Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Активин и ингибин - это два тесно связанных белковых комплекса, которые имеют почти прямо противоположные биологические эффекты. Выявленные в 1986 году, [1] [2] активин совершенствует ФСГ биосинтез и секрецию , а также участвует в регуляции менструального цикла . Многие другие функции были найдены, оказываемым активин, в том числе роли в клеточной пролиферации, дифференцировки , апоптоз , [3] метаболизм , гомеостаз , иммунный ответ , заживление ран , [4]и эндокринная функция. И наоборот, ингибин подавляет синтез ФСГ и подавляет секрецию ФСГ. [5] Существование ингибина было высказано еще в 1916 году; однако его существование не было продемонстрировано до работы Нины Шварц и Корнелии Ченнинг в середине 1970-х годов, после чего оба белка были молекулярно охарактеризованы десятью годами позже. [6]

Активин - это димер, состоящий из двух идентичных или очень похожих бета-субъединиц. Ингибин также представляет собой димер, первый компонент которого представляет собой бета-субъединицу, подобную или идентичную бета-субъединице в активине. Однако, в отличие от активина, второй компонент димера ингибина представляет собой более отдаленно связанную альфа-субъединицу. [7] [8] Активин, ингибин и ряд других структурно родственных белков, таких как антимюллеров гормон , костный морфогенетический белок и фактор дифференцировки роста, относятся к суперсемейству белков TGF-β . [9]

Структура [ править ]

Активин и ингибин белковых комплексов являются димерным в структуре, и в каждом комплексе, два мономер соединен друг с другом посредством одной дисульфидной связи . [10] Кроме того, оба комплекса происходят из одного и того же семейства родственных генов и белков, но различаются по составу их субъединиц. [7] Ниже приводится список наиболее распространенных комплексов ингибина и активина и их субъединичный состав:

Альфа- и бета-субъединицы имеют примерно 25% сходства последовательностей , тогда как сходство между бета-субъединицами составляет примерно 65%. [9]

У млекопитающих четыре бета - субъединицы, были описаны, называемый активин & beta ; A , & beta ; активин B , активин β С и активин β Е . Активин β A и β B идентичны двум бета-субъединицам ингибина. Пятая субъединица, активин β D , была описана у Xenopus laevis . Две субъединицы активина β A дают начало активину A, одна субъединица β A , а одна субъединица β B дает активин AB и так далее. Были описаны различные, но не все теоретически возможные гетеродимеры. [11] [12] Субъединицы связаны одной ковалентной дисульфидной связью.

Β С субъединица может образовывать активин гетеродимеров с & beta ; A или & beta ; B субъединиц , но не может димеризации с ингибин а. [13]

Функция [ править ]

Activin [ править ]

Активин вырабатывается гонадами , гипофизом , плацентой и другими органами:

  • В фолликуле яичника активин увеличивает связывание ФСГ и вызванную ФСГ ароматизацию . Он участвует в синтезе андрогенов, усиливая действие ЛГ в яичниках и семенниках . У мужчин активин усиливает сперматогенез .
  • Активин сильно выражен в раненой коже , а избыточная экспрессия активина в эпидермисе от трансгенного мышея улучшает заживление ран и улучшает рубцовое образование. Его действие в заживлении ран и морфогенезе кожи осуществляется за счет стимуляции кератиноцитов и стромальных клеток в зависимости от дозы. [14]
  • Активин также регулирует морфогенез ветвящихся органов, таких как простата , легкие и особенно почки . Активин А увеличивал уровень экспрессии коллагена типа I, предполагая, что активин А действует как мощный активатор фибробластов .
  • Недостаток активина во время развития приводит к дефектам нервного развития.
  • Повышающая регуляция Activin A приводит плюрипотентные стволовые клетки в мезоэндодермальную судьбу и, таким образом, обеспечивает полезный инструмент для дифференцировки стволовых клеток и образования органоидов . [15]

Ингибин [ править ]

И у женщин, и у мужчин ингибин подавляет выработку ФСГ . Ингибин не подавляет секрецию гонадолиберина из гипоталамуса. [16] [17] Однако общий механизм различается между полами:

У женщин [ править ]

Ингибин вырабатывается гонадами , гипофизом , плацентой , желтым телом и другими органами.

