Jump to content

Нейротрофический фактор глиального клеточного происхождения

ГДНФ
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы GDNF , ATF1, ATF2, HFB1-HSCR3, нейротрофический фактор глиальных клеток, ATF
Внешние идентификаторы ОМИМ : 600837 ; МГИ : 107430 ; Гомологен : 433 ; GeneCards : GDNF ; ОМА : GDNF – ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_010275
НМ_001301332
НМ_001301333
НМ_001301357

RefSeq (белок)

НП_000505
НП_001177397
НП_001177398
НП_001265027
НП_954701

НП_001288261
НП_001288262
НП_001288286
НП_034405

Местоположение (UCSC) Chr 5: 37,81 – 37,84 Мб Чр 15: 7,84 – 7,87 Мб
в PubMed Поиск [3] [4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Нейротрофический фактор глиальной клеточной линии ( GDNF ) представляет собой белок , который у человека кодируется GDNF геном . [5] GDNF — небольшой белок, который мощно способствует выживанию многих типов нейронов . [6] Он передает сигналы через рецепторы GFRα , особенно GFRα1 .Он также отвечает за определение сперматогоний в первичные сперматоциты, т.е. принимает протоонкоген RET (RET) и, образуя градиент с SCF, разделяет сперматогонии на две клетки. В результате происходит задержка сперматогониев и образование сперматоцитов. [7] [ нужна полная цитата ]

Семейство лигандов GDNF (GFL)

[ редактировать ]

GDNF был открыт в 1991 году. [8] и является первым обнаруженным членом семейства лигандов GDNF (GFL).

GDNF широко распространен как в периферической, так и в центральной нервной системе. Он может секретироваться астроцитами , олигодендроцитами , шванновскими клетками , двигательными нейронами и скелетными мышцами во время развития и роста нейронов и других периферических клеток. [9]

Ген GDNF кодирует высококонсервативный нейротрофический фактор . Было показано, что рекомбинантная форма этого белка способствует выживанию и дифференцировке дофаминергических нейронов в культуре и способна предотвращать апоптоз мотонейронов, вызванный аксотомией . из 211 аминокислот GDNF синтезируется в виде белка-предшественника , про-GDNF. [9] Предварительная последовательность направляет белок в эндоплазматический ретикулум для секреции. Во время секреции белок-предшественник сворачивается через сульфид-сульфидную связь и димеризуется. Затем белок модифицируется путем N-связанного гликозилирования во время упаковки и приготовления в аппарате Гольджи . Наконец, белок-предшественник подвергается протеолизу благодаря протеолитической консенсусной последовательности на его С- конце и расщепляется до 134 аминокислот. [9] Протеазы , которые играют роль в протеолизе про-GDNF в зрелый GDNF, включают фурин , PACE4, PC5A, PC5B и PC7. Поскольку несколько протеаз могут расщеплять белок-предшественник, можно получить четыре различные зрелые формы GDNF. [9] Для протеолитического процессинга GDNF требуется SorLA, рецептор сортировки белков. SorLA не связана ни с какими другими GFL. [10] Зрелая форма белка является лигандом продукта протоонкогена RET (перестроенного при трансфекции). В дополнение к транскрипту, кодирующему GDNF, также были описаны два дополнительных альтернативных транскрипта, кодирующих отдельные белки, называемые трофическими факторами астроцитов. Мутации в этом гене могут быть связаны с болезнью Гиршпрунга . [6]

GDNF обладает способностью активировать изоформы киназы MAP ERK-1 и ERK-2 в симпатических нейронах, а также пути P13K/AKT посредством активации его рецепторных тирозинкиназ . [11] [12] Он также может активировать киназы семейства Src через свой рецептор GFRα1. [13]

Наиболее заметной особенностью GDNF является его способность поддерживать выживание дофаминергических клеток. [14] и мотонейроны . [ нужна ссылка ] Он предотвращает апоптоз мотонейронов во время развития, уменьшает общую потерю нейронов во время развития, спасает клетки от гибели, вызванной аксотомией, и предотвращает хроническую дегенерацию. [9]

