专业辨析神经生长因子（NGF）的神话

命基111 陈俊青 10111115

摘要：神经生长因子（NGF）是神经营养因子中最早被发现，目前研究最为透彻的，具有神经元营养和促突起生长双重生物学功能的一种神经细胞生长调节因子，它对中枢及周围

神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要的调控作用。但是神经生长因子在临床应用上尚未成熟，它的诸多作用还是理论上的推测。

关键词：神经生长因子（NGF）、神经营养因子、神经细胞、神经生长因子的中国神话

正文：

1.概念[3]

神经生长因子 nerve growth factor 略称NGF。在将小鼠肉瘤180移植于3日龄鸡胚体壁时，与移植片连接的脊髓感觉神经节及交感神经节增大20%—40%，基于比克尔（E.D.Bueker，1948）的这一发现，科恩（S.Cohen，1954）等从小鼠肉瘤180和37中成功地分离出具有同一活性的核蛋白质，以后从蛇毒中分离出具有千倍活性（Cohen，R.Levi-Montalcini，1956）和从小鼠颚下腺分离出具有万倍活性的蛋白质（Cohen，1960），这种蛋白质被称为神经生长因子。NGF含于马、猪的颚下腺和小鼠肉瘤、小鼠胚胎及成体的交感神经细胞、小鼠尿和唾液、鸡胚的多种器官和一切哺乳类的血清中。神经生长因子（NGF）是神经营养因子中最早被发现，目前研究最为透彻的，具有神经元营养和促突起生长双重生物学功能的一种神经细胞生长调节因子，它对中枢及周围神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要的调控作用。NGF包含α、β、γ三个亚单位，活性区是β亚单位， 由两个118个氨基酸组成的单链通过非共价键结合而成的二聚体，与人体NGF的结构具有高度的同源性，生物效应也无明显的种间特异性。

2．发现人与研究历程[2]、[6]

2.1 1953年意大利生物学家丽塔· 莱维-蒙塔尔奇尼(Rita Levi-Montalcini)和美国生化学家斯坦利·科恩（Stanley·Cohen）发现并分离提纯出神经生长因子（NGF）。由此开拓了一个新的研究领域。1986年，她与生化学家科恩一道将之分离提纯，命名为神经生长因子，他们因此获得了1986年的诺贝尔医学奖。

2.2 研究历程[6]、[3]：1953年 意大利科学家Levi-Montalcini发现了NGF。

1960年 美国科学家Cohen提取纯化NGF，证明其生物活性。

1970年 Cohen证明NGF是个复合蛋白。

1984年 NGF的研究重点从周围神经系统拓展到中枢神经系统，乃至非神经系统。

1986年 Montalcini和Cohen因对NGF研究的杰出而荣获诺贝尔生理医学奖。

90年代 国内外多家制药公司和药物研究机构相继开始进行NGF开发研究。

2001年 北京圣日医药科技发展有限公司第一个获得中国SDA颁发NGF新药证书。

　　 2002年 武汉海特生物制药股份有限公司和北京圣日合作开始了NGF产业化进程。

　　　　 2003年 1月6日 世界上第一个神经生长因子——金路捷在武汉海特上市。

2.3 NGF的分布[4]：NGF在人体内主要分布于脑、神经节、虹膜、心脏、脾、胎盘等组织及成纤维细胞、平滑肌、骨骼肌、胶质细胞、雪旺氏细胞等。分为αNGF亚基 功能尚不清楚(红色)、γ亚基 具有蛋白酶活性(绿 色)、β亚基 具有生物活性的NGF(兰色)、β亚基 具有生物活性的NGF(兰色)四种。

3．NGF参与的信号通路[1]

神经生长因子（NGF）作为第一个被发现的神经营养因子，具有促进神经细胞存活和生长发育的作用。NGF结合酪氨酸受体TrkA，引起胞内四条信号通路：Ras/Raf/Erk蛋白激酶通路，磷脂酰肌醇-3激酶（PI3-K）/Akt 激酶通路，磷脂酶c（PLC-γ）通路以及SNT[1]。NGF的另一个受体P75神经营养因子受体（P75NTR）的信号通路仍不是十分清楚，但可与TrkA协同作用，也可单独作用促进神经细胞的存活或凋亡。

