王文心，遲立君，劉彥辰，陸藝丹

(1.深圳市薩米醫(yī)療中心神經(jīng)內(nèi)科，廣東 深圳 518118； 2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，哈爾濱150001)

神經(jīng)元及其髓鞘退化等引起的一系列疾病稱(chēng)為神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，好發(fā)于老年群體，以慢性多見(jiàn)，主要臨床表現(xiàn)為認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)功能障礙，病程通常呈進(jìn)行性進(jìn)展。常見(jiàn)的神經(jīng)退行性疾病有阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)、帕金森病(Parkinson′s disease，PD)、多發(fā)性硬化(multiple sclerosis，MS)、路易體癡呆等。目前社會(huì)老齡化逐漸加劇，罹患神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病的人越來(lái)越多，給社會(huì)和家庭帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)，目前尚無(wú)治療神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病的有效措施，因此深入研究神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制并尋找有效治療方法十分必要[1]。1994年，一種神經(jīng)軸突導(dǎo)向因子被發(fā)現(xiàn)，并被命名為神經(jīng)軸突導(dǎo)向因子1(netrin-1，NTN-1)[2]。NTN-1是Netrin家族最早被鑒定的因子，其結(jié)構(gòu)和功能與層粘連蛋白類(lèi)似，在多種疾病(如動(dòng)脈粥樣硬化、血管炎)中異常表達(dá)并發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用[3]。NTN-1通過(guò)調(diào)控炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)發(fā)揮抗炎作用，可促進(jìn)炎癥介質(zhì)生成、血管新生及細(xì)胞轉(zhuǎn)移，保護(hù)受損神經(jīng)，增強(qiáng)軸突生長(zhǎng)能力[4]?，F(xiàn)就NTN-1蛋白的主要功能及其在A(yíng)D、PD、MS等慢性神經(jīng)退行性疾病中的作用予以綜述。

1 NTN-1蛋白的結(jié)構(gòu)和功能

Netrin家族因子是神經(jīng)導(dǎo)向因子家族中的重要一類(lèi)，命名溯源于梵語(yǔ)“Netr”，意為“引路者”[5]。Netrin家族因子包括NTN-1、NTN-2、NTN-4、G1a和G1b等[2]。NTN-1是一種在內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表達(dá)的可溶性蛋白，共含有600個(gè)氨基酸，分子量約為67 000，結(jié)構(gòu)類(lèi)似層粘連蛋白，包括與層粘連蛋白Ⅵ結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)域LamNT、與層粘連蛋白Ⅴ結(jié)構(gòu)域相似的表皮生長(zhǎng)因子重復(fù)域和C端結(jié)構(gòu)域[6]。最初認(rèn)為，NTN-1在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中起重要的引導(dǎo)作用，但隨后研究發(fā)現(xiàn)NTN-1在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育中具有雙重導(dǎo)向作用，一方面刺激神經(jīng)元和軸突生長(zhǎng)、定位，并指引神經(jīng)元和軸突到達(dá)相應(yīng)靶體；另一方面，NTN-1在調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞分化以及細(xì)胞凋亡等生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮非常重要的作用[7]。NTN-1及其受體分布廣泛，神經(jīng)系統(tǒng)以外的NTN-1參與調(diào)節(jié)血管生成、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)及細(xì)胞凋亡等過(guò)程[8]。NTN-1具有抑制神經(jīng)炎癥的作用，通過(guò)抑制炎癥細(xì)胞遷移和浸潤(rùn)、調(diào)控炎癥信號(hào)通路、抑制促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生及細(xì)胞凋亡等，減少組織損傷[9]。研究表明，NTN-1可減輕蛛網(wǎng)膜下腔出血后神經(jīng)炎癥和腦損傷，現(xiàn)已作為一種新型藥物應(yīng)用于臨床[10]。

