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【关键词】 神经
神经调节因子（NRG）是一个由4种基因编码的多肽家族，包含4种异构体NRG1、2、3和4。NRG的功能性受体由ErbB酪氨酸激酶受体所组成，包括ErbB2/HER2/neu、ErbB3/HER3和ErbB4/HER4［1,2］。ErbB蛋白属于跨膜酪氨酸激酶的表皮生长因子受体（EGFR）家族成员。NRG通过与特异性ErbB受体结合，并活化后者而发挥其相应的生物学效应。
1 NRG与神经系统发育
NRG或ErbB基因敲除小鼠表型提示，NRG/ErbB信号传导通路在中枢神经系统和周围神经系统的发育中具有重要作用［2］。在NRG1同源缺失小鼠胚胎中，可见施万细胞前体和颅交感神经节的异常发育，此缺陷亦见于ErbB3缺失小鼠。ErbB4缺失小鼠的菱脑，可出现异常失神经支配。在ErbB2缺失小鼠亦见源自颅神经嵴的感觉交感神经节的发育异常。在ErbB2缺失小鼠胚胎中发现，发育中的神经肌肉接头突触前膜和突触后膜结构异常，但对突触特异转录的乙酰胆碱受体（AChR）mRNA水平则无明显影响。在神经系统，NRG阴性胚胎表达ErbB3的施万前体细胞和颅神经节细胞数量减少，说明NRG/ErbB在神经系统正常发育过程中起重要作用。NRG可诱导小脑颗粒细胞N甲基D门冬氨酸受体2B向2C亚基的转换，促进小脑颗粒细胞中γ氨基丁酸A受体亚单位的表达和神经轴突的生长，说明NRG可能参与小脑颗粒细胞的发育和成熟。NRG在成年中枢神经系统（CNS）中的确切功能还不十分清楚，有研究表明，NRG对突触信号传递和突触可塑性有一定的调节作用［3］。OLIVIA等［4］应用免疫组化染色显示，大鼠胚胎18 d和出生后1 d的视网膜神经节细胞层可见NRG阳性细胞。成熟的视网膜、神经节细胞层、内丛细胞的突触带和内核层均可见NRG阳性细胞。细胞生物学研究提示，NRG促进培养视网膜神经元存活和突触生长呈剂量依赖性。
2 NRG与施万细胞的增殖和分化
对转基因和基因敲除小鼠研究发现，NRG1在施万细胞发育的多个时期具有关键作用［5］。缺失NRG1的小鼠，在大鼠胚胎10.5 d施万细胞前体的数量明显减少，这与ErbB2、ErbB3基因敲除小鼠的表型相同；发育后期的胚胎完全缺失施万细胞前体，并伴随运动和交感神经元的减少。神经元数量的大幅度减少，可能是由于促进神经元存活的施万细胞衍生因子的缺失，包括睫状神经营养因子、胶质源性神经营养因子、脑源性神经营养因子、白血病抑制因子、血小板源性生长因子、成纤维细胞生长因子和神经营养素3等。NRG1、ErbB2、ErbB3缺陷小鼠中，施万细胞完全缺失，表明ErbB2/ErbB3异源二聚体可能介导了NRG1在施万细胞前体的信号传递。体外实验证实，NRG1促使神经嵴前体细胞向胶质细胞分化。NRG1可能来源于神经管和背根神经节中的神经元［5］。目前已知，NRG1在这两种类型细胞中起作用，包括发育早期出现的施万细胞前体和胚胎晚期、新生早期动物的成熟施万细胞。NRG1能限定神经嵴细胞（NCC）向施万细胞分化，促进施万细胞增殖、存活。在施万细胞发育后期，NRG1则抑制其形成髓鞘的能力，甚至使已形成髓鞘的施万细胞发生脱髓鞘作用，从而使其恢复到一种可塑状态。将施万细胞和神经元混合培养，加入NRG1后，明显抑制施万细胞髓鞘的形成，甚至使已形成髓鞘的施万细胞发生脱髓鞘反应，恢复到髓鞘形成以前的状态，但不影响基底层的形成。NCC具有多潜能性，从神经管的背侧迁移到胚胎的不同部位，可分化成不同类型的细胞。环境因素可以决定多潜能NCC的命运。CANOLL等［6］体外克隆培养大鼠的NCC，在标准培养条件下，NCC克隆能够分化成peripherin阳性细胞和GFAP阳性细胞。GFAP阳性细胞即未成熟的施万细胞，可被诱导表达晚期施万细胞抗原P0。加入NRG1后，NCC克隆仍可分化成GFAP阳性细胞，而peripherin阳性细胞则未出现。动态观察NRG1对NCC克隆分化的影响发现，NCC克隆中始终没有出现peripherin阳性细胞，提示NRG1限定NCC使其向施万细胞分化。
