NGF/TrkA信号通路在膀胱功能障碍疾病中表达的研究进展

庞磊，边晓东，双卫兵,

（1.山西省人民医院 泌尿外科，山西 太原 030012；2.山西医科大学第一临床医学院，山西 太原 030012；3.山西医科大学第一附属医院 泌尿外科，山西 太原 030012）

1 NGF/TrkA 通路的组成

NGF 是一种可溶性肽，是神经营养蛋白家族的创始成员，NGF 的成熟形式是一种同源二聚体，其中每个亚基由118 个氨基酸组成［1］。NGF 二聚体与两类不同的受体结合：高亲和力原肌球蛋白受体激酶A（TrkA）和低亲和力的神经营养因子p75 受体［2］。前者是具有内在酪氨酸激酶活性的经典生长因子受体，而后者属于TNFa 相关的死亡域受体。根据它们的相应结构，有研究显示TrkA 与磷脂酶C（PLC），丝裂原活化蛋白（MAP）激酶偶联，和磷酰胺基肌醇-3（PI3）激酶途径并介导NGF 和存活促进反应，而p75 促进细胞凋亡［3］。然而，有研究表明了一个更复杂的情况，NGF 与p75 的结合增强了NGF-TrkA 的亲和力并刺激了TrkA 诱导的信号传导，而后形成信号复合物，随后内化并逆行从外围运输到细胞核［4］，此过程组成了NGF/TrkA 信号通路。

2 NGF 系统在正常膀胱中广泛表达

Skaper 的研究表明，NGF 及其受体在膀胱中mRNA 和蛋白质水平的表达。利用实时荧光定量PCR 测定，在大鼠和人类的膀胱组织中检测到NGF mRNA［5］。通过酶联免疫吸附试验（ELISA）和免疫印迹，NGF 蛋白在大鼠的膀胱组织中以及人类浅表膀胱活检中被发现［6］。最初，NGF/TrkA信号通路表达在大鼠膀胱平滑肌中，也可以在啮齿动物的背根神经节（DRG）和盆腔神经节（MPG）中检测到，但是，膀胱尿路上皮却是NGF/TrkA 表达的突出部位［7］。在正常大鼠中，尿路上皮中有丰富的NGF/TrkA 表达，逼尿肌中的NGF/TrkA 表达信号则较弱，只可见在黏膜下区域出现散发染色［8］。在人体膀胱组织中，间质性膀胱炎患者的尿路上皮NGF/TrkA 信号通路表达增加，NGF 受体在膀胱中的表达主要局限于神经纤维，大多数NGF 反应细胞同时表达TrkA 和p75受体，NGF 激活的结果取决于这两个受体之间的相互作用［9］。TrkA 表达的免疫组化证据出现在L4-5 及L6-S1 DRG 的传入神经元中表达［10］。在对照大鼠膀胱中，TrkA 表达主要在尿路上皮和固有层中观察到，偶尔有尿路上皮下神经纤维阳性，而在膀胱平滑肌细胞（BSMC）中没有发现表达［11］。在雌性小鼠中，TrkA 免疫反应性也仅限于黏膜。p75mRNA 也表达于大鼠膀胱，其中受体免疫反应性局限于尿路上皮、神经纤维位于尿路上神经丛、血管系统神经纤维和逼尿肌中的神经纤维［12］。在生理条件下，尿路上皮是啮齿动物和人类膀胱中NGF 及其受体表达丰富的部位。此外，膀胱平滑肌表达NGF，传入和传出神经纤维都显示NGF 受体。

