Фактор роста кости

Фактор роста кости - это фактор роста , который стимулирует рост костной ткани . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Известные факторы роста кости включают инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1), инсулиноподобный фактор роста-2 (IGF-2), бета-фактор роста (TGF-β), факторы роста фибробластов (FGF), тромбоцита Полученный фактор роста (PDGF), связанные с паратиреоидным гормоном пептида (PTHRP), морфогенетические белки костей (BMP) и некоторые члены группы дифференцировки роста (GDF) белков. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Конечной целью факторов роста костей являются остеобласты , остеокласты и фибробласты . человека Было показано, что фибробласты и остеобласты способны создавать факторы роста костей после стимуляции. ^{[ 4 ]}

Основные гормоны, влияющие на рост костей и морфологию, включают гормон роста (GH), андрогены, такие как тестостерон и дигидротокстостерон , и эстрогены , такие как эстрадиол . ^{[ 3 ]}^{[ 5 ]}

Типы

Трансформирующий фактор роста бета

Бета-фактор трансформации бета (TGF-β) является физиологическим регулятором дифференцировки остеобластов и действует как центральный компонент в связи формирования кости и ее резорбции во время ремоделирования кости. ^{[ 6 ]}

Костные морфогенетические белки

Морфогенетические белки кости (BMP) представляют собой белки, изготовленные из кислых полипептидов и относятся к семейству TGF-B. ^{[ 7 ]} BMP способствуют регенерации костной ткани и хряща. ^{[ 7 ]} BMP демонстрирует остеоиндуктивную активность. Остеоиндуктивная активность приводит к образованию кости, активирует мезенхимальные клетки, чтобы трансформировать в остеобласты, которые в конечном итоге дают образование кости. BMP -нацеливание и связывается с мезенхимальными клетками и активирует трансмембранную сериновую/треонинкиназную рецептор, что приведет к фосфорилированию молекул, называемых SMAD. Смады - это транскрипционные факторы, которые будут вызывать рост остеобластов. ^{[ 8 ]}

Фактор роста тромбоцитов

Большинство субстратов фактора роста, полученного из тромбоцитов (PDGF), демонстрируют сходные структуры с доменом гомологии SRC 2. Эти субстраты будут связываться с рецепторами PDGFR, которые будут димеризировать и аутофосфорилировать. Это фосфорилирование притягивало PLC-гамма (индуцирует пролиферацию клеток), RAS (который проходит через сигнальный каскад и действует как фактор транскрипции), фосфатидилинозитол 3-киназа (PI3K), которая также способствует сигнальному каскадному каскаду, а также формирование стрессового волокна, а также, а также, а также формирование стрессовых волокни индуцирует путь статистики, который активирует факторы транскрипции. ^{[ 9 ]}

Фактор роста фибробластов

Факторы роста, полученные из тромбоцитов (PDGF), представляют собой полипептиды, обнаруженные в различных тканях, включая кости, где первоначально было постулировано, что он может действовать как аутологичный регулятор ремоделирования костей. Этот белок был первоначально выделен в тромбоцитах человека и состоит из двух различных полипептидных цепей A и B. Комбинация этих полипептидов образует гомодимерные (AA) или (BB) или гетеродимерные (AB) цепи PDGF. ^{[ 10 ]} Сигнальный каскад фактора роста фибробластов (FGF) начинается с связывания 2 факторов роста с FGFR. Димеризация имеет место и инициирует трансфосфорилирование каждого рецептора. Эти сайты фосфорилирования действуют как сайты стыковки для белков, чтобы они могли вызвать передачу сигналов нижней части. Эти белки состоят из FRS2-альфа и PLC-гамма. FRS2-альфа действует как белок каркаса для удержания GAB1 и GRB2, которые затем белки связываются с SHP2 и SOS. Эти несколько белков действуют вместе, чтобы активировать путь RAS (вызывает пролиферацию и дифференцировку клеток) и путь PI3K (вызывает выживание и определение судьбы клеток). На другой стороне димеризированных рецепторов PLC-Gamma активирует DAG и IP3, которые дают ионы PKC и кальция. PKC и кальций в конечном итоге будут вызывать морфологию, миграцию и адгезию. ^{[ 11 ]}

