设为首页
加入收藏
求医中医药网
www.qe.cn
站内搜索
［中图分类号］R971［文献标识码］ A
［文章编号］1003-3734(2000)10-0673-04
Development in neuroleukin research
LIU Hong-qiangLI Dian-dong
（Institute of Medical Biotectology,Peking Union Medical College,Chinese Academy
of Medical Science, Beijing 100050）
［Abstract］Progress in neuroleukin(NLK)research is reviewed in this paper with focus on its fundmental research.The paper mainly includes PGI,A MF and MF activities of NLK,and partial homology existing among amino acid seque nce of gp 120(an envelop protein of HIV)and NLK.The latter suggests that the imm unodeficiency and nerve center symptoms arosed by AIDS may be related to the int erference of gp 120 on the function of NLK.
［Key words］neuroleukin;neurotrophic factor;lymphokine
1984年，美国芝加哥大学的Gurney教授从去除神经后在体外培养的大鼠肌肉组织 的培养上清 中发现了一种相对分子质量为56 000的蛋白，其抗血清能抑制神经肌肉连接处神经轴突的“ 末端抽芽”现象，初步表明这种蛋白对神经细胞有一定的作用。随后，Gurney等［1］ 在制备出这种蛋白单克隆抗体的同时，又从小鼠唾液腺中提取到这种蛋白，并意外的发现 ，这种因子不仅有神经营养因子的作用，还有淋巴因子的作用［1］。因此，他们把 这种蛋白命名为神经白细胞素（neuroleukin,NLK）。序列分析发现，NLK与6-磷酸葡萄糖 异构酶（phosphoglucose isomerase，PGI)和一种内源性的自分泌能动因子(autocrine mot ility factor，AMF)高度同源，最近证实:PGI，AMF，NLK为同一种物质(以后均称NLK) ［2，3］。
1NLK的组织分布及分子生物学
SDS-PAGE法和Western印迹法检测发现，NLK在体内分布很广，骨骼肌和脑中含量最高。其 组 织器官相对含量是：骨骼肌＞脑＞心脏、肾脏、睾丸＞肝脏、和唾液腺，在血清、肺、胸腺、 脾脏、卵巢、肾上腺、和胰腺含量较低。用Northern 印迹法检测NLK mRNA显示，mRNA表达 水平和NLK的组织含量呈平行关系［1］。
因鼠NLK氨基酸序列与人NLK有很高的同源性，用鼠NLK cDNA探针通过杂交翻译法从人骨骼肌 细胞cDNA文库中克隆编码人NLK的cDNA。人的NLK基因定位于19号染色体长臂［1］。
NLK是一相对分子质量为56 000的单链多肽，人和鼠NLK氨基酸序列有87%的同源性，不同处 主要在氨基酸序列的氨基端，其中间部分是相同的，人和鼠NLK都含有4个相同的半胱氨酸残 基。与一般多肽分子相比，NLK氨基酸序列有2个特点［4］：① NLK mRNA初级翻译 产物与一般前体激素不同，它无需酶解为较小的片段；②NLK虽为分泌性肽类因子，但缺 少信号肽片段，一般多肽因子如神经营养因子、表皮生长因子等都含有信号多肽，需经酶解 信号多肽后，才能被分泌出细胞并发挥生物学效应。因为NLK无信号多肽片段，其由细胞分 泌出去的机制可能不同于有信号肽的因子。
NLK的三维结构分析显示它由2个球形结构域和2个突出部分组成，4个部分均由alpha螺旋 和beta折叠盘绕形成。推测其底物结合位点位于两个球形结构域的界面。另外，三维结构提 供的证据显示：较大球形结构域的顶端部分与一个突出的环结构可能参与了其神经营养作用 的诱导［2］。
2NLK的生物学功能
2.1对免疫系统的作用NLK是促分裂素活化T细胞产生的一种淋巴 因子［5］，PHA，ConA和PWM 3种丝裂原均能刺激人外周血单核细胞(MNC）产生NLK 。
NLK可诱导白细胞的分化成熟，且呈剂量依赖性。NLK是通过减少S和G2期的细胞而控制细 胞增殖的，分化成熟的细胞具有完整的受体和吞噬能力。细胞分化的程度与剂量有关，呈钟 形曲线--过量的NLK将使细胞又进入增殖期（在急性髓性白血病患者的血浆中，发现NLK的 磷酸葡萄糖异构酶活性异常增高）［6］。
