摘要：糖尿病周圍神經病變(diabetic peripheralneuropathy，DPN)是糖尿病最常見的慢性併發症之一，發生最早，文獻報道其發生率為25％～90％不等。DPN可累及感覺神經、運動神經和自主神經，但以感覺神經最為常見[1]。不但引起糖尿病患者的病死率和致殘率升高，而且帶來了複雜的護理、醫療問題，也是造成糖尿病患者反覆住院的主要原因。其發病機制尚未完全明瞭，但已知並非單一因素所致[2]。近年來糖尿病併發症的臨床及實驗研究顯示：代謝紊亂、血管損害、免疫因素起作用，其中神經生長因子一直佔有重要地位[3]。內蒙古醫科大學附屬醫院放療科閆文明
主題詞：神經生長因子；糖尿病周圍神經病變
1.引言 神經生長因子(nerve growth factor，NGF) 和睫狀神經營養因子(cihary neurotrophic factor，CNTF)、膠質細胞源性神經營養因子(glia derived neurotrophic，GDNF)共稱為神經營養因子，NGF［4］是20世紀50年代初由Levi．Montalcini R在小鼠肉瘤細胞內發現的第一個神經營養因子，它含3種亞基α，β，γ，相對分子質量為13 000 000 u，通常稱為7 sNGF。NGF是一種多肽物質，是神經營養因子家族中發現最早、研究最深的一類生長因子，主要存在於交感神經元及部分感覺神經元所分佈的靶區域內的細胞組織內，其生物學活性主要是維持交感神經和感覺神經的功能。能誘導神經遞質的合成，蛋白磷酸化、甲基化以及類似ras一蛋白的基因表達所需酶的合成，能有選擇的營養交感神經節神經元和周圍神經系統的小纖維感覺神經元[5]。神經生長因子的成熟蛋白質呈鹼性．由相應的前體裂解而成，約有120個氨基酸，其中約50％的氨基酸具有同源性，都有6個絕對保守的半胱氨酸殘基．形成3個二硫鍵，這些半胱氨酸殘基的側翼序列是分子中最保守的區域 (圖1)。
2. NGF基因結構特徵 NGF在1952年被發現，1973年分析並得出NGF的氨基酸序列。NGF的基因定位於lP21．P22，l。基因結構特徵：有較大前體，起始密碼子之後約18個氨基酸的訊號肽，前體結構中的最後4個氨基酸具有“Arg―X一鹼性氨基酸殘基一Arg”結構，是典型的蛋白酶切割位點；成熟蛋白前的一8―9處殘基為一個N糖基化位點，基因家族，使之表選，產生多種轉錄調節因子。這些轉錄調節因子又可調節其他基因的表達，引起蛋白質的合成增多、細胞體積增太、間質細胞增殖、細胞分化等，從而發揮生長因子的作用。
3.神經生長因子受體及其作用機制 生長因子是通過Ras―MAPK受體酪氨酸蛋白激酶訊號傳遞模式來實現從細胞膜到細胞核的資訊傳遞而引起細胞應答效應的。其中NTEs生物效應的第一步是與效應細胞膜特異性受體結合．啟動細胞訊號傳導。NGF在大腦和外周組織表達水平在各部位差別不大，但在雄性小鼠頜下腺表達水平較高。神經生長因子通過與反應神經元細胞表面受體結合而起作用，在調節生物功能上有重要意義。神經生長因子(NGF)是NTs的原型蛋白，根據神經生長因子受體(NGFR)與NGF的親和力的大小[6]，可以分為高親和力受體(high―affinity neurotrophin receptort HANR)和低親和力受體 (10w-8mnity neurotrophin receptor，LANR)。兩類受體主要表現在親和力、穩定性、分佈和生物學功能等方面有所不同。
3.1高親和受體是酪氨酸激酶原癌基因(tyrosine kinase pro―tooncogene，prototrk)編碼的酪氨酸蛋白激酶，分子量為120～160 kD的單跨膜糖蛋白，稱為trk受體。高親和力受體的平衡結合常數(Kd)． 10．0～11．0 mol／L，解離速度慢(T1/2約30 min)；不易為胰蛋白酶水解，不溶於tritonX一100，主要分佈在效應神經元的胞膜上，它介導的功能包括促進某些蛋白或酶合成的增加，誘導突起生長等。Trks包括TrkA、TrkB及TrkC，trkA型，TrkA是NGF的受體，NGFR產生於背根神經節(DRG)，運輸至軸突末端與NGF結合。