胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)是一类调节肠神经系统存活、分化、定植及损伤修复的蛋白因子，在小儿先天性巨结肠、肛门直肠畸形等肠神经系统发育异常疾病中的研究已得到证实，但其具体调控机制不详；有研究发现GDNF/GFRa1/RET和GDNF/GFRa1/ NCAM通路可能参与肠神经系统发育与成熟，它们的异常将影响肠神经干细胞的分化、增殖及移行，引起肠神经元解剖结构和功能的异常，导致疾病发生。
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神经营养因子(NTFs)是调控神经细胞生长发育、保护并修复受损神经纤维的一类多肽或蛋白因子，不仅能调节神经元的存活，而且还可阻止神经元受损后的死亡，促进神经修复、轴突再生和神经递质传递[1,2,3]，属多基因家族，胶质细胞源性神经营养因子(glial cell line-derived neurotrophic factor，GDNF)是其中重要一员，广泛分布于心脏、血液、肺、肠道平滑肌等处，对肠神经系统(ENS)的发育起重要作用，但具体的调控机制目前尚不清楚，现就近年来GDNF在肠神经系统中的作用及其调控的可能机制作一综述。
ENS在胃肠功能的神经调节中起主要作用，可独立进行信息传递及程序处理，协调消化管的吸收、分泌和运动功能，因此被喻为"肠脑" ，主要由肌间神经丛、黏膜下神经丛以及辐射至效应器系统的神经纤维组成。成熟的ENS来源于肠神经嵴干细胞(gut neural crest stem cells，GNCSC)的生长、发育及迁移，在胚胎发生过程中，GNCSC定植于肠管后逐渐迁移、增殖、受肠道微循环境影响停止增殖，逐渐聚集，最终分化成为神经节细胞与胶质细胞，形成肌间神经丛，肌间神经丛内未分化细胞的再一次移动至黏膜下形成黏膜下神经丛，循头尾方向增殖分化为成熟的神经系统[4]，在ENS发育过程中，如果神经干细胞(NCSCs)迁移和分化中出现基因遗传信息、微环境及神经本身的功能程序异常时，均可引起肠神经元解剖结构和功能异常，导致疾病的发生。
国内学者在先天性肛门直肠畸形(anorectal malformations，ARM)动物模型的研究中发现，GDNF在ARM胎鼠直肠末端表达量明显低于正常胎鼠[5]，Nishiyama等[6,7]在先天性巨结肠患者研究中发现，不论有无GDNF的突变，GDNF在病变肠管中含量明显减少，表明GDNF对GNCSC的迁移、发育有重要作用，GDNF是先天性巨结肠发病的重要因子，以上研究均提示GDNF与肠神经系统密切相关。但具体的作用机制仍然不清楚。
GDNF家族包括GDNF、NRTN(neurturin)、ARTN(arternin)、PSPN(persephin) 4个成员，GDNF作为转化生长因子β超家族的成员，对多巴胺能和胆碱能神经元具有强大营养活性，且对感觉神经元、交感神经元存活及营养、外周神经损伤的修复发挥重要作用[8,9]，能促进新生神经细胞的发育和分化，有效防止多巴胺神经细胞的变性死亡，所以，GDNF在帕金森病(PD)、脑出血神经元损伤的保护及其基因修饰的NCSCs的神经系统修复起重要作用，并且在治疗PD和肌萎缩侧索硬化症等疾病中取得了一定成果[10,11]；有研究者将编码GDNF基因的腺病毒载体导入结肠炎的动物模型中发现炎症得到控制并且对损伤的肠神经系统具有修复作用[12]，Böttner等[13]从神经突触方面研究ENS，GDNF可通过促进神经突触的生长发育及增加突出素的表达来促进ENS的完善，另外在转基因小鼠的研究中发现GDNF与PKA的活化呈正相关并通过激活PKA调节肠神经嵴源性细胞(enteric neural crest-derived cells，ENCCs)的迁移及定植从而促进ENS的完善[14]，在小鼠动物模型中活化的丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)的研究发现，GDNF可通过介导MAPK途径促进ENS的迁移及分化[4]。以上研究为GDNF在肠道神经的损伤修复及干细胞移植治疗ENS异常疾病提供了一定的理论依据，但GDNF是如何对肠神经系统起作用？具体的调控机制仍不详。
