脑源性神经营养因子与视觉保护
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行3年多追踪观察后,发现3例患者视力由光感变为手动;1例患者术后8个月视力由光感变为20/200,且视野为3度;还有1例患者视力由FC/15cm 发展为FC/50cm,视野为2度。
Radtke 等[14]观察的患者主觉视力改善明显且出现色觉功能,但除了1例患者在术后4个月时曾出现mfERG (多焦ERG)反应外,其余患者在术后作mfERG 检查时均无反应。
(四)感染术后感染也是经常可能会遇到的问题,视网膜移植术后发生的感染,有可能是供体移植物携带的病菌引起的,还可能是术中无菌操作不严格所致。
对于前者应从取材、培养、制备等各环节予以重视和严格检查处理,至于后者理应杜绝。
不过就目前报道尚无感染发生。
(五)并发症除有1例视网膜脱离外[13],少有其它并发症的报道。
此例视网膜脱离病人是在术后第3天发生的,发生于视网膜切口的周围,术后1个月,病变逐渐向赤道部发展。
综上所述,视网膜移植尤其是视网膜感光细胞移植已取得许多进展,给RP 的治疗带来了希望,但仍有许多问题需要进一步研究和探讨。
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本文概述了BDNF 的基因结构、受体及mR NA 表达、作用的神经群等各个方面,重点阐述了视觉系统生长发育、损伤修复与BDN F 的关系,讨论)31)了其在眼科的应用前景。
一、前言在脊椎动物神经系统发育中绝大部分,但并不是全部,神经总群会经历程序性细胞死亡阶段。
在这一阶段,神经元生存依赖于可获得的胚胎因子。
神经生长因子(NGF)是第一个被认为能在体内体外支持神经元亚群生存的神经营养因子。
但是NGF并不支持所有的神经群,从而提示其它神经营养因子必须也存在。
脑源性神经营养因子的提纯和特征描述导致神经营养因子家族)))现在被认为是神经营养素的发现。
本综述介绍了BDNF的结构、功能、受体及其在视觉系统中的作用。
二、BDNF的特征[1]不像NGF可以从雄性鼠下颌腺大量分离获得,BDNF是一种含量较少的蛋白质其最初提纯成为可能是因为可获得大量的原材料)))猪脑和对变性因子生物学活性的相对抵抗力。
尽管提纯蛋白质过程的许多特点与NGF的相似,但从抗原性及功能特性可以说明二者不同。
SDS-凝胶电泳法测定提纯猪BDNF分子量重约12kD,等电点约1012[2],这与NGF单体非常相似。
而且BDNF在体外有支持鸡背根神经节(DRG)神经元存活,但是与NGF相比,它不支持交感神经元的存活。
再加上抗NGF抗体不能阻止BDNF的生物学活性,这清楚地表明了BDNF蛋白质在抗原性上不同于NGF。
随后的猪、鼠和人BDNF基因亚克隆确定了神经营养素的一级结构。
这个基因编码分泌性成熟蛋白质,具有119氨基酸。
该蛋白重组体分子量和等电点与通过电泳法检测所得结果[2]非常相似。
成熟BDNF一级结构的一个突出特征是与NGF的相似性。
多种NGF与BDNF 有51氨基酸是共同的,其中包括所有6个半胱氨酸残基。
如前所述,BDNF是一种低丰度蛋白质,这就限制了其生物物理学特征的研究。
但是后来BDNF基因克隆和重组体BDNF的获得,使对蛋白质特性更深一步的研究和与已知NGF的比较成为可能。
BDNF主要以同源二聚体形式存在,NT-3也是如此。
后来又发现体内、体外所有的神经营养素以异二聚体和同源二聚体两种形式存在。
BDNF/NT-3异二聚体能与trkB、trkC受体结合,能引起受体的酪氨酸磷酸化作用,但比任何一种同源二聚体,其特有的生物学活性低。
