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神经生长因子与血管生成的相关性研究进展
.138・
中国现代医药杂志2009年8月第11卷第8期MMJC,Aug2009.Vol11,No.8
神经生长因子与血管生成的相关性研究进展
于一凡综述孙晋民审校
神经生长因子f
nerve
growth
factor,NGF)作为一种传统
意义上的神经营养因子,具有多方面的作用,它能促进中枢及外周神经系统的发育与分化.维持神经系统的正常功能,促进神经维的再生,并对神经元有保护作用。
有两种膜受体介导NGF的信号,即高亲和性的TrkA受体。
和低亲和性的p75受体。
近来研究表明NGF还具有促周围再生神经…和非神经组织12t31的血管生成作用。
研究发现NGF不仅可以通过调节血管内皮细胞生长因子(vascular
endothelial
growthfactor,
VEGF)的表达间接地促进血管形成141,NGF还具有直接促进血管形成的作用阁。
1血管生成的机制
血管生成是新血管形成的主要过程。
它在机体胚胎发育中起着重要作用,参与人体正常的生理活动,而且血管生成也是很多病理情况的重要标志.包括糖尿病和癌症.在创伤修复、缺血缺氧、慢性炎症和癌症等情况下,原有微血管内皮细胞经过生芽、迁移、增殖及基质重塑等形成新毛细血管问.血管生成受促血管生成因子和相应受体间的相互作用调节。
在新血管形成过程的不同阶段中均有参与。
2
NGF促进血管生成的作用
2.1
NGF与血管内皮细胞的相互作用Tanaka等同研究发
现,大鼠主动脉内皮细胞可产生并释放NGF,从而确认血管内皮细胞是NGF的又一重要来源。
Dolle7等【{I用人类主动脉内皮细胞human
aorticendothelial
cells.HAECs)I羞行全方位迁
移分析.发现NGF刺激了HAECs的迁移,这和血管内皮生长因子vascularendothelialgrowthfaetor,VEGF).基本成纤维
细胞生长因子(basicfibroblast
growth
factor,bFGn的作用相
似。
NGF介导的HAEC迁移可被NC胁kA受体拮抗剂
K252a阻断。
而不被VEGF,F1k受体拮抗剂SU一5416阻断,说明了NGF通过TrkA受体直接激活了HAEC迁移,数据还显示HAEC表达p75NTR。
此外,有研究显示mGF促进血管内皮增生,提高了胰岛移植的存活率。
小鼠的毛细血管和大动脉的内皮细胞均可产生NGF.并且表达高亲和性受体TrkA。
人类脐静脉内皮细胞也可以表达TrkAmRNA和TrkA
蛋白17,101。
Park等…1发现在人类的脐静脉内皮细胞上NGF可
作者单位:
110001辽宁沈阳,中国医科大学七年制临床医学系(于一凡),实验技术中心一部(孙晋民)
以刺激基质金属蛋白酶一2,(matrix
metalloproteinase一2,
MMP一2)的mRNA表达和蛋白分泌。
用合成和内源性的
MMP一2抑制剂以及MMP一2小干扰RNA抑制了NGF诱导的侵袭.证明NGF诱导MMP一2分泌,侵袭,通过NGF的受体‘rrkA,磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol3-kinase,P13K)的活性来调节,NGF可提高TrkA磷酸化,和P13K的活性。
以及Akt磷酸化。
NGF增加了AP一2的DNA结合活性,这种作用可以被TrkA和P13K的抑制剂所阻止。
NGF在插人体内的基质胶上可促进新血管形成,但对于敲除MMP一2的小鼠则不能显现出此作用。
