神經(jīng)生長因子在哮喘中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

張 帥 孫晉民 蔡冬梅

（中國醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)七年制96期2班，遼寧 沈陽 110001）

神經(jīng)生長因子在哮喘中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

張 帥 孫晉民 蔡冬梅

（中國醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)七年制96期2班，遼寧 沈陽 110001）

神經(jīng)營養(yǎng)素是一個(gè)復(fù)雜的分子家族，目前研究較為透徹的是神經(jīng)生長因子（NGF）。除了其對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用外，越來越多的研究顯示其在哮喘的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用?；诖?，研究者設(shè)計(jì)了許多實(shí)驗(yàn)來證明NGF在炎性疾病中的作用機(jī)制，本文對(duì)此類研究進(jìn)展予以綜述。

神經(jīng)營養(yǎng)因子；哮喘；作用機(jī)制

支氣管哮喘（簡稱哮喘）是一種支氣管炎性疾病，其發(fā)病機(jī)制可能涉及遺傳、生理、精神神經(jīng)和免疫等多種因素。神經(jīng)生長因子（NGF）是神經(jīng)營養(yǎng)因子家族中的一個(gè)大分子神經(jīng)肽，在神經(jīng)系統(tǒng)的生長發(fā)育及再生過程中發(fā)揮重要作用，而且其作為一種炎癥反應(yīng)介質(zhì)的病理生理作用也收到廣泛關(guān)注。本文對(duì)此類研究進(jìn)展予以綜述。

1 哮喘的神經(jīng)源性機(jī)制

近年來研究表明，在支氣管哮喘及氣道炎癥的患者中，NGF的表達(dá)會(huì)上調(diào)[1]。在氣道與皮膚，神經(jīng)營養(yǎng)因子是連接免疫細(xì)胞與神經(jīng)感受網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[2-3]。基于此，有研究者提出了氣道神經(jīng)源性炎癥學(xué)說[4-5]。

Kawamoto K等研究者發(fā)現(xiàn)，NGF抑制會(huì)腹膜肥大細(xì)胞（PMCs）的凋亡。當(dāng)向培養(yǎng)基中加入NGF時(shí)，核固縮，核碎裂等典型性改變以及凋亡細(xì)胞所占比例會(huì)明顯降低。但同時(shí)加入NGF的多克隆抗體時(shí)，這種抑制作用則被阻斷[6-7]。研究證實(shí)，人氣管上皮細(xì)胞中人類鼻病毒-16（HRV-16）的復(fù)制提高了NGF和其高親和受體TrkA的表達(dá)水平。而上調(diào)的NGF-TrkA通路誘導(dǎo)了宿主細(xì)胞表面的ICAM-1受體表達(dá)，從而促進(jìn)了病毒的進(jìn)入與復(fù)制。之后研究又發(fā)現(xiàn)通過NGF-siRNA沉默NGF基因或者加入NGF特異性抗體會(huì)使ICAM-1表達(dá)下調(diào)，進(jìn)而抑制病毒的復(fù)制。NGF連接呼吸道炎癥反應(yīng)中黏膜上皮細(xì)胞與上皮下神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于神經(jīng)源性的氣管黏膜炎癥反應(yīng)至關(guān)重要。同時(shí)NGF還可以通過上調(diào)抗凋亡Bcl-2家族成員的表達(dá)而阻斷多重細(xì)胞系的程序性死亡途徑，這就延遲了被HRV-16感染細(xì)胞的清除而有利于病毒的復(fù)制。由此研究者預(yù)測(cè)NGF-TrkA通路的抑制物在治療感冒與預(yù)防慢性阻塞性肺疾病時(shí)可能會(huì)發(fā)揮重要作用,當(dāng)然這尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。

呼吸道合胞體病毒是引起嬰幼兒以及老年人呼吸道疾病的一大因素。Othumpangat等[8]發(fā)現(xiàn)，同來源于人類呼吸道上皮的支氣管上皮細(xì)胞要比鼻黏膜與氣管上皮細(xì)胞更易于感染，而這種差異正是由于NGF在支氣管上皮細(xì)胞中會(huì)更快更強(qiáng)的表達(dá)?；诖耍瑢?duì)NGF的藥理調(diào)節(jié)或許會(huì)成為治療相關(guān)呼吸道疾病的一種極具前景的嘗試。

