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神經(jīng)節(jié)苷脂與神經(jīng)生長因子的相互作用
- 來源： 百濟(jì)新特藥房網(wǎng) 發(fā)布時間：2009-5-22 9:22:00
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當(dāng)前，在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中，有兩種藥物倍受重視，即神經(jīng)生長因子 (nerve growth factot、NGF)及神經(jīng)節(jié)苷脂 (gangliosides，Gg)。近幾十年來，大量的實驗研究揭示這兩種物質(zhì)具有復(fù)雜的生物學(xué)特性，對于神經(jīng)系統(tǒng)的作用更是如此。神經(jīng)生長因子本身是一種營養(yǎng)性因子，而神經(jīng)節(jié)苷脂是內(nèi)源性營養(yǎng)因子的增強(qiáng)劑。對這兩種物質(zhì)已進(jìn)行的研究證實，二者對神經(jīng)系統(tǒng)的功能重建存在著協(xié)同作用。
將雞胚背根神經(jīng)節(jié)中的神經(jīng)細(xì)胞取出在體外進(jìn)行培養(yǎng)，在培養(yǎng)基中加入神經(jīng)生長因子，神經(jīng)元的存活數(shù)和神經(jīng)纖維再生較對照組有顯著性差異，而單獨應(yīng)用神經(jīng)節(jié)苷脂 (100mg/ml)則無明顯作用。但若將神經(jīng)生長因子(0.5~5ng/ml)與神經(jīng)節(jié)苷脂(100mg/m1)同時加入到培養(yǎng)基中5天后與單獨使用神經(jīng)生長因子比較，神經(jīng)微絲蛋白的表達(dá)聯(lián)合應(yīng)用組明顯增高。先用神經(jīng)生長因子(5ng/ml培養(yǎng)48小時后，神經(jīng)微絲蛋白的表達(dá)達(dá)到一個穩(wěn)定的水平。加入新的神經(jīng)生長因子或神經(jīng)生長因子抗血清均對之無影響。此時若加入神經(jīng)節(jié)苷脂(0-200mg/ml)或其它純化的神經(jīng)節(jié)苷脂，神經(jīng)微絲蛋白的表達(dá)又可發(fā)現(xiàn)有所增加，其中以多唾液酸及三唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂尤為有效。隔核細(xì)胞體外培養(yǎng)也有類似的結(jié)果。當(dāng)神經(jīng)生長因子濃度達(dá)到1mM，培養(yǎng)細(xì)胞的膽堿乙酰基轉(zhuǎn)移酶活性即達(dá)到一個平頂水平，不再隨神經(jīng)生長因子濃度上升而上升。但當(dāng)又加入10mM 神經(jīng)節(jié)苷脂后，該酶活性又增加了35％。
動物實驗證實，利用鵝膏蕈氨酸造成成年雄鼠基底核病灶后，高結(jié)合力膽堿攝取率 (HACU)和膽堿乙酰基轉(zhuǎn)移酶 (ChAT)活性在術(shù)后第四天分別下降了33％和43％。如果手術(shù)后立即應(yīng)用神經(jīng)生長因子(10mg，i.c.v.Biw)或神經(jīng)節(jié)苷脂(30mg,i.p. Qd)，則HACU和ChAT的下降小，就非常小。若兩者同時應(yīng)用，無論神經(jīng)節(jié)苷脂濃度低于有效劑量 (10mg/kg)或高于有效劑量 (30mg/kg)，檢測病灶同側(cè)半球的HACU和ChAT，未發(fā)現(xiàn)有任何變化，甚至在對側(cè)半球有輕度的升高。顯然這意味著神經(jīng)節(jié)苷脂可能存在對神經(jīng)生長因子具有一種增強(qiáng)作用。腦皮質(zhì)局部缺血造成基底核中的膽堿能細(xì)胞發(fā)生退行性變，同時應(yīng)用神經(jīng)生長因子和低于有效劑量神經(jīng)節(jié)苷脂也可以有效地防止細(xì)胞的變性。成年雄性大鼠單側(cè)去皮質(zhì)后立即持續(xù)腦室內(nèi)灌注神經(jīng)節(jié)苷脂(1.3mg)，伴或不伴MFG連續(xù)應(yīng)用7天。實驗 30天后應(yīng)用外源性神經(jīng)生長因子可以使皮質(zhì)膽堿能突觸前終端大小較對照顯著增加 (高出約35％)，而同時應(yīng)用神經(jīng)節(jié)苷脂體積增加更多 (增高約69％)。
類似的結(jié)果在靈長目動物實驗中也可以得到證實。局部皮質(zhì)缺血模型中，早期應(yīng)用人重組神經(jīng)生長因子或和神經(jīng)節(jié)苷脂合用均可以防止基底核膽堿能細(xì)胞的退行性變，但只有聯(lián)合應(yīng)用這兩種藥物時，神經(jīng)突起的恢復(fù)才最為顯著(84±7.2％)。檢測基底核細(xì)胞上的低結(jié)合力神經(jīng)生長因子受體 (p75NGFR)，神經(jīng)節(jié)苷脂可以防止Meynert基底核 p75NGFR免疫陽性神經(jīng)元的減少。
