堿性成纖維細(xì)胞生長因子促神經(jīng)再生的研究進(jìn)展

1、堿性成纖維細(xì)胞生長因子促神經(jīng)再生的研究進(jìn)展關(guān)鍵詞：堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）神經(jīng)再生 1975年Gospodarowicz首先報道運(yùn)用理化方法從牛的大腦和垂體中分離純化出堿性成纖維細(xì)胞生長因子（BasicFibroblastGrowthFactor，bFGF）。80年代，bFGF的氨基酸序列得到澄清。90年代，國內(nèi)外相繼運(yùn)用基因工程方法成功獲得重組bFGF，有力推動了關(guān)于bFGF的研究。系列研究證實，bFGF能刺激和調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、成肌細(xì)胞、成骨細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等多種起源于中胚層、神經(jīng)外胚層的細(xì)胞分化增殖，在胚胎發(fā)育、組織愈合中起重要作用。神經(jīng)方面，關(guān)于bFGF的研究集中

2、在中樞神經(jīng)，發(fā)現(xiàn)其神經(jīng)活性廣泛，能保護(hù)神經(jīng)元，促進(jìn)突起增生，提示在周圍神經(jīng)再生方面的研究意義?，F(xiàn)參考近年來bFGF與神經(jīng)再生的相關(guān)文獻(xiàn)作一綜述。 一、內(nèi)源性bFGF正常情況下的表達(dá)和神經(jīng)損傷后的變化 (一)中樞神經(jīng)：正常情況下，內(nèi)源性bFGF以微量分布于腦、垂體和下丘腦等器官，已證實星形膠質(zhì)細(xì)胞、垂體濾泡及部分神經(jīng)細(xì)胞能分泌bFGF，在海馬皮質(zhì)、中腦、紋狀體和小腦顆粒細(xì)胞均有其受體。神經(jīng)損傷后，早期就能觀察到內(nèi)源性bFGF表達(dá)增多，是神經(jīng)損傷后早期反應(yīng)之一。 葉諸榕用原代培養(yǎng)的大鼠大腦星形膠質(zhì)細(xì)胞作成機(jī)械損傷模型，觀察發(fā)現(xiàn)bFGF在損傷后2小時開始表達(dá)，12小時達(dá)高峰，2天后開始回落，星形膠質(zhì)

3、細(xì)胞胞體肥大，突起粗大。崔建忠運(yùn)用Northern雜交、組織學(xué)方法動態(tài)觀察大鼠顱腦彌漫性損傷后bFGF的基因表達(dá)和組織學(xué)改變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)輕度損傷后12小時，重度損傷后4小時，bFGF基因表達(dá)增加，均于第3天達(dá)到高峰。Grothe1研究脊髓神經(jīng)節(jié)bFGF及其型受體（FGFR-1)的表達(dá)時發(fā)現(xiàn)，正常情況下，bFGF和FGFR-1的mRNA在脊神經(jīng)節(jié)均有表達(dá)，原位雜交顯示星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生bFGF，而感覺神經(jīng)元表達(dá)FGFR-1，提示旁分泌作用；坐骨神經(jīng)損傷后，L46感覺神經(jīng)元bFGF的表達(dá)在1天內(nèi)即上調(diào)，7天達(dá)高峰，28天后恢復(fù)，F(xiàn)GFR-1的變化則不明顯。 (二)周圍神經(jīng)：Grothe1和Meisin