ФСГ стимулирует секрецию ингибина гранулезными клетками фолликулов яичников в яичниках . В свою очередь, ингибин подавляет ФСГ.

  • Ингибин B достигает пика в ранней и средней фолликулярной фазе и второго пика при овуляции .
  • Ингибин А достигает своего пика в середине лютеиновой фазы .

Секреция ингибина снижается GnRH и усиливается инсулиноподобным фактором роста -1 (IGF-1).

У мужчин [ править ]

Он выделяется из клеток Сертоли , [18] расположен в семенных канальцах внутри яичек . Андрогены стимулируют выработку ингибина; этот белок также может помочь локально регулировать сперматогенез . [19]

Механизм действия [ править ]

Activin [ править ]

Как и другие члены суперсемейства, активины взаимодействуют с двумя типами трансмембранных рецепторов клеточной поверхности (типы I и II), которые обладают внутренней серин / треонинкиназной активностью в своих цитоплазматических доменах:

  • Рецепторы активина типа 1 : ACVR1 , ACVR1B , ACVR1C
  • Рецепторы активина 2 типа : ACVR2A , ACVR2B

Активин связывается с рецептором типа II и инициирует каскадную реакцию, которая приводит к привлечению, фосфорилированию и активации рецептора активина типа I. Затем он взаимодействует и затем фосфорилирует SMAD2 и SMAD3 , два цитоплазматических белка SMAD .

Smad3 затем перемещается в ядро ​​и взаимодействует с SMAD4 посредством мультимеризации, в результате чего они модулируются как комплексы факторов транскрипции, ответственные за экспрессию большого разнообразия генов.

Ингибин [ править ]

В отличие от активина о механизме действия ингибина известно гораздо меньше, но он может включать конкуренцию с активином за связывание с рецепторами активина и / или связывание с рецепторами, специфичными для ингибина. [8]

Клиническое значение [ править ]

Activin [ править ]

Активина А больше в жировой ткани у людей с ожирением, чем у худощавых людей. [20] Активин А способствует пролиферации клеток-предшественников адипоцитов , подавляя их дифференцировку в адипоциты. [20] Активин А также увеличивает воспалительные цитокины в макрофагах . [20]

Мутации в гене рецептор активина ACVR1 приводит к фибродисплазии , смертельное заболевание , которое вызывает мышцы и мягкие ткани постепенно заменяются костной тканью. [21] Это состояние характеризуется образованием лишнего скелета, который вызывает иммобилизацию и, в конечном итоге, смерть от удушья. [21] Мутация ACVR1 приводит к тому, что активин А, который обычно действует как антагонист рецептора и блокирует остеогенез (рост кости), ведет себя как агонист рецептора и вызывает гиперактивный рост кости. [21] 2 сентября 2015 года Regeneron Pharmaceuticals объявила, что они разработалиантитело к активину А, которое эффективно излечивает заболевание на животной модели этого состояния. [22]

Мутации в гене ACVR1 также были связаны с раком, особенно с диффузной внутренней глиомой моста (DIPG). [23] [24] [25]

Повышенный уровни активина B с нормальным уровнем активина А при условии возможного биомаркера для миальгического энцефаломиелита / синдрома хронической усталости . [26]

Активин А сверхэкспрессируется при многих формах рака . Было показано, что он способствует онкогенезу , препятствуя адаптивному противоопухолевому иммунному ответу при меланоме . [27]

Ингибин [ править ]

Количественное определение ингибина А является частью пренатального квадрокоптера, который можно проводить во время беременности в гестационном возрасте 16–18 недель. Повышенный уровень ингибина А (наряду с повышенным уровнем бета-ХГЧ , пониженным уровнем АФП и пониженным содержанием эстриола ) свидетельствует о наличии у плода синдрома Дауна . [28] В качестве скринингового теста результаты аномального квадрокоптера необходимо дополнить более точными тестами.