NGF和BDNF的异二聚体可合成,但不稳定,而BDNF/NT-3异二聚体比较稳定,这表明二者有相似的却不同于NGF的亚基间接触表面。
三、BDNF作用的神经群[1](一)外周神经系统在外周神经系统,NGF和BDNF都能够支持背根神经节(DRG)感觉神经元生存。
但是体外二者所作用的神经群是不同的,二因子共同作用对生存数量有协同效应。
与NGF相比, BDNF能够支持神经基板起始端感觉神经元生存。
这些神经元包括结节状神经节,对NGF无反应,但对BDNF反应表现为支持细胞生存和神经长出旁支。
但是对交感神经或睫状神经节神经元没有观察到促生存效应。
除了细胞生存效应,BDNF在感觉神经元神经前体的成熟过程中起作用。
在神经脊细胞培养中,加入的BDNF导致感觉神经元数目的增加。
这并不是因为细胞全体数目的增加而是相应的未分化细胞部分减少。
同样地在培养早期感觉神经元中,BDNF导致成熟加速。
这样BDNF可能参与发育初期细胞分化和其后阶段的细胞生存。
与体外一样,感觉神经元在体内同样需要BDNF。
在正常发育过程中,感觉神经元经历程序性细胞死亡阶段。
在这一阶段用外源性BDNF处理胚胎导致背根神经节和结节状神经节死亡,神经元数减少。
相反如果在这一时期胚胎被祛除了BDNF,可以观察到相反的效果。
基因打靶实验产生缺少BDNF或其受体trkB 的小鼠,这些动物表现出广泛的感觉神经元退化,提示在体内这些神经元正常发育中,BDNF)32 )是必须的。
(二)中枢神经系统最初用视网膜培养研究表明BDNF支持神经元亚群,它能促进视网膜神经节细胞生存和神经长出旁支。
后来研究表明神经营养素尤其是BDNF控制CNS(中枢神经系统)神经元的分化和参与功能性神经网络的建立。
在小脑颗粒细胞培养中加入BDNF可以促其生存和促神经元侧枝发芽。
但是对早期颗粒神经元的作用最显著,而更多成熟神经元仅对NT-3有反应。
这提示BDNF可能促进初期发育,NT-3促进后期的成熟。
在体外BDNF可激活海马神经元信号转导机制和增加表达AChE(乙酰胆碱酯酶)的细胞数,这样根据作用的靶细胞不同BDNF具有存活和/或分化效应。
其他两种中枢神经系统神经元对BDNF 有反应的是多巴胺能神经元和体细胞运动神经元。
因Parkinson病和运动神经元退行性疾病,这些效应格外引起人们的兴趣。
在中脑多巴胺能神经元培养中加入BDNF导致促生存和多巴胺(dopam ine)摄入增加。
培养运动神经元对BDNF的反应是增强细胞存活率和ChAT(胆碱乙酰转移酶)活性。
在体内BDNF也支持运动神经元存活。
四、BDNF基因[1](一)一级结构如前所述,BDNF蛋白质最初从猪脑中提纯。
部分氨基酸序列是应用蛋白酶切割方法获得的N-末端。
用这一序列Leibeock等(1989)采用PCR技术合成了寡核苷酸引物扩增猪基因组模板。
产物测序后进一步用于扩增编码BDNF的cDNA的引物。
基因一级结构包括252个编码氨基酸的开放阅读框。
由18氨基酸信号肽,115氨基酸前序列和119个氨基酸成熟蛋白质组成。
前序列被认为参与成熟蛋白质的正确折叠。
与其他分泌因子(包括NGF)相比,BDNF蛋白质进化上非常保守。
组成成熟蛋白质的119氨基酸在猪、大白鼠、小白鼠、猴及人类是相同的,与哺乳动物相比,鸡BDNF 蛋白质仅有6个氨基酸不同。
甚至在不同物种间如瓜蟾和非洲蟾仍存在高比例的保守残基。
(二)启动子区鼠BDNF基因由5个外显子组成,占DNA 基因组中40kb以上。
4个5.外显子是非编码的,而3.外显子编码整个前原BDNF蛋白质。
现在认为4个5.外显子和3.外显子的两个不同聚腺苷酸位点产生8个不同的mRNA。
另外,有证据表明外显子2有内部剪接供体位点,增加了3个不同转录本。
