神經生長因子在哮喘中作用機制的研究進展

張 帥 孫晉民 蔡冬梅

（中國醫科大學臨床醫學七年制96期2班，遼寧 沈陽 110001）

神經生長因子在哮喘中作用機制的研究進展

張 帥 孫晉民 蔡冬梅

（中國醫科大學臨床醫學七年制96期2班，遼寧 沈陽 110001）

神經營養素是一個復雜的分子家族，目前研究較為透徹的是神經生長因子（NGF）。除了其對中樞神經系統的作用外，越來越多的研究顯示其在哮喘的發病機制中發揮重要作用。基于此，研究者設計了許多實驗來證明NGF在炎性疾病中的作用機制，本文對此類研究進展予以綜述。

神經營養因子；哮喘；作用機制

支氣管哮喘（簡稱哮喘）是一種支氣管炎性疾病，其發病機制可能涉及遺傳、生理、精神神經和免疫等多種因素。神經生長因子（NGF）是神經營養因子家族中的一個大分子神經肽，在神經系統的生長發育及再生過程中發揮重要作用，而且其作為一種炎癥反應介質的病理生理作用也收到廣泛關注。本文對此類研究進展予以綜述。

1 哮喘的神經源性機制

近年來研究表明，在支氣管哮喘及氣道炎癥的患者中，NGF的表達會上調[1]。在氣道與皮膚，神經營養因子是連接免疫細胞與神經感受網絡的關鍵環節[2-3]。基于此，有研究者提出了氣道神經源性炎癥學說[4-5]。

Kawamoto K等研究者發現，NGF抑制會腹膜肥大細胞（PMCs）的凋亡。當向培養基中加入NGF時，核固縮，核碎裂等典型性改變以及凋亡細胞所占比例會明顯降低。但同時加入NGF的多克隆抗體時，這種抑制作用則被阻斷[6-7]。研究證實，人氣管上皮細胞中人類鼻病毒-16（HRV-16）的復制提高了NGF和其高親和受體TrkA的表達水平。而上調的NGF-TrkA通路誘導了宿主細胞表面的ICAM-1受體表達，從而促進了病毒的進入與復制。之后研究又發現通過NGF-siRNA沉默NGF基因或者加入NGF特異性抗體會使ICAM-1表達下調，進而抑制病毒的復制。NGF連接呼吸道炎癥反應中黏膜上皮細胞與上皮下神經網絡，對于神經源性的氣管黏膜炎癥反應至關重要。同時NGF還可以通過上調抗凋亡Bcl-2家族成員的表達而阻斷多重細胞系的程序性死亡途徑，這就延遲了被HRV-16感染細胞的清除而有利于病毒的復制。由此研究者預測NGF-TrkA通路的抑制物在治療感冒與預防慢性阻塞性肺疾病時可能會發揮重要作用,當然這尚需進一步驗證。

呼吸道合胞體病毒是引起嬰幼兒以及老年人呼吸道疾病的一大因素。Othumpangat等[8]發現，同來源于人類呼吸道上皮的支氣管上皮細胞要比鼻黏膜與氣管上皮細胞更易于感染，而這種差異正是由于NGF在支氣管上皮細胞中會更快更強的表達。基于此，對NGF的藥理調節或許會成為治療相關呼吸道疾病的一種極具前景的嘗試。

2 NGF在炎性疾病中的作用機制

NGF如何在炎性疾病中發揮效應以及通過何種信號轉導途徑實現等問題引起了了研究者的注意，而為此展開了一系列的科學實驗。

國外很多實驗表明：TNF-α對氣道炎癥具有促進作用[9-10]。佘巍巍等[11]試圖通過NGF與TNF-α的聯系，進而闡釋升高的NGF是如何在哮喘的病理生理過程發揮作用的。實驗顯示，NGF和TNF-α的濃度在炎癥組織中明顯升高，于是研究者推測支氣管上皮細胞和嗜酸性粒細胞等炎細胞合成并釋放的NGF增多，促進細胞表達更多的TNF-α而加重炎癥反應。而這又會增加NGF的濃度，從而形成一個循環鏈。

而湯渝玲等[12]認為，NGF通過Ras-MAPK途徑來參與哮喘過程中的神經源性炎癥。以支氣管氣道上皮細胞株(NHBEC)作為研究對象，結果顯示當向培養基中加入NGF時，細胞中的c-fos蛋白水平、細胞神經激酶1受體（NK-1R）mRNA含量及磷酸化的ERK1/2蛋白水平顯著增高，而同時加入絲裂原活化蛋白激酶抑制劑(PD98059）時，結果為陰性。同時，實驗顯示當加入AG490阻斷JAK/STAT信號傳導通路后，結果仍為陽性。于是研究者得出結論，NGF是通過NK-1R表達上調來參與哮喘神經源性炎癥的，而這正是通過Ras/MAPK/ c-fos信號傳導通路實現的，而非JAK/STAT信號傳導通路[13-15]。從細胞水平闡釋NGF誘導哮喘神經源性炎癥的信號轉導途徑，為臨床上哮喘的預防與治療提供新的理論基礎。

