倪厚杰（综述） 唐洲平（审校）

脑出血（ICH）是常见的脑血管疾病，随着老龄化社会的到来，发病率呈逐年上升的趋势，据统计占急性脑血管病的20%～30%，而且致残率较高［1］。因此如何有效治疗ICH，最大限度促进受损神经功能的恢复一直是众多学者关注的焦点之一。NGF是20世纪50年代初由Levi-Montalcini在小鼠肉瘤细胞内发现的第一个神经营养因子［2］。它是一种由α、β及γ3种不同类型的蛋白质组成的三维空间结构复合物，分子量为140000左右，是一类由神经元、神经支配的靶组织或胶质细胞产生的，能促进中枢和外周神经分化、生长和存活的活性蛋白质，它们在神经系统的发育和正常的生理功能维持中起着重要作用［3］。近些年来，多项研究表明NGF对ICH的神经功能的恢复有着积极促进作用，现将NGF对ICH的作用机制综述如下：

1 神经生长因子对脑出血的作用机制

1.1 脑出血后NGF具有促进内源性神经干细胞（NSCs）的激活和增殖、迁移及分化的作用

神经干细胞（NSCs）因具有高度自我更新能力、多潜能分化、低免疫原和迁移功能等特性［4］。研究表明NSCs存在于成年动物CNS的广泛区域，在成年哺乳动物的脑室下区、海马齿状回、纹状体、大脑皮质、脊髓中央管等区域均证实有NSCs存在［5］。但在正常生理状态下中枢神经系统中数量有限的NSCs仅以静息状态存在。

脑损伤后NGF可促进内源性NSCs增殖，保护受损神经元，促进神经纤维再生，诱导轴突发育，从而使受损的神经系统修复。

脑损伤后增殖只有在新生细胞能够到达细胞缺失的脑区才是有意义的，对此已有研究通过观察到新生细胞能够迁移出增殖区，而间接证实生长因子中的NGF可以促进内源性NSCs的迁移。影响迁移的几种相关因素：生长因子中的NGF可以促进内源性NSCs的迁移，它仅出现在迁移期的神经前体细胞，其受体erb表达于迁移期的放射状胶质细胞，阻断受体erb后神经前体细胞的迁移受到抑制。

许多神经营养因子可以通过与NSCs上特异受体的结合激活细胞内信号促使细胞分化。

近年研究表明NSCs在体外存活和分化受诸多因素调控［6］，一类是内部因素，即基因调控，包括Notch信号转导途径、螺旋一环一螺旋（BHLH）转录因子家族、PTEN基因、Numb基因、Nurrl核转录因子等；另一类就是外部因素，表皮生长因子、成纤维细胞生长因子家族、脑源性生长因子、NGF、神经营养素3、白细胞抑制因子、血小板源性生长因子等。在对诸多影响NSCs存活分化的外部因素的研究中，尤以对NGF的认识和研究较早也较全面，有实验证明NGF可以促进NSCs存活分化的潜能［7，8］且能够促进诱导NSCs向胆碱能神经元分化。在通过对此NSCs诱导分化培养后，证实了NGF可以促进NSCs分化为神经元这一结论。

乌优图［9］等在观察NSCs向神经元分化过程中神经生长因子对轴突生长的作用，结果显示诱导组单个神经元的平均轴突数量和最长轴突平均长度均远大于对照组，说明NGF不但对神经元已有的轴突具有促进其出芽、分枝和生长的功能［10，11］，而且在NSCs向神经元分化过程中或者初级神经元轴突形成过程中还能够促进那些未长出突起的神经细胞向极化状态转变，并增加生长锥的生成，最终增加分化后神经元突起数量。该实验研究证明NGF可以促进NSCs向神经元分化，且对神经突起形成和生长均有明显的促进作用。

周政等建立的大鼠流体脑创伤模型，采用免疫细胞化学及图像分析等方法，观察脑创伤后非NGF处理组和NGF处理组Nestin蛋白表达的变化，结果显示外源性NGF能明显促进脑创伤后Nestin阳性细胞数量的增加，而Nestin是颅内NSCs的的标志物［12］。

