Фактор роста фибробластов 2

Фактор роста и сигнальный белок, также известный как FGF2

Фактор роста фибробластов 2 ( FGF-2 ), также известный как основной фактор роста фибробластов ( bFGF ) и FGF-β , является фактором роста и сигнальным белком, кодируемым геном FGF2 . ^{[5] [6]} Он связывается и оказывает действие через специфические белки рецептора фактора роста фибробластов (FGFR) , которые сами по себе являются семейством тесно связанных молекул. Белок фактора роста фибробластов был впервые очищен в 1975 году; вскоре после этого были выделены три варианта: «основной FGF» (FGF2); гепарин-связывающий фактор роста-2; и фактор роста эндотелиальных клеток-2. Секвенирование генов показало, что эта группа является тем же белком FGF2 и является членом семейства белков FGF . ^{[7] [8]}

Функция

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

В нормальной ткани bFGF присутствует в базальных мембранах и в субэндотелиальном внеклеточном матриксе кровеносных сосудов . Он остается связанным с мембраной до тех пор, пока нет сигнального пептида .

Была выдвинута гипотеза, что как во время заживления ран нормальных тканей, так и во время развития опухолей действие ферментов, разрушающих 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 форме повышенной пролиферации  – после связывания с рецептором фактора роста фибробластов 1 и активации фосфоинозитид 3-киназы . ^[9]

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

Данные показывают, что низкий уровень FGF-2 играет ключевую роль в возникновении чрезмерной тревожности. ^[11]

Кроме того, FGF-2 является критическим компонентом среды 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 изучены. Было показано, что он вызывает экспрессию гремлина , которая, в свою очередь, как известно, подавляет индукцию дифференциации костными морфогенетическими белками . ^[12] Он необходим в системах культивирования, зависящих от клеток-питателей мышей, а также в системах культивирования без питателей и сыворотки. ^[13] FGF-2 в сочетании с BMP4 способствуют дифференциации стволовых клеток в мезодермальные линии. После дифференциации клетки, обработанные BMP4 и FGF2, обычно производят большее количество остеогенной и хондрогенной дифференциации, чем необработанные стволовые клетки. ^[14] Однако низкая концентрация bFGF (10 нг/мл) может оказывать ингибирующее действие на дифференциацию остеобластов . ^[15] Ядерная форма FGF2 функционирует в экспорте мРНК ^[16]

FGF-2 синтезируется в основном как полипептид из 155 аминокислот, что приводит к образованию белка массой 18 кДа. Однако существуют четыре альтернативных стартовых кодона, которые обеспечивают N-концевые расширения из 41, 46, 55 или 133 аминокислот, что приводит к образованию белков массой 22 кДа (всего 196 аминокислот), 22,5 кДа (всего 201 аминокислота), 24 кДа (всего 210 аминокислот) и 34 кДа (всего 288 аминокислот) соответственно. ^[7] Как правило, низкомолекулярная (LMW) форма массой 155 аминокислот/18 кДа считается цитоплазматической и может секретироваться из клетки, тогда как высокомолекулярные (HMW) формы направляются в ядро ​​клетки. ^[17]

С момента своего первого выделения из гипофиза крупного рогатого скота ^[18] FGF2 стал важным сигнальным белком, изучаемым в воспроизводстве крупного рогатого скота. Он был обнаружен в клетках кумулюса , которые окружают ооцит , и доказательства такой ранней репродуктивной функции указывают на то, что FGF2 может способствовать возобновлению мейоза и предотвращать апоптоз клеток кумулюса . ^[19] FGF2 также вырабатывается эпителием матки , секретируется в просвет и действует на развивающийся эмбрион и зародыш . Ранее работа на мышах установила, что FGF2 играет роль в развитии примитивной энтодермы (ПЭ). ^[20] С тех пор исследования с эмбрионами крупного рогатого скота отметили этот же феномен. Расширенные культуры бластоцист с добавлением FGF2 в среду показали, что FGF2 увеличивает разрастания ПЭ посредством пролиферации. Модели нокаута рецептора FGF и его киназной активности, по-видимому, изменяют клеточную экспрессию NANOG и GATA4 (транскрипционные факторы, необходимые для правильной дифференцировки клеток и эмбрионального развития ), что указывает на особую роль FGF2 в спецификации PE и последующих скоростях развития бластоцисты. ^{[20] [21]} Культуральные среды, дополненные комбинациями FGF2, EGF и IGF2, показали схожие результаты и указывают на то, что FGF2 может активировать путь AKT для роста трофобластической клеточной линии. ^[22] В совокупности это демонстрирует ключевые роли, которые FGF2 играет в развитии эмбриона крупного рогатого скота, как это аналогично описано у других видов млекопитающих.