4、ger21997年報道了bFGF及其受體在周圍神經(jīng)的表達(dá)和損傷后變化的研究結(jié)果，而此前該領(lǐng)域未見報道。該研究發(fā)現(xiàn)，正常情況下，大鼠坐骨神經(jīng)FGFR-1mRNA表達(dá)高于bFGFmRNA。坐骨神經(jīng)損傷后，F(xiàn)GFR-1和bFGF的mRNA在損傷遠(yuǎn)、近端均于不同的時相點上調(diào)，并有時間依賴性；bFGF的表達(dá)具有自身正反饋特點，且不影響FGFR-1。這一實驗說明，與在中樞神經(jīng)一致，內(nèi)源性bFGF表達(dá)增多同樣是外周神經(jīng)損傷后的早期反應(yīng)。 神經(jīng)損傷后bFGF表達(dá)上調(diào)的意義是什么?不少學(xué)者將bFGF運(yùn)用于神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)和神經(jīng)損傷模型，發(fā)現(xiàn)bFGF具有廣泛的促神經(jīng)再生作用，提示bFGF表達(dá)增多是神經(jīng)損傷后的修復(fù)反應(yīng)

5、，且可能具有始動意義。 二、外源性bFGF促進(jìn)神經(jīng)再生 (一)中樞神經(jīng) (1)離體試驗：端禮榮在原代培養(yǎng)的大鼠胚胎中腦神經(jīng)細(xì)胞中加入bFGF，觀察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞微團(tuán)集落形成率明顯增加，不同劑量的bFGF表現(xiàn)量效關(guān)系，圖像分析見神經(jīng)細(xì)胞突起增多，連接豐富呈網(wǎng)狀。Miyagawa運(yùn)用bFGF于原代培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元軸突損傷模型，觀察發(fā)現(xiàn)實驗組較對照組軸突增生、突起增多。Himmelseher3進(jìn)一步研究了不同濃度的bFGF對如上模型的作用，結(jié)果未用bFGF的對照組神經(jīng)元存活65%，運(yùn)用不同劑量bFGF的試驗組神經(jīng)元變性均減少，10mgL組存活神經(jīng)元達(dá)85%，神經(jīng)突起亦增多、增長。 由上述試驗可見，bFGF

6、能促進(jìn)培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞增生，神經(jīng)細(xì)胞損傷后運(yùn)用bFGF，變性死亡減少，神經(jīng)突起增生，說明bFGF在體外具有促進(jìn)、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的作用。Malgrane4研究大鼠背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元對神經(jīng)毒性藥物的反應(yīng)時發(fā)現(xiàn)：bFGF不但能刺激軸突再生，而且提前24小時運(yùn)用可以顯著減少神經(jīng)毒性物質(zhì)的作用，這從另一個角度說明了bFGF對神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)、維持作用。 (2)在體實驗：bFGF保護(hù)中樞神經(jīng)細(xì)胞、促進(jìn)突起增長的效應(yīng)在體內(nèi)亦得到證實。汪春風(fēng)運(yùn)用bFGF治療成年大鼠大腦皮質(zhì)損傷模型，于損傷術(shù)中和術(shù)后分次給予bFGF，術(shù)后40天取材作體視學(xué)分析，結(jié)果實驗組存活神經(jīng)元顯著多于對照組。Miyamoto5分別運(yùn)用bFGF、神

7、經(jīng)生長因子（NerveGrowthFactor，NGF）于大鼠大腦單側(cè)傘穹窿部切斷模型，發(fā)現(xiàn)bFGF和NGF均能刺激海馬乙酰膽堿酯酶陽性纖維生長，NGF組僅為細(xì)纖維而bFGF組粗、細(xì)纖維均有。 Nakahara6將經(jīng)基因修飾后可分泌bFGF的成纖維細(xì)胞移植于大鼠脊髓損傷模型中央灰質(zhì)處，發(fā)現(xiàn)2周至6月后，背側(cè)區(qū)的感覺神經(jīng)、去甲腎上腺素能神經(jīng)均有纖維長入移植細(xì)胞，提示bFGF具有誘神經(jīng)活性。 (二)周圍神經(jīng)：bFGF及其受體在周圍神經(jīng)的表達(dá)尚不清楚，Aebischer、Laquerriere即已嘗試運(yùn)用填充bFGF的小管套接坐骨神經(jīng)缺損，術(shù)后4周行組織學(xué)、電生理檢查，發(fā)現(xiàn)實驗組有神經(jīng)纖維生長，而對