2 NTN-1受體的結(jié)構(gòu)及功能

NTN-1受體可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是結(jié)直腸癌缺失(deleted in colorectal cancer，DCC)基因及其類(lèi)似物，另一類(lèi)是非協(xié)調(diào)-5(uncoordinated-5，UNC5)同源物家族。DCC是Ⅰ型跨膜糖蛋白，結(jié)構(gòu)包括胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)。NTN-1與其受體DCC結(jié)合后能有效控制細(xì)胞凋亡，其中胞外區(qū)是NTN-1的結(jié)合區(qū)，包含免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域和Ⅲ型纖連蛋白結(jié)構(gòu)域；疏水氨基酸大多數(shù)分布在跨膜區(qū)；胞內(nèi)區(qū)可轉(zhuǎn)導(dǎo)不同信號(hào)[11]。UNC5同源物家族成員UNC5A、UNC5B、UNC5C和UNC5D[12]多為單跨膜分子，胞外區(qū)為免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域和血小板反應(yīng)蛋白結(jié)構(gòu)域，其中免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域是NTN-1的結(jié)合結(jié)構(gòu)域；胞內(nèi)區(qū)為ZU5、Death結(jié)構(gòu)域，Death結(jié)構(gòu)域是NTN-1發(fā)揮導(dǎo)向功能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)[13]。DCC和UNC5在神經(jīng)系統(tǒng)中相互拮抗，吸引或排斥軸突。DCC和UNC5均為促凋亡受體，兩者均有配體依賴(lài)性，NTN-1能抑制DCC和UNC5的促凋亡作用，當(dāng)NTN-1減少時(shí)DCC和UNC5將促進(jìn)細(xì)胞凋亡[10]。DCC經(jīng)結(jié)構(gòu)域成簇后，可介導(dǎo)NTN-1的吸引作用，UNC5H可單獨(dú)介導(dǎo)NTN-1的排斥作用，而DCC與UNC5H形成異源二聚體后，UNC5H可抑制DCC的趨化吸引作用，使NTN-1具有排斥軸突的功能[14]。Liu等[15]研究發(fā)現(xiàn)，NTN-1能降低急性肺損傷大鼠血管內(nèi)皮炎癥因子的水平，減輕急性肺損傷的炎癥反應(yīng)。炎癥損傷時(shí)，白細(xì)胞中UNC5B表達(dá)上調(diào)，NTN-1與UNC5B結(jié)合能抑制白細(xì)胞離開(kāi)血管向感染部位的定向遷移及聚集，還能抑制中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞從炎癥部位中移出，且抑制程度與劑量呈正相關(guān)，而在阻斷UNC5B后，NTN-1的抑制作用減弱[16]。

3 神經(jīng)炎癥與慢性神經(jīng)退行性疾病的關(guān)系

神經(jīng)炎癥在常見(jiàn)的慢性神經(jīng)退行性疾病中起決定性作用。由于神經(jīng)系統(tǒng)中的血腦屏障可將抗原隔離，因而神經(jīng)系統(tǒng)一直被認(rèn)為具有免疫特權(quán)。研究證實(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)自身具有免疫特性，還可與免疫系統(tǒng)相互作用[17]。炎癥是機(jī)體局限損傷因子促進(jìn)損傷修復(fù)的保護(hù)性防御反應(yīng)，但異常的炎癥反應(yīng)也常導(dǎo)致疾病的發(fā)生。近年研究發(fā)現(xiàn)，炎癥與神經(jīng)退行性疾病較高的發(fā)病率關(guān)系密切[18]。炎癥反應(yīng)與神經(jīng)退行性疾病的關(guān)系主要體現(xiàn)在以下幾方面：首先，炎癥反應(yīng)在p38促分裂原活化的蛋白激酶參與調(diào)控細(xì)胞因子和應(yīng)激反應(yīng)的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)中起核心作用，可使細(xì)胞毒因子形成、降低突觸可塑性，從而影響神經(jīng)退行性疾病的進(jìn)展[19]。其次，慢性神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生發(fā)展與小膠質(zhì)細(xì)胞活化狀態(tài)相關(guān)，小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)炎癥反應(yīng)有雙重作用[20]。一方面，小膠質(zhì)細(xì)胞激活后其表型發(fā)生極化，轉(zhuǎn)化為M1型。M1型小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)分泌促炎因子[如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α、白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-6、IL-18等]、激活補(bǔ)體、促進(jìn)細(xì)胞毒因子和免疫因子形成，進(jìn)而加速神經(jīng)元凋亡及毒性物質(zhì)生成。神經(jīng)元凋亡釋放的毒性物質(zhì)與小膠質(zhì)細(xì)胞活化形成惡性循環(huán)，參與神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生。另一方面，M2型小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子(如IL-10)、吞噬壞死細(xì)胞碎片以及去除有害蛋白質(zhì)和凋亡神經(jīng)元生成的毒性物質(zhì)維持神經(jīng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)[21-22]。隨著病情進(jìn)展，M1型小膠質(zhì)細(xì)胞活化增多，M2型小膠質(zhì)細(xì)胞的功能逐漸受到抑制，從而失去保護(hù)作用[23]。綜上，小膠質(zhì)細(xì)胞參與神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病過(guò)程，激活小膠質(zhì)細(xì)胞可引起促炎因子、細(xì)胞毒因子、免疫因子的生成及神經(jīng)元細(xì)胞凋亡。

