〔中国图书资料分类法分类号〕 Q 593.2；Q 343.1
〔文献标识码〕 A
〔文章编号〕 1000-2200(2000)03-0231-02

1952年，Levi-Montalcini首次发现神经生长因子，并因此于19 86年获诺贝尔生理学奖。通过研究证实神经营养因子(neurotrophicfactor，NTFs)是一类由神经元、神经支配的靶组织或胶质细胞产生的能促进中枢和外周神经分化、生长和存活的活性蛋白质，它们在神经系统的发育和正常的生理功能维持中起着重要作用。近年来，更多更新的神经营养因子不断发现，揭示出一个崭新的家族——神经生长因子家族。目前已知成员有：神经生长因子(NGF)，脑源性神经营养因子(BDNF)，神经营养素-3(NT-3)，神经营养素-4(NT-4)，神经营养素-6(NT-6)^〔1，2〕 。本文对该家族成员的基因结构、基因表达、受体和生物学功能等作一综述。

1 基因克隆与基因结构特征
NGF在1952年被发现，1973年Angeletti分析并得出NGF的氨基酸序列；1983年Scott和Ulrich先后克隆并测定小鼠和人的cDNA序列。NGF的基因定位于1P²¹ -P^22.1 ，目前对NGF的功能了解比较清楚。BDNF是1982年Barde从猪脑中提取的一种碱性蛋白质，其基因定位于11P¹³ ，1989年，Leibrock获得BDNF基因克隆并且测定DNA序列，从DNA序列推导其氨基酸序列；1990年人的BDNF首次被克隆。1990年Rosenlchal等根据NGF和BDNF保守区氨基酸序列，设计两对核苷酸引物，利用PCR和基因文库筛选等手段，发现NGF家族中的第三个成员神经营养素-3(亦称之为海马神经营养因子)。NT-3的基因定位于12P¹³ 。1992年Halbook在爪蟾中发现NT-4，Bankmeier利用同样的技术在哺乳动物中发现NT-5。经研究证实，两者实为同一种神经营养因子。NT-4基因定位于19P^13.3 上。值得一提的是人除了具有活性的NT-4基因外，IP Nancy等描述有读码变异的NT-4基因，该基因特点是：提前出现终止密码；缺少两个重要的半胱氨基酸；缺少为得到成熟蛋白所需的蛋白酶识别位点。1994年Gotz从硬骨鱼基因文库中克隆出NGF家族中的一个新成员，即神经营养素-6，它与NGF家族其它成员不同，并不是由生成细胞直接释放出来，而是需要肝素的作用才能将它从细胞表面及细胞外基质分子中释放出来^〔3〕 。
作为同一家族成员，这些因子在基因结构上存在类似特征：它们都有较大前体，起始密码子之后约18个氨基酸的信号肽，NT-4前体要比NGF、BDNF和NT-3短约60个氨基酸。前体结构中的最后4个氨基酸都具有“Arg-X-碱性氨基酸残基-Arg”结构，是典型的蛋白酶切割位点；成熟蛋白前的-8-9处残基均为一个N糖基化位点，人NT-4的糖基化位点在-5残基处 ，且有类似的结构Asn-X-Thr。这种成熟活性片断上游区域的高度保守性提示神经生长因子家族在蛋白质前体的加工、高级结构的形成以及成熟活性因子的分泌上有类似机制^〔4〕 。
神经生长因子家族的成熟活性蛋白全部为碱性蛋白质(PI>9.0)。人类NGF、BDNF、NT-3、NT-4分别由118、119、119和130个氨基酸组成，分子量均为14 kd左右，氨基酸匹配表明，四者几乎50%的氨基酸相同，尤其是半胱氨基酸残基六个绝对保守。四个可变区氨基酸数目不等，推测它们可能与这些因子的功能特异性以及受体特异性有关。人NGF、BDNF、NT-3、NT-4六个半胱氨基酸形成三对二硫键。

2 基因表达与受体
NGF在大脑和外周组织表达水平在各部位差别不大，但在雄性小鼠颌下腺表达水平较高。BDNF在大脑脊髓等中枢神经系统合成，有些部位如海马中表达水平很高，而在外周组织中如心肺水平很低。NT-3在外周和中枢均有表达，但主要集中在海马、锥体和睫状神经节。NT-4仅在外周组织中表达，前列腺水平最高，其次为胸腺、胎盘、骨骼肌。
神经生长因子家族成员通过与反应神经元细胞表面受体结合而起作用，在调节生物机能上有重要意义。受体分为两类：高亲合力和低亲合力。低亲合力受体是一个75kd的跨膜糖蛋白 ，它与NGF、BDNF、NT-3、NT-4的亲合力相同，但不足以介导信号的传递，只起协同作用。NGF家族成员通过与高亲合力受体结合而发挥其作用，该受体为原癌基因Trk编码的酪氨酸蛋白激酶受体，分别命名为酪氨酸蛋白激酶受体(TrkA、TrkB、TrkC) ^〔5〕 。NGF与TrkA结合，NT-3高浓度时还可结合TrkA和TrkB。

