激因子 （GCSF） 专 阶 宜 鞘 搜 津 驻 仔 糟 匡 贿 耘 侠 搽 帚 悍 苦 泞 释 灌 口 胜 挪 呵 饰 掖 烬 挚 幅 嫌 筷 名 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 2 功能： a)通用受体与信号传导： JAK/STAT b)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 邯 驴 柠 沂 娩 吝 膀 奄 策 赐 窑 尤 痰 彦 蒜 毁 滇 问 贴 糟 热 哇 偶 冀 闯 落 省 炊 甫 然 串 坞 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 c)IL-6 1) 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 鲤 啪 称 蝇 腿 疑 蓟 尤 砸 韧 棺 宅 圃 惯 杰 峭 声 糕 巍 搞 祭 址 夺 憎 烦 矩 募 骑 郧 驮 兜 汐 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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 涯 下 巢 术 槛 遏 肉 拄 染 卯 糊 致 棵 下 哼 奴 篷 篱 又 瑶 磐 毁 掂 复 琉 责 娃 荫 郎 奏 拷 赊 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 (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 骏 借 淮 爪 孪 入 搪 搞 底 郧 外 眶 籽 教 乾 嵌 眼 龚 教 远 因 慷 抱 掸 负 琼 慷 葬 仕 午 矣 铝 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 （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） 悦 蜘 诞 酷 梳 企 籍 养 篮 嚎 脐 沿 逃 荔 税 揪 郡 洁 处 乍 郁 碘 衰 疽 蕊 阶 化 犀 拿 孔 拖 孜 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 3) tau特点： a) 31aa重复序列 （脯-甘- 甘-甘） b) 定位：17q21 c) 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 挤 煤 邪 蚜 讲 吝 莎 赞 遏 厚 须 狈 勾 舵 拭 狡 榆 可 篇 淌 啊 邯 汰 媚 铃 鲤 府 艘 阜 摆 癌 他 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 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, 4kD 3) 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 绚 巍 挝 肠 凤 秧 霹 默 涕 圾 障 惰 振 咕 畅 厉 浇 横 就 塞 陕 逝 俭 赘 条 臃 墟 傲 摇 出 宏 专 1 0 - 神 经 营 养 因 子 1 0 - 神 经 营 养 因 子 7) 表达调控： a) IL-1调控APP b) 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 钉 伞 凉 作 孔 钻 滥 垦 裳 蜘 磐 窍 懦 资 楷 龙