胡榮城 曹鸝儷（綜述） 樸正根*（審校）（暨南大學(xué)醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)系，廣東 廣州 510632）

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神經(jīng)營養(yǎng)因子與面神經(jīng)再生的研究進(jìn)展

胡榮城 曹鸝儷（綜述） 樸正根*（審校）
（暨南大學(xué)醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)系，廣東 廣州 510632）

【摘要】面神經(jīng)損傷是常見的口腔頜面部損傷。面神經(jīng)的再生機(jī)制對(duì)于損傷后神經(jīng)的修復(fù)具有重要意義，隨著對(duì)面神經(jīng)修復(fù)過程的深入研究，人們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)營養(yǎng)因子對(duì)于面神經(jīng)的再生和功能恢復(fù)有著重要的作用。本文對(duì)神經(jīng)營養(yǎng)因子與面神經(jīng)再生的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

【關(guān)鍵詞】神經(jīng)營養(yǎng)因子；面神經(jīng)損傷；神經(jīng)再生；軸突

面神經(jīng)的解剖結(jié)構(gòu)獨(dú)特，位置表淺，容易受到多種因素的損傷。目前對(duì)面神經(jīng)損傷尚無較為理想的治療措施，損傷引起的面癱使患者深受困擾。面神經(jīng)損傷后神經(jīng)元的存活狀態(tài)以及軸突的再生質(zhì)量和速度，軸突與靶器官之間的精確控制及協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)對(duì)神經(jīng)功能的恢復(fù)起到非常重要的作用，因此，如何最大程度地保護(hù)受損的神經(jīng)組織，促進(jìn)神經(jīng)的再生及其功能的恢復(fù)，已成為研究的熱點(diǎn)。近年來的研究表明，神經(jīng)營養(yǎng)因子可促進(jìn)神經(jīng)再生、神經(jīng)元存活及軸突再生，并能夠調(diào)節(jié)突觸的可塑性［1］，其對(duì)損傷后面神經(jīng)再生修復(fù)的促進(jìn)作用越來越受到關(guān)注。

1 神經(jīng)營養(yǎng)因子的定義與分類

神經(jīng)營養(yǎng)因子（neurotrophic factor，NTF）是由靶組織或者膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生、分泌的一類蛋白質(zhì)或小分子多肽，可調(diào)節(jié)神經(jīng)元的發(fā)育、存活，并能夠促進(jìn)神經(jīng)元的修復(fù)、軸突的再生及調(diào)節(jié)突觸的可塑性，其活性主要由高親和力受體Trk（tyrosine kinase）即TrkA、TrkB、TrkC和低親和力受體p75NTR（p75 neurotrophin receptor）來調(diào)節(jié)。

按受體不同大致可將NTF分為四類：第一類是神經(jīng)營養(yǎng)素，該類的成員有神經(jīng)生長因子（nerve growth factor，NGF）、腦源性神經(jīng)生長因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）、神經(jīng)營養(yǎng)素-3（neurotrophin-3，NT-3）、神經(jīng)營養(yǎng)素-4/5（neurotrophin-4/5， NT-4/5）、神經(jīng)營養(yǎng)素-6（neurotrophin-6，NT-6）以及神經(jīng)營養(yǎng)素-7 （neurotrophin-7，NT-7）；第二類是神經(jīng)細(xì)胞分裂素，該類的成員有白細(xì)胞介素-6（IL-6）、睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子（ciliary neurotrophic factor，CNTF）；第三類是成纖維細(xì)胞生長因子（fibroblast growth factor，F(xiàn)GF），主要的成員是酸性成纖維細(xì)胞生長因子（aFGF）與堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）；第四類是其他神經(jīng)營養(yǎng)因子，如膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（glial cell line-derived neurotrophic factor，GDNF）、轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor -β，TGF-β） 、胰島素樣生長因子（insulin-like growth factor，IGF）、白細(xì)胞抑制因子（LIF）、表皮生長因子（EGF）、血小板源性生長因子（PDGF）、神經(jīng)球蛋白（NGB）［2］等。