Инсулиноподобные факторы роста

Инсулиноподобные факторы роста (IGF) помогают росту костей в организме. IGF представляют собой одноцепочечные полипептиды, которые аналогично структурированы для инсулина. Существует 2 IGF: инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1) и инсулиноподобный фактор роста 2 (IGF-2). IGF-1 индуцируется гормоном роста (GH) и нацелен на хрящ, стимулируя пролиферацию клеточных костных клеток. Исследования, проведенные Yakar S, Rosen CJ показали на животных моделях, что IGF-1 может усилить продольный рост, периостаальную окружность и плотность минералов кости. ^{[ 12 ]} IGF-1 отвечает за увеличение общего размера тела, размер продольной кости и высоты , особенно во время полового созревания . ^{[ 3 ]}^{[ 5 ]}

Связанный с околощитовидным гормоном белок

Связанный с паратиреоидным гормоном белок (PTHRP) важен для образования эндохондральной кости. Мартин (2005) обнаружил, что PTHRP стимулирует образование кости за счет увеличения дифференцировки остеобластов и уменьшая апоптоз остеобластов. Это вызывает увеличение остеобластов, позволяющих сформировать новые костные клетки. PTHRP также регулирует образование остеокластов, что еще больше позволяет рост кости. ^{[ 13 ]}

Гормоны

Эстрогены вызывают расширение бедер и закруглены во время полового созревания у женщин, а андрогены заставляют плечи расширяться у мужчин. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}^{[ 16 ]} Эстрогены опосредуют эпифизарное закрытие как у мужчин, так и у женщин. ^{[ 3 ]}^{[ 5 ]} Другие гормоны, вовлеченные в контроль роста костей, включают гормон щитовидной железы , гормон околощитовидной железы , ^{[ 17 ]} кальцитонин , ^{[ 18 ]} Глюкокортикоиды , такие как кортизол и витамин D ( кальцитриол ). ^{[ 5 ]} Согласно Menopause, блог из Университета Рочестера, эстроген заставляет женщин распределять жир в их груди, бедрах и вдоль своей области таза, подразумевая, что жир может использоваться в качестве источника энергии для будущих беременностей. Для мужчин андрогены (такие как тестостерон) увеличивают отношение мышц к жиров мужского пола. Вудс Дж. "Что имеет эстроген к жиру животу?" Полем

Клиническое значение

Потенциальное лечение остеопороза

Остеопороз - это заболевание костей, при которой костная масса меньше, чем в среднем и может увеличить переломы. Некоторые причины, которые приводят к остеопорозу, состоит в том, сколько вам лет, и уменьшение количества эстрогена, поэтому в основном это происходит у пожилых женщин (однако это также может повлиять на мужчин). ^{[ 19 ]}

Во время недавнего исследования, проведенного в исследовательском институте медицинского центра Детского медицинского центра на юго -западе UT, остеолектин фактора роста костей (CLEC11A) также показал регенеративные свойства. Яичники были удалены из мышей для имитации остеопороза женщин после менопаузы. Результаты были основаны на ежедневных инъекциях остеолектина для определения эффектов. Это исследование показало увеличение объема костей мышей с потерей кости после удаления их яичников. ^{[ 20 ]}

Чтобы быть более конкретным, для того, чтобы помочь людям с остеопорозом, лекарства используются наряду с лечением переломов костей. CLEC11A - это гликопротеин, который выражает костный мозг, который ELIFESCIENCES CASTS. ^{[ 21 ]}

Лечение сухожилия

Несколько исследований показали корреляцию между введением факторов роста костей и улучшением заживления сухожилия . Основное внимание в этих исследованиях было в основном на передней крестообразной связке (ACL), расположенной в колене, из -за большого количества травм, полученных спортсменами. ^{[ 22 ]} Университет Даммама, больница короля Фахд в Саудовской Аравии, смогла показать, что добавление фактора роста кости SHMSP посредством порошка облегчает процесс заживления сухожилия у кроликов. Сравнение этой тестовой группы SHMSP с контрольной группой иллюстрировало более высокий уровень формирования и организации в колене. ^{[ 22 ]}

