神经营养因子的血脑屏障通透性(译文).docVIP

Brain Research 788 _1998. 87–94 研究报道 神经营养因子的血脑屏障通透性 Weihong Pan a,b,*, William A. Banks a,c, Abba J. Kastin a,c a VA Medical Center, New Orleans, LA 70112, USA b Departments of Neuroscience and Neurology, Tulane Uniíersity School of Medicine, New Orleans, LA 70112, USA c Departments of Neuroscience and Medicine, Tulane Uniíersity School of Medicine, New Orleans, LA 70112, USA 收稿日期：1997年12月9日 摘 要 为了评价通过血源性神经营养因子提高中枢神经系统（CNS）的基本功能、治疗神经元退变的可能性，我们研究了血脑屏障（BBB）对神经营养因子的通透性。我们研究发现，一些神经营养因子家族成员（NGF，βNGF，NT3和NT5）在小鼠体内可以通过血脑屏障到达脑实质。不同神经营养因子的BBB通透性不同，NGF的通过速率最快，NT3最慢，而NGF的通过率是它的生物活性亚单位βNGF的两倍。CNS不同区域的BBB通透性也不一样，颈髓的通过速率最快，而脑最慢。NT3在体内、NGF在原位脑灌注系统中的自身抑制研究提示的通透饱和性，表明饱和性传输系统的存在。研究表明，外周给予神经营养因子可能在中枢神经系统中发挥治疗作用。 关键词：神经营养因子；血脑屏障；脑；脊髓 缩写词：ANOVA，方差分析；BBB，血脑屏障；BDNF，脑源性神经营养因子；CNS，中枢神经系统；HPLC，高效液相色谱法；i.p.，腹腔内注射；i.v.，静脉注射；LR/BSA，乳酸林格液/1%牛血清白蛋白；NGF，神经生长因子（7s）；βNGF，β-神经生长因子；NT3，神经营养因子3；NT5，神经营养因子4/5；PBS，磷酸缓冲液；Tc-Alb，锝标记白蛋白；TFA，三氟醋酸；I-neurotrophin，碘化神经营养因子。 1. 研究背景 神经营养因子是能影响细胞在CNS中的生存和活性的分泌性蛋白[13,15]。例如，神经营养因子可以阻止受伤动物的神经元死亡，提高胆碱能和多巴胺能神经元表型的表达，因此提示了神经营养因子在退行性疾病中的潜在的治疗能力[15]。神经营养因子家族包括NGF、βDNF、NT3、NT4/5和NT6。神经营养因子可以在CNS内产生，其分布有区域性差异[11]，可以逆向通过突触转运进入CNS[7]。 众所周知，在如缺氧、缺血或因抑制因子和神经营养不良造成的损害后，哺乳动物的CNS再生能力极差。近年来的研究表明，局部给予神经营养因子可以提高受损CNS的存活和再生，包括通过逆转录病毒载体6,27,28]。 神经营养因子的外周给药方式已被发现，但其进入CNS受到酶降解和BBB的限制[19,20,21]。先前的有关这些因素限制CNS通透程度的报道也有所不同。多数研究者都认为，神经营养因子在对CNS的退变发挥作用中，经外周给药是一种不现实的方式。然而，最近有人通过放射自显影术证明了血源性神经营养因子NGF[8]和它的亚单位βNGF[14]具有进入CNS的能力。血源性神经营养因子进入CNS的一条途径可能是通过脑和脊髓的BBB直接渗透[22]。 BBB对大分子蛋白和其它亲水分子通透性低，但对这些物质仍显示一种选择性的通透[2]。BBB通透性的区域差异可能是外周神经营养因子传输的一个重要问题，因为不同的神经营养因子对选择的神经元族群有不同的作用[5,12]。 在本文中，我们比较了NGF、NT3和NT5在脑和脊髓不同区域的通透率和分布量，以及7SNGF和βNGF的不同通路。我们还检查了静脉给药后神经营养因子的完整性、毛细血管关联和传输饱和性。 2. 材料与方法 2.1. 放射性同位素标记和纯化 人βNGF[27 kDa二聚体，表达于NSO细胞系（RD系统）的重组120氨基酸残基，明尼阿波利斯，MN]于浓度为0.5μg/μl、PH7.4的0.25M PBS制备。使用前于-70℃下储存。天然人NT3（0.25μg/μl）和NT5（0.43μg/μl）[由加州旧金山Genentech公司友情提供]储存于10 mM醋酸盐中。Genentech公司提供的天然人NGF（7S）储存于20mM浓度为1.4μg/μl的琥珀酸盐中。酶促法125I标记以上神经营养因子。 经葡萄糖氧化酶和乳酸过氧化物酶催化（产生氢过氧化物），标记的碘化物被转换成碘，神经营养因子酪氨酸残基被标记。室温下反应1h后，碘化神经营