神經生長因子

神經生長因子

神經生長因子nerve growth factor,簡稱NGF。在將小鼠肉瘤180移植於3日齡雞胚體壁時,與移植片連線的脊髓感覺神經節及交感神經節增大20%—40%,基於比克爾(E.D.Bueker,1948)的這一發現,科恩(S.Cohen,1954)等從小鼠肉瘤180和37中成功地分離出具有同一活性的核蛋白質,以後從蛇毒中分離出具有千倍活性(Cohen,R.Levi-Montalcini,1956)和從小鼠顎下腺分離出具有萬倍活性的蛋白質(Cohen,1960),這種蛋白質被稱為神經生長因子。

定義

神經生長因子nerve growth factor,簡稱NGF。在將小鼠肉瘤180移植於3日齡雞胚體壁時,與移植片連線的脊髓感覺

注射用神經生長因子——恩經復注射用神經生長因子——恩經復

神經生長因子結構圖神經生長因子結構圖

神經節及交感神經節增大20%—40%,基於比克爾(E.D.Bueker,1948)的這一發現,科恩(S.Cohen,1954)等從小鼠肉瘤180和37中成功地分離出具有同一活性的核蛋白質,以後從蛇毒中分離出具有千倍活性(Cohen,R.Levi-Montalcini,1956)和從小鼠顎下腺分離出具有萬倍活性的蛋白質(Cohen,1960),這種蛋白質被稱為神經生長因子。科恩等認為,其有效成分是分子量約為2.2萬的蛋白質,由兩個亞單位構成的二合體或多合體顯有活性。另一方面,瓦恩(S.Varon,1967)認為,活性成分是分子量約為14萬的蛋白質,具有分子量約為3萬的α、β、γ三種亞單位,僅β表現有NGF活性。將精製的NGF注射於雞胚或初生小鼠,則發育中的感覺和交感神經節細胞的有絲分裂頻率增高,細胞數增加,神經節體積顯著增大。將兔的NGF抗血清注射於懷孕小鼠或初生小鼠等哺乳類,則生出來的幼體及實驗個體的交感神經細胞出現選擇性的壞死(免疫去交感)。對於培養中的神經節,其促進纖維生長和再生效果也是顯著的,例如對7日齡的雞胚分離的感覺神經節的培養,若向培養液中加NGF(0.01毫克/毫升),則在24小時內在神經節周圍即可見到神經纖維呈旺盛的放射狀伸長(暈圈效應),這種現象可被用於鑑定NGF的效果。NGF含於馬、豬的顎下腺和小鼠肉瘤、小鼠胚胎及成體的交感神經細胞、小鼠尿和唾液雞胚的多種器官和一切哺乳類的血清中。
神經生長因子(NGF)是神經營養因子中最早被發現,目前研究最為透徹的,具有神經元營養和促突起生長雙重生物學功能的一種神經細胞生長調節因子,它對中樞及周圍神經元的發育、分化、生長、再生和功能特性的表達均具有重要的調控作用。NGF包含α、β、γ三個亞單位,活性區是β亞單位,由兩個118個胺基酸組成的單鏈通過非共價鍵結合而成的二聚體,與人體NGF的結構具有高度的同源性,生物效應也無明顯的種間特異性

αNGF亞基功能尚不清楚(紅色)
γ亞基具有蛋白酶活性(綠色)
β亞基具有生物活性的NGF(藍色)

研究歷程

1953年義大利科學家Levi-Montalcini發現了NGF。
1960年美國科學家Cohen提取純化NGF,證明其生物活性。

神經生長因子神經生長因子對運動終板變性與再生

1970年Cohen證明NGF是個複合蛋白
1984年NGF的研究重點從周圍神經系統拓展到中樞神經系統,乃至非神經系統。
1986年Montalcini和Cohen因對NGF研究的傑出而榮獲諾貝爾生理醫學獎。
90年代國內外多家製藥公司和藥物研究機構相繼開始進行NGF開發研究。

2001年廈門北大之路NGF項目獲國家一類新藥證書(證書編號:國藥證字S20010049)
2002年世界上第一支獲準正式用於臨床的注射用神經生長因子——恩經復上市(生產批號:20021202)

NGF在機體中的分布

NGF在人體內主要分布於腦、神經節、虹膜、心臟、脾、胎盤等組織及成纖維細胞、平滑肌、骨骼肌、膠質細胞

NGFNGF

、雪旺氏細胞等。

製備來源

(1)雄性小鼠頜下腺:與人類NGF有90%同源性
(2)牛精漿
(3)蛇毒
(4)豚鼠前列腺

理化特性

神經生長因子神經生長因子對紅藻氨酸誘導癲癇發作

(1)7sNGF:分子量接近140kD,沉降係數為7s的複合物.它由α,β,γ三個亞單位和鋅離子構成。其生物活性位於β亞單位。β亞單位是2條由118個胺基酸組成的單鏈,通過非共價鍵結合而成的二聚體。
(2)2.5sNGF:分子量13~14kD,沉降係數為2.5s。其結構與β亞基基本相同。故又稱β-NGF。

受體分類

(1)膜受體
低親和力受體:快NGF受體,跨膜糖蛋白,分細胞外部分、跨膜連線區、胞漿部分,具有G蛋白偶聯的信號轉導功能。
高親和力受體:慢NGF受體,跨膜糖蛋白,具有酪氨酸蛋白激酶活性。
(2)核受體

受體存在的部位

外周神經系統交感神經元感覺神經元
中樞神經系統:膽鹼能神經元、腎上腺素能神經元、肽能神經元、脊髓運動神經元、腦幹運動神經元、中腦三叉核神經元、視網膜節細胞、小腦部分神經元。

神經生長因子的作用機理

NGF與受體結合,通過受體介導的內吞機制產生內在化,形成由軸膜包繞、含有NGF、並保持其生物活性的小泡,經

脂醯肌醇鈣脂醯肌醇鈣

軸突沿微管逆行轉運至胞體,經酪氨酸蛋白激酶脂醯肌醇鈣、內源性環腺苷酸等第二信使體系的轉導,啟動一系列級聯反應,對靶細胞的某些結構或功能蛋白基因表達進行調控而發揮其生物效應。

NGF生物效應

發育期
誘導神經纖維定向生長

神經生長因子神經生長因子

刺激胞體和樹突的發育
增加神經纖維支配區的密度
促進神經元的分化發育
能使感覺神經,交感神經節數目增加,體積增大,纖維延長
成熟期
NGF和NGF受體的水平和分布都明顯減少,主要效應神經對NGF的依賴性也顯著降低,只有部分交感神經元仍需依賴NGF存活。

神經損傷後
NGF受體增加,反映在損傷修復過程中對NGF的需求。靶區NGF的水平也明顯升高。

神經生長因子的神經營養作用

在胚胎髮育的一定時期內,NGF為效應神經元生存所必須。體外實驗證實,如果培養液中不加NGF,神經細胞即不能長出軸突,也不能存活。NGF及其受體也廣泛分布於中樞神經系統,由海馬和腦皮質產生的NGF可通過膽鹼能神經逆行運輸至前腦基底核,維持膽鹼能神經元的存活和功能。在胚胎髮育早期,中樞NGF的含量決定膽鹼能神經的密度。在無膽鹼能神經支配的小腦區和下丘腦,NGF含量也較高,表明除膽鹼能神經外,NGF對其他類神經元也有營養作用。

神經生長因子的神經保護作用

當NGF的效應神經元受到損傷時,例如切斷軸突、藥物損害,甚至缺血、缺氧等,神經元將發生一系列的病理改變,包括死亡,實驗研究證實NGF通過:
(1)抑制毒性胺基酸的釋放;
(2)抑制鈣離子超載;
(3)抑制超氧自由基的釋放
(4)抑制細胞凋亡等機制而明顯減輕或防止這些繼發性病理損害的發生。

神經生長因子的促神經生長作用

如上所述,在切斷軸突後給予NGF將減少某些神經元的變性與死亡,無疑這將有助於提高軸突再生的可能性。同時它還影響軸突再生開始的時間和參與再生的神經元數目以及再生神經的質量和速度。

神經生長因子在神經系統以外的作用

神經生長因子神經生長因子

NGF的非神經系統作用主要表現在影響免疫細胞的活性,進而調節免疫系統功能。神經生長因子不但調節神經系統功能,而且也是一種免疫調節因子。
NGF可以抑制某些腫瘤的有絲分裂,促其向良性分化。
NGF促進創口組織的修復反應,促進創口癒合。

目前國內的神經生長因子的醫藥產品

目前國內的神經生長因子的醫藥產品主要有以下三個:恩經復、金路捷和蘇肽生
恩經復
通用名:注射用鼠神經生長因子

【主要成分】本品主要成分系從小鼠頜下腺中提取的神經生長因子,是一種分子量為26.5KD的生物活性蛋白。

【適應症】正己烷中毒性周圍神經病。

本品通過促進神經損傷修復發揮作用。

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