非NTFs类因子
出处：按学科分类—医药、卫生 中山大学出版社《脊髓损伤》第588页（9523字）
一、生长因子类
这些因子能支持神经元的存活，但缺乏神经系统的特异性，它包括FGF、EGF、IGF、IL4和IL6等。
(一)FGF家族(FGFs)
FGF是1984年从牛脑和垂体中纯化出的一种多肽因子，因对培养的成纤维细胞有促增殖作用而得名。现已确定FGF并非单一因子，而是由多种多肽因子组成的一个家族，包括：①酸性成纤维细胞生长因子(acidic fibroblast growth factor，aFGF)：Homas从牛大脑中提纯含140氨基酸，分子量15．5kD，大脑中aFGF的含量为0．4mg／kg，也可见于视网膜、肾、心肌和骨中。②碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth fator，bFGF)：Bohlen从垂体中获得，以后从各种组织中皆可提取，由于来源不同，bFGF可由146～157氨基酸组成，分子量约16．5kD，在垂体中含量为0．5mg／kg，其他组织中为垂体含量的1／10～1／50。③hst／ks3：从胃Kaposi肉瘤和胃癌DNA转染的成纤维细胞中发现，由206氨基酸组成。它与FGF受体发生作用，具有bFGF之功能，bFGF拮抗剂可抑制其作用，hst／ks3能刺激成纤维细胞、内皮细胞的增殖和纤溶酶原激活剂的释放。④int－2：为原癌基因int－2编码，由243氨基酸组成。⑤FGF5和FGF6：为原癌基因编码，有促分裂活性和来和肝素特性。⑥角质细胞生长因子(keratincyte growth factor，KGF，又名FGF7)：为强促有丝分裂剂，特异地作用于表皮细胞而对成纤维细胞作用很弱。正常情况下主要由基质细胞分泌，但在所有表皮细胞中均有表达，故认为是一种旁分泌因子，影响表皮细胞的增殖。角质细胞具有KGF和aFGF高亲和力受体，其可能参与表皮细胞的更新和生长。FGFs基因皆为单拷贝基因，由3个外显子，2个内含子组成，它们之间35%～55%有同源性，不同种属间FGF基因也有高度同源性。
FGFs为一类多功能多肽生长因子，对三胚层来源的细胞皆有影响，尤其对中胚层源的(血管内皮细胞、平滑肌、成纤维细胞、卵泡颗粒细胞)和外胚层源的(肾上腺皮质细胞、神经元、胶质细胞)大部分细胞都有促进增殖和分化的作用。FGFs通过其效应细胞膜上的单链多肽受体发挥作用。在不同细胞中受体分子量为110～150kD；受体数为2000～80000／细胞。FGFs受体有两类，一类是高亲和力受体，属酪氨酸蛋白激素类受体；另一类是低亲和力受体，为肝素样受体。低亲和力受体之结合使之与高亲和力受体的结合更容易、更牢固。如存在于胞浆中的bFGF，经膜损伤处到达细胞外，立即与细胞表面和细胞外基质中的受体结合，启动了信号传导过程。它包括FGFs受体二聚体化、酪氨酸激酶活化、Ca2+内流等，从而将逐级放大的信号传入核内，引起原癌基因fos、myc表达而发挥生物活性。
FGFs的生物活性广泛，研究最多的为bFGF，现综合如下：①FGFs刺激大血管和毛细血管的内皮细胞增殖与迁移，并释放间质降解酶(胶原酶和纤溶酶原激活剂)。迁移的内皮细胞自身可产生FGFs，降解间质蛋白。在新生血管处，FGFs能使内皮细胞和成纤维细胞突破胞外骨架形成新血管，并刺激平滑肌细胞和周围细胞的增殖。故认为FGFs作为血管生成因子，诱发毛细血管再生，如心脏、大脑发生缺血时，常有旁路血管形成。FGFs注入动脉管壁上时可刺激新血管形成，bFGF直接注射法治疗冠状动脉疾病时，发现治疗12周后，于注射点周围有毛细血管形成。