Эти популяции нейронов погибают в ходе болезни Паркинсона и бокового амиотрофического склероза (АЛС). GDNF также регулирует развитие почек и сперматогенез и оказывает мощное и быстрое отрицательное (улучшающее) влияние на употребление алкоголя . [15] GDNF также способствует образованию волосяных фолликулов и заживлению кожных ран , воздействуя на резидентные стволовые клетки волосяных фолликулов (BSC) в зоне выпуклости. [16]

Структура

[ редактировать ]

GDNF имеет структуру, аналогичную TGF бета 2 . [11] GDNF имеет две пальцеобразные структуры, которые взаимодействуют с рецептором GFRα1 . N-связанное гликозилирование , которое происходит во время секреции про-GDNF, происходит на кончике одной из пальцеобразных структур. С-конец зрелого GDNF играет важную роль в связывании как с Ret , так и с рецептором GFRα1 . С-конец образует петлю взаимодействия между цистеинами Cys131, Cy133, Cys68 и Cys 72. [9]

Взаимодействия

[ редактировать ]

Было показано, что нейротрофический фактор глиальной клеточной линии взаимодействует с GFRA1. [9] [17] и рецептор альфа 1 семейства GDNF . Активность GDNF, как и других GFL, опосредуется тирозинкиназой рецептора RET. Чтобы рецептор мог модулировать активность GDNF, GDNF также должен быть связан с GFRα1. [11] Интенсивность и продолжительность передачи сигналов RET также можно контролировать с помощью GPI-якоря GFRα1 путем взаимодействия с компартментами клеточной мембраны, такими как липидные рафты или расщепление фосфолипазами . [12] В клетках, в которых отсутствует RET, некоторые члены семейства лигандов GDNF также обладают способностью активироваться посредством молекулы адгезии нервных клеток (NCAM). GDNF может связываться с NCAM через свой GPI-якорь GFRα1. Ассоциация между GDNF и NCAM приводит к активации цитоплазматических протеинтирозинкиназ Fyn и FAK. [18]

Потенциал в качестве терапии

[ редактировать ]

GDNF исследовался в качестве средства лечения болезни Паркинсона, хотя ранние исследования не показали значительного эффекта. [8] [19] Витамин D мощно индуцирует экспрессию GDNF. [20]

В 2012 году Бристольский университет начал пятилетнее клиническое исследование на людях, страдающих болезнью Паркинсона, в ходе которого хирурги ввели в череп каждого из 41 участника порт, через который можно было доставить лекарство, чтобы оно могло достичь поврежденных мест. клетки напрямую. [21] Результаты двойного слепого исследования, в котором половине участников случайным образом были назначены регулярные инфузии GDNF, а другой половине — инфузии плацебо, не показали статистически значимой разницы между группой активного лечения и группой, получавшей плацебо, но подтвердили. воздействие на поврежденные клетки головного мозга. [22] Исследование финансировалось организацией Parkinson's UK при поддержке The Cure Parkinson's Trust, основатель которой Том Айзекс был одним из участников. [23]

Нейропсихофармакология

[ редактировать ]

Введение африканского галлюциногена ибогаина мощно увеличивает экспрессию GDNF в вентральной области покрышки , что является механизмом антизависимого эффекта алкалоида. [24] Модели на грызунах, использующие непсиходелический аналог этого соединения, обещают стимулировать экспрессию GDNF без галлюциногенных или кардиотоксических эффектов, хорошо документированных для ибогаина. [25]

Имеются доказательства того, что Gdnf — это чувствительный к алкоголю ген , активность которого повышается при кратковременном употреблении алкоголя , но снижается при отказе от чрезмерного употребления алкоголя. [26] В частности, одно исследование показало, что отказ от алкоголя изменяет экспрессию Gdnf в зависимостью, областях мозга, связанных с таких как вентральная покрышка (VTA) и прилежащее ядро, а также метилирование ДНК гена Gdnf у крыс. [27]

