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。
