堿性成纖維細胞生長因子促神經(jīng)再生的研究進展

1、堿性成纖維細胞生長因子促神經(jīng)再生的研究進展關鍵詞：堿性成纖維細胞生長因子（bFGF）神經(jīng)再生 1975年Gospodarowicz首先報道運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)外相繼運用基因工程方法成功獲得重組bFGF，有力推動了關于bFGF的研究。系列研究證實，bFGF能刺激和調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細胞、上皮細胞、成肌細胞、成骨細胞和神經(jīng)膠質(zhì)細胞等多種起源于中胚層、神經(jīng)外胚層的細胞分化增殖，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，能保護神經(jīng)元，促進突起增生，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)再生的相關文獻作一綜述。 一、內(nèi)源性bFGF正常情況下的表達和神經(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)細胞、垂體濾泡及部分神經(jīng)細胞能分泌bFGF，在海馬皮質(zhì)、中腦、紋狀體和小腦顆粒細胞均有其受體。神經(jīng)損傷后，早期就能觀察到內(nèi)源性bFGF表達增多，是神經(jīng)損傷后早期反應之一。 葉諸榕用原代培養(yǎng)的大鼠大腦星形膠質(zhì)細胞作成機械損傷模型，觀察發(fā)現(xiàn)bFGF在損傷后2小時開始表達，12小時達高峰，2天后開始回落，星形膠質(zhì)

3、細胞胞體肥大，突起粗大。崔建忠運用Northern雜交、組織學方法動態(tài)觀察大鼠顱腦彌漫性損傷后bFGF的基因表達和組織學改變，結果發(fā)現(xiàn)輕度損傷后12小時，重度損傷后4小時，bFGF基因表達增加，均于第3天達到高峰。Grothe1研究脊髓神經(jīng)節(jié)bFGF及其型受體（FGFR-1)的表達時發(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，原位雜交顯示星形膠質(zhì)細胞產(chǎn)生bFGF，而感覺神經(jīng)元表達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的表達在1天內(nèi)即上調(diào)，7天達高峰，28天后恢復，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)的表達和損傷后變化的研究結果，而此前該領域未見報道。該研究發(fā)現(xiàn)，正常情況下，大鼠坐骨神經(jīng)FGFR-1mRNA表達高于bFGFmRNA。坐骨神經(jīng)損傷后，F(xiàn)GFR-1和bFGF的mRNA在損傷遠、近端均于不同的時相點上調(diào)，并有時間依賴性；bFGF的表達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表達增多同樣是外周神經(jīng)損傷后的早期反應。 神經(jīng)損傷后bFGF表達上調(diào)的意義是什么?不少學者將bFGF運用于神經(jīng)細胞培養(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表達增多是神經(jīng)損傷后的修復反應

5、，且可能具有始動意義。 二、外源性bFGF促進神經(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)細胞中加入bFGF，觀察發(fā)現(xiàn)細胞微團集落形成率明顯增加，不同劑量的bFGF表現(xiàn)量效關系，圖像分析見神經(jīng)細胞突起增多，連接豐富呈網(wǎng)狀。Miyagawa運用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進一步研究了不同濃度的bFGF對如上模型的作用，結果未用bFGF的對照組神經(jīng)元存活65%，運用不同劑量bFGF的試驗組神經(jīng)元變性均減少，10mgL組存活神經(jīng)元達85%，神經(jīng)突起亦增多、增長。 由上述試驗可見，bFGF

6、能促進培養(yǎng)的神經(jīng)細胞增生，神經(jīng)細胞損傷后運用bFGF，變性死亡減少，神經(jīng)突起增生，說明bFGF在體外具有促進、保護神經(jīng)細胞的作用。Malgrane4研究大鼠背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元對神經(jīng)毒性藥物的反應時發(fā)現(xiàn)：bFGF不但能刺激軸突再生，而且提前24小時運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)細胞的保護、維持作用。 (2)在體實驗：bFGF保護中樞神經(jīng)細胞、促進突起增長的效應在體內(nèi)亦得到證實。汪春風運用bFGF治療成年大鼠大腦皮質(zhì)損傷模型，于損傷術中和術后分次給予bFGF，術后40天取材作體視學分析，結果實驗組存活神經(jīng)元顯著多于對照組。Miyamoto5分別運用bFGF、神