现认为肿瘤组织中血管形成也与FGFs产生有关。②促进创伤愈合和组织修复。FGFs能诱发一系列有利于组织修复的反应，如吸引相关细胞到创伤部位，刺激成纤维细胞增殖及合成细胞外基质，促进伤口愈合和血管新生，故对关节损伤中的软骨再生、骨折的愈合等均有促进作用。在大脑损伤灶、创口分泌液中bFGF含量增加。用0．2～2ng bFGF处理创口能有效地刺激血管生成和肉芽组织形成，加速创口愈合。bFGF通过促进上皮细胞增殖及与细胞表面肝素样物质的结合，以治疗疮疹病毒引起的角膜上皮溃疡。bFGF还可显着缩短糖尿病患者胃溃疡的愈合时间。③FGFs为强分化诱导剂，参与胚胎组织的发育分化。胚胎发育时期FGFs表达调控的时相，说明其影响特殊组织细胞的增殖和分化。bFGF抗血清可阻止内、中胚层的生长和分化，大鼠胚脑中bFGF最早见于中线两旁的神经母细胞中，它可诱导周围其他细胞表达bFGF参与神经元的迁移和突起连接的引导。随着神经元逐渐成熟，细胞内bFGF的阳性定位从胞浆转移至胞核。发育成熟的中枢神经系统中。bFGF主要来自星形胶质细胞，其他神经元、脑室膜细胞、血管内皮细胞也有轻度表达，其主要作用是维持中枢神经系统的正常功能，延缓细胞衰老。④调节内分泌作用。bFGF在局部起维持垂体功能之作用。此外，bFGF有加强促甲状腺释放因子的作用，刺激催乳素和促甲状腺素释放；抑制间质细胞合成睾丸酮，刺激肾上腺皮质细胞增殖及推迟细胞衰老作用。⑤FGFs对多种神经元有营养作用。aFGF通过增加神经元中蛋白质和总RNA合成，β管蛋白表等对大鼠海马、皮层等处的神经元存活、突起生长有明显促进作用，aFGF也可促进星形胶质细胞的增殖和分化。bFGF广泛存在于神经系统，对维持神经元生存，促进受损神经元存活，修复及再生有一定作用。如：bFGF应用于损伤大脑能促进海马神经元之存活，局部应用于切断的坐骨神经处，能促进神经元髓鞘化，预防背根节神经元死亡。有人观察到大脑损伤1～2d后，神经元与星形胶质细胞中bFGF含量急剧增加，4～7d达到高峰，2周后降至正常。其间可见细胞内bFGF阳性部位由以核为主转向核、胞浆并有，两侧半球内阳性表达广泛增强，且以伤侧为显着。与此间时，星形胶质细胞表面FGF受体密度增加，从而促进反应性星形胶质化(即星形胶质细胞肥大、增生、迁移)，形成胶质疤痕以修复损伤造成的空间。侧动脉注射bFGF可减少大脑中动脉梗塞所造成的梗死范围。加入bFGF能延缓培养神经元的死亡。总之FGFs在维持神经元健康，治疗神经组织损伤，神经元退行性变及脑血管病和脑外伤引起的中枢损伤中有广阔的应用前景。由于FGFs能促进血管形成，且对FGFs起反应的效应细胞也能产生FGF，其自身合成的FGFs同样也能刺激自身细胞的增殖，如：许多肿瘤细胞可合成FGFs，又受FGFs之作用，故FGFs在肿瘤、糖尿病并发症、动脉粥样硬化等增殖性疾病中的作用倍受关注。但最新研究揭示bFGF本身并不诱导肿瘤发生，但与肿瘤发生、增殖密切相关。
(二)EGF
EGF作用于酪氨酸激酶偶联的EGF样受体，影响神经系统多种类型的细胞。EGF通过结合于EGF酪氨酸激酶受体发挥作用。在体外实验中，对其起反应神经系统细胞有海马神经元、中脑多巴胺能神经元、视网膜细胞和神经膜细胞。在海马神经元的原代培养中，EGF促进神经元的存活和轴突生长，并阻止氧自由基和脂质过氧化作用造成的损伤。侧脑室给予EGF能阻止神经元变性，增加突触的数目，并促进沙土鼠大脑局部缺血后的功能恢复。侧脑室给予EGF能保护黑质的多巴胺能神经元免受MPTP毒性损伤，并使得酪氨酸羟化酶标记神经元数目增加。外周神经轴突切断后，神经膜细胞和成纤维细胞EGF受体表达增加，提示EGF可能在外周神经再生中发挥重要作用。EGF是第一个发现的能促进来源于成体哺乳动物CNS的神经祖细胞生长的分子。
