《神经营养因子》

1、1 10 神经营养因子 G. Yu 01-14-2004 2 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 3 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 4 图 10-1 5 一、神经营养因子的种类：neurotrophic factor, NTF 6 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

2、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 7 表 10-2 8 第二节 神经因子各论 9 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 10 图 10-2 11 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

3、信号肽 B产物：2.7 kD前体， -121起点的信 号肽 12 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 13 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, 14 5. 生长因子受体（hNGFR）的表达： A.方法：编码hNGFR导入成纤维

4、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 15 图 10-3 16 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 17 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 18

5、 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 19 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 20 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

6、子（growth promoting activity, GPA） f)IL-6， IL-11 21 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 22 （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 23 (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 o

7、f transcription, STAT） 细胞核 2. 图 10-7 24 图 10-7 25 （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 26 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 27 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

8、大 保护， 或产生神经毒 28 图 10-8 29 第三节 神经营养因子与疾病 30 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 31 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 32 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

9、33 （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） 34 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)

10、 提示：CNTF用于老年性痴呆，侧 索硬化症治疗 35 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 36 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 37 (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

11、3) 淀粉样前体蛋白突变：21q12.3- q22.05 38 （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） 39 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 40 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, 4k

12、D 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 41 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 42 3 载脂蛋白E基因（apoE gene） 1) 定位：染色体19， 3597bp, 4 exon, 3 intron 2) 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， E4/2 5) E4与