3.1 Ras/Raf/Erk 蛋白激酶通路[1]

NGF与其高亲和受体TrkA结合于PC12细胞表面之后，受体TrkA磷酸化形成二聚体。由于TrkA的胞外结构域存在特异性基序，磷酸化的TrkA在Y490位点与信号增强子SHC蛋白（含有SH2结构域）结合，SHC作为衔接蛋白首先与另一含有SH2和SH3结构域的衔接蛋白Grb连接，再与鸟苷酸交换蛋白SOS连接，SOS被激活。SOS紧接着激活Ras蛋白及其所诱导的信号级联。在这个级联中，活化的Ras结合丝氨酸-苏氨酸激酶Raf桥连于细胞膜，Raf被活化后磷酸化MEK（丝裂原活化蛋白激酶MAPK或细胞外信号调节激酶ERK激酶），MEK活化后激活属于MAPK超家族亚群的ERKs 。NGF短暂地激活Ras致使Erk通路也被短暂激活。相比之下，NGF能够持久激活Rap1从而持续地活化B-Raf及其后的Erk通路。Rap1可结合Raf-1和B-Raf，与前者结合可抑制Erk通路并反馈抑制Raf-1，而达到使B-Raf活化从而激活Erk的目的。经典Ras（H-Ras,K-Ras,和N-Ras）短时激活的原理在于负反馈抑制，而M-Ras在被GEFRasGRP激活后不发生负反馈抑制，所以可被持久激活，进而持续激活Erk通路。在神经系统中ERK大致包括两个高度同源的亚型ERK1（p44MAPK）和ERK2（p42MAPK) 。ERK1/2一旦被此通路激活，将会继续激活其下游许多存在于胞浆和核内的靶位，每种靶位都拥有独特的转录靶基因。在这些靶位中最重要的胞浆底物是蛋白激酶p90RSK家族，主要由四位成员组成： RSK1,RSK2,RSK3,和新发现的RSK4。RSK蛋白的活化需要ERK1/2在Thr573位点磷化和相继的自磷酸化作用。RSK可作用于多种底物，包括转录因子CREB，C/EBPβ和Fos；结构蛋白L1钙调蛋白；细胞周期蛋白Myt1、Bub1以及参与细胞存活的蛋白BAD和调节自身活性的14-3-3蛋白、PEA-15蛋白等。RSK与这些底物的作用可调节细胞内信号级联反应，建立胞内结构或直接参与分化过程。未来的研究将定位于NGF作用下RSK诱导分化的专属靶基因的确立。

3.2 PI3-K/Akt 激酶通路[1]

磷脂酰肌醇-3激酶（PI3-K）由含有SH2的85kDa调节域和110kDa激发域两个亚单位组成。当NGF 与TrkA 结合后，激活的TrkA 并不与PI3-K 直接接触，而是PI3-K重新补充到浆膜区。在那里PI3-K的激发域产生D3-磷酸肌醇PIP2和PIP3，二者结合Akt的PH域，依次促使Akt的膜转位。在浆膜区，Akt同时也被蛋白激酶PDK1和PDK2磷酸化。激活的Akt通过磷酸化破坏胞浆和核结构来抑制凋亡。一系列凋亡前蛋白已被确认为Akt 直接作用的底物，包括糖原合成酶激酶-3（GSK-3+-+，BAD， caspase-9, 和Forkhead转录因子，它们都因被Akt磷化而失活。然而在NGF诱导的PC12细胞下这些底物能否在此信号通路下被Akt同时磷酸化，以及Akt与这些底物之间的亚细胞定位和动力学特征还有待进一步研究，以确定这些不同底物在同一系统中各自的功能。PI3K-Akt-FKHRL1信号通路是广泛细胞内促进存活的一条重要途径，通过上调抗凋亡基因或下调凋亡基因起作用。当PI3K被NGF激活后，活化PI3K依次磷化Akt的Thr308 和Ser473位点使之活化后，Akt磷酸化其下游靶位的FKHRL1使之发生核转位，FKHRL1反式激活一系列凋亡前基因，如TNF-α, TGF- 和Bad 。