Он также использовался в качестве маркера рака яичников . [29] [30]

Ингибин B может использоваться как маркер функции сперматогенеза и мужского бесплодия . Средний уровень сывороточного ингибина B значительно выше у фертильных мужчин (примерно 140 пг / мл), чем у бесплодных мужчин (примерно 80 пг / мл). [31] У мужчин с азооспермией положительный тест на ингибин B несколько повышает шансы на успешное наступление беременности посредством экстракции сперматозоидов из яичек (TESE), хотя связь не очень существенна и имеет чувствительность 0,65 (95% доверительный интервал [CI ]: 0,56–0,74) и специфичность 0,83 (ДИ: 0,64–0,93) для прогнозирования наличия сперматозоидов в яичках при необструктивной азооспермии. [32]

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Vale W, Rivier J, Vaughan J, McClintock R, Corrigan A, Woo W, Karr D, Spiess J (1986). «Очистка и характеристика белка, высвобождающего ФСГ из фолликулярной жидкости яичников свиньи». Природа . 321 (6072): 776–9. DOI : 10.1038 / 321776a0 . PMID  3012369 . S2CID  4365045 .
  2. ^ Лин Н, Ин С.Ю., Уэно N, S Shimasaki, Esch Ж, Хотта М, Гиймен R (1986). «Гипофизарный ФСГ выделяется гетеродимером бета-субъединиц двух форм ингибина». Природа . 321 (6072): 779–82. DOI : 10.1038 / 321779a0 . PMID 3086749 . S2CID 38100413 .  
  3. Chen YG, Wang Q, Lin SL, Chang CD, Chuang J, Chung J, Ying SY (май 2006 г.). «Передача сигналов активина и его роль в регуляции пролиферации клеток, апоптоза и канцерогенеза» . Экспериментальная биология и медицина . 231 (5): 534–44. DOI : 10.1177 / 153537020623100507 . PMID 16636301 . S2CID 39050907 .  
  4. ^ Sulyok S, M Wankell, болезнь Альцгеймера C, Вернер S (октябрь 2004). «Активин: важный регулятор заживления ран, фиброза и нейропротекции». Молекулярная и клеточная эндокринология . 225 (1–2): 127–32. DOI : 10.1016 / j.mce.2004.07.011 . PMID 15451577 . S2CID 6943949 .  
  5. ^ van Zonneveld P, Scheffer GJ, Broekmans FJ, Blankenstein MA, de Jong FH, Looman CW, Habbema JD, te Velde ER (март 2003 г.). «Объясняют ли нарушения цикла возрастное снижение женской фертильности? Характеристики цикла женщин в возрасте старше 40 лет по сравнению с контрольной группой молодых женщин» . Репродукция человека . 18 (3): 495–501. DOI : 10.1093 / humrep / deg138 . PMID 12615813 . 
  6. ^ Makanji Y, Чжу J, R Мишра, Holmquist С, Вонг РГ, Шварц Н. Б., Mayo К.Е., Ясменник ТК (октябрь 2014). «Ингибин в 90: от открытия до клинического применения, исторический обзор» . Эндокринные обзоры . 35 (5): 747–94. DOI : 10.1210 / er.2014-1003 . PMC 4167436 . PMID 25051334 .  
  7. ^ Б Burger HG, Игараси M (апрель 1988). «Ингибин: определение и номенклатура, включая родственные вещества». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 66 (4): 885–6. PMID 3346366 . 
  8. ^ a b Робертсон Д.М., Burger HG, Fuller PJ (март 2004 г.). «Ингибин / активин и рак яичников». Эндокринный рак . 11 (1): 35–49. DOI : 10,1677 / erc.0.0110035 . PMID 15027884 . S2CID 12202820 .  
  9. ^ a b Кингсли DM (январь 1994 г.). «Суперсемейство TGF-бета: новые члены, новые рецепторы и новые генетические тесты функций у разных организмов» . Гены и развитие . 8 (2): 133–46. DOI : 10,1101 / gad.8.2.133 . PMID 8299934 . 
  10. Ying SY (декабрь 1987 г.). «Ингибины и активины: химические свойства и биологическая активность». Труды Общества экспериментальной биологии и медицины . 186 (3): 253–64. DOI : 10.3181 / 00379727-186-42611a . PMID 3122219 . S2CID 36872324 .  