  1. ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000168621 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000022144 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. ^ Лин Л.Ф., Доэрти Д.Х., Лайл Дж.Д., Бектеш С., Коллинз Ф. (май 1993 г.). «GDNF: нейротрофический фактор глиальной клеточной линии для дофаминергических нейронов среднего мозга». Наука . 260 (5111): 1130–2. Бибкод : 1993Sci...260.1130L . дои : 10.1126/science.8493557 . ПМИД   8493557 .
  6. ^ Перейти обратно: а б «Ген Энтрез: нейротрофический фактор, полученный из глиальных клеток GDNF» . Архивировано из оригинала 7 марта 2010 г. Проверено 31 августа 2017 г.
  7. ^ Скотт Ф. Гилберт
  8. ^ Перейти обратно: а б Вастаг Б (август 2010 г.). «Биотехнология: Преодолев барьер» . Природа . 466 (7309): 916–8. дои : 10.1038/466916а . ПМИД   20725015 .
  9. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Синтрон-Колон АФ, Алмейда-Алвес Г, Бойнтон А.М., Шпицберген Ж.М. (октябрь 2020 г.). «Синтез GDNF, передача сигналов и ретроградный транспорт в мотонейронах» . Исследования клеток и тканей . 382 (1): 47–56. дои : 10.1007/s00441-020-03287-6 . ПМЦ   7529617 . ПМИД   32897420 .
  10. ^ Глеруп С., Люм М., Олсен Д., Ниенгаард Дж.Р., Вегтер С.Б., Густафсен С. и др. (январь 2013 г.). «SorLA контролирует нейротрофическую активность путем сортировки GDNF и его рецепторов GFRα1 и RET» . Отчеты по ячейкам . 3 (1): 186–99. дои : 10.1016/j.celrep.2012.12.011 . ПМИД   23333276 .
  11. ^ Перейти обратно: а б с Коцбауэр П.Т., Лампе П.А., Хейкерот Р.О., Голден Дж.П., Кридон DJ, Джонсон Э.М., Милбрандт Дж. (декабрь 1996 г.). «Нейтурин, родственник нейротрофического фактора, происходящего из глиальных клеток». Природа . 384 (6608): 467–70. Бибкод : 1996Natur.384..467K . дои : 10.1038/384467a0 . ПМИД   8945474 . S2CID   4238843 .
  12. ^ Перейти обратно: а б Ибаньес CF, Андрессоо ХО (январь 2017 г.). «Биология GDNF и его рецепторов - Актуальность при заболеваниях центральной нервной системы». Нейробиология болезней . 97 (Часть Б): 80–89. дои : 10.1016/j.nbd.2016.01.021 . ПМИД   26829643 . S2CID   17588722 .
  13. ^ Айраксинен М.С., Саарма М. (май 2002 г.). «Семейство GDNF: передача сигналов, биологические функции и терапевтическая ценность». Обзоры природы. Нейронаука . 3 (5): 383–94. дои : 10.1038/nrn812 . ПМИД   11988777 . S2CID   2480120 .
  14. ^ Оо Т.Ф., Холодилов Н., Берк Р.Э. (июнь 2003 г.). «Регуляция естественной гибели клеток в дофаминергических нейронах черной субстанции с помощью нейротрофического фактора, полученного из линии глиальных клеток полосатого тела, in vivo» . Журнал неврологии . 23 (12): 5141–8. doi : 10.1523/JNEUROSCI.23-12-05141.2003 . ПМК   6741204 . ПМИД   12832538 .
  15. ^ Карничелла С., Харазия В., Жанблан Дж., Джанак П.Х., Рон Д. (июнь 2008 г.). «GDNF является быстродействующим мощным ингибитором употребления алкоголя и рецидивов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (23): 8114–9. Бибкод : 2008PNAS..105.8114C . дои : 10.1073/pnas.0711755105 . ПМЦ   2423415 . ПМИД   18541917 .
  16. ^ Лиссе Т.С., Шарма М., Вишлаги Н., Пуллагура С.Р., Браун Р.Э. (июнь 2020 г.). «GDNF способствует образованию волос и заживлению кожных ран, воздействуя на стволовые клетки выпуклости» . npj Регенеративная медицина . 5 (13): 13. дои : 10.1038/s41536-020-0098-z . ПМЦ   7293257 . ПМИД   32566252 .