3 生物学功能
离体实验证明，神经生长因子家族中所有成员对神经嵴来源的背根神经节均有支持存活和促进突起的生长作用。神经营养因子在中枢系统中作用已得到许多实验证明，脑损伤以后BDNF和TrkB的mRNA水平升高。BDNF对培养的胚胎基底前脑胆碱能神经元、中脑黑质多巴胺能神经元和氨基丁酸能神经元均有营养作用^〔6〕 ，还可保护中脑黑质多巴胺能神经元免受(1-甲基-4苯基吡啶的)毒性作用。BDNF对运动神经元有营养作用，抑制鼠运动神经元退变，诱导神经突起生长^〔7〕 。外周神经炎症时，BDNF增强脊髓背根神经节和脊髓圆锥免疫反应^〔8〕 。NT-3刺激运动神经元分化和促进其存活^〔9〕 ，保护神经元免受能量消耗引起的损伤。NT-3还具有调节机体免疫反应的作用^〔10〕 。NT-4可以促进培养中感觉神经元和运动神经元存活^〔11〕 。

4 前景
神经营养因子对神经系统疾病的治疗作用已被公认，且得到进一步研究。由于神经营养因子 在组织中含量甚微及分布不均，要获得大量神经营养因子通过组织提取还有一定的困难，并 且很昂贵。随着研究的不断深入和基因工程技术的不断发展，通过该技术生产大量 神经营养因子已成为现实。

作者简介：陈昌杰(1968-)，男，安徽灵璧县人，讲师，硕士，研究方向：神经生物学.

〔参考文献〕

〔1〕Mehler MF,KesslerJA.Growth fact or regulation of neuronal development〔J〕.Dev Neurosci,1994,16(3,4)∶180.
〔2〕 Lindsay RM,Wiegand SJ,Altar A,et al.Neurotrophic factor:From m olecule to man〔J〕.TrendsGenet,1994,17(15)∶182.
〔3〕Gotz R,Koster R,Winkler C,et al.Neurotrophin-6 is a new member of the nerve growthfactor family〔J〕.Nature,1994,372(6 503)∶26 6.
〔4〕Nancy IP.Mammalian neurotrophin-4 structure,ch romosomal loc ation,tissuedistribution and receptor specificity〔J〕.Pro Natl Acad Sci USA ,1992,89(7)∶3 060.
〔5〕 Eide FF,Loweustein DH,Reichardt LF.Neurotrophins and their recepto rs:Currentconcepts and implication for neurologic disease〔J〕.Exp Neurol,1 993,121(2)∶200.
〔6〕 Hyman C,Juhasz M,Jackson C,et al.Overlapping and distin ct actions of theneurotrophins BDNF,NT-3 and NT-4/5 on cultured dopaminergic and GABA er gic neurons of theventral mesencephalon〔J〕.J Neurosci,1994,14(1)∶335.
〔7〕 Kishino A,Ishigo Y,Tatsullo J,et al.BDNF prevents and reverse adult rat motorneuron degeneration and indules axonal outgrowth〔J〕.Exp Neur ol,1997,144(2)∶173.
〔8〕Cho HJ,Kim JK,Zhou XF,et al.Increaseed BDNF immu noreacitivity in r at dorsal rootganglin and spinal cord fowllowing peripheral inflammation〔J〕. Brain Res,1997,764(1～2)∶267.
〔9〕Oppenheim RW.Neurotrophic surval molecules for motor ne urons:An embarrassment ofroches〔J〕.Neuron,1996,17(2)∶195.
〔10〕Shinoda M,Hoffer BJ,Olson L.Interactions of neurotroph ic fa ctors GDNF andNT-3,but not BDNF with the immuine system fowllowing fetal spina l cord:Transplatation〔J〕.BrainRes,1996,722(1，2)∶153.
〔11〕Davies AM,Horton A,Burtonl E,et al.NT-4/5 is a mammalian spe cific survival factorfor distinct population of sensory neurons〔J〕.J Neuros ci,1993,13(11)∶4 961.

收稿日期：1999-09-22 , 百拇医药