目前已發(fā)現(xiàn)的NTF有20多種，其中與面神經(jīng)再生關(guān)系比較密切，且研究較多的有NGF、BDNF、NT-3、CNTF、bFGF、GDNF等。①NGF、BDNF以及NT-3均屬于神經(jīng)營養(yǎng)素。NGF是Levi-Montalcini 于1952年發(fā)現(xiàn)的第1種NTF，它的主要功能是維持胚胎發(fā)育期的神經(jīng)元存活以及促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育、生長，此外，NGF還能夠誘導(dǎo)神經(jīng)突起的生長［2］。BDNF是第2種被鑒定的NTF，1982年Barde等［3］從豬腦中分離出來的小分子蛋白質(zhì)，它是一種運(yùn)動(dòng)及感覺神經(jīng)元營養(yǎng)因子，可抗損傷性刺激，阻止神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，并促進(jìn)神經(jīng)元再生，同時(shí)在誘導(dǎo)神經(jīng)軸突的再生、促進(jìn)神經(jīng)通路的修復(fù)等方面都發(fā)揮著重要的作用。NT-3不只是對(duì)運(yùn)動(dòng)和感覺神經(jīng)元具有營養(yǎng)作用，它對(duì)交感、腸、海馬以及小腦神經(jīng)元等都有一定的營養(yǎng)作用，且對(duì)神經(jīng)損傷修復(fù)也起著重要的作用［4］，但NT-3與NGF、BDNF的作用有一定差異。②CNTF屬于神經(jīng)細(xì)胞分裂素，是1984年從雞胚眼中分離純化［5］，NGF和BDNF是分泌蛋白，而CNTF則是一種胞質(zhì)蛋白，其主要作用是維持交感、運(yùn)動(dòng)及感覺神經(jīng)元的存活，它在組織中的作用活性是NGF的3～4倍。③bFGF是成纖維細(xì)胞生長因子家族中最具代表性的成員，能促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞生長和神經(jīng)纖維再生，在神經(jīng)干細(xì)胞的增殖、分化方面也發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用［6］。④GDNF是至今發(fā)現(xiàn)的NTF中營養(yǎng)作用最強(qiáng)的因子，無論是成熟的還是發(fā)育的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，GDNF都對(duì)其具有神經(jīng)營養(yǎng)作用。研究表明，GDNF對(duì)正常的或受損的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元均有很明顯的神經(jīng)營養(yǎng)保護(hù)活性［7］。因此，深入了解NTF在面神經(jīng)再生中的作用，對(duì)應(yīng)用NTF治療面神經(jīng)損傷具有非常重要的意義。

2 NTF在面神經(jīng)再生中的作用

眾所周知，面神經(jīng)再生涉及到細(xì)胞學(xué)和生物化學(xué)，是一個(gè)十分復(fù)雜的過程。而決定面神經(jīng)再生的前提條件主要有兩個(gè)：一是神經(jīng)元胞體的存活；二是軸突的延伸。在面神經(jīng)受到損傷之后，逆向運(yùn)輸NTF會(huì)出現(xiàn)障礙，從而使神經(jīng)細(xì)胞死亡，并失去神經(jīng)再生的功能，如果用周圍靶組織來源的NTF去支持受損神經(jīng)元的逆向生長，就可以矯正這個(gè)過程。那么，通過NTF來調(diào)節(jié)受損神經(jīng)的局部微環(huán)境，就可能達(dá)到與靶組織支配神經(jīng)再生一樣的效果。Barras等［8］制作了一種大鼠面神經(jīng)切斷的模型，該模型存在長為8 mm的神經(jīng)斷裂溝，通過研究發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用GDNF之后，有髓神經(jīng)纖維可長入神經(jīng)斷裂溝，以8 mm這個(gè)距離，要是不應(yīng)用GDNF的話，是不可能會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)再生的。