核PI3-K和它的上游调节子PIKE（PI3-K增强子，一种核GTP酶）共同介导NGF作用下PC12核抗凋亡活性。具体过程为：NGF首先触发磷脂酶c（PLC-γ1）发生核位，由PLC-γ1的SH3域起到生理性鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEF）的作用，由PLC-ras激活存在于核内的PIKE-S。Rong等的试验发现PIKE-L可同时存在于胞浆和核中，PIKE-L结合一种叫Homer的受体蛋白，后者连接亲代谢性谷氨酸盐受体（mGluRI）到胞内多重靶位，包括肌醇1,4,5三磷酸受体。激活的mGluRI促使mGluRI-Homer-

PIKE-L复合体形成，促进PI3-K激活。对于核PI3-K的具体抗凋亡效应包括：保护DNA不发生降解和核小体间分裂，与其脂代谢产物核PI（3，4，5）P3协同抑DEF/CAD DNA 断裂。近来发现的一种核PI（3，4，5）P3受体核磷蛋白/B23,可与PI（3，4，5 ） P 3 通过共同抑制半胱天冬酶激活的D NA酶（CAD）活性来抑DNA降解。而PIKE/核PI3-K的信号下游和核受体PI（3，4，5）P3如何抑制凋亡基因的激活，如何阻止内切酶的作用还不清楚，这些问题的解决将有助于深入了解NGF促使神经细胞存活的机制。

PI3-K还参与TrkA的内化过程，并且可在NGF信号下，与小G蛋白Ras和Rap1发生不同作用而借内吞效应在Ras/Raf/Erk信号通路中早期激活Erks。PI3-K作用于Ras下游和B-Raf上游。He等的试验发现MEK1/2抑制剂能够抑制AKT-pThr308,

AKT-pSer473,and FKHRL1-pThr32，提示PI3-K/Akt 与Ras/MAKP两条信号通路间存在某种串扰，但确切的作用机制还需进一步研究证实。

3.3 PLC-γ通路[1]

PLC-γ1作为NGF的触发因子，通过自身结构域SH2与TrkA磷化位点Y785耦合来参与TrkA的膜转位和磷酸化激活。TrkA被激活后，PLC-γ1催化磷脂酰肌醇4,5-二磷酸盐（P4,5-P2）水解产生两种分子作为第二信使，分别是肌醇1，4，5-三磷酸盐）IP3）和甘油二酯DAG 。IP3触发胞浆内钙离子释放，提高细胞内钙浓度；DAG可激活蛋白激酶PKC，后者可直接磷化Raf-1 。细胞内钙是参与细胞骨架重建的重要信号元件，但在NGF诱导的PC12细胞分化过程中钙离子流的作用还不清楚，

很可能是受到TrkA的下游靶位MAPKK和MAPK的调节。大量试验表明PLC-γ1通路与MAPK信号级联之间存在着密切的关联，但机制仍不明确。另外，就PLC-γ本身而言，远期效应和动力学特点以及是否诱导参与神经元构成和分化的基因表达都是值得深入研究的问题。

3.4 SNT通路[1]

SNT(suc-associated neurotrophic factor-inducedtyrosine-phosphorylated target)为非Ras依赖型介导PC12细胞分化的通路，位于Ras信号上游的SHCGrb-SOS复合体之中。当接受NGF刺激后，SNT的磷酸酪氨酸结合域（PTB）就会与TrkA近膜区域的NPQpY序列结合，磷酸化的SNT依次补给酪氨酸磷酸酶Shp2和衔接蛋白Grb2,并与Ras激活子SOS组成复合物。作用的关键是SNT的三类效应基序，分别有：四个介导补充Grb2的磷酸酪氨酸基序，两个介导补充Shp2的磷酸酪氨酸基序和一个参与补充SOS的C末端。但SNT高度保守的C末端是否直接作用于SOS还是依赖于某种介导蛋白确保SNT·Grb2·SOS复合物的稳定性还不得而知。尤其是三类迥然不同的SNT效应基序是如何协同作用而引发下游的生化反应来促进细胞的分化是需要解决的问题。

4．NGF的国内外应用（医疗等）[3]

在1950年代发现神经生长因子之初，对神经生长因子的关注集中在它对外周神经系统的作用，它可以刺激神经生长愈合，维持神经完整性，随后在1980年，它对中枢神经系统的作用也逐步受到重视，到了1990年代后，它还被揭示在免疫学疾病与慢性炎症方面也有重要作用，神经生长因子已经成为现代医学研究的一大热点，有成为针对外周性与中枢性神经性疾病以及免疫疾病的有效药品的潜力。它自1990年代以来，就是多家生物制药公司的开发重点。由于神经生长因子兼有神经营养因子与促神经突起生长因子，促进神经细胞生长、发育、分化、再生的多重作用，NGF作为药物用于治疗疾病将日益显现出良好的应用价值。目前国内的神经生长因子的医药产品主要有以下三个：苏肽生、金路捷和恩经复。