数据显示NGF刺激内皮细胞生长是通过MMP一2的作用而产生的,经P13K/Akt信号途径和AP-2转录因子,这对于引起血管生成非常重要。
2.2
NGF促进缺血组织的血管生成大量实验证明,NGF可
以使缺血区域的毛细血管的生成增加,可以减轻缺血症状。
Emanueli等Ⅲ用酶联免疫吸附试验和免疫组化技术证实了内源性的NGF可促进局部缺血组织的血管形成,如肌肉缺血时.NGF及其高亲和性受体trkA表达均上调,若给予外源性的NGF.则肢体缺血状况明显改善.毛细血管及小动脉的密度明显增多.肌细胞及血管内皮细胞凋亡减少.肢体血运恢复速度加快,反之,若用特异性的抗体阻断NGF,该自发性的
血管生成反应消失.肌细胞凋亡增加。
脑缺血时大鼠纹皮质c—Fos蛋白表达增加.实验f1日表明缺血组各时间段及NGF组缺血后再灌注3h和ld时.在纹皮质的血管及其附近未见到c—Fos阳性反应,NGF组缺血后再灌注3d时可见大量c—Fos阳性细胞和阳性纤维围绕纹皮质的血管及其周围。
NGF增强了脑缺血后再灌注大鼠纹皮质血管c—Fos蛋白表达,促进新生血管形成,保护缺血神经元。
研究NGF对新生鼠缺氧缺血性脑损伤(hypoxic
ischemic
braindamage,HBD)神经干细胞巢蛋白及VEGF表达的影响,
周宏等f13噪用免疫组化法检测NGF对新生大鼠HBD后不同时间内巢蛋白及VEGF表达的影响。
NGF干预组在HBD后即刻,大脑皮质、海马处就开始呈现VEGF阳性反应.与缺氧缺血组比较,,VEGF的表达高峰提前,且持续时间长,表达量增加,在即刻、3、12、24h,3d差异均有统计学意义(P(0.05)。
以上提示腹腔注射外源性神经生长因子后,可以促进血管内皮
生长因子的表达上调,脑毛细血管新生。
可以推测NGF上调
VEGF的表达是其对缺氧缺血性脑损伤后神经修复作用的机
制之一。
2.3NGF促进肿瘤血管生成NGF与肿瘤的侵袭性具有密
万方数据
’旦理代医药杂志2009年8月第11卷第8期MMJC,Aug
2009,Vol11,No.8
切关系.肿瘤血管生成是肿瘤转移发生、发展并最终形成转移瘤的必要条件。
新生成的微血管基底膜不完善.通透性高.不仅为肿瘤组织提供营养.而且为瘤细胞再转移提供了条件。
肿瘤血管生成是一个复杂的过程,包括:
①血管内皮基底膜溶解;(参内皮细胞向肿瘤组织迁移;③内皮细胞沿着迁移路径增生;④内皮细胞管化、分支并形成血管袢;⑤形成新的基底膜。
实验发现[14n1TGF、VEGF在腺样囊性癌(adenoid
cystic
carcinoma.ACC)组织中具有较高阳性表达,且在腺样
管状型中的表达率低于实性型,提示ACC细胞表达NGF.且NGF的表达与腺样囊性癌病理类型有关。
ACC高表达的NGF促进神经纤维周围毛细血管新生。
为肿瘤的生长提供营养物质.具有较强的侵袭性。
Middeke
MJ”I等用嗜铬细胞瘤细
胞系PCI2进行的体内外研究发现.VEGF的表达及在培养介质巾的积累显著促进内皮细胞增殖.而NGF能够提高
PCI2细胞内VEGFmRNA的表达水平和蛋白堆积量.推测
NGF可能通过提高VEGF的作用间接促进肿瘤的血管生成。
2.4
NGF促进神经组织血管形成NGF可以促进再生外周
神经的血管生成{51,激光共聚焦扫描发现I—I再生坐骨神经血管
内皮细胞中也有trkA的表达(VEGF与trkA明显共表达),
NGF+几丁糖组比生理盐水组或几丁糖组trkA和VEGF的表达显著增加,同时发现CD34和vWf阳性染色也明显增加。
说明trkA也参与了外源性NGF促再生周围神经中血管(包括毛细血管和较大管径血管)的生成.NGF能促进再生坐骨神经内皮细胞表达VEGF。
实验检测显示VEGF与CD34共表