4 NTN-1在慢性神經(jīng)退行性疾病中的作用

4.1NTN-1在A(yíng)D中的作用 AD是常見(jiàn)于中老年人的神經(jīng)退行性疾病之一，發(fā)病早期以近記憶功能減退為主，隨著病程進(jìn)展伴有記憶、認(rèn)知、計(jì)算等多重功能障礙[24]。我國(guó)AD患者人數(shù)已超過(guò)600萬(wàn)，隨著社會(huì)全面進(jìn)入老齡化，AD患病人數(shù)也顯著增多[25]，且大多數(shù)AD患者并未得到適當(dāng)?shù)闹委?，隨著病情進(jìn)展，AD患者逐步失去正常的生活能力，社會(huì)及家庭的負(fù)擔(dān)加重。AD經(jīng)典的神經(jīng)病理特征是β淀粉樣蛋白(amyloid β-protein，Aβ)形成神經(jīng)炎性斑、Tau蛋白過(guò)度磷酸化形成神經(jīng)纖維纏結(jié)[26]。Azizi等[27]發(fā)現(xiàn)，AD患者腦內(nèi)Aβ斑塊和小膠質(zhì)細(xì)胞的激活關(guān)系密切，小膠質(zhì)細(xì)胞激活將釋放炎癥因子，惡化退行性疾病的病情。NTN-1在神經(jīng)系統(tǒng)的生長(zhǎng)發(fā)育中具有關(guān)鍵作用，可抑制AD的神經(jīng)炎癥反應(yīng)，減少小膠質(zhì)細(xì)胞激活[28]。研究發(fā)現(xiàn)，NTN-1在A(yíng)D大鼠血清和腦脊液中的水平顯著下調(diào)，隨著病情進(jìn)展，NTN-1水平逐漸降低[29]，提示NTN-1參與了AD的病情進(jìn)展，是潛在的AD早期診斷的生物學(xué)標(biāo)志物[30]。NTN-1的3個(gè)結(jié)構(gòu)域都可獨(dú)立地與Aβ前體(myloid beta precursor protein，APP)結(jié)合，通過(guò)蛋白相互作用減少游離Aβ的生成，延遲AD病情進(jìn)展[31]。NTN-1與APP結(jié)合后能夠觸發(fā)APP胞內(nèi)域依賴(lài)基因轉(zhuǎn)錄，從而抑制Aβ的產(chǎn)生并保護(hù)神經(jīng)，大腦中Aβ與NTN-1的濃度比可影響AD的進(jìn)展[32]。以上研究提示，NTN-1與APP結(jié)合可抑制Aβ的生成，減輕神經(jīng)炎性斑的損傷。Sun等[31]發(fā)現(xiàn)，AD輕度認(rèn)知障礙患者血清NTN-1水平降低，且NTN-1水平與認(rèn)知功能障礙呈負(fù)相關(guān)，與促炎因子TNF-α、IL-17 水平呈負(fù)相關(guān)，與抑炎因子IL-10水平呈負(fù)相關(guān)。另有研究顯示，轉(zhuǎn)基因AD小鼠模型NTN-1水平降低、Aβ含量增加、認(rèn)知功能下降[33]；而過(guò)表達(dá)NTN-1可增加APP的清除，減少Aβ聚集和沉積，改善認(rèn)知障礙[34]。上述內(nèi)容提示，NTN-1可通過(guò)調(diào)節(jié)Aβ生成和炎癥因子表達(dá)改善認(rèn)知功能，延緩AD病理進(jìn)展并發(fā)揮抗炎作用。NTN-1在A(yíng)D中有重要作用，研究NTN-1可為AD的治療提供新方法。