以上诸多研究均说明NGF在脑损伤后具有激活内源性NSCs，并促进其增殖、迁移以及分化的作用。

1.2 NGF能抑制灶周神经元的凋亡，促进血肿灶周神经元的轴突生长和修复

凋亡是受特定基因经特定信号传导途径调控的细胞死亡的一种形式。近年大量的研究表明，神经细胞凋亡参与了神经系统多种疾病的过程。而Qureshi等的临床研究通过外科手术取血肿周边组织亦发现凋亡的神经元和胶质细胞，亦证实血肿周边组织存在神经细胞凋亡现象［13］。Gong研究报道也证实细胞凋亡在脑出血后的神经元脱失中有重要的病理生理作用，出血后脑损伤过程中细胞凋亡呈动态性变化［14］。刘怀军等研究报道用犬脑内注入非肝素化的自体动脉血建立实验性ICH动物模型，结果证实ICH早期血肿周边组织中凋亡的神经细胞占37%［15］。常焕显等通过大鼠ICH模型研究显示，出血灶周围脑组织多种细胞发生凋亡［16］。从诸多研究均已证实ICH血肿周围存在大量神经细胞凋亡。

尼泽荣通过实验观察到NGF可提高培养神经元的存活率，除去培养液中的NGF可引起30%～50%的细胞死亡，除去NGF后培养的神经元中C－jun、c-fos细胞周期素D1、cmyb等诱导细胞凋亡的基因增加，而fra-1、Rb、bc1-2等抑制细胞凋亡的基因表达下降［17］。常焕显通过大鼠ICH模型研究发现，给予 NGF干预后可以下调Caspase-3（Caspase-3是细胞凋亡的关键蛋自酶）的表达，抑制大鼠脑出血后的细胞凋亡、促进神经修复与再生的作用［16］。

这些实验性研究都表明，NGF对神经元的保护作用可能部分是通过阻抑神经元发生凋亡的过程来实现的，尤其是在损伤后引起的迟发性神经元死亡中发挥重要的作用。

NGF对ICH受损神经元有修复作用。有学者认为，神经损伤后靶源性NGF先与雪旺氏细胞表面的低亲和力受体结合，并与其他一些与轴突再生有关的物质如层粘蛋白、纤粘蛋白等共同作用，在再生轴突前方扩散形成一个浓度梯度，引导生长锥沿SCs膜表面向前生长与靶细胞建立联系［18］。经过第二信使体系的转导，启动一系列级联反应，对靶细胞的基因表达进行调控而发挥其生物效应，最终使再生轴突成熟及髓鞘化。NGF还能提高神经元内cAMP水平，激活PKA，使Rho磷酸化而失活，阻断髓鞘对轴突生长的抑制作用［19］。同时，NGF与神经末梢上相应的NGF受体结合后进入轴突，再经逆行轴浆转运至胞体，在某些过程中引起一系列的生物效应，如诱导突起生长、修复损伤神经、促进某些蛋白和酶的合成等。

NGF还能够抑制脑损伤后兴奋性氨基酸的升高效应，从而间接抑制了兴奋性氨基酸作用于NMDA受体所致的Ca2＋内流进而抑制了Ca2＋对NOS的激活；NGF可通过抑制急性脑损伤后NOS的升高，减少了NO的释放抑制了一氧化氮的毒性作用，从而保护了脑神经元，这可能是NGF对脑损伤保护作用的机制之一。另外，NGF能增加过氧化氢酶、SOD、谷胱甘肽过氧化物酶等自由基清除剂的活性；对细胞内Ca2＋的浓度也有很好的稳定作用。

Chiaretti研究发现，在脑室内连续注射NGF可明显改善重型颅脑损伤婴儿的脑功能，减少脑软化灶，改善脑组织局部灌注［20］；Mashayekhi等向大鼠脑室内注入NGF抗体，结果可使皮质神经元死亡增加、皮质变薄、情感和认知功能明显受损，这说明NGF在维持神经元存活及其功能中起着至关重要的作用［21］。

由此可见，NGF改善脑出血灶周神经元生存环境，抑制其凋亡，促使损伤的神经细胞修复，神经轴突生长，最终达到生理功能的重建。

1.3 NGF促进灶周新生血管的生成

研究发现NGF不仅可以通过调节血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表达间接地促进血管形成，NGF还具有直接促进血管形成的作用［22］。

