stringtranslate.com

Основной фактор роста фибробластов

Фактор роста фибробластов 2 , также известный как основной фактор роста фибробластов ( bFGF ) и FGF-β , представляет собой фактор роста и сигнальный белок, кодируемый геном FGF2 . [5] [6] Он связывается и оказывает воздействие посредством специфических белков рецептора фактора роста фибробластов (FGFR) , которые сами по себе являются семейством близкородственных молекул. Белок фактора роста фибробластов был впервые очищен в 1975 году; вскоре после этого были выделены три варианта: «базовый FGF» (FGF2); гепаринсвязывающий фактор роста-2; и фактор роста эндотелиальных клеток-2. Секвенирование генов показало, что эта группа представляет собой один и тот же белок FGF2 и является членом семейства белков FGF . [7] [8]

Функция

Как и другие члены семейства FGF, основной фактор роста фибробластов обладает широкой митогенной активностью и активностью по выживанию клеток и участвует в различных биологических процессах, включая эмбриональное развитие , рост клеток , морфогенез , восстановление тканей , рост опухоли и инвазию.

В нормальных тканях bFGF присутствует в базальных мембранах и субэндотелиальном внеклеточном матриксе кровеносных сосудов . Он остается мембраносвязанным до тех пор, пока нет сигнального пептида .

Было высказано предположение, что как во время заживления ран нормальных тканей, так и во время развития опухоли действие ферментов , расщепляющих гепарансульфат, активирует bFGF, тем самым опосредуя образование новых кровеносных сосудов - процесс, известный как ангиогенез .

Кроме того, он синтезируется и секретируется адипоцитами человека , а концентрация FGF2 коррелирует с ИМТ в образцах крови. Также было показано, что он действует на преостеобласты  – в виде повышенной пролиферации  – после связывания с рецептором 1 фактора роста фибробластов и активации фосфоинозитид-3-киназы . [9]

В предварительных исследованиях на животных было показано, что FGF2 защищает сердце от повреждений, связанных с сердечным приступом, уменьшая гибель тканей и способствуя улучшению функции после реперфузии . [10]

Недавние данные показали, что низкие уровни FGF2 играют ключевую роль в возникновении чрезмерной тревоги. [11]

Кроме того, FGF2 является важнейшим компонентом среды для культивирования эмбриональных стволовых клеток человека ; фактор роста необходим для того, чтобы клетки оставались в недифференцированном состоянии, хотя механизмы, с помощью которых он это делает, плохо определены. Было продемонстрировано, что он индуцирует экспрессию гремлина , которая, в свою очередь, ингибирует индукцию дифференцировки костными морфогенетическим белками . [12] Это необходимо в культуральных системах, зависимых от питающих клеток мышей, а также в питательных и бессывороточных культуральных системах. [13] FGF2 в сочетании с BMP4 способствуют дифференцировке стволовых клеток в мезодермальные линии. После дифференцировки клетки, обработанные BMP4 и FGF2, обычно производят более высокий уровень остеогенной и хондрогенной дифференцировки, чем необработанные стволовые клетки. [14] Однако низкая концентрация bFGF (10 нг/мл) может оказывать ингибирующее действие на дифференцировку остеобластов . [15] Ядерная форма FGF2 участвует в экспорте мРНК [16]

FGF2 синтезируется в основном в виде полипептида из 155 аминокислот, в результате чего образуется белок массой 18 кДа. Однако существуют четыре альтернативных стартовых кодона, которые обеспечивают N-концевые удлинения на 41, 46, 55 или 133 аминокислоты, в результате чего образуются белки массой 22 кДа (всего 196 ак.), 22,5 кДа (всего 201 а.к.), 24 кДа (всего 210 а.к.). всего а.к.) и 34 кДа (всего 288 а.к.) соответственно. [7] Как правило, форма с низкой молекулярной массой (LMW) 155 ак./18 кДа считается цитоплазматической и может секретироваться из клетки, тогда как формы с высокой молекулярной массой (HMW) направляются в ядро ​​клетки. [17]

С момента своего первого выделения из гипофиза крупного рогатого скота [18] FGF2 стал важным сигнальным белком, изучаемым при репродукции крупного рогатого скота. Он был обнаружен в кумулюсных клетках , которые окружают ооцит , и данные о такой ранней репродуктивной функции указывают на то, что FGF2 может способствовать возобновлению мейоза и предотвращать апоптоз кумулюсных клеток . [19] FGF2 также вырабатывается эпителием матки , секретируется в просвет матки и действует на развивающийся эмбрион и зародыш . Исследования на мышах ранее установили, что FGF2 играет роль в развитии примитивной эндодермы (PE). [20] Исследования эмбрионов крупного рогатого скота с тех пор отметили то же самое явление. Расширенные культуры бластоцист со средой, дополненной FGF2, показали, что FGF2 увеличивает рост PE за счет пролиферации. Нокаутные модели рецептора FGF и его киназная активность, по-видимому, изменяют клеточную экспрессию NANOG и GATA4 (факторов транскрипции, необходимых для правильной дифференцировки клеток и эмбрионального развития ), что указывает на специфическую роль FGF2 в спецификации PE и последующих скоростях развития бластоцист. [20] [21] Культуральная среда, дополненная комбинациями FGF2, EGF и IGF2, показала аналогичные результаты и указывает на то, что FGF2 может активировать путь AKT для роста трофобластической клеточной линии. [22] В совокупности это демонстрирует ключевую роль, которую FGF2 играет в развитии эмбрионов крупного рогатого скота, что аналогично описано у других видов млекопитающих.

