Loading article…
神経栄養因子（NTF ）は、発達中のニューロンと成熟したニューロンの両方の 成長、生存、分化をサポートする生体分子のファミリーであり 、そのほとんどがペプチドまたは小さなタンパク質です。 [1] [2] [3]ほとんどのNTFは、チロシンキナーゼ（通常は受容体チロシンキナーゼ） [2]を介してシグナルを伝達することで、ニューロンに栄養効果を発揮します。成熟した神経系では、神経栄養因子はニューロンの生存を促進し、シナプス可塑性を誘発し、長期記憶の形成を調整します。[2]神経栄養因子は、中枢神経系と末梢神経系のニューロンの初期の成長と発達も促進し、試験管や動物モデルで損傷したニューロンを再生することができます。[1] [4]一部の神経栄養因子は、発達中の軸索の成長を導くために標的組織から放出されることもあります。ほとんどの神経栄養因子は、（1）神経栄養因子、（2）グリア細胞株由来神経栄養因子ファミリーリガンド（GFL）、および（3）神経形成性サイトカインの3つのファミリーのいずれかに属します。[4]各ファミリーには独自の細胞シグナル伝達メカニズムがありますが、誘発される細胞応答は重複することがよくあります。[4]
現在、神経栄養因子は生体内で軸索の成長と再生を誘導するのに必要であるため、バイオ人工神経導管での使用に向けて精力的に研究されている。研究では、神経栄養因子は通常、細胞や特定の地形を追加することで作成される生物学的および物理的合図などの他の技術と組み合わせて使用される。神経栄養因子は足場構造に固定される場合とされない場合があるが、固定される方が、永続的で制御可能な勾配を作成できるため好ましい。神経薬物送達システムなどの一部のケースでは、神経栄養因子は緩く固定され、特定の時間に特定の量で選択的に放出される。[医学的引用が必要]
神経栄養因子のリスト
神経栄養因子についてはより多くの情報が発見されつつありますが、それらの分類は異なる細胞メカニズムに基づいており、神経栄養因子、CNTFファミリー、GDNFファミリーの3つの主要なファミリーに分類されています。[2] [5] [6]
神経栄養因子
脳由来神経栄養因子
脳由来神経栄養因子（BDNF）は、NGF、NT-3、NT-4 /5と構造的に類似しており、[7] NT-4とTrkB受容体を共有しています。 [8]脳由来神経栄養因子/TrkBシステムは、マウスの胸腺で研究されたように、胸腺細胞の生存を促進します。 [8]他の実験では、BDNFは他の因子よりも神経細胞の生存にとって重要かつ必要であることが示唆されています。[5]しかし、この補償メカニズムはまだわかっていません。具体的には、BDNFは後根神経節ニューロンの生存を促進します。[7]短縮されたTrkBに結合した場合でも、BDNFは依然として成長と発達の役割を果たします。[7] BDNFがない（ホモ接合体（-/-））マウスは3週間以上生存しません。[7]
発達を含め、BDNFは視覚皮質の発達、神経新生の促進、学習と記憶の改善において重要な調節的役割を果たしている。[7]特に、BDNFは海馬内で作用する。研究では、コルチコステロン治療と副腎摘出により海馬のBDNF発現が減少または増加することがわかっている。[9]ヒトと動物の研究で一貫して、未治療の大うつ病患者ではBDNFレベルが低下する。[9]しかし、BDNFレベルとうつ病の相関関係は議論の余地がある。[9] [10]
神経成長因子
神経成長因子（NGF）は、高親和性受容体TrkA [11] [8]を使用して、髄鞘形成[11]とニューロンの分化[ 12]を促進します。研究により、NGFの調節不全が痛覚過敏と疼痛を引き起こすことが示されています。[8] [12] NGF産生は炎症の程度と高い相関関係にあります。NGFの外因性投与が組織の炎症を軽減するのに役立つことは明らかですが、その分子メカニズムはまだ不明です。[12]さらに、血中NGFレベルは、ストレス時、免疫疾患時、喘息または関節炎時などに増加します。[8] [12]
ニューロトロフィン3
ニューロトロフィンファミリー内の神経栄養因子は一般的にタンパク質チロシンキナーゼ受容体（Trk）を持っていますが、ニューロトロフィン-3（NT-3）は独自の受容体TrkCを持っています。[8]実際、異なる受容体の発見は、科学者のNT-3の理解と分類を区別するのに役立ちました。[13] NT-3はこのクラスの他のメンバーと同様の特性を共有しており、ニューロンの生存に重要であることが知られています。[13] NT-3タンパク質は胸腺、脾臓、腸上皮内に見られますが、各臓器の機能におけるその役割はまだ不明です。[8]
ニューロトロフィン4
CNTFファミリー
神経栄養因子のCNTFファミリーには、毛様体神経栄養因子（CNTF）、白血病抑制因子（LIF）、インターロイキン-6（IL-6）、プロラクチン、成長ホルモン、レプチン、インターフェロン（インターフェロン-α、-β、-γ）、オンコスタチンMが含まれます。[2]
毛様体神経栄養因子