4.1.1苏肽生[3]

通用名：注射用鼠神经生长因子

【主要成分】 本品主要成分系从小鼠颌下腺中提取的神经生长因子，是一种分子量为26.5KD的生物活性蛋白。

【适 应 症】 本品具有促进神经损伤恢复的作用，用于治疗视神经损伤在各科的应用举例如下：

1、眼科：急性和迁延性视神经、视网膜、角膜损伤；视神经炎；神经性角膜炎；过敏性结膜炎；视网膜脱离；弱视；视神经萎缩；糖尿病性视网膜病变；手术或变性损伤；青光眼；角膜溃疡等。

2、神经外科：脑、脊髓损伤；脊髓移植。

3、骨科：四肢神经损伤；坐骨神经损伤；坐骨神经痛；多发性神经炎；椎间盘痛；神经断裂及退行性病变。

4、神经内科：急性脑血管（脑梗塞、脑出血）性中枢神经损伤；脑萎缩；帕金森病；痴呆；癫痫；神经衰弱；神经性头痛；重症肌无力；多发性硬化；杭廷顿舞蹈症等疾病。

5、儿科：新生儿缺血缺氧性脑病；小儿脑瘫；脑炎后遗症。

6、内分泌科：糖尿病末梢神经炎。

4.1.2金路捷[3]

通用名： 注射用鼠神经生长因子

【主要成分】本品主要成分系从小鼠颌下腺中提取纯化的神经生长因子(mNGF)，沉降系数2.5S,分子量13.5KD,纯度≥98%，比活性≥22.5万AU/mg蛋白。成品含5%苷露醇和0.1%人血蛋白作保护剂。

【药理作用】大鼠体内试验结果表明：本品可改善由己二酮和丙烯酰胺造成的大鼠中毒性周围神经病所致的肢体运动功能障碍，缩短神经－肌肉动作电位潜伏期，并提高神经－肌肉动作电位幅度。组织病理学检查结果表明，本品有减轻动物胫神经的髓鞘肿胀发生率和降低变性胫神经纤维数量等作用。以上结果提示本品可能有促进神经损伤修复的作用。

【临床应用】

正己烷中毒性周围神经病。

1）周围神经损伤与周围神经病。如视神经损伤、神经离断伤、正己烷中毒等

2）颅脑外伤

3）急性脑血管病、脑萎缩、帕金森病、早老性痴呆

4）脊髓损伤

5）新生儿缺血缺氧性脑病、小儿脑瘫

大量文献证实金路捷（NGF）已用于治疗以上疾病。

4.1.3恩经复[3]

通用名：注射用鼠神经生长因子

【主要组成】 本品主要成分系从小鼠颌下腺提取的神经生长因子（mNGF），沉降系数2.5g，分子量13.5Kd，纯度≥98%，比活性≥5.0×105AU/mg蛋白，成品中含5%甘露醇和1%人血白蛋白作保护剂。

【药理毒理】大鼠体内试验结果表明：本品可改善由己二酮和丙烯胺造成的大鼠中毒性周围神经病所致的肢体运动功能障碍，缩短神经-肌肉动作电位潜伏期，并提高神经-肌肉动作电位幅度。组织病理学检查结果表明，本品有减轻动物胫神经的髓鞘肿胀发生率和降低变性胫神经纤维数量等作用。以上结果提示本品可能有促进损伤神经恢复的作用。

毒理研究： 重复给药的毒性试验结果表明：1）Wistar大鼠肌注本品剂量分别为30μg/kg、60μg/kg和120μg/kg，连续给药12周，仅见120μg/kg剂量组的动物在给药28天后出现食欲减低，体重增长延缓，活动减少等。2）杂种犬肌注本品高剂量为17.8μg/kg，连续给药60天后，动物未见明显毒性反应。 上海种小鼠的一般生殖毒性、致畸敏感期和围产期毒性试验结果表明：剂量在高达200μg/kg时，对动物的生育力、胚胎器官形成及时F1代仔鼠的发育无明显的影响。