目前，對神經(jīng)生長因子和神經(jīng)節(jié)苷脂的相互作用機(jī)制也進(jìn)行了許多探索。雞胚背根神經(jīng)元細(xì)胞體外培養(yǎng)，加入神經(jīng)酰胺酶后，抗神經(jīng)節(jié)苷脂-抗體和霍亂毒素B亞單位與細(xì)胞的結(jié)合率也隨之明顯上升，這表明細(xì)胞內(nèi)的神經(jīng)節(jié)苷脂合成有增加。當(dāng)抗神經(jīng)節(jié)苷脂-抗體濃度達(dá)到把細(xì)胞表面的神經(jīng)節(jié)苷脂飽和結(jié)合后，測量神經(jīng)生長因子誘導(dǎo)的神經(jīng)蛋白水平并不受到明顯的影響。這說明神經(jīng)元細(xì)胞膜上的神經(jīng)節(jié)苷脂并不作為神經(jīng)生長因子的受體。
霍亂毒素B亞單位可以特異的與細(xì)胞膜上的神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合。CTB加入到培養(yǎng)基中，神經(jīng)生長因子誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞的突起生長、核糖體S6蛋白激酶激活及TRK磷酸化激活過程均可得到進(jìn)一步的增強(qiáng)。而且CTB和神經(jīng)生長因子一起應(yīng)用時，抑制3H-胸腺嘧啶脫氧核苷結(jié)合入DNA的作用較單獨使用神經(jīng)生長因子要強(qiáng)得多，同時CTB的這個作用并不因培養(yǎng)基中的鈣離子的去除而受影響。125I標(biāo)神經(jīng)生長因子標(biāo)記實驗證實，CTB并不影響神經(jīng)生長因子與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合。不難看出神經(jīng)節(jié)苷脂一定在通過細(xì)胞內(nèi)的某種途徑在對神經(jīng)生長因子起作用。酪氨酸羥化酶磷脂肽，是一種鈣離子/鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶底物，通常情況下單獨應(yīng)用神經(jīng)生長因子或神經(jīng)節(jié)苷脂均對其磷酸化不起作用。但當(dāng)神經(jīng)生長因子與外源性神經(jīng)節(jié)苷脂(1~ l0mM)同時存在則可增加32p進(jìn)入酪氨酸羥化酶磷脂肽T2中。去除細(xì)胞外液中鈣離子或二氫吡啶敏感的鈣離子通道阻斷劑可以阻斷神經(jīng)節(jié)苷脂這個作用。這說明外源性神經(jīng)節(jié)苷脂可能通過一個鈣離子依賴性信號通路來發(fā)揮其增強(qiáng)神經(jīng)生長因子的作用。
K-252a，是一種對許多激酶都發(fā)生抑制作用的物質(zhì)，它可以選擇性地抑制神經(jīng)生長因子對PC12細(xì)胞的作用，但神經(jīng)節(jié)苷脂不僅可以完全消除K-252a對神經(jīng)生長因子誘導(dǎo)樹突作用的抑制，還可以部分的恢復(fù)神經(jīng)生長因子激活蛋白激酶的能力。神經(jīng)節(jié)苷脂的這個作用存在與否決定于其濃度。此外實驗也發(fā)現(xiàn)將Wistar大鼠背根神經(jīng)元的雪旺氏細(xì)胞取出進(jìn)行體外培養(yǎng)，若在培養(yǎng)基中加以l0-3M神經(jīng)節(jié)昔脂 (GM1，GDla，GDlb及GTlb)，培養(yǎng)4天后培養(yǎng)基中的神經(jīng)生長因子濃度上升了4倍，到第8天濃度才開始下降。這說明神經(jīng)節(jié)苷脂可以促進(jìn)神經(jīng)生長因子產(chǎn)生。
神經(jīng)生長因子對細(xì)胞內(nèi)的神經(jīng)節(jié)苷脂也有促進(jìn)作用。當(dāng)把隔核細(xì)胞和海馬細(xì)胞放在一起培養(yǎng)時，發(fā)現(xiàn)加入或不加入神經(jīng)生長因子對細(xì)胞上的主要神經(jīng)節(jié)苷脂并無太大影響，但神經(jīng)生長因子存在時，膽堿能細(xì)胞特異性神經(jīng)節(jié)苷脂Chol-的表達(dá)明顯增高。而神經(jīng)節(jié)苷脂第20~30天反而較開始時下降了40％。
盡管許多實驗證實神經(jīng)節(jié)苷脂以增強(qiáng)神經(jīng)生長因子的生物學(xué)作用，但也有不同觀點的報道。Derington等指出，局部去皮質(zhì)大鼠神經(jīng)生長因子可以誘導(dǎo)其紋狀體內(nèi)ChAT活性增加，同時應(yīng)用神經(jīng)節(jié)苷脂并未能繼續(xù)增強(qiáng)該酶活性。利用鵝膏蕈氨酸造成大鼠單側(cè)基底核病灶后，聯(lián)合應(yīng)用神經(jīng)節(jié)苷脂和神經(jīng)生長因子也未見對其行為的改善、ChAT陽性細(xì)胞數(shù)目有保護(hù)作用。
TAG： 神經(jīng)節(jié)苷脂 神經(jīng)生長因子
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