鹿茸为雄鹿未骨化密生茸毛的幼角,是哺乳动物唯一可再生的组织,伴随着其骨质的生长,神经组织亦有所增长,故鹿茸中应存在一定量能够促进神经生长的物质。鹿茸化学成分含有17种以上的氨基酸,多种生物酶及神经生长因子(NGF)、表皮生长因子(EGF)、胰岛素样生长因子(NGF)、转化生长因子(TGF)等多种活性物质。鹿茸每年再生,神经的生长速度约为1 cm/d,目前控制鹿茸神经生长的机制尚不清楚,但一些物质对其神经再生发挥了重要作用。
1、 NGF
NGF是其家族的代表,它具有神经元营养和促突起生长双重生物学功能,对中枢及周围神经元的发育、分化、生长、再生和功能特性的表达均具有重要调控作用。NGF包含α、β、γ三个亚单位,活性区是β亚单位,由两个118个氨基酸组成的单链通过非共价键结合而成的二聚体,生物效应也无明显的种属特异性。Li等利用Northern印迹杂交及原位杂交技术研究表明,新生马鹿鹿茸中存在NGF mRNA,且主要存在于新生鹿茸的动脉和小动脉的平滑肌内。再生的神经轴突沿主要血管分布,NGF可以激发和维持血管发生,且该作用体现在神经轴突之前,因此可以认为NGF在鹿茸感觉神经元的生长过程中发挥了重要作用。神经营养素是NGF家族中的重要一员,Garcia等利用RTPCR技术检测发现在马鹿鹿茸顶部的表皮层细胞中NT3 mRNA表达量最高,在软骨层细胞表达最低,其分布特点与神经组织的分布情况一致。
对鹿茸NGF结构和功能的研究,我国科研工作者做了有益的尝试,但都还没有分离纯化得到鹿茸NGF的纯品。霍玉书等从冻干的鹿茸中将分子量10 kD以上的组分分离,发现有明显的NGF样作用及促分化作用,能促进鸡胚背跟神经节突起的生长,促进PC12细胞的分化。Huo等从新鲜的未成熟的梅花鹿的鹿茸中提取了NGF样物质,与已知的NGF相比,在刺激神经纤维的生长,诱导分化期细胞形态的的变化以及影响PC12细胞的分化等方面都表现出了很多相似的生物活性。郝琳琳等采用醋酸和乙醇提取了马鹿茸主干顶部、中部、根部3个部位的多肽,利用Western印迹分析出不同部位确实含有NGF,ELISA实验结果提示鹿茸NGF的含量从其顶部到根部递减。大量事实证明,鹿茸NGF在其顶部表皮含量最高,是提取NGF较理想的部位。我们从梅花鹿鲜鹿茸中分离得到促神经生长物质,能够促进PC12细胞分化,经Western技术分析鉴定为NGF。总之,现有研究已表明,鹿茸中存在着NGF,但如何使用恰当的方法,分离纯化出其有生物活性的单一组分,并研究其分子结构和功能调控,仍需要进一步探索。
2、 促神经生长的蛋白及多肽
除了研究较为明确的NGF外,鹿茸中的许多物质也具有促进神经生长的作用。鹿茸中的粗蛋白占干重的50%以上,已有从鹿茸中分离出粗蛋白和粗多肽的相关报道。严铭铭等将梅花鹿鹿茸蛋白通过色谱柱分离纯化,得到了3种组分,分别为67 kD的CNTPⅠ、44 kD的CNTPⅡ和24 kD的CNTPⅢ,其中CNTPⅢ具有促进小鼠海马神经细胞(HT22)增殖的作用。此后,又分离出多肽CNT14(分子量约为1.5 kD)对HT22细胞株的增殖具有特异性,提示多肽CNT14可能在治疗神经系统损伤性疾病和阿尔茨海默病中发挥重要作用。吉林大学陈东等从12~14 d胚胎大鼠分离获得大量神经干细胞,加入不同浓度的鹿茸多肽(pilose antler peptide,PAP)后,可明显促进神经干细胞向神经元的分化,为鹿茸多肽在治疗神经系统损伤性疾病中的应用提供了理论依据。
鹿茸多肽含有丰富氨基酸,可以促进轴浆蛋白质和RNA合成,可能机制为鹿茸多肽具有扩张营养神经和血管功能,改善损伤神经的外环境,防止神经元坏死,促进神经早期再生。李立军等从鹿茸中提取分子量为2~10 kD多肽对大鼠坐骨神经损伤后神经再生的影响进行了研究,经组织学检查和超微结构的观察,证实鹿茸多肽能促进神经再生及功能恢复。冷向阳等发现鹿茸多肽对脊髓损伤具有良好的修复作用,确定了鹿茸多肽可以抑制损伤早期的细胞凋亡,为鹿茸多肽在神经修复方面提供了理论依据。
3 、其他促神经生长物质
外源性神经节苷脂(gangliosides,GLS)是一种“神经病变修复药物”,可促进受损神经功能的恢复,所以神经节苷脂可以用于治疗多种病因引起的神经病变。高越等从梅花鹿鹿茸中成功分离GM4,GM3和GD33种神经节苷脂成分,含量分别为24.4%、46.2%和29.4%。神经节苷脂是细胞膜脂质中微量成分。目前,对其生物学功能的研究日益受到重视,诸如细胞识别、黏连、分化、发育及生长均与其有关。研究表明,将鹿茸神经节甙酯注射给小鼠,发现其对小鼠记忆获得,记忆再现,记忆巩固三个不同记忆阶段均有明显的促进作用,使记忆障碍得到明显改善,对记忆破坏药物有显著的对抗作用。
神经干细胞的临床应用为患者带来了福音,但其来源存在着伦理学的问题。赵汉宁利用鹿茸精诱导大鼠骨髓间充质干细胞分化为神经样细胞,经3 h诱导,大部分细胞分化为神经样细胞,出现胞体和突起,免疫细胞化学染色神经细胞特异性烯醇化酶(NSE)及Nestin呈阳性,神经细丝酸性蛋白(GFAP)呈阴性,这为神经细胞的替代治疗做了前期工作。
随着对鹿茸相关研究的深入,应用现代分子生物学技术,分离纯化出鹿茸多肽及相关因子的单一组分,筛选出鹿茸中的促神经生长物质,将成为研究的热点。利用细胞工程技术大规模培养鹿茸细胞,提取鹿茸细胞中促神经生长物质,进行分子结构和生物学功能的研究,以期获得大量的促神经生长物质,对老年性神经系统退行性疾病的治疗将产生重大意义。
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