  11. Xu P, Hall AK (ноябрь 2006 г.). «Роль активина в индукции нейропептидов и болевых ощущениях» . Биология развития . 299 (2): 303–9. DOI : 10.1016 / j.ydbio.2006.08.026 . PMID 16973148 . 
  12. ^ Гастроном А, Kreidl Е, Santifaller S, Троттер В, Сеир К, Бергер Вт, Шульте-Германн R, Rodgarkia-Дара С, М Грюш (март 2008 г.). «Активины и антагонисты активина при гепатоцеллюлярной карциноме» . Всемирный журнал гастроэнтерологии . 14 (11): 1699–709. DOI : 10,3748 / wjg.14.1699 . PMC 2695910 . PMID 18350601 .  
  13. Mellor SL, Cranfield M, Ries R, Pedersen J, Cancilla B, de Kretser D, Groome NP, Mason AJ, Risbridger GP (декабрь 2000 г.). «Локализация бета (A) -, бета (B) - и бета (C) субъединиц активина в предстательной железе человека и доказательства образования новых гетеродимеров активина бета (C) -субъединицы». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 85 (12): 4851–8. DOI : 10,1210 / jc.85.12.4851 . PMID 11134153 . 
  14. Bamberger C, Schärer A, Antsiferova M, Tychsen B, Pankow S, Müller M, Rülicke T, Paus R, Werner S (сентябрь 2005 г.). «Активин контролирует морфогенез кожи и заживление ран преимущественно через стромальные клетки и в зависимости от концентрации через кератиноциты» . Американский журнал патологии . 167 (3): 733–47. DOI : 10.1016 / S0002-9440 (10) 62047-0 . PMC 1698729 . PMID 16127153 .  [ постоянная мертвая ссылка ]
  15. ^ Pauklin S, Валлиер L (2015). «Передача сигналов Activin / Nodal в стволовых клетках» . Развитие . 142 (4): 607–19. DOI : 10.1242 / dev.091769 . PMID 25670788 . 
  16. ^ Luisi S, P Florio, Reis FM, Petraglia F (2005). «Ингибины в женской и мужской репродуктивной физиологии: роль в гаметогенезе, зачатии, имплантации и ранней беременности» . Обновление репродукции человека . 11 (2): 123–35. DOI : 10.1093 / humupd / dmh057 . PMID 15618291 . 
  17. Перейти ↑ Le T, Bhushan V, Hofmann J (2012). Первая помощь для USMLE Шаг 1 . Макгроу Хилл. п. 534 . ISBN 978-0-07-177636-3.
  18. Перейти ↑ Skinner MK, McLachlan RI, Bremner WJ (октябрь 1989 г.). «Стимуляция секреции ингибина клеток Сертоли с помощью паракринного фактора яичка PModS». Молекулярная и клеточная эндокринология . 66 (2): 239–49. DOI : 10.1016 / 0303-7207 (89) 90036-1 . hdl : 1773/4395 . PMID 2515083 . S2CID 21885326 .  
  19. ^ Meachem SJ, Nieschlag E, Симони M (ноябрь 2001). «Ингибин B в мужской репродукции: патофизиология и клиническое значение» . Европейский журнал эндокринологии . 145 (5): 561–71. DOI : 10,1530 / eje.0.1450561 . PMID 11720872 . 
  20. ^ a b c Зарагоши Л. Е., Вдзеконски Б., Виллиджой П., Кеофифат М., Маумус М., Чкония Т., Бурлье В., Мохсен-Кансон Т., Ладу А., Элабд С., Шейделер М., Траяноски З., Такашима Ю., Амри Е. З., Лакаса Д. , Сенгенес С., Айлхауд Дж., Клеман К., Булуми А., Киркланд Дж. Л., Дани С. (2010). «Активин А играет решающую роль в пролиферации и дифференцировке предшественников жировой ткани человека» . Диабет . 59 (10): 2513–2521. DOI : 10,2337 / db10-0013 . PMC 3279533 . PMID 20530742 .  