Больница специальной хирургии в Нью -Йорке провела аналогичное исследование, в котором коллагеновая губка, содержащая костный белок, имплантировали в ACL кроликов. В этом случае костный белок, выделенный из бычьего бедра, содержал несколько костных морфогенетических белков , которые являются частью важной сигнальной системы, которая помогает в структуре костей. ^{[ 23 ]} Как и в случае применения SHMSP, было замечено включение костяного белка в губку коллагена, улучшает процесс заживления по сравнению с контрольными группами с губкой одной или без губки. ^{[ 23 ]}

В отдельном исследовании, также реализованном больницей для специальной хирургии, а также в Калифорнийском университете, лечение передней крестообразной связки использовало рекомбинантный морфогенный белок кости человека RHBMP-2 в двух фазах. ^{[ 24 ]} На первой фазе дозировки NOGGIN , белка регулятора, а также RHBMP-2 были должным образом откалиброваны, а в второй фазе эти белки, переносимые на синтетическом матрице фосфата кальция (CPM), вводили в область ACL. Результаты этой процедуры также продемонстрировали улучшение образования коллагеновых волокон между сухожилием и костью. ^{[ 24 ]}

Следовательно, все три обработки улучшили эффективность заживления от сухожилия к костям посредством различных факторов роста кости: SHMSP, костяного белка и RHBMP-2.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} Мохан С., Бэйлинк DJ (февраль 1991 г.). «Факторы роста костей». Клиническая ортопедия и связанные с ними исследования . 263 (263): 30–48. doi : 10.1097/00003086-199102000-00004 . PMID 1993386 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Baylink DJ, Finkelman Rd, Mohan S (декабрь 1993 г.). «Факторы роста, чтобы стимулировать образование костей». Журнал исследований костей и минералов . 8 (Suppl 2): S565-72. doi : 10.1002/jbmr.5650081326 . PMID 8122528 . S2CID 42984375 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Shim KS (март 2015 г.). «Прозрачный рост и эпифизарский слияние» . Анналы педиатрической эндокринологии и метаболизма . 20 (1): 8–12. doi : 10.6065/apem.2015.20.1.8 . PMC 4397276 . PMID 25883921 .
^ Hausdorf J, Sievers B, Schmitt-Sody M, Jansson V, Maier M, Mayer-Wagner S (март 2011 г.). «Стимуляция синтеза фактора роста костей в остеобластах человека и фибробластах после применения экстракорпоральной ударной волны». Архив ортопедической хирургии и травмы . 131 (3): 303–9. doi : 10.1007/s00402-010-1166-4 . PMID 20730589 . S2CID 34915618 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Мюррей П.Г., Клейтон П.Е. (май 2013). «Эндокринный контроль роста» . Американский журнал медицинской генетики. Часть C, семинары в медицинской генетике . 163c (2): 76–85. doi : 10.1002/ajmg.c.31357 . PMID 23613426 . S2CID 3129856 .
^ Erlebacher A, Filvaroff EH, Ye JQ, Derynck R (июль 1998 г.). «Остеобластические ответы на TGF-бета во время ремоделирования кости» . Молекулярная биология клетки . 9 (7): 1903–18. doi : 10.1091/mbc.9.7.1903 . PMC 25433 . PMID 9658179 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Ирландия R (2020). Yeung Ca (ред.). Словарь стоматологии . doi : 10.1093/acref/9780191828621.001.0001 . ISBN 9780191828621 .
^ «Факторы роста костей - базовая наука - ортобаллеты» . www.orthobullets.com . Получено 2021-05-05 .
^ Ying HZ, Chen Q, Zhang Wy, Zhang HH, Ma Y, Zhang Sz, et al. (Декабрь 2017). «Сигнальный путь PDGF в патогенезе фиброза печени и терапии (обзор)» . Молекулярная медицина сообщает . 16 (6): 7879–7889. doi : 10.3892/mmr.2017.7641 . PMC 5779870 . PMID 28983598 .
