方 幸

腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)屬于神經(jīng)成長因子家族，其廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及周圍神經(jīng)系統(tǒng)，其中，腦組織中海馬和皮質(zhì)的含量最高[1]。BDNF可以促進中樞神經(jīng)元的發(fā)育、增殖分化，并保證其存活，此外，對于損傷后的神經(jīng)元，BDNF還起到了修復和功能重塑的作用[2]。

一、BDNF在神經(jīng)系統(tǒng)中的作用機制研究

中樞神經(jīng)系統(tǒng)BDNF的主要作用有:①支持中腦多巴胺能神經(jīng)元存活、促進其分化，并且保護多巴胺能神經(jīng)元免受神經(jīng)毒素如6-羥多巴胺的損害;②增強神經(jīng)系統(tǒng)記憶和學習的能力;③保護神經(jīng)元免受腦缺血、缺氧的損傷[3]。

BDNF作為作為體內(nèi)一種多肽激素，其主要與神經(jīng)元細胞膜表面其特異性受體酪氨酸激酶B受體(tyrosine kinase receptor-B，TrκB)結(jié)合，激活細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導通路，從而發(fā)揮生物學效應。當體內(nèi)BDNF與受體TrκB結(jié)合形成受體二聚體時，可激活酪氨酸激酶活性，發(fā)生自身磷酸化并激活G蛋白，通過絲裂原活化蛋白激酶通路(mitogen-activated protein kinases，MAPK)、PI3K通路，有效阻止興奮性氨基酸誘導的神經(jīng)毒性，保護神經(jīng)元免受凋亡，并且可防止細胞內(nèi)鈣超載導致的細胞凋亡[4]。除此之外，BDNF于TrκB結(jié)合后可降低膽堿酯酶的活性，從而促進膽堿能神經(jīng)元的存活、生長，并抑制其退化[5]。

P75受體為BDNF的低親和力受體，與其結(jié)合后可產(chǎn)生正性調(diào)節(jié)和負性調(diào)節(jié)的作用，BDNF與P75受體結(jié)合激活核因子 -κB(nuclear-factor κB，NF-κB)、JUN 激酶(JUN-Kinase，JNK)及神經(jīng)酰胺通路，發(fā)揮對神經(jīng)元細胞的保護作用。同時，神經(jīng)元細胞分泌的pro-BDNF又可與P75受體作用介導神經(jīng)元的凋亡[6]。研究發(fā)現(xiàn)，在阿爾茨海默病(Alzheimer's disease，AD)模型大鼠腦中，BDNF表達顯著低于對照組，隨著 BDNF 的減少，AD 的細胞死亡數(shù)增多[7，8]。研究證實，只有TrκB受體是隨著年齡的增加而逐漸減少，并且細胞出現(xiàn)退行性病變，這說明，BDNF與神經(jīng)系統(tǒng)退行性病變有著密切關(guān)系[7，8]。

BDNF與TrκB結(jié)合后不僅保證正常神經(jīng)元細胞的發(fā)育、分化，同時在受損的神經(jīng)元細胞中有著重要作用。在建立腦缺血、缺氧的大鼠模型中發(fā)現(xiàn)BDNF和TrκB不僅可以修復神經(jīng)元，促進神經(jīng)元的再生，還可以拮抗興奮性氨基酸，調(diào)控鈣離子通道，阻止細胞外的鈣離子進入同時也防止胞內(nèi)鈣離子的釋放，保護細胞受損，并且通過調(diào)節(jié)Bax/Bcl蛋白的表達，抑制細胞的凋亡，并且增強蛋白激酶C的活性，抑制ERK通路激活[9，10]。

二、帕金森病的主要發(fā)病機制研究現(xiàn)狀

帕金森病(Parkinson's disease，PD)，又稱震顫性麻痹，是一種臨床常見的錐體外系疾病，主要臨床表現(xiàn)為:運動減少、肌強直、震顫(靜止性震顫)。其主要病理特征為腦部黑質(zhì)致密區(qū)神經(jīng)元嚴重缺失?，F(xiàn)認為PD的主要發(fā)病機制受到遺傳、環(huán)境、興奮性毒性，氧化應激、免疫學異常的作用。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)存在興奮性氨基酸谷氨酸，當其釋放過多或者其滅活機制受損后，介導的神經(jīng)細胞毒性作用，對PD的產(chǎn)生有一定作用。正常情況下，維生素D依賴的鈣結(jié)合蛋白廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，起到結(jié)合細胞內(nèi)多余鈣離子，防止鈣超載引起的細胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，PD患者黑質(zhì)中鈣結(jié)合蛋白的含量及其基因表達水平明顯下降，表明鈣超載介導的細胞凋亡在PD發(fā)病中起到一定作用[11]。除此之外，氧化應激學說對于PD的發(fā)生現(xiàn)階段也有研究，體內(nèi)自由基的存在，引起脂質(zhì)過氧化，對蛋白質(zhì)、DNA均可產(chǎn)生氧化損傷，誘導細胞變性死亡。正常狀況下，體內(nèi)有還原型谷胱甘肽、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-px)、超氧化物歧化酶(SOD)來清除體內(nèi)自由基，而這些清除機制的損害在PD中可能存在作用，研究發(fā)現(xiàn)PD患者體內(nèi)GSH含量約降低一半[12]。

除上述外，信號轉(zhuǎn)導通路的異常還與神經(jīng)元的活性和神經(jīng)元細胞的凋亡存在著明顯的關(guān)系。PD基因與相關(guān)蛋白結(jié)合主要激活絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPK)、NF- κB 以及蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)信號通路。(1)MAPK通路:MAPK含有絲氨酸/蘇氨酸的蛋白激酶，其主要包括胞外信號蛋白調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated protein kinase，ERK)通路，c-JUN 氨基酸末端激酶(c-JUN NH-α-terminal kinase，JNK)通路，p38通路，通過轉(zhuǎn)錄因子的磷酸化，改變基因的表達水平參與神經(jīng)的損傷及修復過程[13]。①ERK與PD的關(guān)系:ERK在體內(nèi)主要調(diào)控機體發(fā)育、生長，細胞的遷移和成熟，除PD外，ERK在多種神經(jīng)及精神類的疾病發(fā)生、發(fā)展過程中起到重要作用。體內(nèi)ERK通路主要參與調(diào)節(jié)細胞分化、增殖，同時對于惡性轉(zhuǎn)化也起到一定作用。腦組織中BDNF與其受體結(jié)合后，激活MAPK/ERK通路，形成腦內(nèi)長時程增強和突觸構(gòu)造[14]?？酌舻萚15]實驗研究中，長期使用左旋多巴的PD大鼠腦內(nèi)ERK1/2磷酸化水平增強，ERK通路激活，作用于突觸結(jié)構(gòu)蛋白，改變突觸以及神經(jīng)元的可塑性，從而改變PD大鼠的行為學;②p38與PD的關(guān)系:MPAK/p38，主要介導細胞的凋亡、氧化應激等病理生理改變，其在引起PD的過程中主要作用為激活NF-κB，環(huán)氧化酶，主要損傷黑質(zhì)-紋狀體系統(tǒng)中多巴胺能神經(jīng)元，從而引起PD，增強腦組織內(nèi)原癌基因c-myc的表達，通過Bax/Bcl的調(diào)節(jié)，介導神經(jīng)元細胞凋亡[16，17];③JNK 與 PD 的關(guān)系:JNK通路信號主要調(diào)節(jié)應激生理過程，激活后導致神經(jīng)元細胞凋亡，引起 PD。Rita等[18]實驗中發(fā)現(xiàn)，JNK通路激活后，主要通過活性氧途徑引起細胞凋亡，從而導致 PD發(fā)病。而關(guān)榆根等[19]發(fā)現(xiàn)，給予PD模型JNK通路抑制劑后，可以減輕多巴胺能神經(jīng)元的凋亡。(2)NF-κB與PD的關(guān)系:NF-κB主要依賴ERK/MAPK、p38/MAPK通路激活，引起中腦多巴胺能神經(jīng)元的損傷[9]。(3)蛋白激酶C與PD的關(guān)系:蛋白激酶C對于PD的發(fā)生、發(fā)展，主要通過調(diào)控ERK通路的激活，當其活性減弱時，對ERK通路調(diào)節(jié)減弱，ERK通路激活增強，選擇性降低ERK1/2磷酸化水平，從而引起神經(jīng)元的損傷、凋亡[16，20]。

三、帕金森病的藥物治療現(xiàn)狀

目前對于帕金森病的治療主要是改善患者的運動癥狀，帕金森癥狀的產(chǎn)生主要是由于大腦黑質(zhì)致密部的多巴胺能神經(jīng)元嚴重缺失，多巴胺減少，而乙酰膽堿的作用相對增強引起的?，F(xiàn)階段對于帕金森病癥狀的治療藥物主要有以下兩類。

1.多巴前體藥物:主要代表為左旋多巴，左旋多巴在進入體內(nèi)后透過血腦屏障，在多巴脫羧酶的作用下，形成DA，補充腦內(nèi)DA。左旋多巴類的藥物主要用于早期、輕度的帕金森病，對其效果顯著，并且療效與劑量相關(guān)，但研究發(fā)現(xiàn)，隨著病程的延長，癥狀緩解減弱，且藥物的療效持續(xù)時間縮短。并且長期使用左旋多巴，可引起左旋多巴綜合征，出現(xiàn)“開-關(guān)”現(xiàn)象。

2.左旋多巴增效藥:(1)多巴脫羧酶抑制劑:多巴脫羧酶亦廣泛分布于外周臟器和血管，因此左旋多巴進入體內(nèi)后在外周分解為多巴胺，刺激外周多巴胺受體，易引起惡心、嘔吐等不良反應，臨床上可加用多巴脫羧酶抑制劑如芐絲肼，多巴脫羧酶抑制劑不能透過血腦屏障，僅能抑制外周左旋多巴的分解，減少不良反應之余，還可以減少左旋多巴的使用量。(2)B型單胺氧化酶抑制劑(MAO-B):單胺氧化酶 B(MAO-B)主要分布于黑質(zhì)紋狀體，起到降解多巴胺的作用，并且在降解過程中，產(chǎn)生氧自由基損傷神經(jīng)元細胞。而MAO-B抑制劑如司來吉蘭可以阻止多巴胺的降解，并且減少DA再攝取，延長DA的作用時間，輔助左旋多巴的治療作用。(3)兒茶酚胺-O-甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑(COMT抑制劑)，據(jù)研究顯示，COMT可清除體內(nèi)兒茶酚胺類產(chǎn)物，并降解多巴胺，形成3-氧基多巴，這與長期“左旋多巴綜合征”運動波動和異動癥有關(guān)[21]。而COMT抑制劑可以阻止多巴胺被降解，延長作用時間，增強左旋多巴療效的作用，這類藥物主要代表為托卡朋、恩他卡朋，但托卡朋的不良反應較重，可引起明顯腹瀉，肝損害。(4)多巴胺受體激動劑:多巴胺受體激動劑主要作用于突觸后多巴胺受體，并對多巴胺能神經(jīng)元有一定保護作用，并且在MPTP致帕金森模型中，DA受體激動劑比左旋多巴明顯降低異動癥的發(fā)生率。(5)谷氨酸受體拮抗劑:Jonkers在試驗中發(fā)現(xiàn)，谷氨酸受體功能改變，可加重DA減少引起的PD癥狀，同時，與左旋多巴治療引起的運動并發(fā)癥有密切關(guān)系，因此使用谷氨酸受體拮抗劑不僅可以改善PD癥狀，并且可以減少運動并發(fā)癥。(6)抗膽堿制劑:現(xiàn)認為PD患者出現(xiàn)運動系統(tǒng)癥狀與腦組織內(nèi)DA和乙酰膽堿兩個神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的相對平衡被打破有關(guān)，當DA含量減少，乙酰膽堿相對較多，出現(xiàn)PD運動癥狀，因此，抗膽堿制劑在一定程度上可控制PD患者的運動癥狀。

四、BDNF對帕金森病治療研究進展

帕金森病藥物治療只針對改善患者癥狀，其在用藥過程中，不良反應也會出現(xiàn)?，F(xiàn)對該病治療的研究，以神經(jīng)營養(yǎng)因子腦內(nèi)注射及基因治療相對先進。神經(jīng)營養(yǎng)因子(neurotrophic factors，NTFs)是一類對神經(jīng)系統(tǒng)生命活動至關(guān)重要的可溶性肽類物質(zhì)，對于多巴胺能神經(jīng)元有保護作用，促進多巴胺能神經(jīng)元的再生。其中的腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子-BDNF作為保護神經(jīng)元細胞的藥物正在被開發(fā)，有實驗發(fā)現(xiàn)，電針刺激或者BDNF腦內(nèi)定位注射的PD大鼠，BDNF對黑質(zhì)中多巴胺能神經(jīng)元有保護作用。而BDNF對PD的可能治療機制為:①促進神經(jīng)元再生;②修復損傷的神經(jīng)元細胞;③促進功能恢復;④增強抗氧化酶活性，抗自由基損傷作用。BDNF對于治療PD優(yōu)勢在于，減少了藥物引起的異動癥及其他不良反應。但由于外源性BDNF不能透過血腦屏障，因此，BDNF對于PD的治療還在研究階段。

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