Взаимодействия

Было показано, что основной фактор роста фибробластов взаимодействует с казеинкиназой 2, альфа 1 , [23] RPL6 , [24] рибосомальным белком S19 [25] и API5 . [16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc GRCh38: выпуск Ensembl 89: ENSG00000138685 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000037225 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Ссылка на Human PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Дионн Калифорния, Крамли Дж., Белло Ф., Каплоу Дж. М., Сирфосс Г., Рута М., Берджесс В.Х., Джей М., Шлессинджер Дж. (сентябрь 1990 г.). «Клонирование и экспрессия двух различных рецепторов с высоким сродством, перекрестно реагирующих с кислыми и основными факторами роста фибробластов». Журнал ЭМБО . 9 (9): 2685–92. doi :10.1002/j.1460-2075.1990.tb07454.x. ПМК 551973 . ПМИД  1697263. 
  6. ^ Ким Х.С. (1998). «Присвоение1 гена основного фактора роста фибробластов человека FGF2 полосе q26 хромосомы 4 с помощью радиационного гибридного картирования». Цитогенетика и клеточная генетика . 83 (1–2): 73. дои : 10.1159/000015129. PMID  9925931. S2CID  33214466.
  7. ^ ab Флоркевич Р.З., Шибата Ф., Баранкевич Т., Бэрд А., Гонсалес А.М., Флоркевич Э., Шах Н. (декабрь 1991 г.). «Экспрессия гена основного фактора роста фибробластов». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 638 (1): 109–26. Бибкод : 1991NYASA.638..109F. doi :10.1111/j.1749-6632.1991.tb49022.x. PMID  1785797. S2CID  45425517.
  8. ^ Берджесс WH, Maciag T (1989). «Семейство белков фактора роста гепарин-связывающего (фибробластов)». Ежегодный обзор биохимии . 58 : 575–606. doi : 10.1146/annurev.bi.58.070189.003043. ПМИД  2549857.
  9. ^ Кюн MC, Вилленберг HS, Шотт М, Папевалис С, Штумпф Ю, Флоэ С, Шербаум В.А., Шиннер С (февраль 2012 г.). «Факторы, секретируемые адипоцитами, увеличивают пролиферацию остеобластов и соотношение OPG/RANKL, влияя на образование остеокластов». Молекулярная и клеточная эндокринология . 349 (2): 180–8. doi :10.1016/j.mce.2011.10.018. PMID  22040599. S2CID  2305986.
  10. ↑ House SL, Bolte C, Zhou M, Doetschman T, Klevitsky R, Newman G, Schultz Jel J (декабрь 2003 г.). «Сердцеспецифичная сверхэкспрессия фактора роста фибробластов-2 защищает от дисфункции миокарда и инфаркта на мышиной модели ишемии с низким потоком». Тираж . 108 (25): 3140–8. doi :10.1161/01.CIR.0000105723.91637.1C. PMID  14656920. S2CID  14251918.
  11. ^ Перес Дж.А., Клинтон С.М., Тернер Калифорния, Уотсон С.Дж., Акил Х. (май 2009 г.). «Новая роль FGF2 как эндогенного ингибитора тревоги». Журнал неврологии . 29 (19): 6379–87. doi : 10.1523/JNEUROSCI.4829-08.2009. ПМЦ 2748795 . ПМИД  19439615. 
  12. ^ Перейра RC, Economides AN, Canalis E (декабрь 2000 г.). «Костные морфогенетические белки индуцируют гремлин, белок, который ограничивает их активность в остеобластах». Эндокринология . 141 (12): 4558–63. дои : 10.1210/endo.141.12.7851 . ПМИД  11108268.
  13. ^ Лю Ю, Сун З, Чжао Ю, Цинь Х, Цай Дж, Чжан Х, Ю Т, Цзян С, Ван Г, Дин М, Дэн Х (июль 2006 г.). «Новая химически определенная среда с добавками bFGF и N2B27 поддерживает недифференцированный рост эмбриональных стволовых клеток человека». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 346 (1): 131–9. дои : 10.1016/j.bbrc.2006.05.086. ПМИД  16753134.
  14. ^ Ли Т.Дж., Чан Дж., Кан С., Джин М., Шин Х., Ким Д.В., Ким Б.С. (январь 2013 г.). «Усиление остеогенной и хондрогенной дифференцировки эмбриональных стволовых клеток человека путем индукции мезодермального клона с помощью обработки BMP-4 и FGF2». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 430 (2): 793–7. дои : 10.1016/j.bbrc.2012.11.067. ПМИД  23206696.