8、照組沒有。雖然有神經(jīng)纖維生長并不就說明神經(jīng)成功再生，但已提示了bFGF直接或間接促進(jìn)軸突生長的可能。故bFGF的作用效能、分子生物學(xué)作用機(jī)制，值得深入研究。 雪旺細(xì)胞（Schwann?scell，SC）分裂增殖是周圍神經(jīng)再生的重要環(huán)節(jié)，增殖的SC吞噬變性產(chǎn)物，形成索帶引導(dǎo)再生軸突長向遠(yuǎn)側(cè)，并分泌多種神經(jīng)營養(yǎng)、趨化因子，使軸突迅速、準(zhǔn)確生長。體外培養(yǎng)的SC移植到神經(jīng)再生室中能促進(jìn)神經(jīng)生長已為試驗證實。在培養(yǎng)SC的工作中，Rater、Dong、龔炎培均發(fā)現(xiàn)bFGF能促進(jìn)SC分裂增殖，龔氏運(yùn)用流式細(xì)胞計觀察FGF、NGF、纖連蛋白和神經(jīng)再生條件液對SC體外細(xì)胞動力學(xué)的影響，發(fā)現(xiàn)8天后FGF組SC增殖

9、最顯著，達(dá)8倍以上，而NGF對SC分裂增殖不起作用。雖然SC超常增殖的意義學(xué)者們尚無定論，但對SC增殖期已過的陳舊性神經(jīng)損傷，促進(jìn)SC增殖對神經(jīng)再生很可能有重要意義。因此，應(yīng)進(jìn)一步驗證bFGF能否促進(jìn)在體SC增殖及增殖后的繼發(fā)效應(yīng)。 血管發(fā)生對神經(jīng)損傷后創(chuàng)口愈合、神經(jīng)再生的意義重大，然其初始介質(zhì)仍未完全闡明。Baffour7在兔下肢急性缺血模型運(yùn)用bFGF，發(fā)現(xiàn)治療組肌肉活力、肌內(nèi)血氧含量、每平方毫米毛細(xì)血管數(shù)和每肌纖維毛細(xì)血管數(shù)均明顯高于對照組。提示bFGF能促進(jìn)微循環(huán)重建。Nissen8收集術(shù)后創(chuàng)口內(nèi)液體分析發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮生長因子（VascularEndothelialGrowthFact

10、or，VEGF）濃度術(shù)畢無變化，后7天逐漸升高，而bFGF濃度術(shù)畢即升達(dá)高峰，3天后降至血漿濃度；各時相點創(chuàng)室內(nèi)液均對內(nèi)皮細(xì)胞有趨化性，能引發(fā)神經(jīng)、血管反應(yīng)，術(shù)畢采取的創(chuàng)室內(nèi)液，經(jīng)VEGF的抗體中和后仍具趨化性和促血管發(fā)生能力，術(shù)后3至6天采取的創(chuàng)室內(nèi)液，經(jīng)VEGF的抗體中和后趨化性和促血管發(fā)生能力顯著降低。提示bFGF是血管發(fā)生的始動介質(zhì)，VEGF則起著繼發(fā)而持續(xù)的作用。Seghzzi研究小鼠角膜血管發(fā)生時，發(fā)現(xiàn)形成毛細(xì)血管的內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)VEGFmRNA和蛋白，外源性bFGF或上調(diào)內(nèi)源性bFGF能增加VEGF的表達(dá)。說明VEGF的表達(dá)受bFGF調(diào)控，運(yùn)用bFGF能促進(jìn)血管發(fā)生，改善血供。而血