(三)IGF
胰岛素和胰岛素样生长因子(IGF－Ⅰ和IGF－Ⅱ)组成了一类促生长分子家族。在神经系统的研究大多集中于IGF－Ⅰ和IGF－Ⅱ。虽然胰岛素和胰岛素样生长因子调节许多细胞的葡萄糖的利用，但许多研究提示，这些分子也可以特异作用于神经系统，调节细胞存活、生长、分化、突触功能和神经递质的释放。IGF受体是一个四聚体，由两个α和两个β亚单位组成，通过二硫键连接。α亚单位位于细胞外，在半胱氨酸丰富区与IGF配体结合；β亚单位含有一个短的胞外域、跨膜区和胞质域，后者包括一个ATP结合位点和酪氨酸激酶域。IGF家族配体结合α亚单位，然后再和β亚单位结合。配体占据后的α亚单位与β亚单位结合引起β亚单位构象变化，从而激活受体酪氨酸激酶并产生自磷酸化，导致底物和级联物的磷酸化从而介导生物学效应。IGF－Ⅱ受体与IGF－Ⅰ不同，它由单一蛋白亚单位构成，有一个大的胞外区和一个小的胞内区，通过激活甘氨酸进行信号转导。研究表明，还存在一种胰岛素样生长因子结合蛋白家族，推测可能参与调节IGF－Ⅰ和IGF－Ⅱ与IGF受体的结合。发育期间IGF－Ⅰ的mRNA在神经系统广泛分布于交感、感觉和小脑中间神经元、皮质和海马的非锥形细胞、小脑的梨状神经元和肌细胞。在新生的和成熟的大脑中，IGF－ⅠmRNA出现在前皮质、海马、杏仁核、交叉上核、小脑和感觉中间神经元。IGF－Ⅰ受体的表达在发育期间达到最高，并在小脑、新皮质、嗅球、视网膜和脉络丛发现。在体外实验中，IGF－Ⅰ促进皮质神经元、基底前脑神经元、中脑腹侧神经元、初级运动神经元、交感神经元和少突胶质细胞的分化和髓鞘化。发育期间IGF－Ⅰ在转基因小鼠的过量表达会干扰初级感觉皮质的正常模式形成，且使髓鞘质的合成也增加。神经挤压伤后的神经膜细胞中IGF－Ⅰ免疫样物质增加。注射IGF－Ⅰ或IGF－Ⅱ到大鼠肌肉中，能够导致运动神经元突起生长。给予IGF－Ⅰ至损伤后的外周神经或背根节，能增加损伤后感觉刺激的敏感性，而且这种作用能用IGF－Ⅰ抗体来阻断。系统给予IGF－Ⅰ，能够增加小鼠坐骨神经损伤后下肢功能恢复。另外，IGF－Ⅰ能减少带有实验性的自身免疫的脑脊髓炎(一种多发性硬化症模型)小鼠的脱髓鞘位点的数目和程度，并改善它们的功能。以IGF－Ⅰ对运动神经元的作用为基础，对ALS病人进行IGF的临床试验。结果表明IGF－Ⅰ对患者生命的延长和症状的缓解有一定的作用，但疗效的显着性令人失望。IGF在试验中是外周给药，能否中枢和定向给药至运动神经元，将最终决定着IGF－Ⅰ在治疗ALS中的价值。IGF－ⅡmRNA在CNS中的分布没有IGF－Ⅰ那样广泛，它主要存在于脉络丛和神经胶质细胞。在体外实验中，IGF－Ⅱ能促进感觉和交感神经元的存活和轴突延伸。另外，IGF－Ⅰ和IGF－Ⅱ也能刺激大鼠内耳上皮细胞的发育。
(四)IL－1
IL－1可增强培养的小胶质细胞存活，促进脑损伤后星形胶质细胞增生及NGF表达，有利于神经元存活和损伤修复。IL－1有促炎症作用，可引起中枢神经系统中潜在的神经毒性分子(如花生四烯酸)及其代谢产物NO的释放。IL－1直接促神经元生长的作用尚待证实。
(五)IL－6