  15. ^ Дель Анхель-Москеда С, Гутьеррес-Пуэнте И., Лопес-Лозано А.П., Ромеро-Савалета Р.Э., Мендиола-Хименес А., Медина-Де ла Гарса CE, Маркес-М.М., Де ла Гарса-Рамос М.А. (сентябрь 2015 г.). «Эпидермальный фактор роста усиливает остеогенную дифференцировку стволовых клеток пульпы зуба in vitro». Медицина головы и лица . 11:29 . doi : 10.1186/s13005-015-0086-5 . ПМЦ 4558932 . ПМИД  26334535. 
  16. ^ Аб Бонг СМ, Пэ Ш., Сон Б, Гвак Х, Ян С.В., Ким С., Нам С., Раджалингам К., О SJ, Ким Т.В., Пак С., Чан Х., Ли БИ (июнь 2020 г.). «Регуляция экспорта мРНК посредством взаимодействия API5 и ядерного FGF2». Исследования нуклеиновых кислот . 48 (11): 6340–6352. дои : 10.1093/nar/gkaa335. ПМЦ 7293033 . ПМИД  32383752. 
  17. ^ Коулман С.Дж., Брюс С., Чиони А.М., Кохер Х.М., Гроуз Р.П. (август 2014 г.). «Все тонкости передачи сигналов рецептора фактора роста фибробластов». Клиническая наука . 127 (4): 217–31. дои : 10.1042/CS20140100. ПМИД  24780002.
  18. ^ Бенингтон Л., Раджан Г., Лочер С., Лим Л.И. (июнь 2020 г.). «Фактор роста фибробластов 2-обзор подходов к стабилизации для клинического применения». Фармацевтика . 12 (6): 508. doi : 10.3390/pharmaceutics12060508 . ПМЦ 7356611 . ПМИД  32498439. 
  19. ^ Баррос Р.Г., Лима П.Ф., Соарес AC, Санчес Л., Прайс Калифорния, Буратини Дж. (май 2019 г.). «Фактор роста фибробластов 2 регулирует дифференцировку кумулюса под контролем ооцита». Журнал вспомогательной репродукции и генетики . 36 (5): 905–913. дои : 10.1007/s10815-019-01436-7. ПМК 6541720 . ПМИД  30887159. 
  20. ^ Аб Ян К.Э., Филдс С.Д., Чжан К., Одзава М., Джонсон С.Е., Или А.Д. (ноябрь 2011 г.). «Фактор роста фибробластов 2 способствует развитию примитивной энтодермы в выростах бластоцист крупного рогатого скота». Биология размножения . 85 (5): 946–953. doi :10.1095/biolreprod.111.093203. ПМИД  21778141.
  21. ^ Филдс С.Д., Хансен П.Дж., Или А.Д. (май 2011 г.). «Требования к фактору роста фибробластов для развития эмбрионов крупного рогатого скота in vitro». Териогенология . 75 (8): 1466–1475. doi :10.1016/j.theriogenology.2010.12.007. ПМИД  21295834.
  22. ^ Се М., Маккоски С.Р., Джонсон С.Е., Роудс М.Л., Или А.Д. (февраль 2017 г.). «Комбинаторное влияние эпидермального фактора роста, фактора роста фибробластов 2 и инсулиноподобного фактора роста 1 на пролиферацию клеток трофобласта и эмбриогенез у крупного рогатого скота». Воспроизводство, рождаемость и развитие . 29 (2): 419–430. дои : 10.1071/RD15226. ПМИД  26304178.
  23. ^ Скьерпен К.С., Нильсен Т., Веше Дж., Олснес С. (август 2002 г.). «Связывание вариантов FGF-1 с протеинкиназой CK2 коррелирует с митогенностью». Журнал ЭМБО . 21 (15): 4058–69. doi : 10.1093/emboj/cdf402. ПМК 126148 . ПМИД  12145206. 
  24. ^ Шен Б., Арезе М., Гуаландрис А., Рифкин Д.Б. (ноябрь 1998 г.). «Внутриклеточная ассоциация FGF-2 с рибосомальным белком L6/TAXREB107». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 252 (2): 524–8. дои : 10.1006/bbrc.1998.9677 . ПМИД  9826564.
  25. ^ Суле Ф, Аль Саати Т, Рога С, Амальрик Ф, Буш Дж (ноябрь 2001 г.). «Фактор роста фибробластов-2 взаимодействует со свободным рибосомальным белком S19». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 289 (2): 591–6. дои : 10.1006/bbrc.2001.5960. ПМИД  11716516.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки