点击显示 收起
摘要 睫状神经营养因子（CNTF）自70年代发现以来倍受重视，其对神经细胞的生长、分化具有明显的营养作用。有关CNTF及其受体的组织分布、蛋白质和基因的分子结构、生长学活性、表达调节等的研究取得了新的进展并展现了临床应用前景。
1956年Cohen纯化出第一个神经营养因子——神经生长因子（NGF），随后陆续发现了脑源性神经营养因子（BDNF）、神经营养因子-3（NT-3）、神经营养因子-4/5（NT-4/5），构成了神经营养因子（NT-Fs）家族，它们对神经细胞生长、分化有重要作用。睫状神经营养因子（ciliary neurotrophic factor,CNTF）因最初从鸟的睫状神经节中提取出来，可维持副交感神经节活性而得名，它不属于NTFs家族成员，与其无同源性，属非靶源性神经营养因子。CNTF最早由Helfand等在1976年发现，1984年Barbin等从鸡睫状神经元提取获得，并于1989年获得CNTF cDNA。
1 CNTF及其受体的组织分布
⑴CNTF阳性细胞 在中枢神经系统，CNTF阳性细胞主要分布在大脑皮质、嗅球、小脑皮质下区。体外培养的Ⅰ型胶质细胞也可见CNTF表达。细胞内定位：胶质细胞主要在胞体、突起呈阴性，神经元细胞在胞核、胞浆呈阴性[1]；但亦有不一致的报道[2]。在周围神经系统，CNTF主要分布在髓鞘/雪旺细胞、睫状神经节；雪旺细胞CNT呈高水平表达，主要分布于胞体和突起，而核中无阳性反应。
⑵睫状神经营养因子受体（CNTFR） 在中枢神经系统以小脑CNTFR-α mRNA水平最高，其他依次为后脑、中脑、丘脑、下丘脑、纹状体、海马、皮质和嗅球，且脑脊液中也存在可溶性CNTFR-α，在外周组织中以胃髓肌CNTFR-α mRNA水平最高，其次为皮肤、肺、肠、肾、肝、脾和胸腺。周围神经系统的交感神经节、副交感神经节均存在CNTFR。
2 CNTF和CNTFR的分子结构
⑴人类CNTF（hCNTF） hCNTF分子质量为（20-24）×103（20－24 kD），酸性蛋白质，仅在第17位有一个Cys，分子内无二硫键、也无N-糖基化位点和信号及肽，属于细胞内蛋白质，而非分泌蛋白质，与LIF、IL-6、OSM、GOSF等可能同属一个家族，富含α-螺旋结构，具有相似的四螺旋束样空间结构。有A、B、C、D等4个螺旋结构，其C端形成松散的转角和无规则卷曲，B螺旋结构后段和C螺旋结构可能形成蛋白质的疏水核心[3]。
⑵CNTFR CNTFR分子质量52×103（52 kD）,是由三个亚基（CNTFR-α、LIFR-β和gp130）构成的复合体。CNTFR-α是CNTF的特异结合蛋白质，如果缺损，gp130将与LIF结合，而不与CNTF结合；人与大鼠CNTFRα的氨基酸序列有94%的同源性，属非跨膜蛋白质，其借糖基-磷脂酰肌醇键（glycosyl-phos-phatidylinositol lindage,GPI）锚在细胞膜上[4]，但可被细胞膜上的磷脂酶裂解因此CNTFR-α可以结合形式或可溶形式存在[5]。LIFR-β和gp130存在于细胞膜上，参与JAK/TYK偶联，起信号传递作用[6]。CNTFGN cNTFR结合过程可能是：CNTF先与可溶性CNTFR-α结合，然后再连接LIFR-β和gp130，继而激活JAK/STAT信号传递通路将信号向细胞内传递。
3 CNTF和CNTFR-α基因结构
⑴hCNTF基因 位于第11号染色体长臂近端，属单拷贝基因，编码区长600 bp，两个外显子之前有一个1kb左右的内含子，内含子位于第38-39个氨基酸之间，转录起始位于起始密码子上游5 bp，此处存在可与转录因子Ⅱ D结合的TATA序列，该序列上游91bp存在jun和fos家族二聚体的结合位点5'-TGAHTCA-3[5，7]；终止子后650 bp处有两个聚腺苷酸AATAAT序列，这两个AATAAT系列与保守的AATAAT系列不完全相同，产生编印400核苷酸的3'翻译区。人、兔、大鼠CNTF同源性达84%左右，而与NGF的同源性却很低。
⑵CNTFR-α基因 由10个外显子和9个内含子组成，长度至少35 bp，位于染色体的9P13位置，前两个外显子和第10个外显子含5'、3'非翻译区，第3个外显子编码信号肽，第4个外显子编码Ig样结构域，第5-8个外显子编码细胞因子受体样结构域，第9个外显子编码疏水的GPI识别序列。
4 CNTF生物活性
4.1 营养神经元
CNTF的营养作用突出表现在对中枢和周围运动神经元的营养作用，不仅表现在对培养的胚胎运动神经元具有营养作用，而且在体研究亦发现其影响胚胎运动神经元的发育、分化；神经损伤后见到雪旺细胞CNTF呈高水平表达，神经轴突逆转运CNTF增加，提示CNTF参与神经损伤后的修复、再生[8-10]，损伤后CNTF反应性增高是细胞的保护性反应。此外，CNTF还影响交感神经节、感觉神经节均有CNTFR-α表达，因此被认为是CNTF的靶组织。新生大鼠脊髓运动神经元胞体对轴突损伤反应敏感，容易导致胞体变性、死亡，但生后3周这种易感性明显减弱，可能与此时雪旺细胞CNTF mRNAT蛋白质水平较高有关；利用同源重组技术修饰CNTF基因（基因打靶技术）使其失活，可导致动物先天性运动神经元变性、死亡[11]；如果修饰CNTFR-α基因，小鼠则于出生后24h内死亡，基段神经核细胞脱失56%[12]。据此，可推测还存在另一未发现的CNTF，其生物活性大于已发现的CNTF。
4.2 影响非神经组织
CNTF属于细胞因子大家族的成员，因此它对非神经组织生理、病理过程也有调节作用。体外实验证实，CNTF能够微弱抑制外周血单核细胞产生IL-8和前列腺素E2，加入CNTFR-α后CNTF的这种抑制作用大大加强[13]。此外，CNTF能抑制胚胎多能干细胞的分化[11]，诱导肝细胞表达急性反应蛋白[14]，皮下注射CNTF可预防失神经支配的肌肉发生萎缩[15，16]。