Взаимодействия

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

Смотрите также

• Ангиогенез
• Тревожные расстройства
• Цитокин
• Фактор роста фибробластов
• Фактор роста
• Протеазы в ангиогенезе
• Рецептор (биохимия)
• Передача сигнала

Ссылки

1. GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000138685 – Ensembl , май 2017 г.
2. GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000037225 – Ensembl , май 2017 г.
3. "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
4. "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
5. Dionne CA, Crumley G, Bellot F, Kaplow JM, Searfoss G, Ruta M, Burgess WH, Jaye M, Schlessinger J (сентябрь 1990 г.). «Клонирование и экспрессия двух различных высокоаффинных рецепторов, перекрестно реагирующих с кислотными и основными факторами роста фибробластов». The EMBO Journal . 9 (9): 2685–92. doi :10.1002/j.1460-2075.1990.tb07454.x. PMC 551973. PMID  1697263 . 
6. Ким ХС (1998). «Присвоение1 гена человеческого основного фактора роста фибробластов FGF2 полосе q26 хромосомы 4 с помощью радиационного гибридного картирования». Цитогенетика и клеточная генетика . 83 (1–2): 73. doi :10.1159/000015129. PMID  9925931. S2CID  33214466.
7. 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. Burgess WH, Maciag T (1989). «Семейство белков фактора роста гепарина (фибробластов)». Annual Review of Biochemistry . 58 : 575–606. doi :10.1146/annurev.bi.58.070189.003043. PMID  2549857.
9. Kühn MC, Willenberg HS, Schott M, Papewalis C, Stumpf U, Flohé S, Scherbaum WA, Schinner S (февраль 2012 г.). «Факторы, секретируемые адипоцитами, увеличивают пролиферацию остеобластов и соотношение OPG/RANKL, влияя на формирование 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.). «Сверхэкспрессия фактора роста фибробластов-2, специфичная для сердца, защищает от дисфункции миокарда и инфаркта в мышиной модели ишемии с низким кровотоком». Circulation . 108 (25): 3140–8. doi :10.1161/01.CIR.0000105723.91637.1C. PMID  14656920. S2CID  14251918.
11. Perez JA, Clinton SM, Turner CA, Watson SJ, Akil H (май 2009). «Новая роль FGF2 как эндогенного ингибитора тревожности». The Journal of Neuroscience . 29 (19): 6379–87. doi :10.1523/JNEUROSCI.4829-08.2009. PMC 2748795. PMID  19439615 . 
12. Pereira 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. doi : 10.1210/endo.141.12.7851 . PMID  11108268.
13. Liu Y, Song Z, Zhao Y, Qin H, Cai J, Zhang H, Yu T, Jiang S, Wang G, Ding M, Deng H (июль 2006 г.). «Новая химически определенная среда с добавками bFGF и N2B27 поддерживает недифференцированный рост эмбриональных стволовых клеток человека». Biochemical and Biophysical Research Communications . 346 (1): 131–9. doi :10.1016/j.bbrc.2006.05.086. PMID  16753134.
14. Lee TJ, Jang J, Kang S, Jin M, Shin H, Kim DW, Kim BS (январь 2013 г.). «Усиление остеогенной и хондрогенной дифференцировки человеческих эмбриональных стволовых клеток путем индукции мезодермальной линии с помощью лечения BMP-4 и FGF2». Biochemical and Biophysical Research Communications . 430 (2): 793–7. doi :10.1016/j.bbrc.2012.11.067. PMID  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. Bong SM, Bae SH, Song B, Gwak H, Yang SW, Kim S, Nam S, Rajalingam K, Oh SJ, Kim TW, Park S, Jang H, Lee BI (июнь 2020 г.). «Регуляция экспорта мРНК посредством взаимодействия API5 и ядерного FGF2». Nucleic Acids Research . 48 (11): 6340–6352. doi :10.1093/nar/gkaa335. PMC 7293033. PMID  32383752. 
17. Coleman SJ, Bruce C, Chioni AM, Kocher HM, Grose RP (август 2014 г.). «Внутри и снаружи сигнализации рецептора фактора роста фибробластов». Clinical Science . 127 (4): 217–31. doi :10.1042/CS20140100. PMID  24780002.
18. Бенингтон Л., Раджан Г., Лохер К., Лим Л.Й. (июнь 2020 г.). «Фактор роста фибробластов 2-Обзор подходов к стабилизации для клинических применений». Фармацевтика . 12 (6): 508. doi : 10.3390/pharmaceutics12060508 . PMC 7356611. PMID  32498439 . 
19. Barros RG, Lima PF, Soares AC, Sanches L, Price CA, Buratini J (май 2019). «Фактор роста фибробластов 2 регулирует дифференцировку кумулюса под контролем ооцита». Журнал вспомогательной репродукции и генетики . 36 (5): 905–913. doi :10.1007/s10815-019-01436-7. PMC 6541720. PMID  30887159 . 
20. Yang QE, Fields SD, Zhang K, Ozawa M, Johnson SE, Ealy AD (ноябрь 2011 г.). «Фактор роста фибробластов 2 способствует развитию примитивной энтодермы в выростах бластоцисты коровы». Biology of Reproduction . 85 (5): 946–953. doi :10.1095/biolreprod.111.093203. PMID  21778141.
21. Fields SD, Hansen PJ, Ealy AD (май 2011 г.). «Требования к фактору роста фибробластов для развития эмбрионов крупного рогатого скота in vitro». Theriogenology . 75 (8): 1466–1475. doi :10.1016/j.theriogenology.2010.12.007. PMID  21295834.
22. Xie M, McCoski SR, Johnson SE, Rhoads ML, Ealy AD (февраль 2017 г.). «Комбинаторные эффекты эпидермального фактора роста, фактора роста фибробластов 2 и инсулиноподобного фактора роста 1 на пролиферацию клеток трофобласта и эмбриогенез у крупного рогатого скота». Reproduction, Fertility, and Development . 29 (2): 419–430. doi :10.1071/RD15226. PMID  26304178.
23. Skjerpen CS, Nilsen T, Wesche J, Olsnes S (август 2002 г.). «Связывание вариантов FGF-1 с протеинкиназой CK2 коррелирует с митогенностью». The EMBO Journal . 21 (15): 4058–69. doi :10.1093/emboj/cdf402. PMC 126148. PMID  12145206 . 
24. Shen B, Arese M, Gualandris A, Rifkin DB (ноябрь 1998 г.). «Внутриклеточная ассоциация FGF-2 с рибосомальным белком L6/TAXREB107». Biochemical and Biophysical Research Communications . 252 (2): 524–8. doi : 10.1006/bbrc.1998.9677 . PMID  9826564.
25. Soulet F, Al Saati T, Roga S, Amalric F, Bouche G (ноябрь 2001 г.). «Фактор роста фибробластов-2 взаимодействует со свободным рибосомальным белком S19». Biochemical and Biophysical Research Communications . 289 (2): 591–6. doi :10.1006/bbrc.2001.5960. PMID  11716516.

