Войти
Нейротрофические факторы (NTF ) представляют собой семейство биомолекул - почти все они являются пептидами или небольшими белками, которые поддерживают рост, выживание и дифференцировку как развивающихся, так и зрелых нейронов. Большинство NTF оказывают свои трофические эффекты на нейроны посредством передачи сигналов через тирозинкиназы, обычно рецепторную тирозинкиназу. В зрелой нервной системе они способствуют выживанию нейронов, вызывают синаптическую пластичность и модулируют формирование долговременных воспоминаний. Нейротрофические факторы также способствуют начальному росту и развитию нейронов в центральной нервной системе и периферической нервной системе, и они способны восстанавливать поврежденные нейроны в пробирках и моделях на животных. Некоторые нейротрофические факторы также выделяются тканью-мишенью, чтобы направлять рост развивающихся аксонов. Большинство нейротрофических факторов относятся к одному из трех семейств: (1) нейротрофины, (2) лиганды семейства нейротрофических факторов (GFL), происходящие из глиальных клеток, и (3) нейропоэтические цитокины. У каждой семьи есть свои собственные клеточные сигнальные механизмы, хотя вызываемые клеточные ответы часто перекрываются.
В настоящее время нейротрофические факторы интенсивно изучаются для использования в биоискусственных нервных проводниках, поскольку они необходимы in vivo для управления ростом и регенерацией аксонов. В исследованиях нейротрофические факторы обычно используются в сочетании с другими методами, такими как биологические и физические сигналы, создаваемые добавлением клеток и определенных топографий. Нейротрофические факторы могут быть иммобилизованы или не иммобилизованы на каркасной структуре, хотя иммобилизация предпочтительна, поскольку она позволяет создавать постоянные контролируемые градиенты. В некоторых случаях, таких как нервные системы доставки лекарств, они слабо иммобилизованы, так что они могут выборочно высвобождаться в определенное время и в определенных количествах.
Хотя появляется больше информации о нейротрофических факторах, их классификация основана на различных клеточные механизмы, и они сгруппированы в три основных семейства: нейротрофины, семейство CNTF и семейство GDNF.
нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) структурно подобен NGF, NT-3 и NT-4 / 5, и имеет общий рецептор TrkB с НТ-4. Система нейротрофического фактора головного мозга / TrkB способствует выживанию тимоцитов, как было исследовано на тимусе мышей. Другие эксперименты предполагают, что BDNF более важен и необходим для выживания нейронов, чем другие факторы. Однако этот компенсаторный механизм до сих пор не известен. В частности, BDNF способствует выживанию нейронов ганглия дорсального корешка. Даже будучи связанным с усеченным TrkB, BDNF все еще проявляет роли в росте и развитии. Без BDNF (гомозиготный (- / -)) мыши не выживают в течение трех недель.
Включая развитие, BDNF играет важную регуляторную роль в развитии зрительной коры, усиливая нейрогенез, и улучшение обучения и памяти. В частности, BDNF действует в гиппокампе. Исследования показали, что лечение кортикостероном и адреналэктомия снижает или усиливает экспрессию BDNF в гиппокампе. В соответствии с исследованиями на людях и животных, уровни BDNF снижены у пациентов с нелеченой большой депрессией. Тем не менее, корреляция между уровнем BDNF и депрессией является спорной.
Фактор роста нервов (ФРН) использует высокое сродство рецептор TrkA для продвижения миелинизация и дифференцировка нейронов. Исследования показали, что нарушение регуляции NGF вызывает гипералгезию и боль. Продукция NGF сильно коррелирует со степенью воспаления. Несмотря на то, что очевидно, что экзогенное введение NGF помогает уменьшить воспаление тканей, молекулярные механизмы все еще неизвестны. Кроме того, уровни NGF в крови повышаются во время стресса, во время иммунного заболевания, а также при астме или артрите, среди других состояний.
В то время как нейротрофические факторы в семействе нейротрофинов обычно имеют рецептор протеин тирозинкиназы (Trk), нейротрофин-3 (NT-3) обладает уникальным рецептор, TrkC. Фактически, открытие различных рецепторов помогло ученым дифференцировать понимание и классификацию NT-3. NT-3 действительно имеет сходные свойства с другими членами этого класса и, как известно, важен для выживания нейронов. Белок NT-3 обнаружен в тимусе, селезенке, кишечном эпителии, но его роль в функции каждого органа до сих пор неизвестна.
Семейство нейротрофических факторов CNTF включает цилиарный нейротрофический фактор (CNTF), фактор ингибирования лейкемии (LIF), интерлейкин-6 (IL-6), пролактин, гормон роста, лептин, интерфероны ( т.е. интерферон-α, -β и -γ) и онкостатин M.
Цилиарный нейротрофический фактор влияет на эмбриональные двигательные нейроны, дорсальный сенсорные нейроны корневого ганглия и нейроны цилиарного нейрона гиппокампа. Он структурно связан с фактором ингибирования лейкемии (LIF), интерлейкином 6 (IL-6) и онкостатином M (OSM). CNTF предотвращает дегенерацию двигательных нейронов у крыс и мышей, что увеличивает время выживания и двигательную функцию мышей. Эти результаты предполагают, что экзогенный CNTF может быть использован в качестве терапевтического лечения дегенеративных заболеваний двигательных нейронов человека. Он также имеет неожиданные лептин -подобные характеристики, поскольку вызывает потерю веса.
Семейство лигандов GDNF включает глиальный нейротрофический фактор клеточной линии (GDNF), артемин, нейртурин и персефин.
Нейротрофический фактор, происходящий из линии глиальных клеток (GDNF), первоначально был обнаружен как промотор выживания, полученный из клетки глиомы. Более поздние исследования показали, что GDNF использует рецепторную тирозинкиназу и высокоаффинный лиганд-связывающий корецептор GFRα. GDNF имеет особенно сильное сродство к дофаминергическим (DA) нейронам. В частности, исследования показали, что GDNF играет защитную роль против токсинов MPTP для нейронов DA. Он также был обнаружен в двигательных нейронах эмбриональных крыс и, как предполагается, способствует развитию и сокращает аксотомию.
эфрины представляют собой семейство нейротрофических факторов, которые передают сигнал через рецепторы eph, класс рецепторных тирозинкиназ ; семейство эфринов включает в себя семейства эфринов A1, A2, A3, A4, A5, B1, B2 и B3.
Семейства нейротрофических факторов EGF и TGF состоят из эпидермального фактора роста, нейрегулинов, трансформирующий фактор роста альфа (TGFα) и трансформирующий фактор роста бета (TGFβ). Они передают сигнал через рецепторные тирозинкиназы и серин / треониновые протеинкиназы.
Несколько других биомолекул, которые идентифицированы как нейротрофические факторы, включают: фактор созревания глии, инсулин, инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), фактор роста фибробластов (FGF), фактор роста тромбоцитов (PDGF), пептид, активирующий аденилатциклазу гипофиза (PACAP), интерлейкин-1 (IL- 1), интерлейкин-2 (IL-2), интерлейкин-3 (IL-3), интерлейкин-5 (IL-5), интерлейкин-8 (IL-8), фактор, стимулирующий колонии макрофагов (M-CSF), фактор, стимулирующий колонии гранулоцитов и макрофагов (GM-CSF), и нейротактин.