4.2NTN-1在PD中的作用 PD是一種發(fā)病率較高的隱匿起病的退行性疾病，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，具體機(jī)制目前尚未完全清楚。PD臨床表現(xiàn)為靜息震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、肌肉強(qiáng)直和姿勢(shì)步態(tài)異常等，其病理特征是黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元缺失，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)功能受損[35]。目前約4%的60歲以上人群受到PD的影響[36]，尋找有效的PD治療途徑仍是該領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。McGeer等[37]發(fā)現(xiàn)，PD患者腦內(nèi)存在炎癥反應(yīng)，黑質(zhì)內(nèi)存在大量激活的小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞，活性氧類(lèi)、NO以及炎癥因子(TNF-α、IL-1β等)的水平升高。Zhang等[38]發(fā)現(xiàn)，在大鼠腹側(cè)中腦注射N(xiāo)TN-1可減少小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，抑制神經(jīng)炎癥反應(yīng)，顯著增加酪氨酸羥化酶軸突的生長(zhǎng)與再生，延伸軸突長(zhǎng)度，提示NTN-1可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞激活，增加神經(jīng)軸突的數(shù)量、延長(zhǎng)生長(zhǎng)距離，保護(hù)并重建黑質(zhì)紋狀體通路中受損的神經(jīng)元回路。Lin和Isacson[39]研究表明，胎兒多巴胺能神經(jīng)元可表達(dá)DCC，NTN-1通過(guò)與DCC結(jié)合抑制小膠質(zhì)細(xì)胞激活，降低炎癥因子(如TNF-α、IL-1β、NO)的水平，引起多巴胺能神經(jīng)元軸突生長(zhǎng)。另有研究表明，從胚胎第11天到成年期，DCC可在多巴胺能神經(jīng)元中表達(dá)并改變小膠質(zhì)細(xì)胞活性[40]。綜上，NTN-1與DCC結(jié)合可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的激活、減少炎癥因子的產(chǎn)生并引起神經(jīng)軸突生長(zhǎng)。Manitt等[41]的研究表明，在PD小鼠的血管內(nèi)皮細(xì)胞中，提高DCC∶UNC5H比例可調(diào)節(jié)炎癥因子平衡、重組前額葉內(nèi)側(cè)的多巴胺通路，對(duì)多巴胺系統(tǒng)的組織和功能有重要影響。NTN-1與多巴胺系統(tǒng)之間有重要聯(lián)系，NTN-1不僅可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞激活以及炎癥因子生成，還可通過(guò)促進(jìn)軸突生長(zhǎng)與再生保護(hù)多巴胺能神經(jīng)元。NTN-1作為一種抑制PD神經(jīng)炎癥和促進(jìn)多巴胺能神經(jīng)元軸突生長(zhǎng)的潛在藥物，可為PD的治療提供新的思路。