7、經(jīng)生長因子（NerveGrowthFactor，NGF）于大鼠大腦單側傘穹窿部切斷模型，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組僅為細纖維而bFGF組粗、細纖維均有。 Nakahara6將經(jīng)基因修飾后可分泌bFGF的成纖維細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)的表達尚不清楚，Aebischer、Laquerriere即已嘗試運用填充bFGF的小管套接坐骨神經(jīng)缺損，術后4周行組織學、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直接或間接促進軸突生長的可能。故bFGF的作用效能、分子生物學作用機制，值得深入研究。 雪旺細胞（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，形成索帶引導再生軸突長向遠側，并分泌多種神經(jīng)營養(yǎng)、趨化因子，使軸突迅速、準確生長。體外培養(yǎng)的SC移植到神經(jīng)再生室中能促進神經(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SC分裂增殖，龔氏運用流式細胞計觀察FGF、NGF、纖連蛋白和神經(jīng)再生條件液對SC體外細胞動力學的影響，發(fā)現(xiàn)8天后FGF組SC增殖

9、最顯著，達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SC增殖對神經(jīng)再生很可能有重要意義。因此，應進一步驗證bFGF能否促進在體SC增殖及增殖后的繼發(fā)效應。 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、每平方毫米毛細血管數(shù)和每肌纖維毛細血管數(shù)均明顯高于對照組。提示bFGF能促進微循環(huán)重建。Nissen8收集術后創(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）濃度術畢無變化，后7天逐漸升高，而bFGF濃度術畢即升達高峰，3天后降至血漿濃度；各時相點創(chuàng)室內(nèi)液均對內(nèi)皮細胞有趨化性，能引發(fā)神經(jīng)、血管反應，術畢采取的創(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)形成毛細血管的內(nèi)皮細胞表達VEGFmRNA和蛋白，外源性bFGF或上調(diào)內(nèi)源性bFGF能增加VEGF的表達。說明VEGF的表達受bFGF調(diào)控，運用bFGF能促進血管發(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促進神經(jīng)再生的作用是多方面的：(1)保護神經(jīng)元；(2)促進軸突再生；(3)促進SC增殖；(4)促進血管發(fā)生，改善血供微循環(huán)等。借助分子生物學、免疫學等的新技術，各方面的研究還在不斷深入。但另一方面，強調(diào)神經(jīng)營養(yǎng)性之外，神經(jīng)支配的效應器應如何減緩退變?有關效應器營養(yǎng)性的研究仍不多見，值得注意，因為效應器不可逆性退變，同為神經(jīng)損傷、尤其陳舊性損傷修復困難的主要障礙。 三、bFGF與周圍神經(jīng)再生 近10余年來，新興的、跨學科的神經(jīng)生物學發(fā)展迅速，對周圍神經(jīng)再生的研究從細胞、亞細胞發(fā)展到分子水平，提出了一些新的概念和理論。認為神經(jīng)不同于一般組織

12、，神經(jīng)細胞胞體位于中樞，而軸突延伸很長，組成周圍神經(jīng)，神經(jīng)損傷的性質(zhì)是細胞損傷。損傷后不僅軸突斷裂，還引起近端神經(jīng)元壞死，遠段神經(jīng)變性，失神經(jīng)支配的感覺、運動效應器退變萎縮，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、效應器，是三個水平的病變，只注重損傷局部的處理是片面的。成功的神經(jīng)再生要求：(1)保護近端神經(jīng)元；(2)再生軸突快速、準確長向遠段；(3)效應器未發(fā)生不可逆性退變；(4)再生軸突與效應器形成功能性突觸。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是指能保護神經(jīng)元，和或促進軸突再生的物質(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)的表達及損傷后變化的研究正在開展，其在體運用的效能、抗體阻斷的實驗亦待進行，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一樣能保護神經(jīng)元、促進軸突生長外，還能刺激SC增殖，促進毛細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，預計隨著以上兩方面研究的進展，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 1GrotheC，MeisingerC，HertensteinA，etal.Expressionoffibroblastgrowthfactor-2andfibroblastgrowthfactorreceptor-1mRNAsinspinalganglialandsciaticnerve：regulationafterperipherallession.Neurosci，1997，76：123-135. 2MeisingerC，GrotheC.Differentialregulationoffibroblastgrowthfactor（FGF）-2andFGFrecept

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