IL－6为B淋巴细胞刺激因子，对中枢神经系统有营养支持作用，参与中枢神经系统病毒损伤后的修复。IL－1可诱导IL－6的产生。神经元和胶质细胞是IL－1、IL－6的主要来源。人胚6～10周，小胶质细胞可产生大量的IL－6及少量的IL－1。原代培养的胚胎脑胶质细胞可自发分泌IL－6，受LPS刺激后分泌明显增加。胎脑组织匀浆中有高含量的IL－6。下丘脑在IL－1和TNF刺激下可分泌IL－6，示IL－6参与神经肽释放的调节。儿茶酚胺能神经元受IL－6作用后，酪氨酸羟化酶活性明显升高，具有此酶活性的细胞生存期延长，同时细胞内多巴胺和肾上腺素增多。IL－6也可促进肾上腺素能神经元存活，与NGF协同，促进其代谢，延长其生存时间。对PC12细胞IL－6有与NGF相似的作用，有促进其向神经元分化的效应。IL－6还有促脑胶质细胞分泌NTFs之作用。IL－6与受体结合，识别信号转导成分gp130；形成具有生物活性的三联体，激活细胞内相关激酶，导致蛋白磷酸化和基因表达，发挥生物活性。已知早老性痴呆的老年斑内部及其周围，a－2巨球蛋白和IL－6明显增加，尤其在海马神经元核周，a－2巨球蛋白染色最深，示早老性痴呆脑内海马神经元是a－2巨球蛋白合成部位，IL－6为诱导a－2巨球蛋白合成的因子。故认为大脑皮层局部IL－6诱导a－2巨球蛋白的产生，导致一系列免疫反应，可能是早老性痴呆的病因之一。
二、激素类
雌激素、ACTH、甲状腺素等除其本来效应之外，对神经元有直接刺激生长作用，很多不是内分泌效应细胞的神经元有激素受体表达，说明这些激素可能兼有NTFs样作用。随着神经－内分泌－免疫网络研究的深入，单一因子在临床上的作用是有限的，而采取多因子联合以取得更好疗效的研究正逐渐展开。在不表达任何副作用的剂量下，联合有协同作用的因子，如：在增加胆碱乙酸转移酶活性方面GDNF、BDNF和CNTF有协同或相加作用，以BDNF和CNTF联合对动神经元效应最明显；P－干扰素可刺激星形胶质细鲍表达和释放NTFs和bFGF，在脑损伤早期，星形胶质细胞通过NTFs和bFGF等活性分子的协同作用以修复受损神经元。Mitsumoto等利用CNTF和BDNF共同处理Wobber小鼠(此种小鼠生后3～4周出现进行性瘫痪，为遗传性运动神经元病)，能完全阻止运动神经元退变，而单用只能部分减轻运动神经元退变。表明在神经元发育过程中CNTF和其他NIFs有协同作用，其通过各自对不同神经元的作用或激活同一神经元的不同信号传导途径，共同促进神经元成熟和分化。
Barakat Walter认为T3是间接通过甲状腺激素受体调节靶细胞的特殊基因表达起作用的。周围神经细胞拥有甲状腺激素受体，T3能增进周围神经的再生，可能通过上调或下调一种或多种生长因子的基因表达、细胞外基质或细胞粘附分子而刺激周围神经的生长。Alpha－黑素细胞刺激激素(alpha-MSH)和促肾上腺皮质激素(ACTH)能促进周围神经损伤后轴突再生。Lankhorst应用鞘内注射alpha-MSH，发现能促进脊髓损伤后的功能恢复，这给治疗人类脊髓损伤开创了一种新方法。
雌激素可能通过与神经营养因子及其受体(Trks)相互作用间接地发挥作用。雌激素受体的mRNA在基底前脑神经元和皮层、海马、嗅球这些区域的雌激素靶神经元与神经生长因子受体有广泛的共表达，说明雌激素和神经营养因子之间存在相互作用的基础。在成年大鼠感觉神经元及PC12细胞中观察到雌激素使神经生长因子受体(Trk)mRNA及蛋白表达上调。Toran认为雌激素和神经营养因子之间可能通过增强受体和配体的功能性，在信号转导水平或基因转录水平相互调节而影响各自的功能。神经营养因子可能是作为雌激素对雌激素受体发挥不同形式作用的调节“开关”。雌激素和神经营养因子一致和相互的作用可以刺激神经元分化、存活和功能维持所需的蛋白。