NRG1不仅能限定NCC向施万细胞分化，而且在以后施万细胞发育过程中具有重要作用。MAUREL等［7］采用Brdu标记法测定NRG1对施万细胞增殖的影响，无论是在有血清或无血清的培养条件下，NRG1均能刺激施万细胞增殖，提示NRG1的促增殖作用不依赖于血清成分。增加细胞内cAMP含量，能够协同NRG1刺激施万细胞增殖。降低NRG1的浓度时，则表现为促进施万细胞存活。NRG1与受体ErbB结合，ErbB发生二聚体化、蛋白磷酸化，进而可以激发下游信号传递分子，如有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）和磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）等。MAPK和PI3K在多种细胞的存活、增殖和分化中具有重要作用。研究表明，阻断PI3K能抑制NRG1对施万细胞的促增殖作用，提示NRG1刺激施万细胞增殖与激活PI3K有关。NRG1抑制施万细胞形成髓鞘的同时，诱导了MAPK、PI3K和一种相对分子质量为12×104蛋白的表达。成年动物坐骨神经切断3 d后，在远离断点的区域NRG1的表达水平明显增高并可维持长达30 d。同时，ErbB2和ErbB3表达水平也随之增高，并在去神经5~7 d后达到高峰。去神经5~18 d，在远离断点的区域可检测到酪氨酸磷酸化的ErbB2受体。
3 NRG与少突胶质细胞的增殖和分化
正如施万细胞一样，NRG可能也是少突胶质细胞谱系建立所必需的［8］。胚胎9.5 d大鼠脊髓移植物在体外培养7~11 d后，可产生未成熟的少突胶质细胞。但从NRG1基因敲除小鼠得到的移植物，除非在培养时加入NRG，否则不能产生少突胶质细胞。NRG1在大鼠胚胎14 d的脊髓运动神经元和腹侧室区（VVZ）中表达。目前认为，少突胶质细胞谱系是由VVZ产生，NRG以旁分泌和自分泌的方式起作用。发育中的前脑也有相似的情况，少突胶质细胞前体从室下区中产生，后者可表达NRG1。NRG1能促进少突胶质细胞前体细胞、少突胶质细胞和星形胶质细胞的增殖。高浓度NRG1可逆性地抑制少突胶质细胞前体细胞分化成少突胶质细胞，抑制O2A细胞分化成星形胶质细胞。体外实验证实，NRG1可促进O2A前体细胞、O4阳性少突胶质细胞前体和O1阳性细胞的增殖和存活。另外，NRG1抑制O4阳性向O1阳性表型的转变，维持O2A前体细胞于未分化状态，提示NRG1可抑制这些细胞的分化。CANOLL等［9］研究提示，NRG1能够刺激少突胶质细胞前体细胞、少突胶质细胞和星形胶质细胞增殖。NRG1的促增殖作用不依赖血清，但血清可大大增强其促增殖作用。此外，NRG1还能够促进无血清培养条件下少突胶质细胞前体细胞的存在。进一步研究表明，NRG1不仅能抑制少突胶质细胞的分化，而且能诱导已分化的少突胶质细胞发生表型逆转，表现为髓鞘碱性蛋白的表达缺失，巢蛋白的再表达，肌动蛋白的重排和突起数量的减少［6］。NRG1在逆转少突胶质细胞表型的同时，能够快速激活PI3K和MAPK等信号传递系统。ErbB2、ErbB3和ErbB4均在O2A细胞中表达，但其他研究组只检测到ErbB2和ErbB4。当细胞分化为O4阳性表型时，ErbB3的表达增加并伴随ErbB2、ErbB4表达减少。虽然NRG1的促分裂活性还有争议，但已经明确，NRG1是少突胶质细胞体外存活因子。
4 NRG与神经细胞迁移