trkA型NGFR下降導致NGF軸突末端的攝取和軸突運輸下降，引起神經營養支援下降，導致軸突不能有效再生，而與p75NGFR無關。trkA型細胞膜外結構包括獨特的IgG―C2區及富含半胱氨酸、亮氨酸的重複結構，膜內結構為酪氨酸激酶及短的C末端。TrkA分佈於感覺、交感神經元、紋狀體及大鼠前腦基部的膽鹼能神經元等， Trks的lgG―C2區是NT的結合位點，為結晶狀結構，它的氨基酸排列順序就決定了不同的trk受體的特異性及與不同的生長因子的親和力大小不同；神經生長因子的生物學效應主要由高親和力受體介導，使其表達具有明顯的階段特異性和組織特異性。其胞漿酪氨酸激酶活性區即為胰島素受體酪氨酸激酶，當生長因子與其特異性受體結合後，即可促使受體募集，形成多聚體，受體酪氨酸激酶即被啟用，催化受體自身特定序列的酪氨酸殘基磷酸化。磷酸化的酪氨酸殘基及兩端的短序列即可與胞漿中的具有Sre同源性結構域的資訊傳遞分子特異性識別並結合，廣泛連線多種訊號成分，啟用不同的資訊傳遞途徑。
3.2 低親和力p75型NGFR產生於雪旺細胞(SC)，是分子量為75 kD的糖蛋白，神經生長因子家族成員均能與之結合。p75型受體的Kd為10．0～9．0 mol／L。解離速度快(T1/2約10 s)．較易受胰蛋白酶破壞，溶於tritonX一100，在效應神經元和非神經元細胞均有分佈，可能與某些氨基酸的攝取、刺激肥大細胞脫顆粒釋放組胺等功能有關。其胞外結構區與腫瘤壞死因子受體的結構相同，胞漿結構區具有Ⅱmr結構，是死亡訊號區(圖2)。實驗證明：在無trk受體存在時，P”m有促進細胞凋亡的作用：在trk受體存在時，P” m偶參與高親合位點的形成，並增強trk受體對神經生長因子家族成員的特異性。
4.神經生長因子的訊號轉導途徑 [7]NGF可 啟用兩種不同型別的受體――酪氨酸激酶的家族和腫瘤壞死因子受體超家族中的p75~"R。NGF啟用這兩種受體後能啟動許多複雜的訊號轉導通路。從而發揮生物效應。
4.2 Trk的訊號轉導 Trk經Ras途徑介導神經元存活。在NGF介導的存活中，第一個被啟用的訊號轉導蛋白是小GTP結合蛋白Ras。NGF對發育階段及培養的交感神經元和感覺神經元有明顯的促存活作用，其存活均依賴於一定濃度的NGF的持續存在。抑制Ras活效能夠阻止大部分交感神經元存活。在缺乏NTs時，去除Ras調節抑制因子NF-1(neurofibromatosis．1)能夠使培養的周圍神經元存活。在NGF依賴的神經元存活中Ras不是直接起作用，而是經過轉化和介導NTs起動的多個訊號轉導途徑，主要包括PI．3K／PKB和MEK／MAPK[8] 。Ras／PI一3K／PKB抑制凋亡蛋白的產生及其活性；MEK／MAPK啟用抗凋亡蛋白促進存活。
4.3 p75NTa訊號轉導 p75NTR是最早分離出的NTs受體，是p75NTR／Fas／TNFRl家族的成員。但對其生理功能及訊號轉導途徑的認識還不是很清楚。目前研究發現，當p75NTR與NTs結合形成p75NTR同源二聚體後，可連線多種訊號轉導蛋白，包括TRAF2／4，TRAF6，NRAGE，SC一1，NRIF和RhoA，它們能夠調節細胞存活、細胞週期和軸突生長；p75NTR在多數情況下是配體啟用的凋亡受體，能啟用凋亡訊號轉導途徑JKN一053一Bax和細胞死亡蛋白如NRFIF。p75NTR通過啟用NF―KB加強Trk的活性(圖2)。Trk通過Ras和PI一3K／PKB抑制JNK―p53一Bax途徑中的JNK，或抑制死亡蛋白Forkhead。p75NTR通過神經醯胺抑制PKB和Raf活性而抑制Trk介導的存活和生長。做Trk和p75NTR之間的相互作用在神經系統的發育和損傷後修復中有重要的決定作用。p75NTR的主要生物學效應包括①對神經元生長的調節。②促進神經元存活。③誘導神經元凋亡。