Дальнейшее чтение

• Ornitz DM, Itoh N (2001). "Факторы роста фибробластов". Genome Biology . 2 (3): REVIEWS3005. doi : 10.1186 /gb-2001-2-3-reviews3005 . PMC  138918. PMID  11276432.
• Orpana A, Salven P (февраль 2002 г.). «Ангиогенные и лимфангиогенные молекулы при гематологических злокачественных новообразованиях». Leukemia & Lymphoma . 43 (2): 219–24. doi :10.1080/10428190290005964. PMID  11999550. S2CID  21908151.
• Marie PJ, Debiais F, Haÿ E (2003). «Регуляция фенотипа черепных остеобластов человека с помощью сигналов FGF-2, FGFR-2 и BMP-2». Гистология и гистопатология . 17 (3): 877–85. doi :10.14670/HH-17.877. PMID  12168799.
• Zhao XC, Zhang LM, Tong DY, An P, Jiang C, Zhao P, Chen WM, Wang J (март 2013 г.). «Пропофол увеличивает экспрессию основного фактора роста фибробластов после транзиторной церебральной ишемии у крыс». Neurochemical Research . 38 (3): 530–7. doi :10.1007/s11064-012-0945-4. PMC  3574197 . PMID  23247820.
• Vincent T, Saklatvala J (июнь 2006 г.). «Основной фактор роста фибробластов: внеклеточный механотрансдуктор в суставном хряще?». Biochemical Society Transactions . 34 (Pt 3): 456–7. doi :10.1042/BST0340456. PMID  16709186.
• Ribatti D, Vacca A, Rusnati M, Presta M (2007). «Открытие основного фактора роста фибробластов/фактора роста фибробластов-2 и его роль в гематологических злокачественных новообразованиях». Обзоры цитокинов и факторов роста . 18 (3–4): 327–34. doi :10.1016/j.cytogfr.2007.04.011. PMID  17537668.
• Watson R, Anthony F, Pickett M, Lambden P, Masson GM, Thomas EJ (сентябрь 1992 г.). «Обратная транскрипция с вложенной полимеразной цепной реакцией показывает экспрессию основных транскриптов фактора роста фибробластов в гранулезных и кумулюсных клетках человека у пациентов, перенесших экстракорпоральное оплодотворение». Biochemical and Biophysical Research Communications . 187 (3): 1227–31. doi :10.1016/0006-291X(92)90434-M. PMID  1417798.
• Zhu X, Komiya H, Chirino A, Faham S, Fox GM, Arakawa T, Hsu BT, Rees DC (январь 1991 г.). «Трехмерные структуры кислых и основных факторов роста фибробластов». Science . 251 (4989): 90–3. Bibcode :1991Sci...251...90Z. doi :10.1126/science.1702556. PMID  1702556.
• Eriksson AE, Cousens LS, Weaver LH, Matthews BW (апрель 1991 г.). «Трехмерная структура основного фактора роста фибробластов человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 88 (8): 3441–5. Bibcode : 1991PNAS...88.3441E. doi : 10.1073 /pnas.88.8.3441 . PMC  51463. PMID  1707542.
• Ago H, Kitagawa Y, Fujishima A, Matsuura Y, Katsube Y (сентябрь 1991 г.). «Кристаллическая структура основного фактора роста фибробластов при разрешении 1,6 А». Журнал биохимии . 110 (3): 360–3. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a123586 . PMID  1769963.
• Zhang JD, Cousens LS, Barr PJ, Sprang SR (апрель 1991 г.). «Трехмерная структура человеческого основного фактора роста фибробластов, структурного гомолога интерлейкина 1 бета». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 88 (8): 3446–50. Bibcode : 1991PNAS...88.3446Z. doi : 10.1073/pnas.88.8.3446 . PMC  51464. PMID  1849658 .