  17. ^ Сик М., Масуре С., Лесаж А.С., Ван дер Линден И., Ван Гомпель П., Пангалос М.Н. и др. (сентябрь 2000 г.). «Связывание GDNF и нейтурина с человеческими рецепторами альфа 1 и 2 семейства GDNF. Влияние cRET и кооперативные взаимодействия» . Журнал биологической химии . 275 (36): 27505–12. дои : 10.1074/jbc.M000306200 . ПМИД   10829012 .
  18. ^ Паратча Дж., Ледда Ф., Ибаньес К.Ф. (июнь 2003 г.). «Молекула адгезии нервных клеток NCAM является альтернативным сигнальным рецептором для лигандов семейства GDNF» . Клетка . 113 (7): 867–79. дои : 10.1016/s0092-8674(03)00435-5 . ПМИД   12837245 .
  19. ^ «Периодическое двустороннее внутрипутаменальное лечение с помощью GDNF» . Фонд Майкла Дж. Фокса по исследованию болезни Паркинсона | Болезнь Паркинсона .
  20. ^ Эсериан Дж.К. (июль 2013 г.). «Витамин D как эффективный метод лечения наркозависимости и наркозависимости» . Журнал медицинских гипотез и идей . 7 (2): 35–39. дои : 10.1016/j.jmhi.2013.02.001 . Витамин D является мощным индуктором эндогенного GDNF. Наиболее заметной особенностью GDNF является его способность поддерживать выживание дофаминергических нейронов.
  21. ^ «Радикальные испытания лекарств в надежде на чудесное излечение от болезни Паркинсона» . Новости Би-би-си . Архивировано из оригинала 10 марта 2019 года . Проверено 10 марта 2019 г.
  22. ^ «Клинические испытания GDNF дают надежду на восстановление клеток головного мозга, поврежденных при болезни Паркинсона» . Паркинсоны Великобритания . 27 февраля 2019 года. Архивировано из оригинала 27 марта 2019 года . Проверено 10 марта 2019 г.
  23. ^ «Новаторское исследование дает надежду на восстановление клеток мозга, поврежденных при болезни Паркинсона» . Бристольский университет . 2019-02-19. Архивировано из оригинала 27 марта 2019 г. Проверено 27 марта 2019 г.
  24. ^ Он Д.Й., Макгоф Н.Н., Равиндранатан А., Жанблан Дж., Логрип М.Л., Фамлуонг К. и др. (январь 2005 г.). «Нейротрофический фактор, происходящий из глиальной клеточной линии, опосредует желаемое действие ибогаина, лекарства от зависимости, против употребления алкоголя» . Журнал неврологии . 25 (3): 619–28. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3959-04.2005 . ПМЦ   1193648 . ПМИД   15659598 .
  25. ^ Кэмерон Л.П., Томбари Р.Дж., Лу Дж., Пелл А.Дж., Херли З.К., Эхингер Ю. и др. (январь 2021 г.). «Негаллюциногенный психоделический аналог с терапевтическим потенциалом» . Природа . 589 (7842): 474–479. Бибкод : 2021Natur.589..474C . дои : 10.1038/s41586-020-3008-z . ПМЦ   7874389 . ПМИД   33299186 .
  26. ^ Барак С., Ахмадиантехрани С., Логрип М.Л., Рон Д. (май 2019 г.). «GDNF и расстройство, связанное с употреблением алкоголя» . Биология наркомании . 24 (3): 335–343. дои : 10.1111/adb.12628 . ПМК   6215739 . ПМИД   29726054 .
  27. ^ Майер Х.Б., Неязи М., Неязи А., Хиллемахер Т., Патак Х., Рейн М. и др. (февраль 2020 г.). «Потребление алкоголя изменяет метилирование и экспрессию промотора Gdnf у крыс». Журнал психиатрических исследований . 121 : 1–9. doi : 10.1016/j.jpsychires.2019.10.020 . ПМИД   31710958 . S2CID   207964134 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 06918eeff93efa9e6ab4bedf1f3384eb__1717763940
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/06/eb/06918eeff93efa9e6ab4bedf1f3384eb.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Glial cell line-derived neurotrophic factor - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)