毛様体神経栄養因子は、胎児運動ニューロン、背根神経節感覚ニューロン、毛様体ニューロン海馬ニューロンに作用します。[14]構造的には、白血病抑制因子（LIF）、インターロイキン6（IL-6）、オンコスタチンM（OSM）と関連しています。 [15] CNTFはラットとマウスの運動ニューロンの変性を防ぎ、マウスの生存期間と運動機能を向上させます。これらの結果は、外因性CNTFがヒトの変性運動ニューロン疾患の治療薬として使用できる可能性があることを示唆しています。[16]また、体重減少を引き起こすため、予想外のレプチンのような特性も持っています。 [14]
GDNFファミリー
GDNFファミリーのリガンドには、グリア細胞由来神経栄養因子（GDNF）、アルテミン、ニュールツリン、ペルセフィンが含まれます。[2]
グリア細胞株由来神経栄養因子
グリア細胞株由来神経栄養因子（GDNF）は、もともと神経膠腫細胞由来の生存促進因子として検出されました。その後の研究で、GDNFは受容体チロシンキナーゼと高親和性リガンド結合共受容体GFRαを利用することが判明しました。[17] GDNFはドーパミン作動性（DA）ニューロンに対して特に強い親和性を持っています。[5]具体的には、研究ではGDNFがDAニューロンに対するMPTP毒素に対する保護的役割を果たすことが示されています。また、ラット胎児の運動ニューロンでも検出されており、発達を助け、軸索切断を減らすことが示唆されています。[5]
アルテミン
ニュールツリン
ペルセフィン
エフリン
エフリンは、受容体チロシンキナーゼの一種であるeph受容体を介してシグナルを伝達する神経栄養因子のファミリーです。[2]エフリンのファミリーには、エフリンA1、A2、A3、A4、A5、B1、B2、B3が含まれます。
EGFおよびTGFファミリー
神経栄養因子のEGFおよびTGFファミリーは、上皮成長因子、ニューレグリン、形質転換成長因子アルファ（TGFα）、および形質転換成長因子ベータ（TGFβ）で構成されています。[2]これらは受容体チロシンキナーゼおよびセリン/スレオニンタンパク質キナーゼを介してシグナルを伝達します。[2]
その他の神経栄養因子
神経栄養因子として同定されている他の生体分子には、グリア成熟因子、インスリン、インスリン様成長因子1（IGF-1）、血管内皮成長因子（VEGF）、線維芽細胞増殖因子（FGF）、血小板由来成長因子（PDGF）、下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ペプチド（PACAP）、インターロイキン-1（IL-1）、インターロイキン-2（IL-2）、インターロイキン-3（IL-3）、インターロイキン-5（IL-5）、インターロイキン-8（IL-8）、マクロファージコロニー刺激因子（M-CSF）、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（GM-CSF）、ニューロタクチンなどがあります。[2]
参考文献
- ^ ab 「神経栄養因子」。Nature Publishing Group 。 2016年5月31日閲覧。
神経栄養因子は、ニューロンの成長と生存の可能性を高める分子です。神経栄養因子は、発達中のニューロンの誘導の合図として機能する発達と、ニューロンの生存、シナプス可塑性、長期記憶の形成に関与する成熟神経系の両方で重要な役割を果たします。
- ^ abcdefghij Malenka RC、Nestler EJ、Hyman SE (2009)。「第 8 章: 非定型神経伝達物質」。Sydor A、Brown RY (編)。分子神経薬理学: 臨床神経科学の基礎(第 2 版)。ニューヨーク: McGraw-Hill Medical。pp. 199、211–221。ISBN 9780071481274
神経栄養因子は、ニューロンの成長、分化、生存をサポートするポリペプチドまたは小さなタンパク質です。神経栄養因子は、チロシンキナーゼを活性化することで効果を発揮します
。 - ^ Zigmond MJ、 Cameron JL、 Hoffer BJ、 Smeyne RJ (2012)。「運動による神経修復：前進」。パーキンソン病関連障害。18 (Suppl 1): S147–50。doi :10.1016/S1353-8020(11)70046-3。PMID 22166417。以下で説明するように、運動はいくつ かの神経栄養因子(
NTF) の発現を刺激します。
- ^ abc Deister, C.; Schmidt, CE (2006). 「神経突起伸展のための神経栄養因子の組み合わせの最適化」Journal of Neural Engineering . 3 (2): 172–179. Bibcode :2006JNEng...3..172D. doi :10.1088/1741-2560/3/2/011. PMID 16705273. S2CID 21122249.
- ^ abcd Henderson, Christopher E (1996-02-01). 「神経発達における神経栄養因子の役割」Current Opinion in Neurobiology 6 (1): 64–70. doi : 10.1016/S0959-4388(96)80010-9. PMID 8794045. S2CID 29876053.