^ Canalis E, McCarthy TL, Centrella M (сентябрь 1989 г.). «Влияние фактора роста, полученного из тромбоцитов, на формирование костей in vitro». Журнал клеточной физиологии . 140 (3): 530–7. doi : 10.1002/jcp.1041400319 . PMID 2777891 . S2CID 43713808 .
^ Гименес-Галлего Г., Родки Дж., Беннетт С., Риос-Канделор М., Дисалво Дж., Томас К (декабрь 1985 г.). «Фактор роста кислых фибробластов из мозга: полная аминокислотная последовательность и гомология». Наука . 230 (4732): 1385–8. Bibcode : 1985sci ... 230.1385g . doi : 10.1126/science.4071057 . PMID 4071057 .
^ Якар С., Вернер Х, Розен С.Дж. (июль 2018 г.). «Инсулиноподобные факторы роста: действия на скелете» . Журнал молекулярной эндокринологии . 61 (1): T115 - T137. doi : 10.1530/jme-17-0298 . PMC 5966339 . PMID 29626053 .
^ Мартин TJ (сентябрь 2005 г.). «Pthrp, полученный из остеобластов, является физиологическим регулятором формирования костей» . Журнал клинических исследований . 115 (9): 2322–4. doi : 10.1172/jci26239 . PMC 1193889 . PMID 16138187 .
^ Эпигенетика и рак . Академическая пресса. 23 ноября 2010. С. 62 -. ISBN 978-0-12-380865-3 .
^ Гельмут Ниборг (1 января 1994 г.). Гормоны, пол и общество: наука о физикологии . Greenwood Publishing Group. С. 51–. ISBN 978-0-275-94608-1 .
^ Shaffer D, Kipp K (1 января 2013 г.). Психология развития: детство и подростковый возраст . Cengage Learning. С. 191–. ISBN 978-1-111-83452-4 .
^ Ломбарди Г., Ди Сомма С., Рубино М., Фаггиано А., Вуоло Л., Герра Е. и др. (Июль 2011). «Роли гормона околощитовидной железы в ремоделировании костей: перспективы новой терапии». Журнал эндокринологического исследования . 34 (7 Suppl): 18–22. PMID 21985975 .
^ Картер П.Х., Шипани Е (март 2006 г.). «Роли гормона околощитовидной железы и кальцитонина в ремоделировании костей: перспективы новой терапии». Эндокринные, метаболические и иммунные расстройства . 6 (1): 59–76. doi : 10.2174/187153006776056666 . PMID 16611165 .
^ «Обзор остеопороза» . NIH остеопороз и связанные с ними заболевания костей Национальный центр ресурсов .
^ «Ученые обнаруживают новый фактор роста, образующий кости, который меняет остеопороз у мышей» . Scienceday . Получено 2019-12-05 .
^ Юэ Р., Шен Б., Моррисон С.Дж. (декабрь 2016 г.). «Clec11a/остеолектин является остеогенным фактором роста, который способствует поддержанию скелета для взрослых» . элиф . 5 doi : 10.7554/elife.18782 . PMC 5158134 . PMID 27976999 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Al-Bluwi MT, Azam MQ, Sadat-Ali M (2016). «Влияние фактора роста кости в сухожилие на заживление кости в реконструкции передней крестообразной связки: экспериментальное исследование в кроликах» . Международный журнал прикладных и базовых медицинских исследований . 6 (1): 23–7. doi : 10.4103/2229-516x.174004 . PMC 4765269 . PMID 26958518 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Андерсон К., Сеневиратне А.М., Изава К., Аткинсон Б.Л., Поттер Х.Г., Родео С.А. (2001–2011). «Увеличение заживления сухожилий в внутриаберно -туннеле с использованием фактора роста кости». Американский журнал спортивной медицины . 29 (6): 689–98. doi : 10.1177/03635465010290060301 . PMID 11734478 . S2CID 9946916 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} MA CB, Kawamura S, Deng XH, Ying L, Schneidkraut J, Hays P, Rodeo SA (апрель 2007 г.). «Морфогенетические белки кости играет роль в заживлении от сухожилия: исследование RHBMP-2 и ноггин». Американский журнал спортивной медицины . 35 (4): 597–604. doi : 10.1177/0363546506296312 . PMID 17218656 . S2CID 22750694 .