5 NGF的生物合成和作用 NGF是能 夠促進神經細胞存活、生長、分化的一類蛋白質因子，它由敏感神經元的靶組織釋放，與特殊受體結合通過逆向軸索轉運進入細胞體，具有引起神經元形態學差異，加強神經再生，刺激神經遞質表達等生理特徵[8]。神經營養因子不僅可減少神經變性阻止疾病程序，而且還具有刺激軸突生長、促進再生的功能。神經營養因子極有可能成為將來治療神經損傷和神經系統疾病的重要手段[9]。離體實驗證明，神經生長因子對神經嵴來源的背根神經節均有支援存活和促進突起的生長作用，國內學者劉京升等{10}在對外周神經再生的研究也已證實。 NGF對周圍神經也有明顯的保護作用，對感覺神經元也有很好的神經營養作用。Dyck等{11}研究表明，通過NGF的應用能夠預防、穩定或改善較小纖維神經病變引起的缺損和症狀，並可降低熱、痛閾值。NGF作為多肽生長因子網路中的一員，在炎症反應、組織損傷修復、促進傷口癒合及急性遲髮型超敏反應中發揮作用。
6.NGF的研究 在患糖尿病時，NGF缺乏或減少，使逆向運輸至神經元的神經生長因子減少，損傷對其敏感的神經元。故近期有人認為神經的修復是一個耗能過程，除缺血影響其修復外，神經生長因子缺乏也是影響其修復的重要因素[12]。若給予補充神經生長因子則可促進神經再生，改善神經傳導速度。這些因子的合成、分泌和代謝障礙是糖尿病神經病變的發病原因之一。近年來神經生長因子在糖尿病神經病變的發生和治療中倍受重視。已證實成人Schwann細胞也能製造神經生長因子並在神經元的發育過程中表達生長因子受體的作用。高血糖-山梨醇相關的Schwann細胞損害，均使NGF合成減少，影響基因表達調控，神經微絲、微管mRNA水平下降而合成減少，最終導致神經軸索營養障礙，再生受損，嚴重則纖維萎縮、脫落｛13｝。
Rask｛14｝報道，有人在糖尿病動物實驗中發現，足面板和骨骼肌中內生神經生長因子水平隨著病程進展而逐步降低，並且隨著糖尿病病程的進展，在不同的組織中神經生長因子mRNA水平進行性下降，尤其在小腿肌肉和坐骨神經，糖尿病早期即顯示神經mRNA水平降低。
研究發現鏈脲菌素致糖尿病鼠的神經生長因子水平在靶組織中增高，在坐骨神經和交感神經節中降低，提示神經生長因子逆向軸索運輸被損害不利於神經再生。P物質和降鈣素相關基因肽是感覺神經介質，又稱肽遞質，Apfel等發現鏈脲菌素致糖尿病鼠背根神經節中的P物質和降鈣素相關基因肽水平大約下降30％，與Femyhough等在坐骨神經內的發現一致，給予神經生長因子後肽類水平升高。上述報道顯示，神經生長因子與糖尿病周圍神經病變的發生機制有關。重組人神經生長因子是唯一一種被用於臨床試驗治療糖尿病周圍神經病變的神經營養因子，其第1期臨床試驗已經完成，結果令人鼓舞[15]。神經元和膠質細胞均可產生NGF，NGF對基底前腦膽鹼能神經元具有重要的營養功能，NGF主要通過調節鈣離子平衡及對抗自由基的作用發揮其對神經元的保護功能。NGF對周圍神經有明顯的保護作用，對感覺神經元也有很好的神經營養作用。Dyck等研究表明，通過NGF的應用能夠預防、穩定或改善較小纖維神經病變引起的缺損和症狀，並可降低熱、痛閾值[16]。NGF作為多肽生長因子網路中的一員，在炎症反應、組織損傷修復、促進傷口癒合及急性遲髮型超敏反應中發揮作用[171，[18]。
7展望 隨著對NGF作用機制的闡明以及其來源、製劑、給藥途徑、疾病動物模型、臨床試驗、療效評估等系統的深入研究及 對不同給藥途徑的藥動學與生物有效度；提高神經營養因子對治療靶細胞作用的特異性摸索。NGF作為藥物應用於臨床疾病的治療展現出良好的應用前景[19]。
參考文獻：
[1]Llewelyn JG．The diabetic neuropathies：types,diagnosis and management．J Neurol Neurosurg Psychiatry{J}.2003，74 Suppl 2:11l5．
[2]Verrotti A．Giuva PT，Morgese G，et a1．New trends in the etiopathogenesis of diabetic peripheral neuropathy {J }．J Child Neur01．2001．16(6)：389．