2.1 NTF保護(hù)面運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的作用：當(dāng)周圍神經(jīng)受到損傷后，神經(jīng)再生的前提是要保護(hù)神經(jīng)元，減少神經(jīng)元的凋亡［9］。神經(jīng)元的營養(yǎng)因子喪失學(xué)說是受損神經(jīng)誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元死亡的典型理論，也就是說，當(dāng)軸突受到損傷后，靶源性NTF的逆向運(yùn)輸不能正常進(jìn)行，從而使神經(jīng)元缺失營養(yǎng)因子，導(dǎo)致神經(jīng)元死亡。因此，面神經(jīng)損傷后，NTF是神經(jīng)元存活所必需的，它們可以通過神經(jīng)遞質(zhì)合成酶的表達(dá)影響神經(jīng)元的功能，并決定神經(jīng)元的存活。Hottinger 等［10］通過研究一種特別制作的面神經(jīng)損傷動(dòng)物模型發(fā)現(xiàn)，損傷模型的面神經(jīng)元有50%一致性地、漸漸地萎縮和死亡；而在實(shí)驗(yàn)開始前一直給予GDNF1個(gè)月后才切斷面神經(jīng)，則發(fā)現(xiàn)面神經(jīng)元只有5%死亡，仍有95%存活，提示NTF不僅可以保護(hù)成年后受損的面神經(jīng)元，還能夠防止因神經(jīng)損傷而導(dǎo)致的神經(jīng)元萎縮。Barras等［8］制作了一種大鼠面神經(jīng)切斷的模型并進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)GDNF對(duì)中樞和周圍運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷有明確的治療作用，對(duì)阻止運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元凋亡或變性死亡均有一定作用。Sakamoto 等［11］制作了一種面神經(jīng)撕脫傷動(dòng)物模型，分別將BDNF、GDNF、TGF-β2的基因片段通過腺病毒為載體轉(zhuǎn)染成功之后，應(yīng)用于模型上，結(jié)果說明BDNF、GDNF、TGF-β2在提高乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶的活性，減少面神經(jīng)元變性及抑制NO合酶的誘導(dǎo)作用等方面都有明顯的作用。

2.2 NTF促軸突再生的作用：當(dāng)周圍神經(jīng)受到損傷后，神經(jīng)功能恢復(fù)的基礎(chǔ)是新生軸突的快速定向生長。面神經(jīng)損傷后神經(jīng)的恢復(fù)是機(jī)械作用和生物調(diào)控一起作用的結(jié)果，前者又叫機(jī)械屏障，后者則指神經(jīng)營養(yǎng)因子與神經(jīng)誘導(dǎo)因子［12-13］。因?yàn)槊嫔窠?jīng)是以有髓神經(jīng)為主，所以促進(jìn)神經(jīng)纖維髓鞘化對(duì)于面神經(jīng)的功能恢復(fù)有積極的作用，而且受損面神經(jīng)相應(yīng)的軸突會(huì)有較高水平的NTF及受體表達(dá)，隨著這些受體表達(dá)的升高，會(huì)使NTF在局部集聚，從而促進(jìn)再生軸突的髓鞘化及延伸。Lu等［14］制作了一種小型豬的面神經(jīng)損傷模型，研究表明CNTF能促進(jìn)軸突再生，許旺細(xì)胞遷移以及髓鞘再生。Chen等［15］在一種神經(jīng)損傷動(dòng)物模型中，利用將GDNF復(fù)合到膠原管/硅膠管內(nèi)的方法進(jìn)行神經(jīng)修復(fù)，取不同時(shí)間的材料并利用圖像進(jìn)行各種參數(shù)的測(cè)量和分析，包括再生軸突的恢復(fù)率，再生軸突的直徑，單位面積的軸突數(shù)目，并于電鏡下觀測(cè)髓鞘和軸突的超微結(jié)構(gòu)以及神經(jīng)的傳導(dǎo)速度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不論是再生軸突的恢復(fù)率、軸突再生的數(shù)目，還是神經(jīng)的形態(tài)恢復(fù)、神經(jīng)的傳導(dǎo)速度，GDNF組都要比對(duì)照組優(yōu)越得多。說明NTF可以有效提高軸突再生的質(zhì)量與數(shù)目，并使再生軸突能夠更好更快地與靶肌肉建立起功能聯(lián)系，促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞生長、分化，相反，由于神經(jīng)細(xì)胞的生長、分化又可以提高軸突的再生速度，二者是互相促進(jìn)的關(guān)系。