[pmid1993386-1] Jump up to: ^а ^{беременный} Мохан С., Бэйлинк DJ (февраль 1991 г.). «Факторы роста костей». Клиническая ортопедия и связанные с ними исследования . 263 (263): 30–48. doi : 10.1097/00003086-199102000-00004 . PMID 1993386 .

[pmid8122528-2] Jump up to: ^а ^{беременный} Baylink DJ, Finkelman Rd, Mohan S (декабрь 1993 г.). «Факторы роста, чтобы стимулировать образование костей». Журнал исследований костей и минералов . 8 (Suppl 2): S565-72. doi : 10.1002/jbmr.5650081326 . PMID 8122528 . S2CID 42984375 .

[pmid25883921-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Shim KS (март 2015 г.). «Прозрачный рост и эпифизарский слияние» . Анналы педиатрической эндокринологии и метаболизма . 20 (1): 8–12. doi : 10.6065/apem.2015.20.1.8 . PMC 4397276 . PMID 25883921 .

[:0-4] Hausdorf J, Sievers B, Schmitt-Sody M, Jansson V, Maier M, Mayer-Wagner S (март 2011 г.). «Стимуляция синтеза фактора роста костей в остеобластах человека и фибробластах после применения экстракорпоральной ударной волны». Архив ортопедической хирургии и травмы . 131 (3): 303–9. doi : 10.1007/s00402-010-1166-4 . PMID 20730589 . S2CID 34915618 .

[pmid23613426-5] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Мюррей П.Г., Клейтон П.Е. (май 2013). «Эндокринный контроль роста» . Американский журнал медицинской генетики. Часть C, семинары в медицинской генетике . 163c (2): 76–85. doi : 10.1002/ajmg.c.31357 . PMID 23613426 . S2CID 3129856 .

[6] Erlebacher A, Filvaroff EH, Ye JQ, Derynck R (июль 1998 г.). «Остеобластические ответы на TGF-бета во время ремоделирования кости» . Молекулярная биология клетки . 9 (7): 1903–18. doi : 10.1091/mbc.9.7.1903 . PMC 25433 . PMID 9658179 .

[:03-7] Jump up to: ^а ^{беременный} Ирландия R (2020). Yeung Ca (ред.). Словарь стоматологии . doi : 10.1093/acref/9780191828621.001.0001 . ISBN 9780191828621 .

[8] «Факторы роста костей - базовая наука - ортобаллеты» . www.orthobullets.com . Получено 2021-05-05 .

[9] Ying HZ, Chen Q, Zhang Wy, Zhang HH, Ma Y, Zhang Sz, et al. (Декабрь 2017). «Сигнальный путь PDGF в патогенезе фиброза печени и терапии (обзор)» . Молекулярная медицина сообщает . 16 (6): 7879–7889. doi : 10.3892/mmr.2017.7641 . PMC 5779870 . PMID 28983598 .

[10] Canalis E, McCarthy TL, Centrella M (сентябрь 1989 г.). «Влияние фактора роста, полученного из тромбоцитов, на формирование костей in vitro». Журнал клеточной физиологии . 140 (3): 530–7. doi : 10.1002/jcp.1041400319 . PMID 2777891 . S2CID 43713808 .

[11] Гименес-Галлего Г., Родки Дж., Беннетт С., Риос-Канделор М., Дисалво Дж., Томас К (декабрь 1985 г.). «Фактор роста кислых фибробластов из мозга: полная аминокислотная последовательность и гомология». Наука . 230 (4732): 1385–8. Bibcode : 1985sci ... 230.1385g . doi : 10.1126/science.4071057 . PMID 4071057 .