3 NGF/TrkA 信号通路形成机制及在膀胱发育中的作用

在膀胱当中，与炎症相关的多种病理表现可调节体内NGF/TrkA 信号通路水平，与其他非神经元细胞类型相比，炎症细胞因子如肿瘤坏死因子α（TNF-α）或白细胞介素-1b 对大鼠膀胱平滑肌细胞的NGF 释放只有轻微的影响［13］。对于b-肾上腺素能激动剂异丙肾上腺素，可以抑制和刺激大鼠膀胱平滑肌细胞对NGF/TrkA 信号通路的释放［14］。而且这个过程可见细胞内的钙离子升高。关于控制NGF/TrkA 信号通路的表达机制，研究尿路上皮表达的调控可能非常重要，尿路上皮是膀胱中NGF 表达丰富的细胞类型［15］。另外，NGF/TrkA 参与膀胱神经支配的发生和发展。事实上，许多研究已经证实了NGF/TrkA 信号通路在膀胱支配DRG 神经元的体外细胞培养系统中的促生存和促分化的诱导作用［16］。在大鼠胚胎发育过程中，膀胱中的NGF/TrkA 水平持续增加，在出生前达到峰值。在一些物种中，排尿反射在早期发育中经历了实质性的重塑［17］。从最初对脊柱排尿反射的依赖逐渐转化成成年动物排尿的脊柱反射通路［18］。LIU［19］的研究表明，NGF 可能参与调节这种产后排尿通路的重塑，因为小鼠出生后NGF mRNA 和蛋白质水平在大鼠的2～3 周龄达到峰值，这与棘球脊髓反射的出现一致。

4 NGF/TrkA 信号通路在膀胱功能障碍中的作用

在成人中，NGF/TrkA 信号通路对膀胱和脊髓排尿通路沿线神经元的影响似乎远比神经支配、神经密度增加和神经元萌芽要复杂得多。NGF/TrkA 信号通路不断调节神经元功能表型，从而来响应生理刺激和有害刺激，这一过程称为神经元重塑。对感觉神经元的体外研究表明，NGF/TrkA信号通路可以调节神经递质释放，诱导突触重组，通过降低激活阈值增加神经元兴奋性，并使伤害感受神经元对有害刺激（超敏反应）敏感［20］。虽然NGF 诱导的膀胱中感觉传入物的超兴奋性和致敏的分子机制目前还没有得到很好的验证，但它们可能包括疼痛相关神经递质（如物质P 和CGRP）的TrkA 依赖性基因表达上调却被多次证明，例如TRPV1 通道的磷酸化增加可能在NGF/TrkA 信号通路调用的感觉神经元致敏中起作用［21］。所有这些机制都可能参与众多病理性疼痛感的增加，使NGF/TrkA 信号通路成为内脏和炎症性疼痛的关键通路［22］。在膀胱中，NGF/TrkA 信号通路介导的沿着排尿途径的细胞变化可以转化为膀胱过度收缩，甚至导致膀胱区疼痛［23］。CHUANG 等［24］的数据表明，在膀胱中存在的NGF/TrkA 信号通路会导致膀胱功能的变化，包括膀胱反射亢进及膀胱区疼痛。LIANG 等［25］的实验结果表明，这些影响类似于与膀胱过度活动和炎症性疼痛相关的病理，如膀胱过度活动综合征（OAB）和间质性膀胱炎/膀胱疼痛综合征。TYAGI等［26］学者提出，大多数有害过程都是由TrkA 介导的，外周的NGF/TrkA 信号通路亦可能引起中枢排尿通路的变化。这些小鼠由于尿路上皮细胞中明显的神经纤维扩张而表现出膀胱容量增大。这种组织学表型与膀胱功能的明显变化是与牵涉性躯体盆超敏反应增加有关的。此外，在NGF 转基因小鼠的尿路上皮下观察到过多的肥大细胞表达［27］。SCHNEGELSBERG 等［28］描述了NGF/TrkA信号通路对肥大细胞的营养作用，并可能参与炎症性疼痛的介导。这些发现暗示了NGF 诱导的膀胱变化可能涉及神经元以外的细胞类型。MICHEL等学者表明，NGF 被建议作为人类原发性尿路上皮细胞的生长因子，通过TrkA 起作用［29］。另一方面，在没有配体的情况下，p75 的过度表达会减弱膀胱上皮细胞的增殖，这种效应被NGF 抵消［30］。虽然NGF 可能控制尿路上皮增殖，但尚不清楚它是否也调节尿路上皮功能性表型。QIAO 等［31］的研究结果表明，NGF/TrkA 信号通路过表达上调尿路上皮和膀胱平滑肌细胞中的血管内皮生长因子（VEGF）和VEGF 受体，提示NGF/TrkA 信号通路参与介导膀胱血管生成和炎症。

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