达明显而强烈,凡CD34表达阳性的,VEGF也表达阳性,VEGF的阳性表达比CD34要多。
而且抗VEGF的抗体也能完全抑
制CD34的表达,认为NGF可能经trkA—VEGF—CD34通路来促进周围神经中毛细血管的生成。
用CD34抗体标记再生坐
骨神经新生血管内皮细胞,显示I”150ng,100ngNGF组与生理
盐水组之间有不同结果(尸<0.01),说明NGF可以显著增加再生坐骨神经微血管体积.促进血管生成.并且存在NGF的量效关系。
Hansen—Algenstaedt等I切研究发现NGF与VEGF相
互作用是促进神经系统内新血管生成的关键阂素。
25
NGF促进角膜、脉络膜的血管形成神经生长因子对糖
尿病对照组大鼠视网膜形态学上所见的视网膜血管的超微结构改变有着明确的改善作用㈣。
YOO等¨9I应用1.0ng
NGF
诱导小鼠角膜的血管生成,比较As40。
和As:
03对此作用的拮抗程度,结果显示As。
O。
具有拮抗NGF诱导的角膜血管再生现象。
研究发现[201交感神经切断后,脉络膜上的小静脉及小动脉和视网膜上的毛细血管均明显增加。
外源性的NGF可使脉络膜上的血管内皮细胞的迁移增加约50%、增生增加了约47%。
Seo等Ⅲ坝0研究了外源性NGF与角膜血管形成的作用,并发现NGF治疗后的第3d,新生血管的数量、长度和面积均开始逐渐增加,持续至用药后第7d。
进一步对量效关系研究还发现,NGF促进角膜血管形成的作用存在明显的剂量依赖性,其最小有效剂量是1.0、10、】00ng同样具有促进血管形成的作用,但易导致眼内出血和角膜水肿。
而用bFGF治疗则无眼内出血和角膜水肿等并发症,分析其原因可能NGF促
・139・
血管形成作用强于bFGF有关。
3问题与展望
随着各项研究的开展.发现NGF不仅仅具有促进神经系统发育,维持神经元存活和神经损伤后的修复功能.而且还可促进血管内皮细胞增殖、迁移和表达VEGF,促进血管的形成,改善缺血组织的血供。
作用范围十分广泛,包括角膜,肿瘤,神经组织,缺血组织等,NGF均有明显的促进血管生成作用,对于我们认识疾病的本质,寻找适当的治疗办法,给予合理的措施起到了一定的提示和推动作用。
总之.NGF可以
通过调节VEGF的表达间接地促进血管形成,还具有直接促
进血管形成的作用,并在实验和一些临床工作中运用此作用进行对比研究及治疗.获得了较为满意的效果.但NGF对于血管生成的促进作用.有些机制尚未清楚,仍需进一步深入
研究。
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(收稿:
2009—06—03)
医学论文书写中的有关规定
本刊将实行国家标准GB3358—82《统计学名词及符号》的有关规定,作者书写统计学符号时注意以下规范:
①样本的算术
平均数用英文小写x,不用大写X,也不用Mean或M;②标准差用英文小写s,不用SD;③标准误用英文小赢,不用写SE;④f检验用英文小写;⑤F检验用英文大写F;⑥卡方检验用希文小写r;⑦关系数用英文小写r;⑧自由度用希文小写弘;⑨样本数用
英文小写n;⑩概率用英文大写P。
以上符号x、s、t、F、r、r、/1,、/1.、P均为斜体。
计量单位采用国务院1984年2月颁布的《中华人民共和国法定计量单位》,并以单位符号表示,计量单位与单位符号按1997年中华医学会编辑出版部编辑的《法定计量单位在医学上的应用》一书。
单位符号中表示相除的斜线不能多于一条,后者采用负指数幂的形式表示,如mg/kg/d应写成mg・kg-1・d一。
在叙述中,应采用法定计量单位数值,不常用的计量单位,在首次出现时,注明新113单位的换算系数,如IkPa=7.5mmHg。
万方数据