受損的面神經(jīng)在進(jìn)行修復(fù)的過程中，很容易產(chǎn)生錯(cuò)向的再生，這是因?yàn)橛擅嫔窠?jīng)支配的肌群比較多，且軸突存在較多的側(cè)副分支，從而會(huì)引起不協(xié)調(diào)的肌肉運(yùn)動(dòng)以及功能的恢復(fù)效果不佳。為了解決這一難題，近年來有學(xué)者進(jìn)行了研究，通過應(yīng)用NTF的抗體進(jìn)行局部注射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在面神經(jīng)再生的過程中，NTF抗體不僅能夠有效的減少側(cè)副分支，而且成功消除了錯(cuò)誤的導(dǎo)向，但對(duì)神經(jīng)元的存活及軸突的延伸并無影響，結(jié)果還進(jìn)一步證明了通過減少側(cè)副分支的數(shù)量可以使神經(jīng)的功能恢復(fù)得更加良好［16-18］。

NTF對(duì)于面神經(jīng)的再生具有重要的作用，但損傷后NTF保護(hù)神經(jīng)元和促軸突再生的分子機(jī)制尚不清楚，只是在調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)和對(duì)抗自由基產(chǎn)生等方面有了初步的認(rèn)識(shí)，且NTF確切的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制尚不明了。

3 影響NTF促進(jìn)面神經(jīng)再生的因素

3.1 給藥方式：NTF不容易通過血腦屏障，且半衰期短，用藥相當(dāng)困難，不同的給藥方式作用結(jié)果可能不同，且有可能會(huì)產(chǎn)生一些不良反應(yīng)。研究表明，BDNF通過腦室給藥會(huì)引起一些不良反應(yīng)，如活動(dòng)過度、飲水減少、體質(zhì)量減輕等［19］。因此，從基礎(chǔ)研究過渡到臨床之前，需解決NTF給藥方式和安全給藥的問題。

近年來比較贊成持續(xù)給藥，該理論認(rèn)為，要更好的促進(jìn)周圍神經(jīng)再生，應(yīng)該使NTF能夠持續(xù)的釋放到受損神經(jīng)周圍，目前較有效的一種方法是把NTF復(fù)合至可吸收的微球或神經(jīng)導(dǎo)管內(nèi)，另一種則是把轉(zhuǎn)染目的基因的細(xì)胞移植在損傷的部位。Liu等［20］通過神經(jīng)導(dǎo)管結(jié)合微球的方法緩釋NGF作用于兔面神經(jīng)損傷模型上，發(fā)現(xiàn)可以顯著提高受損面神經(jīng)的修復(fù)。Wan等［21］在面神經(jīng)損傷的成年鼠模型上進(jìn)行手術(shù)重建結(jié)合NT-3基因治療，結(jié)果表明NT-3基因療法可以有效地促進(jìn)軸突的再生，即使是在面神經(jīng)損傷9周之后也能發(fā)揮作用。Ba等［22］成功將GDNF基因插入逆轉(zhuǎn)錄病毒載體，證明GDNF基因修飾許旺細(xì)胞（SCs）可以穩(wěn)步有效地釋放GDNF?；虔煼ㄒ呀?jīng)成為最有前景的治療手段之一，運(yùn)用基因療法不僅可以實(shí)現(xiàn)在局部不斷地供給NTF的目的，還能避免傳統(tǒng)給藥方式的各種不便。不過，基因療法是一種新興治療手段，還存在很多技術(shù)問題需要解決和完善?，F(xiàn)階段基因療法主要是以病毒作為載體，由于病毒具有抗原性，且對(duì)要導(dǎo)入的基因大小存在一定的限制，應(yīng)用于臨床的話會(huì)有一定的危險(xiǎn)［23］。解決這一問題的方法是，通過實(shí)驗(yàn)研究找到具有良好的安全性、可以誘導(dǎo)基因表達(dá)、在組織內(nèi)能特異性表達(dá)的新型載體。

