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神经生长因子的研究进展赵永芳 秦妮 张愚（武汉大学生命科学院 430072）神经生长因子（Nerve Growth Factor,NGF)是一种由118个氨基组成的蛋白质，已成为神经科学领域中最引人注目的课题之一。NGF是维持交感神经元和感觉神经元生长、发育和功能所必需的营养因子。NGF的营养作用与一些神经元退行性疾病，如人们关注的Alzheimers疾病的发生与发展有关密切作用；在某些神经系统损伤时，多次给予明显降低；在一些肿瘤中NGF及其受体常有高浓度表达。这些现象都促使人们将目光越来越多地集中到NGF上，并对其临床应用寄予很大的期望。现将近年来有关这方面的研究和进展介绍如下。1 神经生长因子（NGF）的发现及理化性质NGF的最早发现在S-180细胞中。Buerker试验了给发育中的神经系统施加额外的同源性的组织（例如小鼠肿瘤组织），将小鼠肉瘤S-180接种在3天鸡胚的体腔内，发现感觉和交感神经链加大了20%，瘤内有了密集的神经支配。Levi-Montalcini用两组实验检测，S-180的神经营养作用是由于瘤细胞产生了一种可扩散和物质，它有刺激神经元生长以及神经纤维延长的功能。后来人们发现小鼠会颌下腺含的NGF比S-180细胞的效力大一万倍。通达对小鼠颌下腺NGF的研究，获得了许多关于NGF理化性质的数据。小鼠颌下腺中NGF以Ts NGF复合物的β-NGF亚基存在。7s NGF复合物由α、β、γ3个亚基和锌离子构成，化学计算式为α2βγ2，分子量为14万，在酸（pH5 ）、碱（pH8）或单纯衡释时会被解离。α亚单位是非匀质的酸性糖蛋白，分子量为26KD，pH为4.3。一般认为它起保护性或携带载体作用，因为它能阻止γ亚单位对β亚单位的分解；而γ亚单位是一种精基酸特异性酯肽酶，参予NGF前体的加工，pI为5.5；锌离子则有稳定亚单位结构的作用；具备生物学功能的β亚单位是一个26.5KD的聚体由3个二硫键共价结合起来的二聚体，等电点是9.3。从小鼠颌下腺分离纯化NGF的方法已建立子多种，其中一种是利用7sNGF复合物和βNGF亚基的不同等电点，通过两次离子交换柱层析得到NGF。这种方法所分离出来的NGF二聚体缺少17-20%C末端Arg残基和35%N末端8肽序列，这是由于当暴露在颌下腺抽提物中的两种特异性酶切造成。其中缺少1个或2个C末端Arg的β-NGF的生物学活性。但却阻碍了β-NGF与α、γNGF的重新合成7sNGF复合物。但也有人认为，完整分子与缺失Arg的分子相比，在生物学效应上有不同，并会导致生理上的相关变化。这些争论还有待有一步探讨。2 NGF的生物学作用NGF对生命某阶段的一些神经元群的生存和发展是必需的。交感神经元始终都对NGF起反应，但在胚胎和初生期的敏感性最高。孵化鸡胚在14天之前，感觉神经节有敏感性，此后敏感性就降低。NGF在机体组织器官（包括脑）中分布广泛。它在靶组织中的浓度与交感神经在靶区分布的密度和mR-NA含量有关系。从头所周知，无论是体外或体内，NGF对神经元的存活和生长是必须的，以抗NGF血清处理神经节细胞的组织进行培养，或去除培养基中的NGF，都能使细胞迅速死亡。Cohen和Levi-Montalcini发现，注入抗NGF的血清，可使初生小鼠产生的天然NGF的活性丧失。这些动物的行为虽然正常，但却没有交感神经节链。即所谓“交感神经免疫功能切除术”（Immunosympathectomy）。如果给母鼠注入NGF抗体，将会使胎氧缺少感觉神经系统。相反，将NGF注入胚胎小鼠或初生小鼠体内，会使感觉和交感神经节比正常的增大数倍，单个的神经元变大，内质网、神经微丝和神经微管等细胞器也增多。将NGF注入新生大鼠脑隔区、海马和新皮质时，这些部位胆碱能神经元的cAMP活性明显升高，ChAc活性增高2倍，表明NGF对脑细胞正常发育和其功能和维持有明显效应。但是老龄的感觉神经元和交感神经元对NGF反应迟钝，这种情况与老龄细胞NGF受体的减少有关。给Alzheimers病大鼠模型脑内注入NGF的，不仅防止90%-100%胆碱能神经元的死亡，而且可预防学习和记忆能力等丧失缺陷。此外，Carraneo和Mekay 实验证明，神经元前体细胞在有NGF的环境中能继续增殖。所以NGF具有调节神经元前体细胞增殖和分化的作用。NGF还能调节成熟感觉神经元中P物质的CGRP的基因表达。从分子水平来看，NGF使用使神经元的增大可伴随着生化反应的加强，摄入氨基酸等物质的量增多，对它起反应的神经元的合成和分解加强，利用葡萄糖和能力也加强，在给予NGF12小时后，酷氨酸β-羟化酶和胆碱乙酰转移酶的浓度都明显上升。用亚胺环已酮等RNA抑制物，可能阻断蛋白质神经递质酶的合成。因此，看来NGF能更