2 NGF在炎性疾病中的作用機(jī)制

NGF如何在炎性疾病中發(fā)揮效應(yīng)以及通過何種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑實(shí)現(xiàn)等問題引起了了研究者的注意，而為此展開了一系列的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

國外很多實(shí)驗(yàn)表明：TNF-α對(duì)氣道炎癥具有促進(jìn)作用[9-10]。佘巍巍等[11]試圖通過NGF與TNF-α的聯(lián)系，進(jìn)而闡釋升高的NGF是如何在哮喘的病理生理過程發(fā)揮作用的。實(shí)驗(yàn)顯示，NGF和TNF-α的濃度在炎癥組織中明顯升高，于是研究者推測(cè)支氣管上皮細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞等炎細(xì)胞合成并釋放的NGF增多，促進(jìn)細(xì)胞表達(dá)更多的TNF-α而加重炎癥反應(yīng)。而這又會(huì)增加NGF的濃度，從而形成一個(gè)循環(huán)鏈。

而湯渝玲等[12]認(rèn)為，NGF通過Ras-MAPK途徑來參與哮喘過程中的神經(jīng)源性炎癥。以支氣管氣道上皮細(xì)胞株(NHBEC)作為研究對(duì)象，結(jié)果顯示當(dāng)向培養(yǎng)基中加入NGF時(shí)，細(xì)胞中的c-fos蛋白水平、細(xì)胞神經(jīng)激酶1受體（NK-1R）mRNA含量及磷酸化的ERK1/2蛋白水平顯著增高，而同時(shí)加入絲裂原活化蛋白激酶抑制劑(PD98059）時(shí)，結(jié)果為陰性。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)顯示當(dāng)加入AG490阻斷JAK/STAT信號(hào)傳導(dǎo)通路后，結(jié)果仍為陽性。于是研究者得出結(jié)論，NGF是通過NK-1R表達(dá)上調(diào)來參與哮喘神經(jīng)源性炎癥的，而這正是通過Ras/MAPK/ c-fos信號(hào)傳導(dǎo)通路實(shí)現(xiàn)的，而非JAK/STAT信號(hào)傳導(dǎo)通路[13-15]。從細(xì)胞水平闡釋NGF誘導(dǎo)哮喘神經(jīng)源性炎癥的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，為臨床上哮喘的預(yù)防與治療提供新的理論基礎(chǔ)。

也有研究者認(rèn)為，炎性細(xì)胞等外周靶細(xì)胞釋放的NGF特異地與神經(jīng)末梢TrkA受體結(jié)合，由軸突逆行至C7-T5脊神經(jīng)節(jié)細(xì)胞胞體，促使節(jié)細(xì)胞中P物資和相關(guān)神經(jīng)肽的表達(dá)上調(diào)。通過感覺神經(jīng)末梢釋放呼吸道，增加血管通透性和加重支氣管痙攣，引起哮喘的病理生理表現(xiàn)[16-18]。

Shi等[19]通過抗NGF抗體阻斷NGF導(dǎo)致的在氣道過敏性疾病中的高反應(yīng)狀態(tài)，來解釋抗NGF抗體在體內(nèi)的作用機(jī)制。以事先由卵白蛋白（OVA）敏化的BALB/ c小鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，通過測(cè)量支氣管肺泡灌洗液中的細(xì)胞因子表達(dá)水平及不同功能性T細(xì)胞的數(shù)量，來比較對(duì)照組與抗NGF抗體處理組小鼠的氣道反應(yīng)狀態(tài)。結(jié)果顯示，OVA會(huì)誘導(dǎo)小鼠體內(nèi)IL-4、TNFα、IL-17A、TGFβ、GATA-3和RORγT的高表達(dá)，并且增加Th2、Th17和IgE含量與氣道阻力，與此同時(shí)降低了IFNγ、IL-10、T-bet、Foxp3、Th1和Treg的數(shù)量。而經(jīng)抗NGF抗體處理的實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果卻恰恰相反，IL-4、TNFα、IL-17A、RORγT and GATA-3的表達(dá)水平得以下調(diào)，Th2和Th17的數(shù)量也有所下降；而增加了IFNγ、IL-10、TGFβ、T-bet和Foxp3的表達(dá)，同時(shí)增加了血清中IgG2a的含量。由此得出結(jié)論，抗NGF抗體通過調(diào)節(jié)抗過敏T細(xì)胞效應(yīng)與致過敏T細(xì)胞效應(yīng)之間的平衡而抵抗氣道炎癥反應(yīng)。另有類似的研究顯示，NGF通過調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞和T細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子參與氣道重塑，在哮喘的發(fā)病過程中起重要作用，最后文章還大膽預(yù)想：NGF可能會(huì)作為治療與預(yù)防哮喘的一種新方法[20]。

Noga等[21]通過對(duì)比研究NGF與腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）對(duì)樹突狀細(xì)胞(DCs)的作用來解釋其在哮喘中的致病效應(yīng)。結(jié)果顯示，NGF會(huì)引起RhoA的減少與Rac的增高，而BDNF的作用卻恰恰相反，同時(shí)IL-6的含量遠(yuǎn)高于正常細(xì)胞。NGF與BDNF以不同的受體依賴性途徑活化樹突狀細(xì)胞，這些細(xì)胞引起免疫耐受或者Th2型細(xì)胞效應(yīng)。

同時(shí)，Th1/Th2比例失調(diào)是導(dǎo)致哮喘的一個(gè)重要原因[22]。而白介素-13(IL-13)和γ-干擾素(IFN-γ)分別是Th2和Thl效應(yīng)細(xì)胞的細(xì)胞因子，兩者之間的失衡導(dǎo)致過多產(chǎn)生Ig-E而引起哮喘發(fā)病。相對(duì)過多的IL-13上調(diào)單核/巨嗜細(xì)胞中半胱氨酰白三烯-1受體，增強(qiáng)白三烯D4的應(yīng)答，誘發(fā)哮喘[23]。同時(shí)，IL-13還會(huì)加強(qiáng)Th2的免疫應(yīng)答，增強(qiáng)嗜酸性粒細(xì)胞的活化與浸潤。通過大鼠哮喘模型，探討體內(nèi)Thl/Th2免疫失衡與神經(jīng)源性炎癥反應(yīng)之間的關(guān)系。通過逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（RT-PCR）半定量法測(cè)定NGF mRNA水平，來討論IFN-γ和IL-13對(duì)NGF mRNA含量的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：在哮喘中，Th2類細(xì)胞因子IL-13會(huì)使NGF mRNA表達(dá)量升高，并且呈現(xiàn)時(shí)間和濃度依賴性；而Th1類細(xì)胞因子IFN-γ則相反。由此得出結(jié)論：Th1/Th2免疫失衡可以通過其相應(yīng)的細(xì)胞因子調(diào)控NGF mRNA表達(dá)而促進(jìn)神經(jīng)源性氣道炎癥。

3 結(jié)語

綜上所述，哮喘發(fā)作的神經(jīng)源性機(jī)制愈來愈受到重視，而NGF處于“神經(jīng)免疫”網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)已經(jīng)得到大家公認(rèn)。盡管對(duì)于其具體作用機(jī)制尚未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，但其在臨床實(shí)踐的廣闊應(yīng)用前景毋庸置疑。相信在不久的將來，NGF的具體作用機(jī)理將會(huì)被清晰地闡釋，而更好的指導(dǎo)哮喘的臨床預(yù)防與治療中。同時(shí)，也會(huì)啟發(fā)其他炎性疾病，如特發(fā)性或過敏性皮炎的治療思路。

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1672-7185（2014）16-0012-03

10.3969/j.issn.1672-7185.2014.16.008

孫晉民

2014-04-18）

遼寧省科技基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2013225021

專利項(xiàng)目：國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利第476108號(hào)

R56

A