3.2 藥物濃度：一般情況下NTF對(duì)周圍神經(jīng)的修復(fù)效果是呈現(xiàn)劑量依賴關(guān)系的，但也存在著高濃度的NTF反而抑制神經(jīng)再生的情況。有學(xué)者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，高濃度的BDNF與NT-3會(huì)抑制聽神經(jīng)元軸突的生長，但低濃度的時(shí)候卻不會(huì)，提示這是高濃度的NTF對(duì)軸突形成的一種特別抑制，并不是毒性反應(yīng)［24］。另外有學(xué)者通過研究表明，隨著NGF濃度的提高，軸突延長對(duì)其反應(yīng)卻出現(xiàn)抑制現(xiàn)象，推斷在生長錐達(dá)到目標(biāo)后可能終止軸突生長是必須的［25］，抑制作用或許是向中樞傳入重排的信號(hào)。目前對(duì)抑制作用的分子機(jī)制尚未明確，有可能是因?yàn)楦邼舛鹊腘TF使Trk與p75所介導(dǎo)的信號(hào)通路的平衡發(fā)生了變化［26］?，F(xiàn)階段對(duì)面神經(jīng)再生與NTF濃度之間關(guān)系的研究較少，如何確定NTF促進(jìn)面神經(jīng)再生的最合適釋放濃度及有效作用時(shí)間仍有待進(jìn)一步研究。3.3 聯(lián)合應(yīng)用：越來越多的研究表明，應(yīng)用單因子修復(fù)周圍神經(jīng)損傷的作用效果遠(yuǎn)不如多因子的聯(lián)合應(yīng)用。實(shí)際上，NTF的聯(lián)合應(yīng)用要更為符合體內(nèi)的狀態(tài)，因?yàn)樵谏窠?jīng)受損后，周圍多種NTF及受體的水平會(huì)出現(xiàn)改變，并一同參與神經(jīng)的修復(fù)過程［27-28］。Cao等［29］制作了一種大鼠面神經(jīng)橫斷模型，研究發(fā)現(xiàn)CNTF和BDNF聯(lián)合應(yīng)用可更好地引導(dǎo)軸突的有序增長，促進(jìn)軸突再生，并改善面神經(jīng)的功能恢復(fù)。Cui等［30］也通過研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合應(yīng)用CNTF和bFGF比單獨(dú)使用CNTF或bFGF更能有效的促進(jìn)面神經(jīng)再生。雖然多因子聯(lián)合作用促進(jìn)面神經(jīng)再生的效果已在相當(dāng)程度上被認(rèn)可，但怎么在多種已知的NTF中進(jìn)行篩選及組合，從而最有效地促進(jìn)面神經(jīng)再生，仍需要進(jìn)一步的研究，且NTF聯(lián)合應(yīng)用有無藥物配伍禁忌尚不得而知。

4 展 望

治療面神經(jīng)損傷需要精確的外科手段配合良好的再生微環(huán)境。目前對(duì)于NTF促進(jìn)面神經(jīng)再生的研究仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，在應(yīng)用于臨床之前，還有不少基礎(chǔ)問題需要解決。眾多的實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)證明了NTF對(duì)受損面神經(jīng)的修復(fù)效果，隨著對(duì)NTF及神經(jīng)再生機(jī)制的進(jìn)一步探究，我們定能在面神經(jīng)損傷后的修復(fù)治療方面取得更大的突破。

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中圖分類號(hào)：R745.1+2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-8194（2016）12-0030-03

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