【适应症】 正己烷中毒性周围神经病。

4.2 NGF对骨骼愈合的影响[7]

近年来，随着重组蛋白技术的发展，利用生长因子治疗骨折及骨缺损越来越受关

注。研究发现在正常骨组织和骨折骨痂中有NGF 及其受体表达，同时局部予外源性NGF 对骨折愈合具有促进作用，说明NGF 局部应用可提高骨折修复速度和效率，在骨折愈合过程中起重要作用。NGF 是Levi-Montalcini 于1952 年发现的第一个神经营养因子，其在神经系统中调节中枢和外周神经元生长、发育、分化以及维持正常存活的作用已得到公认。研究证实在骨组织中有神经纤维存在，有许多无髓和有髓神经纤维支配骨膜、骨组织和骨髓[15]，在骨

的愈合修复过程中伴随有神经纤维长入骨痂，在长骨骨不连断端组织中几乎无神经纤维支配，说明骨痂中有无神经纤维长入及神经纤维的多少与骨折修复愈合关系密切。研究发现骨组织中有肽能神经，主要分布于成骨活性较高的区域，它们分泌相应的神经肽，作为神经递质、神经调质和激素发挥作用。

5. NGF在国内的神话[5]（你的观点和证据）

NGF作为药物用于治疗疾病将日益显现出良好的应用价值，但是神经生长因子在某些临床应用上尚未迈开脚步，它的诸多作用只是理论上的推测，有的已经在临床研究中推翻了，而更多的尚须进一步的证实或者证伪，依据药物开发的普遍规律，这些作用被证伪的可能性，远大于被证实的可能性。

2001年，在神经生长因子研究中贡献不多投入不大的中国人率先完成了神经生长因子的药品开发，厦门北大之路生物工程有限公司的神经生长因子获得了新药资格，次年“恩经复”在中国上市销售。“恩经复”在中国的成功让相信“成功可以复制”的中国人趋之若鹜，随后中国人有了更多的选择：“苏肽生”与“金路捷”应需而生，在国际药商与科学家在神经生长因子药品化战役中屡战屡败的背景下，中国人一支独秀，猛产万斤，不但多家药商销售额可观，而且中国国内医学杂志也喜迅频传，面对同样的疾病，神经生长因子在国外无能为力，一到中国就起死回生。神经生长因子的适用范围在中国正在极度扩大，内外妇儿骨，各科凡是跟神经能扯上关系的，都可能是神经生长因子大展身手的地方。在我看来，中国经济在改革开放后有了长足发展，然而，中国人却不太懂经济学，以至于连简单的利益关系都不能理顺，才会造就神经生长因子在中国的科学迷信。画饼不太可能充饥，但是画饼却是很容易赚钱的，只要吃的人如此认为就行了。神经生长因子成本未必高，但价格却是非常高的，高价格导致了高利润，高利润才有无限的操作空间，医生有了高额回扣所以不顾病人死活与钱包，能把它塞出去；研究者有利可图，于是乎临床研究到了中国就有效；而药商财大气粗，所以政府能开绿灯放行，这些人组合在一起，造就了神经生长因子的中国神话。

结论：NGF作为最新的前沿研究领域仍然有很大的研究空间，我认为神经生长因子的很多作用机理还尚不明确，需要广大科学家更加深入的研究，在临床上的应用更加不成熟，关于神经生长因子的神话或许只是我们未来的一种追求，但是纯粹的科学不应该含有泡沫，国人请勿上当自误。

6. 参考文献：

[1] 陈双叶，方秀斌，NGF促进神经细胞生长发育的信号通路及与哮喘发病的关系，解剖科学进展，2007，13(4):388-391（特别推荐）

[2]傅莉娟摘译自《current contents R》，生长因子的发现者一Stanley·Cohen 和Rita Levi-Montalcini共获1986年诺贝尔学奖，1987

[3]http://baike.baidu.com/view/823806.htm [4]http://baike.baidu.com/view/1728873.htm

[5]http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=460310&do=blog&id=727641

[6]http://baike.soso.com/v333615.htm?sp=SST+神经生长因子

[7] 贝朝涌， 林卓锋，NGF对骨折愈合影响的研究，中国修复重建外科杂志 ，2009，Vol. 23, No.5

专业辨析神经生长因子(NGF)的神话