НЕЙРОТРОФИЧЕСКОГО ФАКТОРА

Подсемейство Цилиарного (реснитчатого) фактора, включает собственно CNTF, Ингибирующий фактор лейкемии (Leukemia inhibitory factor, LIF) и Интерлейкин-6 (IL-6). По своим структурным характеристикам и по спектру биологической активности эти факторы часто относят к цитокинам (см. ниже).

3.1. ЦИЛИАРНЫЙ НЕЙРОТРОФИЧЕСКИЙ ФАКТОР

(Ciliary Neurotrophic Factor, CNTF)

Структура. Общая характеристика. CNTF - белок с МВ 22,8 кДа. Структурно подобен Ингибирующему фактору лейкемии (LIF), интерлейкинам-6 и -11 и онкостатину М (OSM). Впервые выделен из седалищного нерва крысы. Представляет собой димер, с непараллельным расположением субъединиц, составленных последовательностью из 200 аминокислот; такая структура не повторяется в других цитокинах. CNTF человека, крысы, кролика, мыши гомологичны на 81-83 % и сохраняют кросс-реактивную биоактивность.

Действие CNTF, как и других факторов подсемейства, реализуется при связывании с рецепторным комплексом, который включает лиганд-фиксирующую альфа-субъединицу (CNTF Ra) и две сигнальные трансдукторные бета-субъединицы (LIF R<beta>gp 130). Особенностью рецепторного комплекса является отсутствие трансмембранного домена; будучи соединен с клеточной поверхностью гликозил-фосфатидилинозитольной связью, рецептор может функционировать в растворимой форме. Изменения уровня растворимой формы CNTF Ra после экспериментального повреждения седалищного нерва связывают с недостаточной активностью самого фактора (Acheson et al. 1994).

CNTF идентифицирован как фактор, способствующий выживанию нейронов цилиарного ганглия эмбриона цыпленка. Большинство его эффектов связано с поддержанием клеток центральной и периферической нервной системы, включая нейроны гиппокампа и срединной перегородки, симпатические ганглии, мотонейроны, сенсорные нейроны. В первичной культуре кортикальных астроцитов 1 типа и в глиоме крысы CNTF обнаружен в нуклеарной фракции. CNTF предотвращает дегенерацию моторных аксонов после их перерезки и способствует дифференцировке астроцитов и созреванию олигодендроцитов. CNTF влияет на состояние стволовых эмбриональных клеток.

Биологические и медицинские аспекты CNTF.

· Экспрессия гена опиоидного пептида ноцицептина/орфанина (N/OFP) зависит от CNTF: в нейронах стриатума и коры мозга уровень мРНК орфанина/ноцицептина увеличивается в 5-9 раз под влиянием CNTF (Buzas et al. 1999). CNTF активирует JAK тирозиновую протеинкиназу и STAT- сигнальные молекулы, индуцирующие транскрипцию N/OFP. В ядерных экстрактах стриатума, обработанных CNTF, увеличено связывание белков STAT с ДНК (Fantuzzi et al. 1995).

· Icv инъекции 200 нг рекомбинантного CNTF в неокортекс взрослых крыс приводит к увеличению объема ядра и сомы протоплазматических и фиброзных астроцитов; эффект сохраняется в течение 48 часов. Добавление CNTF к культуре глиальных клеток ведет к увеличению размера астроцитов обоего типа. Активируя астроциты и способствуя гипертрофии глиальных клеток, CNTF ответственен за изменения клеток мозга, характерные для неврологических заболеваний (Hudgins et al. 1998).

· CNTF способствует регенерации миофибрилл поврежденных скелетных мышц мышей. Инъекция CNTF с помощью осмотического насоса в мышцу приводит на 4-7- дни к увеличению числа регенерирующих миофибрилл (Margues et al. 1997).

· CNTF, наряду с лептином, участвует в регуляции пищевого поведения (анорексии) на уровне среднего аркуатного ядра гипоталамуса (Anderson et al. 2003), что подтверждается также исследованиями полиморфизма гена CNTFR, сопоставляемого с массой тела у человека (Roth et al. 2003).

· Волокна, включающие иммунореактивность CNTFRa, идентифицированы в латеральных пучках переднего мозга, мезенцефальном и фронтальном отделах, в вестибулярном нерве цыпленка (Fuhrmann et al. 2003). CNTF обладает нейропротективной активностью в отношении клеток кохлеарных волосков и ганглия улитки внутреннего уха при их повреждении интенсивным звуковым воздействием (Zhou et al. 1999).

3.2. . ИНГИБИРУЮЩИЙ ФАКТОР ЛЕЙКЕМИИ

(Leukemia Inhibitory Factor, LIF)

Структура. Общая характеристика. Плеотропный гликопротеин; включает моноструктуру из 180 аминокислот с несколькими дисульфидными мостиками. LIF исходно описан как фактор, который тормозит пролиферацию и дифференцировку миелоидных лейкемических клеток мыши. Рассматривается как цитокин, который влияет на активность различных типов клеток; рецепторы LIF экспрессируются в нейронах, мегакариоцитах, макрофагах, адипозных клетках, гепатоцитах, остеобластах, миобластах, почечном и легочном эпителии, плаценте, эмбриональных стволовых клетках, а также в некоторых линиях опухолей. В соответствии с исследуемыми функциями приобретал другие наименования: DIF, D-factor, DIA, DRF, HILDA, HSF-III, CDF/LIF.

LIF человека реализует активность, взаимодействуя с рецептором, содержащим лиганд- связывающую альфа-цепь, размером 190 кДа, и сигнал-трансдукторную бета-цепь (gp130), которая связывает такие лиганды как CNTF, OSM, IL-6, IL-11. Внутриклеточный сигнал, запускаемый LIF, регулирует активацию Cа++/калмодулин-зависимой протеинкиназы IY, протеинкиназы С-дельта и тринскрипторного фактора ID1 (Florholmer et al. 2004).

Совместно с Фактором, стимулирующим (рост) колонии (CSF-1) LIF влияет на ранней стадии на дифференцировку миелоидных клеток (Aperlo et al. 1998). В культуре симпатических нейронов LIF непосредственно регулирует трансформацию норадренергического фенотипа в холинергический и экспрессирует синтез нейропептидов в этих клетках. В спинальных нейронах LIF стимулирует синтез ацетилхолина, вследствие чего в ранних публикациях LIF именовался как “cholinergic differentiation factor” (CDF).

Важным аспектом явилась способность LIF позитивно влиять на поврежденные нервные структуры, вследствие чего обсуждается вопрос о терапевтическом использовании рекомбинантного препарата LIF (АМ 424), прошедшего предклинические испытания (Kurek, 2000).

Биологические и медицинские аспекты LIF.

· Генетически модифицированные фибробласты, продуцирующие LIF, увеличивали рост кортикоспинальных аксонов при повреждении спинного мозга крыс. Одновременно регистрировалась сверхэкспрессия нейротрофина-3 (Blesch et al. 1999).

· LIF регулирует активность ряда нейропептидов и пептидных гормонов. В поврежденных аксотомией симпатических нейронах выявлена коэкспрессия LIF и VIP (Sun et al. 1994). Экспрессия LIF в клетках гипофиза регулирует синтез и секрецию АКТГ (Akita et al. 1995); вызываемая LIF индукция проопиомеланокортина (РОМС), предшественника опиоидных пептидов, способствует дифференцировке, развитию и созреванию клеток гипофиза (Yano et al. 1998). Исследования на трансгенных мышах со сверхэкспрессированным LIF в клетках гипофиза выявили ряд других модуляторов синтеза РОМС, связанных с активностью Фактора (Abbud et al. 2004).

· Установлен ретроградный транспорт LIF в сенсорных и моторных (но не в симпатических) нейронах. Этот транспорт увеличивается в 3-10 раз при аксональном повреждении нейронов (Curtis et al. 1994; Thompson et al.1997).

· . Вводимый локально в поврежденный нерв LIF доставляется антероградным способом от места транссекции к денервированной мышце (Bennett et al. 1999). Установлены синергические отношения NGF и LIF при аксотомическом повреждении нерва: снижение уровня NGF, характерное для повреждения, влечет экспрессию LIF и далее индукцию активности нейропептидов – галанина, VIP, NPY в сенсорных ганглиях (Verge et al. 1995; Zigmond et al. 1996; Shadiack et al. 1998).

· LIF участвует в регенерации микротрубочек после острого нарушения работы почек. Блокада эндогенного LIF специфическими антителами снижала число клеток и синтез ДНК в восстановительный период у крыс (Yoshino et al. 2003).

· У мышей установлено восстановление нарушенных локомоторных функций через 2,8 и

24 часов после введения LIF. Дополнительное исследование выявило большее число миелинизированных аксонов у таких животных (Zang, Cheema, 2003).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: