王昊亮吧 关注:10贴子:197
  • 2回复贴,共1

●神经内科● 脑源性神经营养因子对施万细胞行为的影响

只看楼主收藏回复


神经营养因子在神经系统的发育与维持中起着重要作用,脑源性神经营养因子(BDNF)就是其中重要的一员。BDNF与相应受体p75神经营养蛋白受体(p75NTR)/原肌球蛋白受体激酶(trkB)结合,通过丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)/胞外信号调节激酶(ERK)、磷脂酶Cγ1(PLCγ1)、磷脂酰肌醇3-激酶(PBK)3条通路调节神经元行为。施万细胞是周围神经中主要的大神经胶质细胞,在周围神经损伤后,失神经的施万细胞开始分化,选择性地进行基因表达,并在损伤后4d达到增殖高峰并形成bungner带,为再生的神经元提供支持。近些年来,有学者已经开始进行施万细胞移植治疗神经系统损伤的研究,而利用因子辅助施万细胞发挥功能更是目前研究热点。我们回顾了近期相关研究,对BDNF如何影响施万细胞的生物学行为进行综述。
一、BDNF简介
1.BDNF基因的表达与分布:BDNF基因很复杂,有9个5'端非编码外显子和1个编码外显子,且每个编码的外显子都有自己的启动子。5'端非编码的外显子分成2簇,外显子Ⅰ~Ⅲ为5'簇,外显子Ⅳ~Ⅷ为3'簇。Piirsoo等发现BDNF外显子Ⅱ、Ⅳ~ⅧamRNA在胚胎第17天时的坐骨神经中表达水平最高,出生后逐渐下降;在成年坐骨神经中仅有外显子Ⅱ及ⅣmRNA表达;体外培养的施万细胞在生长停止期中外显子Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ~ⅨamRNA表达最高,而在增殖期以及分化期中BDNF基因表达均有下降。

2.BNDF受体的表达与分布:BDNF因子主要与两种细胞膜表面受体相互作用,即低亲和力受体p75NIR和高亲和力受体trkB。
trkB受体分为全长的trkB受体(Ntrk2FL)和截短的trkB受体(Ntrk2T1、Ntrk2T2)。全长的trkB受体(Ntrk2FL)胚胎期表达于神经元上,成年后表达于突触后膜富含烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)的部位,在突触前膜也有少量分布。截短的trkB受体表达于成熟的坐骨神经施万细胞中。Piirsoo等发现在胚胎17d的坐骨神经神经元中,Ntrk2FL与Ntrk2T1表达最高,出生后Ntrk2FL几乎测不到,而Ntrk2T1随着生长发育逐渐下降,至成年后表达下降约50%;在施万细胞体外培养中,增殖期及分化期的施万细胞表达Ntrk2T1。
P75NTR位于脊髓、肌肉及发育期的神经,在胚胎期表达最高,发育过程中下降。在体外施万细胞培养中,p75NTR在三期内都有表达,但在生长停止期与分化期的表达比增殖期高3~3.5倍。Garcia等发现BDNF、p75NTR、神经营养因子4(NT4)及trkB在神经肌肉接头中的施万细胞、突触前膜和突触后膜均有表达。
在不同情况下,突触间的信号传导具有多样化的特点,BDNF可选择性通过与不同受体的结合来影响施万细胞的生物学行为。Takagi等研究发现,在受损神经中提取的施万细胞能表达大量p75NTR,而在与神经元共培养的施万细胞中,p75NTR的表达会受到抑制。说明在周围神经损伤后,施万细胞经历轴突变性后其基因表达发生变化,轴突的缺失可诱导施万细胞中p75NTR表达,在轴突再生后p75NTR表达会再度下降。
二、BDNF对施万细胞行为的影响
1.BDNF促进施万细胞成髓鞘:周围神经系统的成髓鞘过程是复杂的,需要施万细胞与神经元的共同参与。施万细胞增殖、沿着轴突迁移、包裹轴突,最终形成髓鞘,整个过程与BDNF及其受体也有着密切的关系。
近期,有一系列文献研究p75NTR在施万细胞成髓鞘过程中的作用。Tomita等将p75NTR(-/-)施万细胞植入坐骨神经受损的裸鼠中,发现其修复能力远远低于p75NTR(+/+)施万细胞,说明施万细胞膜上的p75NTR与成髓鞘有密切的联系。Ng等用腺病毒转染背根神经节,使其高度表达BDNF,发现其在神经轴突顺势转运,并被施万细胞所摄取,转染组的成髓鞘率明显升高。说明BDNF能被施万细胞所摄取,并通过某些机制提升施万细胞成髓鞘能力。Xiao等发现BDNF促进成髓鞘的作用依赖于神经元表达p75NTR,而BDNF与Ntrk2FL,受体结合可以阻碍成髓鞘过程,得出BDNF这种矛盾作用是由表达不同受体的神经元亚群引起的结论。因此,不管是体内还是体外培养的施万细胞都有表达BDNF的能力,而其所分泌的BDNF可与相接触的轴突上的受体相结合,轴突可能再通过某些机制反过来调节施万细胞成髓鞘能力。