[12] Якар С., Вернер Х, Розен С.Дж. (июль 2018 г.). «Инсулиноподобные факторы роста: действия на скелете» . Журнал молекулярной эндокринологии . 61 (1): T115 - T137. doi : 10.1530/jme-17-0298 . PMC 5966339 . PMID 29626053 .

[13] Мартин TJ (сентябрь 2005 г.). «Pthrp, полученный из остеобластов, является физиологическим регулятором формирования костей» . Журнал клинических исследований . 115 (9): 2322–4. doi : 10.1172/jci26239 . PMC 1193889 . PMID 16138187 .

[14] Эпигенетика и рак . Академическая пресса. 23 ноября 2010. С. 62 -. ISBN 978-0-12-380865-3 .

[Nyborg1994-15] Гельмут Ниборг (1 января 1994 г.). Гормоны, пол и общество: наука о физикологии . Greenwood Publishing Group. С. 51–. ISBN 978-0-275-94608-1 .

[ShafferKipp2013-16] Shaffer D, Kipp K (1 января 2013 г.). Психология развития: детство и подростковый возраст . Cengage Learning. С. 191–. ISBN 978-1-111-83452-4 .

[pmid21985975-17] Ломбарди Г., Ди Сомма С., Рубино М., Фаггиано А., Вуоло Л., Герра Е. и др. (Июль 2011). «Роли гормона околощитовидной железы в ремоделировании костей: перспективы новой терапии». Журнал эндокринологического исследования . 34 (7 Suppl): 18–22. PMID 21985975 .

[pmid16611165-18] Картер П.Х., Шипани Е (март 2006 г.). «Роли гормона околощитовидной железы и кальцитонина в ремоделировании костей: перспективы новой терапии». Эндокринные, метаболические и иммунные расстройства . 6 (1): 59–76. doi : 10.2174/187153006776056666 . PMID 16611165 .

[19] «Обзор остеопороза» . NIH остеопороз и связанные с ними заболевания костей Национальный центр ресурсов .

[20] «Ученые обнаруживают новый фактор роста, образующий кости, который меняет остеопороз у мышей» . Scienceday . Получено 2019-12-05 .

[21] Юэ Р., Шен Б., Моррисон С.Дж. (декабрь 2016 г.). «Clec11a/остеолектин является остеогенным фактором роста, который способствует поддержанию скелета для взрослых» . элиф . 5 doi : 10.7554/elife.18782 . PMC 5158134 . PMID 27976999 .

[:1-22] Jump up to: ^а ^{беременный} Al-Bluwi MT, Azam MQ, Sadat-Ali M (2016). «Влияние фактора роста кости в сухожилие на заживление кости в реконструкции передней крестообразной связки: экспериментальное исследование в кроликах» . Международный журнал прикладных и базовых медицинских исследований . 6 (1): 23–7. doi : 10.4103/2229-516x.174004 . PMC 4765269 . PMID 26958518 .

[:2-23] Jump up to: ^а ^{беременный} Андерсон К., Сеневиратне А.М., Изава К., Аткинсон Б.Л., Поттер Х.Г., Родео С.А. (2001–2011). «Увеличение заживления сухожилий в внутриаберно -туннеле с использованием фактора роста кости». Американский журнал спортивной медицины . 29 (6): 689–98. doi : 10.1177/03635465010290060301 . PMID 11734478 . S2CID 9946916 .

[:3-24] Jump up to: ^а ^{беременный} MA CB, Kawamura S, Deng XH, Ying L, Schneidkraut J, Hays P, Rodeo SA (апрель 2007 г.). «Морфогенетические белки кости играет роль в заживлении от сухожилия: исследование RHBMP-2 и ноггин». Американский журнал спортивной медицины . 35 (4): 597–604. doi : 10.1177/0363546506296312 . PMID 17218656 . S2CID 22750694 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]