也有研究者認為，炎性細胞等外周靶細胞釋放的NGF特異地與神經末梢TrkA受體結合，由軸突逆行至C7-T5脊神經節細胞胞體，促使節細胞中P物資和相關神經肽的表達上調。通過感覺神經末梢釋放呼吸道，增加血管通透性和加重支氣管痙攣，引起哮喘的病理生理表現[16-18]。

Shi等[19]通過抗NGF抗體阻斷NGF導致的在氣道過敏性疾病中的高反應狀態，來解釋抗NGF抗體在體內的作用機制。以事先由卵白蛋白（OVA）敏化的BALB/ c小鼠為實驗對象，通過測量支氣管肺泡灌洗液中的細胞因子表達水平及不同功能性T細胞的數量，來比較對照組與抗NGF抗體處理組小鼠的氣道反應狀態。結果顯示，OVA會誘導小鼠體內IL-4、TNFα、IL-17A、TGFβ、GATA-3和RORγT的高表達，并且增加Th2、Th17和IgE含量與氣道阻力，與此同時降低了IFNγ、IL-10、T-bet、Foxp3、Th1和Treg的數量。而經抗NGF抗體處理的實驗組的結果卻恰恰相反，IL-4、TNFα、IL-17A、RORγT and GATA-3的表達水平得以下調，Th2和Th17的數量也有所下降；而增加了IFNγ、IL-10、TGFβ、T-bet和Foxp3的表達，同時增加了血清中IgG2a的含量。由此得出結論，抗NGF抗體通過調節抗過敏T細胞效應與致過敏T細胞效應之間的平衡而抵抗氣道炎癥反應。另有類似的研究顯示，NGF通過調節炎癥細胞和T細胞釋放的細胞因子參與氣道重塑，在哮喘的發病過程中起重要作用，最后文章還大膽預想：NGF可能會作為治療與預防哮喘的一種新方法[20]。

Noga等[21]通過對比研究NGF與腦源性神經營養因子（BDNF）對樹突狀細胞(DCs)的作用來解釋其在哮喘中的致病效應。結果顯示，NGF會引起RhoA的減少與Rac的增高，而BDNF的作用卻恰恰相反，同時IL-6的含量遠高于正常細胞。NGF與BDNF以不同的受體依賴性途徑活化樹突狀細胞，這些細胞引起免疫耐受或者Th2型細胞效應。

同時，Th1/Th2比例失調是導致哮喘的一個重要原因[22]。而白介素-13(IL-13)和γ-干擾素(IFN-γ)分別是Th2和Thl效應細胞的細胞因子，兩者之間的失衡導致過多產生Ig-E而引起哮喘發病。相對過多的IL-13上調單核/巨嗜細胞中半胱氨酰白三烯-1受體，增強白三烯D4的應答，誘發哮喘[23]。同時，IL-13還會加強Th2的免疫應答，增強嗜酸性粒細胞的活化與浸潤。通過大鼠哮喘模型，探討體內Thl/Th2免疫失衡與神經源性炎癥反應之間的關系。通過逆轉錄-聚合酶鏈式反應（RT-PCR）半定量法測定NGF mRNA水平，來討論IFN-γ和IL-13對NGF mRNA含量的影響。實驗結果顯示：在哮喘中，Th2類細胞因子IL-13會使NGF mRNA表達量升高，并且呈現時間和濃度依賴性；而Th1類細胞因子IFN-γ則相反。由此得出結論：Th1/Th2免疫失衡可以通過其相應的細胞因子調控NGF mRNA表達而促進神經源性氣道炎癥。

3 結語

綜上所述，哮喘發作的神經源性機制愈來愈受到重視，而NGF處于“神經免疫”網絡的關鍵環節已經得到大家公認。盡管對于其具體作用機制尚未形成統一認識，但其在臨床實踐的廣闊應用前景毋庸置疑。相信在不久的將來，NGF的具體作用機理將會被清晰地闡釋，而更好的指導哮喘的臨床預防與治療中。同時，也會啟發其他炎性疾病，如特發性或過敏性皮炎的治療思路。

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1672-7185（2014）16-0012-03

10.3969/j.issn.1672-7185.2014.16.008

孫晉民

2014-04-18）

遼寧省科技基金項目，項目編號：2013225021

專利項目：國際知識產權局發明專利第476108號

R56

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