• Wu DQ, Kan MK, Sato GH, Okamoto T, Sato JD (сентябрь 1991 г.). «Характеристика и молекулярное клонирование предполагаемого связывающего белка для гепарин-связывающих факторов роста». Журнал биологической химии . 266 (25): 16778–85. doi : 10.1016/S0021-9258(18)55368-0 . PMID  1885605.
• Fukushima Y, Byers MG, Fiddes JC, Shows TB (1991). «Ген основного фактора роста фибробластов человека (FGFB) приписан к хромосоме 4q25». Cytogenetics and Cell Genetics . 54 (3–4): 159–60. doi :10.1159/000132983. PMID  2265560.
• Lafage-Pochitaloff M, Galland F, Simonetti J, Prats H, Mattei MG, Birnbaum D (1990). "Ген основного фактора роста фибробластов человека расположен на длинном плече хромосомы 4 в полосах q26-q27". Oncogene Research . 5 (3): 241–4. PMID  2320377.
• Story MT, Esch F, Shimasaki S, Sasse J, Jacobs SC, Lawson RK (февраль 1987 г.). «Аминоконцевая последовательность большой формы основного фактора роста фибробластов, выделенного из доброкачественной гиперпластической ткани предстательной железы человека». Biochemical and Biophysical Research Communications . 142 (3): 702–9. doi :10.1016/0006-291X(87)91471-9. PMID  2435284.
• Курокава Т., Сасада Р., Иване М., Игараси К. (март 1987 г.). «Клонирование и экспрессия кДНК, кодирующей основной фактор роста фибробластов человека». FEBS Letters . 213 (1): 189–94. doi : 10.1016/0014-5793(87)81489-8 . PMID  2435575. S2CID  28111330.
• Prats H, Kaghad M, Prats AC, Klagsbrun M, Lélias JM, Liauzun P, Chalon P, Tauber JP, Amalric F, Smith JA (март 1989). «Высокомолекулярные формы основного фактора роста фибробластов инициируются альтернативными кодонами CUG». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (6): 1836–40. Bibcode : 1989PNAS ...86.1836P. doi : 10.1073/pnas.86.6.1836 . PMC  286799. PMID  2538817.
• Florkiewicz RZ, Sommer A (июнь 1989). "Ген основного фактора роста фибробластов человека кодирует четыре полипептида: три инициируют трансляцию с кодонов, отличных от AUG". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (11): 3978–81. Bibcode : 1989PNAS...86.3978F. doi : 10.1073/pnas.86.11.3978 . PMC  287371. PMID  2726761 .
• Abraham JA, Whang JL, Tumolo A, Mergia A, Fiddes JC (1987). "Основной фактор роста фибробластов человека: последовательность нуклеотидов, геномная организация и экспрессия в клетках млекопитающих". Симпозиумы по количественной биологии в Колд-Спринг-Харбор . 51 Pt 1: 657–68. doi :10.1101/sqb.1986.051.01.078. PMID  3472745.
• Sommer A, Brewer MT, Thompson RC, Moscatelli D, Presta M, Rifkin DB (апрель 1987 г.). «Форма человеческого основного фактора роста фибробластов с удлиненным аминоконцом». Biochemical and Biophysical Research Communications . 144 (2): 543–50. doi :10.1016/S0006-291X(87)80001-3. PMID  3579930.

Внешние ссылки

• Базовый+Фибробласт+Фактор+Рост в Национальной медицинской библиотеке США Медицинские предметные рубрики (MeSH)
• Расположение генома человека FGF2 и страница с подробностями гена FGF2 в браузере геномов UCSC .