现已证实，在CNS中，NRG1可影响神经元前体沿放射状胶质细胞纤维迁移［10］。小脑颗粒神经元沿Bergmann胶质细胞纤维迁移至内侧的颗粒细胞层，迁移细胞产生NRG1。颗粒神经元在体外可诱导胶质细胞成为放射状表型。这一形态学变化，在神经元缺失时可由NRG1所诱导。进一步研究说明，NRG1可影响皮质神经元的迁移。在体外，NRG可促进放射状胶质细胞的存活和增殖。在胚胎发育的特定阶段，神经元沿着放射状分布的胶质细胞从脑室区迁移至大脑皮质，给予NRG1能够促进神经元沿着放射状胶质细胞迁移。此外，NRG1能够促进放射状胶质细胞形态的维持和延伸，而NRG1缺乏则导致放射状胶质细胞的发育异常。NRG1调节放射状胶质细胞发育的作用，部分是由脑脂质结合蛋白（BLBP）介导的，BLBP由神经元诱导放射状胶质细胞产生，对放射状胶质细胞纤维系统的建立和维持具有主要作用［11］。
5 NRG的神经保护作用
XU等［12］研究表明，NRG1β介导的神经保护作用包括抑制凋亡和参与抗炎机制等。在大鼠大脑中动脉阻塞再灌注（MCAO）模型中，神经元损害开始于皮质下纹状体，这个阶段神经元损害发生在早期。随后几小时，梗死发展到边缘区域和大脑皮质，这时神经元损伤与凋亡和炎症反应有关。在MCAO最初损伤前注射NRG1β能够抑制皮质神经元细胞凋亡，而不能抑制纹状体神经元细胞凋亡，提示NRG1对延迟神经元死亡可能有特殊的作用，包括影响单核细胞的浸润、星形胶质细胞活性和细胞因子的产生。缺血介导的炎症反应结果之一是单核细胞的活化和浸润。实验结果显示，NRG1治疗组ED1阳性细胞在缺血区边缘很少［12］。NRG1抑制巨噬细胞的机制可能有多种，包括抑制血管壁上黏附分子的聚集、抑制趋化因子的产生、诱导巨噬细胞凋亡和抑制小胶质细胞活性。NRG1对短暂性局限性缺血的神经保护作用机制目前还不十分清楚，可能与干预核转录因子κB（NFκB）的效应有关［13］。
NFκB是许多炎症反应物质的转录因子，NRG1β可能通过可促进细胞存活的PI3K/Akt信号传导通路发挥作用［14］。NRG1β神经保护作用机制可能还包括对GABA和烟碱受体的调节、凋亡相关基因的调节、或BDNF等神经营养因子的诱导［15］。对NRG1β治疗的MCAO鼠脑基因表达研究表明，一系列与缺血损害相关的基因被诱导表达，包括胶质纤维酸性蛋白、白细胞介素1β和IL1受体，还有许多细胞活素、趋化因子、黏附分子、转录因子和与单核细胞活性相关的基因。在MCAO模型脑梗死区周围，神经保护和抗凋亡因子的表达上调发挥神经元保护作用［16］。神经生长因子在半影区和非缺血区的表达上调［17］，NGF受体、酪氨酸激酶A在缺血区和半影区也被诱导增多，BDNF mRNA的表达也被诱导。包括GDNF和其他因子在内的许多相似的神经保护因素已经发现［18］。
6 NRG的其他作用
对转基因和基因敲除小鼠进行分析时发现，NRG1信号传导通路对于心脏和乳腺的正常发育是必不可少的。缺失NRG1、ErbB2或ErbB4的胚鼠，将由于心室肌发育不全而夭折。MEYER等［19］采用同源基因重组方法，突变胚胎 1期郭云良神经调节因子的生物学作用3干细胞的NRG表皮生长因子（EGF）样结构基因序列，结果表明NRG阴性胚胎在胚胎11.5 d均死亡，在胚胎10.5 d，存活的胚胎心室小梁发育不良，心室和心房的内膜垫不紧密，形成心内膜垫的间质细胞减少，提示NRG在心脏发育中具有十分重要的作用。
7 展望
虽然NRG1对于施万细胞和少突胶质细胞谱系的建立具有相似的生物活性，但NRG1是否为CNS前体细胞的有丝分裂原，以及促进细胞增殖后是否有影响细胞分化等问题，还需进一步的研究。NRG1作为少突胶质细胞存活因子，可能会调节CNS中髓鞘形成细胞的数量。NRG2和NRG3均在CNS中表达，因此，有必要研究它们是否在少突胶质细胞的分化过程中也起作用。近来，NRG1对神经干细胞的调节作用已引起人们的关注。NRG1能够促进培养的小鼠纹状体神经干细胞增殖，促进神经干细胞向少突胶质细胞和星形胶质细胞分化，而对神经元的诱导分化没有影响［20］。NRG1的上述生物学功能提示其在神经系统再生过程中具有重要作用，对其进一步研究可能为神经系统损伤后的修复重建提供新的途径。因此，深入研究NRG1对脑梗死神经元保护和神经损伤修复的作用，具有广泛的临床应用前景。
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