Gibbs观察到，衰老(SD)大鼠12～25月龄对雄性大鼠的基底前脑的改变不明显，而在雌性大鼠内侧隔核(MS)的神经生长因子高亲和力受体(TrkA)的mRNA水平明显降低，未发现胆碱能标志物胆碱乙酰转移酶(ChAT)明显变化；12月龄雌性大鼠卵巢切除(OVX)3个月后ChAT和TrkA mRNA无明显变化；但6个月后此二项指标均明显降低，短期使用雌激素(3d)能使MS的ChAT mRNA和Maynert基底核(NBM)的TrkA mRNA得到部分恢复。这些结果表明卵巢激素对MS和NBM中ChAT和TrkA mRNA表达维持在正常水平起重要作用，也表明长时间的卵巢功能缺失使投射到海马和皮层的基底前脑胆碱能神经元(BFCNs)的功能降低。McMillan的研究也发现雌性大鼠OVX 10d后斜角带核水平支和Maynert基底核的TrkA mRNA的水平降低，短期ERT可以使TrkA mRNA水平恢复到对照组水平(但斜角带的垂直支在OVX及ERT后均无变化)；同时发现ChAT变化与TrkA mRNA的变化是一致的。雌激素对神经营养因子受体的调节可能通过与神经生长因子基因串合，改变生长因子相关基因的表达来实现。Toran发现编码脑源性神经营养因子(BDNF)的基因包含一段与存在于雌激素靶基因中经典的雌激素反应元件相似的基因序列。以Gelshift和DNA印迹法观察到雌激素受体2配体复合物结合到编码BDNF基因的序列中。体内实验则发现OVX大鼠使用雌激素后大脑皮层和嗅球BDNF mRNA迅速上调。这些结果说明雌激素可以调节BDNF的转录。表明雌激素可能通过增加前脑神经元特异的神经营养因子进而影响神经营养因子对细胞功能的调节。Gibbs也发现雌激素使梨状皮层及海马的BDNF mRNA及蛋白均增加，但在嗅球、前皮层、基底核、苍白球腹侧核未见增加。
Blurton以非人灵长类动物为模型，用双标免疫组化方法检测雌激素α受体(ERα)与神经营养因子高及低亲和力受体以及与胆碱能标志物ChAT的共存情况。大多数雌激素α受体阳性神经元存在于杏仁核和丘脑下核，也见于外侧隔核、纹状体、终核、穹隆下器官，极少数散在分布于基底前脑胆碱能神经元。与啮齿类动物相反，未见ERα与p75NGF的低亲和力受体或ERα与TrkA的双标反应。然而，在被认为产生NGF并与记忆有关的扁桃体中密集地分布着投射自基底前脑的胆碱能末梢。雌激素标记神经元也见于外侧隔核，此系统接受海马的输入并投射到对神经营养因子敏感的内侧隔核。神经营养因子敏感神经元与含雌激素受体神经元在灵长类大脑中共存并相互作用，形成一种潜在的雌激素旁分泌的调节机制。另一种雌激素受体亚型(ERβ)已被克隆。Shughrue发现雌激素α受体基因剔除(ERKO)的小鼠大脑中能浓聚放射标记的雌激素。在与雌激素结合的区域2视前区，也发现几种雌激素复合物调节孕激素受体。ERβ mRNA既出现在大鼠的大脑中，也出现于ERKO小鼠大脑的视前区及经典的无雌激素受体或分布稀少的区域(包括大脑皮层和海马)。研究认为在ERKO大脑中存在非经典的雌激素受体可能是ERβ，并具有一定的功能。在大鼠组织中ERβ有广泛的分布。大鼠中ERα和ERβ的组织分布和／或相对水平不尽相同。ERα在子宫、睾丸、垂体、卵巢、肾、附睾和肾上腺中，ERβ在前列腺、卵巢、肺、膀胱、大脑、骨骼、子宫、睾丸有中到高的水平。在相同器官中的不同细胞类型中雌激素受体的亚型也不同。在人体，ERβ广泛分布于正常成人的细胞核，包括子宫、卵巢、输卵管、肺、肾脏、大脑、心脏、前列腺和睾丸，在脑的大部分区域均可见到明显的免疫阳性反应，但ERβ在海马中不存在。