脑源性神经营养因子与脊髓损伤修复作用的研究

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1、脑源性神经营养因子与脊髓损伤修复作用的研究胡秋芳盛天昕(四川省乐山市乐山职业技术学院护理系四川乐山614000)【中图分类号】R745.4【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2012)15-0161-03【摘要】脑源性神经营养因子(brainderivedneurotrophicfactor,BDNF)是祌经营养因子家族中的一员，其生物学效应十分广泛，可促进中枢及周围神经元的生长、存活及分化。至今，对BDNF的研究已较为深入，尤其是其对脊髓损伤修复的作用。因此，木文就BDNF的生物学特性及其在脊髓损伤修复作用的研究作一介绍。【关键词】神经营

2、养因子脊髓损伤脑源性神经营养因子1脑源性祌经营养因子的生物学特性1.1BDNF的分子结构及生化特性脑源性神经营养因子是1982年德国神经生物学家Barde等从猪脑中提取的含量较低的小分子碱性蛋白质，其氨基酸编码序列与祌经生长因子(nervegrowthfactorfamily,NGF)序列惊人的相似，故BDNF被归属为神经生长因子家族成员。其主要以两个成熟的亚基通过非共价连接的同源活性二聚体形式存在，每个亚基初合成时含252个氨基酸残基,经修饰后形成含119个氨基酸残基的成熟BDNF,分子量为13kD,等电点为9.99。BDNF最初是以忪、短前体形式存

3、在的，现研究证实至少存在三种proBDNF。后来研究发现BDNF以proBDNF形式在内质M合成后转运至高尔基体，胞内的proBDNF或经福林蛋白酶、前体转换酶的剪切修饰成BDNF,然后分泌到胞外；胞内的proBDNF也可直接分泌到胞外，经胞外水解酶剪切成BDNF1］。但目前关于BDNF究竟是以成熟形式直接分泌还是以前体proBDNF分泌一直尚未阐明。1.2BDNF及其mRNA在组织的分布研究发现，BDNF分布于不同的组织中，但主要分布在CNS，其广泛存在于脑内各区域，包括大脑皮层、海马、纹状体、下丘脑、脑干和小脑，.其中在海马和皮层中含量最高。在脊髓

4、BDNF则广泛分布于脊髓灰质，尤其是腹角运动神经元，在白质的一些轴索和胶质细胞也冇分布。但BDNF与mRNA的分布也存在不一致的现象。此外，BDNF还分布于其它细胞中，比如心、肺、骨骼肌及内耳等组织细胞及部分卫星细胞及血旺氏细胞。1.1BDNF的受体及作用途径BDNF主要是通过与相关受体结合而发挥其促进神经元存活等相关生理作用的。BDNF的受体奋两类:高亲和力酪氨酸激酶受体trk和低亲和力的p75NTFs(p75neurotrophinreceptor,p75NTR),其中前者包括trkA、trkB、trkC,其中trkB是BDNF特异结合的受体［2］

5、。trkB是一种跨膜蛋白，具有胞外区、跨膜区和胞内区，K胞内区为受体酪氨酸激酶区。当配体与受体结合后可激活酪氨酸激酶。trkB有全长型和截短型，二者的配体结合区和跨膜区结构相同［3］。在CNS中，BDNF主要在神经元合成，通过轴浆运输与特异性受体结合后在靶组织发挥其作用。在细胞表面，BDNF则与trkB结合后，促进trkB冋源二聚体的形成，然后激活酪氨酸激酶，使受体蛋白质磷酸化。活化的trkB再依次激活多种蛋白和酶，并将信号由胞质转导入细胞核内，最终导致基因表达的改变，从而产生多种生理学和形态学的改变。而低亲和力的P75的作用在于能增强BDNF与trk

6、B的结合率，有利于神经末梢摄取和逆转运BDNF。研究表明，神经损伤后在髓鞘的形成过程中BDNF通过与trkB和p75受体结合可促进髓鞘的形成。2脑源性神经营养因子与脊髓损伤修复的作用脊髓损伤(spinalcordinjury,SCI)是指由于外界直接或间接因素导致脊髓损伤，在损害的相砬节段出现各种运动、感觉和括约肌功能障碍，肌张力异常及病理反射等的相应改变。早期许多学者认为CNS是固定不变的，当受到损伤后将难以再生。直到1958年Liu和Chambers研究发现成年哺乳动物CNS损伤后仍具有可塑性后，大量研究证实神经营养因子在脊髓损伤修复中发挥着及苏重

7、要的作用。SCI损伤后神经功能的障碍主要由原发性脊髓损伤和继发性脊髓损伤引起，由于原发性损伤造成的脊髓神经元的死亡是不可逆的，所以采取的冇效治疗措施是减少继发性损伤。Tator和Fehlings［4］发现继发性神经元的死亡奋16%〜50%是神经元的凋亡，而神经营养因子的缺乏所造成的局部微环境障碍是脊髓损伤后神经元凋亡的关键因素。而BDNF是一种重要的感觉和运动神经元营养因子，其在CNS发育过程中对神经元的生长、存活、分化和维持神经元的正常生理功能起重要作用。它不但能抵抗损伤性刺激、促进神经元再生、保护缺血、缺氧的神经元，还能刺激诱导轴突再生，促进神经通

8、路及抑制神经元的凋亡。2.1BDNF在SCI后的表达据报道，无论是发育中的脊髓还是成年脊髓损伤