目前参与神经系统的发育通路有酪氨酸激酶通路RET、血管内皮素信号通路EDNRB、EDN3、ECE1，信号系统(BMP、wnt、Hedgehog信号系统)，转录因子(SOX10、PAX3、PHOX2B)等[15]，这些基因和区域通过参与信号通路系统组成或修饰核心基因，围绕RET信号通路和内皮素信号通路起作用，它们的异常将引起信号转导的异常，影响NCSCs的分化、增殖及移行，影响肠管的正常蠕动，导致肠道疾病的产生，其中GDNF与RET信号传导通路关系密切，包括RET依赖性受体和RET非依赖性受体，它们均需与锚定在细胞膜外表面GDNF家族受体α1结合形成复合物(GFRα1)，作为桥梁激活下游通道产生生物学作用，GDNF受体α目前已知有4种亚型，分别为GFRα 1～4型，其中GFRα1是GDNF最主要的受体。
RET依赖性受体目前认为是其最主要的功能受体，GDNF发挥作用首先通过结合锚定于细胞膜外表面的GFRα1形成复合物，再通过结合跨膜的酪氨酸激酶Ret蛋白，形成GDNF/GFRa1/RET复合体信号传递至胞内，GDNF又通过胞内信号通路传导调节细胞的生长、分化，目前大量研究已表明，GDNF/GFRa1/RET通路可促进神经元存活、分化、神经细胞的有丝分裂及神经轴突的生长[16]。在先天性巨结肠患者的研究中发现RET依赖的信号通路活化的减少可导致肠神经嵴干细胞增殖、迁移异常[17]。RET导致先天性巨结肠疾病发生的机制有2条：(1)RET突变可导致细胞信号传导异常，导致长双歧杆菌(NCC)在肠道中定植异常；(2)RET信号通路的负调控可诱导GDNF基因促使神经嵴干细胞凋亡[18]。目前研究已经证实GDNF/GFRa1/RET在胞内的生物学作用主要通过以下通路完成[19,20]：(1)MEK1/2或者ERK1/2等影响胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)的分泌来调节星形胶质细胞的增生；(2)通过PLC-γ/IP3调控Ca2＋释放；(3)通过Ras/MAPK通路和PI3K/Akt信息系统刺激神经元的存活、增殖、分化、迁移和轴突的发生、生长；(4)通过NTFs/Src家族蛋白激酶(SFKs)信号通路促进脊髓背根神经元轴突生长。其中PI3K通路在ENS发育过程中作用较大，Natarajan等[21]在哺乳动物胚胎期肠神经嵴干细胞的定向迁移的研究中发现，GDNF主要通过与Ret结合作用于胞内的PI3K，通过PI3K/Akt/FOXO信号途径起到促进ENS前体细胞生存和轴突生长及迁移，Anitha等[22]通过高糖处理原代肠神经元发现细胞凋亡增加、Akt磷酸化降低，加入GDNF后可以减轻这些变化，认为GDNF可以通过激活PI3K/Akt途径纠正高糖诱导的肠神经病变，同时他还发现GDNF可以通过促进神经多肽Y的表达增加肠神经元的增殖并减少其凋亡[23]。
在RET非依赖性传导通路中，细胞黏附分子(neural cell adhesion molecule，NCAM)在肠道神经发育中的作用较明显，GDNF首先通过锚定于细胞膜外表面的GFRα1受体结合形成复合物，再结合NCAM蛋白，形成GDNF/GFRa1/NCAM复合体，通过激活胞内信号通路起作用[24]，引起胞内促分裂原活化蛋白激酶、磷脂酶C-γ、cAMP反应要素结合蛋白等蛋白磷酸化和c-fos mRNA的表达增加发挥作用[15]。金曼等[25]在慢传输型便秘的大鼠模型研究中发现外源性的GDNF可增强其本身肠壁内的GDNF的表达保护消化道神经，并且结肠壁内GFRα1和NCAM增加较RET增加明显，从而推断外源性GDNF可能主要是通过NCAM途径而非RET途径进行信号转导保护结肠神经元并促进肠道传输。
通过以上文献复习可以看出GDNF对肠神经的生长、分化、发育及损伤修复作用已经得到证实，但是其作用机制尚存分歧，RET依赖性传导通路及RET非依赖传导通路各在肠神经生长、发育中扮演何种角色还有待研究，GDNF是如何作用促使肠神经系统发育，其下游通路是如何完成的，GDNF又是如何促进GNCSC分化，如何避免单一分化，是否需要多种营养因子协同作用以及相关基因技术的支撑，分化出的神经节细胞及胶质细胞在形态及功能上是否成熟尚无定论。这些均需要我们再接再厉，突破瓶颈，相信在不久的将来GDNF的研究领域将会有新的突破。
