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神经营养因子4的生物学作用及相关应用研究现状
神经营养因子4(neurotrophin 4,NT4)是神经营养因子家族的一种分泌型蛋白,在哺乳动物神经系统的发育、分化及损伤修复等过程中起着重要作用.本文以NT4为研究对象,在NT4的分子结构、分布、受体及作用机制、生物学功能、临床应用研究现状等进行分析研究的基础上,对NT4在新型毒品甲基苯丙胺依赖机制中的作用进行重点阐述,为今后对NT4的相关研究提供参考.
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神经营养因子对神经肌肉接头传递的调制作用
运动单位由运动神经元及其支配的肌纤维组成.神经肌肉接头(neuromuscular junction,NMJ)传递受到严密的调节,因而能和运动单位的活动协调一致.在NMJ,神经调制物质的释放与运动单位的活动有关,并能决定突触传递的效能.脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)和神经营养因子4(neurotrophin-4,NT-4)由运动神经末梢和肌纤维产生.肌肉释放营养因子受肌肉活动调节.在NMJ,BDNF和NT-4通过激活酪氨酸激酶B受体(tyrosine kinase receptor B,TrkB),能加强自发性和诱导性的突触活动.突触前Ca2+量的迅速增加或突触胞吐过程的易化,都能增加突触囊泡的释放,从而改善NMJ的突触传递.事实上,BDNF能促进突触前细胞内Ca2+的释放,TrkB的激活也能通过有丝分裂活化蛋白激酶,引起突触素Ⅰ(synapsin Ⅰ)的磷酸化,进而增加可释放的突触囊泡的数量.在NMJ,神经营养因子还能通过影响神经调节素(neuregulin)或其他神经源性调制物质的局部释放,对接头传递进行调节.本文对近年来在NMJ突触传递的调节,运动单位的NMJ特性以及神经营养因子对突触传递效能的影响等方面的研究进展做一综述.
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NT4-A1融合基因原核表达载体的构建
目的 构建神经营养素(NT4)与肿瘤血管抑制肽Alphastatin融合基因的原核表达载体pBV220-NT4-A1.方法 采用非对称互补引物(模板)法,依据GenBank提供的Alphastatin基因序列,设计合成并扩增出肿瘤血管抑制肽Alphastatin的cDNA:将其连接到NT4的信号肽和前导序列3'端,组成融合基因NT4-A1,再将该融合基因亚克隆于表达载体pBV220,构建pBV220-NT4-A1.结果 经DNA测序、限制性内切酶酶切等方法 证实Alphastatin成功重组到NT4信号肽和前导序列3'端,并将融合基因亚克隆于pBV220内.结论 成功构建原核表达载体pBV220-NT4-A1,为进一步研究肿瘤基因治疗奠定了基础.
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大鼠脊髓损伤早期CNTF与NT-4表达变化及其相互关系
目的 探讨内源性睫状细胞神经生长因子(ciliary neurotrophic factor,CNTF)和神经营养因子4(neurotrophin-4,NT-4)在大鼠脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)早期的表达变化及其相互关系,为SCI神经营养因子疗法提供理论依据.方法 成年Sprague Dawley(SD)大鼠45只随机分为假手术(Sham)组、SCI-12h、SCI-1d、SCI-3d和SCI-7d组(n=9).各SCI组大鼠均采用改良Allen's法制备T10节段脊髓顿挫伤模型,用BBB(Basso-Beattie-Bresnahan locomotor,BBB)评分法评估各组大鼠后肢运动功能;采用荧光定量PCR(Q-PCR)及免疫组织化学染色检测大鼠脊髓顿挫伤后CNTF与NT-4的表达情况;利用GeneMANIA数据库对CNTF与NT-4的相互作用进行预测分析.结果 术后Sham组大鼠BBB评分不变,SCI组大鼠损伤平面以下完全瘫痪,BBB评分为0,SCI-7d组评分较SCI-12h组高(P<0.01),但仍低于Sham组(P<0.01).与Sham组相比,SCI-12h组CNTF mRNA相对表达量降低(P<0.05),于SCI-3d组降至低(P<0.05);NT-4 mRNA相对表达量在SCI-12h组无变化,于SCI-1d组表达增高(P<0.05),至SCI-7d组表达降低(P<0.01),但与Sham组比较差异无统计学意义(P>0.05).免疫组织化学染色结果显示,CNTF在神经元与神经胶质细胞均有表达,NT-4主要在神经元表达.与Sham组相比,CNTF与NT-4阳性神经元数量及IOD值均在SCI-12h组减少(P<0.01);两种蛋白质随后呈现不同的变化趋势:脊髓前角CNTF阳性神经元数量与IOD值分别在SCI-3d组与SCI-7d组再次降低(P<0.01);而NT-4阳性神经元与IOD值分别在SCI-7d组与SCI-3d组增高,表达水平接近Sham组.脊髓后角CNTF阳性神经元数量在SCI-1d组再次降低(P<0.01),至SCI-7d组无变化;NT-4阳性神经元数量及其IOD值分别在SCI-1d组及SCI-7d组增高(P<0.01),且SCI-7d组与Sham组比较差异无统计学意义(P>0.05).GeneMANIA分析结果显示,CNTF和NT-4无直接相互作用,但与NGF、Tmem237、Kcnh6、Tph1、Psisp1和Ghrhr具有共同的共定位和/或共表达关系.结论 机体在SCI急性期上调CNTF表达;在亚急性期上调NT-4,下调CNTF表达,推测与减少胶质瘢痕形成,促进运动神经元再生有关;CNTF与NT-4和多种蛋白质的共表达/共定位关系还需进一步的深入研究.
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神经营养因子-4在成年猫脊髓神经元的表达
为了解神经营养因子4(NT-4)与成年猫脊髓神经元的关系,用特异的NT-4抗血清以免疫组织化学方法探讨NT-4在成年猫脊髓L6节段神经元中的分布.结果:NT-4的免疫阳性反应物主要分布在腹角及中间带的大神经元,胞浆染色,神经突起内也有阳性反应.此外,后角亦有一些NT-4阳性神经元.提示,NT-4可能与成年猫脊髓神经元的生理功能有关.