1楼2013-01-15 19:00回复
    但BDNF是作用于施万细胞膜上的受体促进成髓鞘,还是作用于神经元上的受体发挥成髓鞘作用,现在仍不十分清楚,需进一步研究。
    2.BDNF对施万细胞迁移的影响:BDNF可以促进许多细胞迁移。Petridis和E1Maarouf发现,位于侧脑室前壁室管膜下层区域的祖细胞其迁移能力受不同浓度的BDNF的影响,如生理范围浓度的BDNF(1ng/ml)可以刺激其迁移,而超出生理范围的BDNF(10ng/ml或更高浓度)则通过MAPK途径抑制其迁移,并诱导分化。孙春艳等证明BDNF可以通过激活trkB信号级联来促进多发性骨髓瘤迁移、生长等过程。但迄今,关于BDNF因子是否影响施万细胞的迁移研究较少。BDNF之所以无法促进施万细胞迁移,可能与BDNF是通过细胞膜上的trkB受体来趋化细胞迁移有关,由于成熟的坐骨神经以及体外培养的施万细胞缺少Ntrk2FL,因此无法启动迁移机制。
    3.BDNF对施万细胞凋亡的影响:Koda等发现在利用非贴壁培养瓶诱导细胞凋亡时,在培养基中加入BDNF可以抑制失巢凋亡,而应用抗P75NTR抗体可以废除这种抗凋亡作用,说明在体外培养中BDNF是通过p75NTR来抑制施万细胞凋亡的。Ma等亦认为外源性BDNF可以促进施万细胞存活,原因是其可以促进轴突分泌神经调节蛋白1。然而,亦有相悖的研究结果。Provenzano等发现在螺旋神经节施万细胞(SGSC)中,p75NTR水平增高,且SGSC共表达了一种p75NTR共受体,这种共受体与神经营养因子前体结合(pro-BDNF)可导致体外培养的施万细胞凋亡。因此,BDNF因子是否能够支持施万细胞存活现在仍需进一步研究。

    4.BDNF辅助施万细胞治疗神经损伤:Lang等发现,在颈神经根撕脱伤再植模型中,应用BDNF辅助施万细胞移植治疗组的成髓鞘率明显提高。Pettingill等将病毒转染后过度表达BDNF的施万细胞植入耳聋豚鼠的耳蜗内,发现听觉神经元存活率明显升高,说明BDNF可以促进神经元的存活。此外,Koda等将含BDNF培养基培养的施万细胞移植入脊髓挫伤模型中,5周后,发现植入的施万细胞存活率明显增高。
    由于BDNF在体内有促进成髓鞘作用,可以调节损伤部位原有的或植入施万细胞的生物学行为,促进受损神经轴突再生和神经元的存活,为BDNF联合施万细胞移植治疗周围神经或中枢神经脱髓鞘疾病提供了可能。周围神经损伤后,外源性或内源性BDNF可能作用于受损神经处失分化的施万细胞或植入的施万细胞,与细胞膜上的p75NTR结合,促使施万细胞分化到一个较为成熟的阶段。在这个阶段,接触到大直径轴突(感觉和运动)的施万细胞开始成髓鞘,而未接触到轴突的施万细胞可能会包裹几个未成髓鞘的小直径轴突而形成神经束,也可能启动凋亡机制自动清除多余的施万细胞。
    三、展望
    中枢和周围神经系统疾病具有发病率高、致残率高、治疗费用高、治疗效果差的特点,因此,需要不断探索更新更好的治疗方法以期改善预后。目前,关于细胞移植治疗神经系统疾病的研究给我们带来一丝曙光,而施万细胞移植治疗神经系统疾病正是当前的研究热点之一。BDNF不仅对神经系统具有保护作用,而且可以指导施万细胞在损伤部位的行为。因此,对神经营养因子辅助施万细胞移植进行深入研究,并探讨其作用机制,将为神经系统疾病细胞移植治疗奠定部分理论基础。


    2楼2013-01-15 19:00
    回复
      2025-05-30 05:05:29
      广告


      3楼2013-03-28 17:55
      回复