[3]Gryz EA，Galicka―Latala D，Szczudlik A,et al.Etiopathogenesis of diabetic neuropathy Przegl Lek[J]．2000，57(12):727．
[4]孔喜良 劉洪珍 神經生長因子的研究近況，中國臨床康復笫8卷第10期.
[5]周廷衝 多肽生長因子基礎與臨床[M]北京：中國科學技術出版社，1992：105―35
[6]Chao MV，Hempstead BL．p75 and Trk：a two-rep-tor system[J]．Trends Neurosei，1995，18：321―326．
[7]屈傳強 郭洪志，糖尿病神經病變的發病機制研究進展.山東醫藥年第43卷第1期
[8] 羅學港綜述 神經營養因子的訊號轉導途徑國外醫學・生理、病理科學與臨床分冊,第22卷第4期2002年8月
[9] Apfel SC．Neurotrophic factors in peripheral neuropathies：therapeutic implications[J]．Brain Pathol，1999，9(2)：393．
[10]劉京升,孫正義 ，王巨集沛，等．白介素一l和神經生長因子對周圍神經再生的影響[J]．中國臨床康復，2002，6(18)：2696―8
[11]Obrosova I G，Fathallah L，Stevens M J．Taurine counte acts oxidative stress and nerve growth factor deficit in early experimental diabetic neuropathy[J]．Exp Neurol，2001，172：211-219．
[12]Yasuda H，Terada M，Maeda K，et a1．Diabetic neuropathy and nerver。generation[J]．Prog Neurobiol，2003，69(4)：229．
[13]蘇會璇，糖尿病神經病變的發病制.JClinNeurol,October2003,Vol.16,No.5
[14]Rask CA,Biological actions of nerve growwth factor in the peripheral nervous systerm．1999，41(SupplI)：14―19
[15]Apfel SC．Nerve growth factor for the treatment of diabetic neuropathy：what went wrong，what went right，and what does the future hold?{J]Int Rev Neurotbiol，2002，50：393．
[16]Dyck PJ,Peroulka S．Rusk Co et al Intradermal recombinant human nerve growth factor induces pressure allodynia and lowered heat―pain threshold in human. Neurology 1997；48：501)
[17]劉欣，康德萱。糖尿病神經病變發病機制研究的若干進展{J}.外國醫學神經病學神經外科學分冊，2001，28（3）：201-203
[18]Tmlinson DR,Fernyhough P,Diemel LT,et al.Deficient neurotrophic support in theaetiologyofdiabeticneuropathy.DiabetMed,1996;13(7):679-681
[19]第三講神經營養因子的神經修復作用及其機制 何成 中國神經科學雜誌2002，12，18（1）
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