11、供的改善顯然有利于創(chuàng)口愈合和神經(jīng)再生。 綜上所述，bFGF促進(jìn)神經(jīng)再生的作用是多方面的：(1)保護(hù)神經(jīng)元；(2)促進(jìn)軸突再生；(3)促進(jìn)SC增殖；(4)促進(jìn)血管發(fā)生，改善血供微循環(huán)等。借助分子生物學(xué)、免疫學(xué)等的新技術(shù)，各方面的研究還在不斷深入。但另一方面，強(qiáng)調(diào)神經(jīng)營養(yǎng)性之外，神經(jīng)支配的效應(yīng)器應(yīng)如何減緩?fù)俗?有關(guān)效應(yīng)器營養(yǎng)性的研究仍不多見，值得注意，因為效應(yīng)器不可逆性退變，同為神經(jīng)損傷、尤其陳舊性損傷修復(fù)困難的主要障礙。 三、bFGF與周圍神經(jīng)再生 近10余年來，新興的、跨學(xué)科的神經(jīng)生物學(xué)發(fā)展迅速，對周圍神經(jīng)再生的研究從細(xì)胞、亞細(xì)胞發(fā)展到分子水平，提出了一些新的概念和理論。認(rèn)為神經(jīng)不同于一般組織

12、，神經(jīng)細(xì)胞胞體位于中樞，而軸突延伸很長，組成周圍神經(jīng)，神經(jīng)損傷的性質(zhì)是細(xì)胞損傷。損傷后不僅軸突斷裂，還引起近端神經(jīng)元壞死，遠(yuǎn)段神經(jīng)變性，失神經(jīng)支配的感覺、運(yùn)動效應(yīng)器退變萎縮，因此神經(jīng)損傷不僅是損傷局部一個水平有病變，還包括神經(jīng)元、效應(yīng)器，是三個水平的病變，只注重?fù)p傷局部的處理是片面的。成功的神經(jīng)再生要求：(1)保護(hù)近端神經(jīng)元；(2)再生軸突快速、準(zhǔn)確長向遠(yuǎn)段；(3)效應(yīng)器未發(fā)生不可逆性退變；(4)再生軸突與效應(yīng)器形成功能性突觸。SC、基底膜和神經(jīng)營養(yǎng)因子（NeurotrophicFactor，NTF）是發(fā)揮以上作用的物質(zhì)要素。NTF是指能保護(hù)神經(jīng)元，和或促進(jìn)軸突再生的物質(zhì)，已提出NGF、睫狀神

13、經(jīng)節(jié)營養(yǎng)因子(CNTF)、腦源性營養(yǎng)因子(BDNF)、bFGF等20余種。至今，NGF由于：(1)體內(nèi)有特異受體；(2)體內(nèi)外作用均有效；(3)制備的抗體能阻斷活性，唯一得到證實，而bFGF及其受體在周圍神經(jīng)的表達(dá)及損傷后變化的研究正在開展，其在體運(yùn)用的效能、抗體阻斷的實驗亦待進(jìn)行，所以是一種潛在的、未完全證實的NTF，但在試驗中已經(jīng)展現(xiàn)了較NGF促神經(jīng)再生活性廣泛的特點，除與NGF一樣能保護(hù)神經(jīng)元、促進(jìn)軸突生長外，還能刺激SC增殖，促進(jìn)毛細(xì)血管形成改善損傷神經(jīng)及周圍組織的血供，因而又是很有潛力的，預(yù)計隨著以上兩方面研究的進(jìn)展，bFGF作為一種NTF的性質(zhì)將很快澄清，為神經(jīng)損傷患者帶來新的希望

14、。百事通 參考文獻(xiàn) 1GrotheC，MeisingerC，HertensteinA，etal.Expressionoffibroblastgrowthfactor-2andfibroblastgrowthfactorreceptor-1mRNAsinspinalganglialandsciaticnerve：regulationafterperipherallession.Neurosci，1997，76：123-135. 2MeisingerC，GrotheC.Differentialregulationoffibroblastgrowthfactor（FGF）-2andFGFrecept

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