4.3NTN-1在MS中的作用 腦白質(zhì)炎性脫髓鞘是MS的主要病變特征，而這種病變會(huì)抑制少突細(xì)胞前體細(xì)胞募集或分化，導(dǎo)致前體細(xì)胞不能有效重新髓鞘化。MS的特點(diǎn)是空間多發(fā)性，即病灶多發(fā)性、時(shí)間多發(fā)性，常見(jiàn)病變部位為腦白質(zhì)、視神經(jīng)等[42]。MS與神經(jīng)炎癥密切相關(guān)，參與MS炎癥反應(yīng)的細(xì)胞有巨噬細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等[43]。Ubogu等[44]發(fā)現(xiàn)，MS炎性脫髓鞘內(nèi)存在多種炎癥趨化因子(如單核細(xì)胞趨化因子-1、單核細(xì)胞趨化因子、趨化因子生長(zhǎng)調(diào)節(jié)蛋白1)，可激活小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞。NTN-1可抑制MS病變部位中少突膠質(zhì)前體細(xì)胞遷移以及炎癥反應(yīng)[45]。Bin等[46]發(fā)現(xiàn)，正常成人大腦白質(zhì)中NTN-1蛋白十分完整，而MS標(biāo)本中NTN-1片段較短，原因在于MS中存在大量激活的小膠質(zhì)細(xì)胞和促炎因子，而正常成人中激活的小膠質(zhì)細(xì)胞和促炎因子數(shù)量較少。在自身免疫性腦脊髓炎小鼠模型中，血清、小腦以及脊髓組織中NTN-1的水平較正常小鼠明顯降低，促炎因子升高而抑炎因子降低[47]，提示NTN-1的減少與MS及自身免疫性腦脊髓炎的神經(jīng)炎癥之間存在聯(lián)系。此外，血清NTN-1水平的下降在MS患者臨床復(fù)發(fā)和復(fù)發(fā)后60 d更明顯[48]，提示NTN-1水平與MS的病情進(jìn)展相關(guān)。Podjaski等[49]研究發(fā)現(xiàn)，將NTN-1注入MS小鼠模型中，NTN-1可通過(guò)誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞活化導(dǎo)致血管反應(yīng)上調(diào)內(nèi)皮連接蛋白表達(dá)，從而抑制神經(jīng)炎癥反應(yīng)以及減少血腦屏障破壞，而NTN-1敲除小鼠則表現(xiàn)出血管炎癥反應(yīng)擴(kuò)大、內(nèi)皮連接蛋白表達(dá)紊亂以及血腦屏障受損。由此可見(jiàn)，NTN-1可減少M(fèi)S的神經(jīng)炎癥反應(yīng)，保護(hù)血腦屏障，降低疾病嚴(yán)重程度，此外，NTN-1作為用于MS早期治療的一種潛在神經(jīng)疾病治療策略，可促進(jìn)再髓鞘形成，具有抗炎、穩(wěn)定血腦屏障的作用。NTN-1在MS發(fā)病機(jī)制中的作用還需進(jìn)一步探索，以期為MS的診斷和治療提供新途徑。

5 小 結(jié)

慢性神經(jīng)退行性疾病嚴(yán)重危害老年人的健康，影響患者的生活質(zhì)量，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜多樣，目前尚無(wú)針對(duì)性治療的有效藥物。全面認(rèn)識(shí)和了解慢性神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制、病情的進(jìn)展與轉(zhuǎn)歸，并結(jié)合藥學(xué)、分子生物學(xué)等知識(shí)，有助于尋找更有針對(duì)性的治療方法，以治療疾病并減輕患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。目前，慢性神經(jīng)退行性疾病的相關(guān)治療方案正在積極探索中。NTN-1作為重要的神經(jīng)生長(zhǎng)因子，具有抑炎及神經(jīng)保護(hù)作用，可抵御傷害和感染，在維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)微環(huán)境穩(wěn)定中起重要作用。NTN-1與AD、PD、MS等神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病與進(jìn)展均有一定關(guān)系，但NTN-1在不同神經(jīng)退行性疾病中的功能不同，未來(lái)可通過(guò)影響NTN-1與其受體的結(jié)合探討神經(jīng)退行性疾病的治療。目前關(guān)于NTN-1在神經(jīng)退行性疾病中作用的研究尚處于起始階段，其發(fā)揮作用的分子機(jī)制尚不完全明確，其研究的最佳動(dòng)物模型等亦不明確，未來(lái)還需深入探索NTN-1發(fā)揮抑炎及神經(jīng)保護(hù)作用的途徑和受體，以進(jìn)一步完善給藥劑量和方法，最終改善神經(jīng)退行性疾病的治療效果。