NLK诱导体外培养B细胞成熟为免疫球蛋白分泌细胞：鼠重组NLK加入体外培养人外周血MNC， 7d后测定Ig量和空斑形成细胞（PFC）数，发现两者都增加。NLK多克隆和单克隆抗体对NLK 促B细胞分泌有阻断作用。PWM 刺激人外周血MNC 3d后即有NLK产生，但3d时几乎无Ig分泌 。在PWM诱导MNC培养中不同时间加入NLK单抗，发现只有0d加入才有抑制PWM促Ig分泌作用 ，d3和d5加入均无作用，提示PWM诱导B细胞活化早期可能依赖NLK，一旦B细胞已经分化成 抗体分泌细胞，抗体分泌则为NLK非依赖性，即NLK不影响已经成熟的B细胞分泌Ig［4 ］。
NLK激活B细胞，需要依赖T细胞和单核巨噬细胞。外周血MNC一般含有10%～20%单核巨噬细胞 ，粘附去掉大部分单核巨噬细胞，则Ig分泌量大大减少；亮氨酸甲基酯使巨噬细胞功能丧失 后，可阻断NLK促Ig分泌能力；回加一定量巨噬细胞可使其功能恢复。在纯化的B细胞中只回 加巨噬细胞，不能完全恢复对NLK的反应性，需再回加一定量的T细胞才能完全恢复。清除T 细胞对依赖NLK的Ig分泌有阻断作用。
我室的研究工作已经证明，老年小鼠体内NLK mRNA的表达量只有青年小鼠的35.9%，这种下 降趋势与其它几种淋巴因子如IL-2，IL-3，GM-CSF相一致。随着年龄增长，机体免疫功 能下降，出现各种免疫系统疾病并伴随多种神经性症状，NLK的淋巴因子活性和神经营养作 用提示：NLK表达量下降与免疫系统疾病有直接的关系。
2.2神经营养作用当肌肉的运动神经元轴突被损伤， 或脊髓运动神经元发生病理性坏死时，肌肉内残留的健康神经元的轴突可发生末端抽芽现象 ，使失去神经支配的肌纤维重新恢复神经支配。给大鼠注射一些能引起肌肉失活的试剂，再 取其肌肉组织在体外培养，肌肉组织中的神经轴突亦可发生末端抽芽，在培养上清中出现NL K，加入抗NLK血清则可抑制末端抽芽。这表明当部分神经元受损而引起正常神经元轴突末端 抽芽时，NLK是一种必不可少的因子。
将胚龄5d的鸡胚脊髓神经元分离出来后，经体外培养24h，神经细胞即大量死亡。如果在培 养时加入NLK则24h后的细胞存活率显著增高，最高可接近100%。NLK对神经细胞的作用是 剂量依赖性的，NLK的剂量越大，细胞存活率越高。纯化的小鼠NLK和重组NLK均有此作用， 抗NLK单克隆抗体则能够抑制NLK对鸡胚脊髓神经元的作用。鸡胚脊髓神经元中含有增殖的神 经母细胞，但NLK不能促进这些细胞增殖。Gurney等采用JH3，D，Z-TdR放射自显影的 方 法证明，NLK不能促进鸡胚脊髓神经元合成DNA。因此，NLK只是增强神经细胞的存活能力， 而不是增殖［1］。
从胚龄10d和16d的鸡胚髓神经节分离得到的感觉神经元、从鸡胚睫状神经节分离得到的副 交感神经元以及从新生大鼠上睫状神经节分离得到的交感神经元体外培养48h后，存活细 胞仅2%～5%。加入神经生长因子（NGF）可使交感神经元的存活率达85%～90%，鸡胚眼提取 物可使副交感神经元存活率达100%，但NLK对交感神经元和副交感神经元均无作用，不能增 加存 活细胞百分数。NLK和NGF对感觉神经元的存活能力都有明显促进作用，但两者分别作用于不 同的细胞亚型。当NGF与各种剂量的NLK混合加入细胞培养物中时，两者的作用均呈明显的叠 加效应。抗NLK单抗能够抑制NLK的作用，但不能抑制NGF的作用。鸡胚脊神经节的感觉神经 元中，有40%只对NGF反应，40%对NLK反应，另有10%对两种因子都可反应。从形态学上亦可 观察到上述两种神经元的差别，NLK作用的神经元较小，具有分枝较多的轴突；NGF作用的神 经元则较大，具有较长而不分枝的轴突。
2.3其他生物学活性
2.3.1磷酸葡萄糖异构酶(PGI）活性1988年两组科学家同时报道 小鼠的PGI与NLK具有高度的同源性［7,8］。现已证实，PGI即NLK［9］。NLK 的PGI活性可以催化6磷酸果糖与6磷酸葡萄糖之间的相互转换，在 所有组织的糖代谢中都起着重要作用。NLK的磷酸葡萄糖异构酶活性依赖于其双体结构，单 体无此活性［10］。突变分析显示：影响二聚体聚合的突变导致其PGI活性丧失，而 神经营养作用正常。人体内的PGI缺乏会导致溶血性贫血；PGI活性的升高与代谢病密切相关 。
2.3.2自分泌能动因子(AMF）活性AMF是一种肿瘤分泌的相对分子质量为55 000的细胞因子。它在体外调控细胞的移动；体内 调控细胞的侵袭与转移［11］。现已证实，AMF即NLK［12］。尽管正常细胞和 瘤细胞均表达AMF，但在肿瘤细胞中，AMF以一种特殊机制选择性的过量表达。现在血清中AM F的活性已作为癌症患者的肿瘤标记物应用于临床［13］。
2.3.3成熟因子(MF）活性 MF是介导 早幼粒白血病细胞HL-60分化成单