NGF与血管内皮细胞的相互作用。Tanaka等研究发现，大鼠主动脉内皮细胞可产生并释放NGF，从而确认血管内皮细胞是NGF的又一重要来源［23］。Park等发现NGF在插人体内的基质胶上可促进新血管形成，但对于敲除MMP-2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）的小鼠则不能显现出此作用［24］。数据显示 NGF刺激内皮细胞生长是通过MMP-2的作用而产生的，经P13K／TrkA（phosphatidylinositol 3-kinase，P13K）信号途径和 AP-2转录因子，通过此信号通路引起血管生成。

于一凡等通过实验表明NGF增强了脑缺血后再灌注大鼠纹皮质血管c-Fos蛋白表达，促进新生血管形成，保护缺血神经元［25］。周宏等采用免疫组化法检测NGF对新生大鼠缺氧缺血性脑损伤后不同时间内巢蛋白及VEGF表达的影响，证实给予外源性NGF后可以促进VEGF的表达上调，脑毛细血管新生［26］。因此，可以推测NGF上调VEGF的表达是促进受损脑组织新生血管的形成，利于神经修复的作用机制之一。

Calza等通过对新生大鼠颈上神经节（superior cervical ganglia，SCG）的研究发现，NGF不仅可促进SCG内神经元的发育，而且SCG内的血管内皮细胞肥大、增生，血管床面积增大，进一步研究发现SCG内的VEGF表达也增多［27］。证实了NGF促进血管形成的机制是通过促进血管内皮细胞的增殖和迁移来实现的。也有研究显示NGF促进新血管形成的机制在于NGF能促进神经细胞内Ca2＋向细胞外释放，Ca2＋外流导致神经细胞紧张性增强，兴奋性降低，使血管扩张增强，从而加大血流量［28］。因此，NGF也可促进神经组织的血管形成［29］。

2 问题与展望

ICH的病死率及致残率均较高，病死率在30%～40%左右，75%存活患者遗留有不同程度的残疾。如何有效的降低ICH患者的病死率及致残率是一直都是国内外专家研究的课题。NGF是人体神经系统最重要的生物活性分子之一，其在促进神经细胞分裂增殖、诱导轴突生长和形成突触网络三个阶段中发挥着重要作用。当中枢神经系统受损时内源性NGF在脑内含量低微，及时补充外源性NGF能有效对受损神经元实施全面和持久的神经保护作用，促进神经系统功能的修复。

虽然近几十年来，NGF的实验研究一直备受关注，人们对其生物有效性不断产生新的认识，许多观点已形成共识，即能从多个方面促进受损脑组织神经功能恢复，但是NGF被广泛运用到临床治疗仍有争议。存在的问题有如下几个方面：

2.1 BBB对NGF的通透性问题

NGF的分子量是其他神经营养因子（NTF）的5倍以上［30］，属于大分子蛋白，在血液循环中的NGF不能有效透过BBB，即便有微量通过血流进人中枢神经系统却达不到有效剂量。此外，经静脉给药后NGF这一阴离子分子在血流中会被迅速清除［31］。赵红梅等报道通过外周系统给药（主要包括静脉滴注、肌肉注射、皮下注射等）、侧脑室及鞘内注射以及经鼻给药，但其疗效均欠佳［32］。刘怀军等研究利用外源性NGF立体定向导入血肿灶周区，通过刺激颅内内源性NSCs再生、分化和迁徙的机制来促进血肿灶周神经功能的修复，取得令人鼓舞的效果，但这些给药途径无法得到一致的认可［33］。

2.2 NGF的安全性问题

NGF既然能激活颅内NSCs，引起其增殖、分化、迁移，那么NGF是否具有成瘤性，在安全上受质疑。国内外所提取的NGF均来自动物，对人体是否有抗原性［34］。NGF生物学效应特别是非神经系统的生物学效应的研究仍比较凌乱，亟待深入研究。脑损伤后NGF及其受体的时空分布及其产生的保护机制尚无定论［34］。

但我们相信随着对NGF的来源、制剂、疾病动物模型、临床试验、给药途径、疗效评估等系统的更深入研究，其作用机制被更全面地阐明，尤其是基因工程技术的应用、量效关系的确立，对NGF进行载体、分子重构以及控释系统等特殊处理后，NGF应具备以下几个优点：（1）NGF更有效地透过BBB，能被释放于体内特定区域；（2）能较长时间稳定释放；（3）生物相容性好，能自行降解，且降解产物无任何毒副作用；（4）使用方便，成本低廉。最终，NGF将会被更科学更安全更有效地应用于临床疾病的治疗中。

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