为研究雌激素受体与学习记忆之间的关系，Shughrue测定了大鼠BFCNs的雌激素结合位点，发现一部分的胆碱能神经元中含有雌激素受体，其中，内侧隔核41%，斜角带垂直支32%，水平支29%，用原位杂交免疫细胞组化双标技术显示在胆碱能神经元中ERα占多数，ERβ只占少数。Miller研究发现有一小部分的胆碱能神经元表现出ChAT和ERα的双重免疫反应阳性，且主要存在于纹状体核的底部。雌激素使卵巢切除小鼠ChAT免疫阳性和ChAT／ERβ免疫阳性的细胞数增加，并增强工作记忆。说明雌激素可能作用于ChAT的基因水平。但雌激素受体在胆碱能神经元中分布有限，因此还不能完全用这些胆碱能神经元解释雌激素改善记忆作用。
许多研究提示雌激素对神经元营养作用不需要雌激素受体的存在。有研究表明雌激素有保护鼠科神经细胞系HT－22由淀粉样多肽引起的细胞损伤，而这些细胞缺乏功能性雌激素受体。啮齿类前脑LHRH阳性神经元中17β－E2增加c-fos mRNA的表达，同样在其细胞核内未发现雌激素受体。Watters观察到17β－E2在神经元中与生长因子相关的信号转导途径的快速膜效应，发现在人的神经母细胞瘤系SK-N-SH中，不透膜的共扼17β－E2(E2BSA)激活有丝分裂原激活的蛋白激酶(MAPKK或MEK)并诱导ERK－1及ERK－2(细胞外信号调节激酶)的磷酸化和活化。此外，E-BSA诱导由小鼠c-fos原癌基因启动子驱动的报告基因的转录。这种不透膜的雌激素对c-fos转录的作用不被雌激素受体拮抗剂(三苯氧胺或ICI182，780)所抑制。实验还观察到E-BSA并不激活雌激素应答元件(EREs)介导的转录，说明17β－E2对不含EREs的启动子但对雌激素有反应的基因表达的影响可能是通过其他应答元件如AP－1和SRE位点等途径来实现的。Singh应用大脑皮层移植方法证明雌激素／神经营养因子受体的共表达能产生信号转导的集中或偶联作用。雌激素MAP激酶级联反应中多种信号蛋白快速而持续的激活，包括B-Raf和细胞外信号调节激酶，这种细胞外的信号调节蛋白激酶(ERK)的激活可被抑制剂PD98059所抑制，但不被雌激素受体阻滞剂ICI182，780所阻断。这一作用似乎与雌激素诱导的Trk的激活也无关。Singh以ERKO的小鼠作进一步研究，发现17β－E2增加BRaf活性及MEK(MAP激酶／ERK激酶)依赖的ERK磷酸化。除了调节与神经营养因子表达有关的基因外，雌激素也可直接作用于介导神经元的凋亡途径。Pike报道了雌激素能明显增加海马培养神经元抗凋亡蛋白BCL-xL的表达。反映了雌激素的转录调节作用，在bcl-x基因中存在雌激素应答元件。雌激素诱导的BCL-xL的增加与减轻beta淀粉样肽诱导的凋亡有关，包括抑制caspase介导的蛋白水解和神经毒性。雌激素与BCL-xL表达和抗神经元退化作用之间的类似关系在人海马中也观察到。Gollapudi观察了雌激素对PC12细胞凋亡途径的调节，PC12细胞转染后表达ERα mRNA及蛋白(PCER细胞)，以质粒DNA转染的PC12细胞为对照细胞(PCCON)。众所周知，分化后的野生型细胞在去除血清和NGF后通过凋亡机制导致细胞死亡。实验观察到同时使用17β－E2和NGF，细胞存活明显优于单用NGF，而且凋亡的指标明显降低。在分化后的PCER细胞去除血清后加入17β－E2，使BCL-xL mRNA水平增加，BAD mRNA水平减少。表明雌激素PCER细胞的保护作用至少包含了对凋亡基因的调节机制。因此，可以认为雌激素和神经营养因子在神经元的发育，防止细胞凋亡，维持神经元的功能和形态方面起互相协调和促进作用。