- ^ Ernsberger, Uwe (2008-07-16). 「交感神経および後根神経節ニューロンの分化における GDNF ファミリーリガンドシグナル伝達の役割」. Cell and Tissue Research . 333 (3): 353–371. doi :10.1007/s00441-008-0634-4. ISSN 0302-766X. PMC 2516536. PMID 18629541 .
- ^ abcde Binder, Devin K.; Scharfman, Helen E. (2004-01-01). 「ミニレビュー」.成長因子. 22 (3): 123–131. doi :10.1080/08977190410001723308. ISSN 0897-7194. PMC 2504526. PMID 15518235 .
- ^ abcdefg ベガ、ホセ A.;ガルシア＝スアレス、オリビア。ハネスタッド、ジョナス。ペレス・ペレス、マルタ。ゲルマ、アントニーノ (2003-07-01)。 「ニューロトロフィンと免疫システム」。解剖学ジャーナル。203 (1): 1-19。土井：10.1046/j.1469-7580.2003.00203.x。ISSN 1469-7580。PMC 1571144。PMID 12892403。
- ^ abc Lee, Bun-Hee; Kim, Yong-Ku (2010). 「大うつ病の病態生理学と抗うつ薬治療におけるBDNFの役割」精神医学研究. 7 (4): 231–5. doi :10.4306/pi.2010.7.4.231. PMC 3022308. PMID 21253405 .
- ^ Groves, JO (2007-08-14). 「うつ病のBDNF仮説を再評価する時期か?」分子精神医学. 12 (12): 1079–1088. doi : 10.1038/sj.mp.4002075 . ISSN 1359-4184. PMID 17700574.
- ^ ab Villoslada, Pablo; Hauser, Stephen L.; Bartke, Ilse; Unger, Jurgen; Heald, Nathan; Rosenberg, Daniel; Cheung, Steven W.; Mobley, William C .; Fisher, Stefan (2000-05-15). 「ヒト神経成長因子は中枢神経系内のTヘルパー細胞タイプ1および2サイトカインのバランスを切り替えることでコモンマーモセットを自己免疫性脳脊髄炎から保護する」Journal of Experimental Medicine . 191 (10): 1799–1806. doi :10.1084/jem.191.10.1799. ISSN 0022-1007. PMC 2193155 . PMID 10811872.
- ^ abcd プレンシペ、ジウジ;ミノーネ、ガエタナ。ストリポリ、ラファエレ。パスクワーレ、ロレダナ・デ。ペトリーニ、ステファニア。カイエロ、イワン。マンニ、ルイージ。ベネデッティ、ファブリツィオ・デ。ブラッチ＝ラウディエロ、ルイーザ（2014-04-01）。 「神経成長因子はTrkAを介してヒト単球の炎症反応を下方制御する」。免疫学ジャーナル。192 (7): 3345–3354。土井：10.4049/jimmunol.1300825。ISSN 0022-1767。PMID 24585880。
- ^ ab Snider, WD; Wright, DE (1996). 「ニューロトロフィンが新たな感覚を引き起こす」. Neuron . 16 (2): 229–232. doi : 10.1016/s0896-6273(00)80039-2 . PMID 8789936.
- ^ ab Lambert, PD; Anderson, KD; Sleeman, MW; Wong, V.; Tan, J.; Hijarunguru, A.; Corcoran, TL; Murray, JD; Thabet, KE (2001-04-10). 「毛様体神経栄養因子はレプチン様経路を活性化し、レプチン抵抗性肥満でも悪液質やリバウンド体重増加を起こさずに体脂肪を減らす」。米国 科学アカデミー紀要。98 ( 8 ): 4652–4657。doi : 10.1073/ pnas.061034298。ISSN 0027-8424。PMC 31889。PMID 11259650。
- ^ Piquet-Pellorce, C.; Grey, L.; Mereau, A.; Heath, JK (1994-08-01). 「LIF と関連サイトカインは機能的に同等か?」. Experimental Cell Research . 213 (2): 340–347. doi :10.1006/excr.1994.1208. ISSN 0014-4827. PMID 8050491.
- ^ Sendtner, M.; Schmalbruch, H.; Stöckli, KA; Carroll, P.; Kreutzberg, GW; Thoenen, H. (1992-08-06). 「毛様体神経栄養因子は、マウス変異体進行性運動ニューロン症における運動ニューロンの変性を防ぐ」(PDF) . Nature . 358 (6386): 502–504. Bibcode :1992Natur.358..502S. doi :10.1038/358502a0. PMID 1641039. S2CID 4369702.
- ^ Baloh, Robert H; Enomoto, Hideki; Johnson Jr, Eugene M; Milbrandt, Jeffrey (2000-02-01). 「GDNFファミリーのリガンドと受容体 — 神経発達への影響」Current Opinion in Neurobiology . 10 (1): 103–110. doi :10.1016/S0959-4388(99)00048-3. PMID 10679429. S2CID 32315320.