  21. ^ a b c Shore EM, Xu M, Feldman GJ, Fenstermacher DA, Cho TJ, Choi IH, Connor JM, Delai P, Glaser DL, LeMerrer M, Morhart R, Rogers JG, Smith R, Triffitt JT, Urtizberea JA, Zasloff М., Браун М.А., Каплан Ф.С. (май 2006 г.). «Повторяющаяся мутация рецептора BMP типа I ACVR1 вызывает наследственную и спорадическую оссифицирующую прогрессирующую фибродисплазию». Генетика природы . 38 (5): 525–527. DOI : 10.1038 / ng1783 . PMID 16642017 . S2CID 41579747 .  
  22. ^ Julie Steenhuysen (2 сентября 2015). «Ученые Regeneron открывают ключ к избыточному росту костей при редких заболеваниях» . Рейтер.
  23. ^ Тейлор KR, Mackay A, Truffaux N, Butterfield YS, Морозова O, Philippe C, Castel D, Grasso CS, Vinci M, Carvalho D, Carcaboso AM, de Torres C, Cruz O, Mora J, Entz-Werle N, Ingram WJ, Monje M, Hargrave D, Bullock AN, Puget S, Yip S, Jones C, Grill J (май 2014 г.). «Повторяющиеся активирующие мутации ACVR1 в диффузной внутренней глиоме моста» . Генетика природы . 46 (5): 457–61. DOI : 10.1038 / ng.2925 . PMC 4018681 . PMID 24705252 .  
  24. ^ "Вылечить рак мозга - Новости - Множественные открытия в DIPG детского рака мозга" . Фонд лечения рака мозга.
  25. ^ Buczkowicz P, Hoeman C, Rakopoulos P, Pajovic S, Letourneau L, Dzamba M, et al. (Май 2014 г.). «Геномный анализ диффузных внутренних глиом моста определяет три молекулярные подгруппы и повторяющиеся активирующие мутации ACVR1» . Генетика природы . 46 (5): 451–6. DOI : 10.1038 / ng.2936 . PMC 3997489 . PMID 24705254 .  
  26. ^ Lidbury BA, Kita B, Льюис DP, Hayward S, Ладлоу H, Hedger MP де Kretser DM (март 2017). «Активин B - новый биомаркер для диагностики синдрома хронической усталости / миалгического энцефаломиелита (CFS / ME): кросс-секционное исследование» . Журнал трансляционной медицины . 15 (1): 60. DOI : 10,1186 / s12967-017-1161-4 . PMC 5353946 . PMID 28302133 .  
  27. ^ Донован П., Дубей О.А., Каллиоинен С., Роджерс К.В., Мюлетхалер К., Мюллер П. и др. (Декабрь 2017 г.). «Передача сигналов паракринного активина-А способствует росту меланомы и метастазированию через иммунное уклонение» . Журнал следственной дерматологии . 137 (12): 2578–2587. DOI : 10.1016 / j.jid.2017.07.845 . PMID 28844941 . 
  28. Aitken DA, Wallace EM, Crossley JA, Swanston IA, van Pareren Y, van Maarle M, Groome NP, Macri JN, Connor JM (май 1996). «Димерный ингибин А как маркер синдрома Дауна на ранних сроках беременности». Медицинский журнал Новой Англии . 334 (19): 1231–6. DOI : 10.1056 / NEJM199605093341904 . PMID 8606718 . 
  29. ^ Robertson DM, Pruysers E, Джоблинг T (апрель 2007). «Ингибин как диагностический маркер рака яичников». Письма о раке . 249 (1): 14–7. DOI : 10.1016 / j.canlet.2006.12.017 . PMID 17320281 . 
  30. ^ Робертсон Д., Pruysers Е, Burger HG, Джоблинг Т, McNeilage J, D Хили (октябрь 2004 г.). «Ингибины и рак яичников». Молекулярная и клеточная эндокринология . 225 (1–2): 65–71. DOI : 10.1016 / j.mce.2004.02.014 . PMID 15451569 . S2CID 33801243 .  
  31. ^ Myers GM, Ламберт-Messerlian GM, Sigman M (декабрь 2009). «Справочные данные по ингибину B для фертильных и бесплодных мужчин в Северо-Восточной Америке». Фертильность и бесплодие . 92 (6): 1920–3. DOI : 10.1016 / j.fertnstert.2008.09.033 . PMID 19006797 . 
  32. ^ Toulis К.А., Iliadou PK, Venetis CA, Tsametis C, Tarlatzis BC, Papadimas I, Гулис DG (2010). «Ингибин B и антимюллеров гормон как маркеры стойкого сперматогенеза у мужчин с необструктивной азооспермией: метаанализ исследований диагностической точности» . Обновление репродукции человека . 16 (6): 713–24. DOI : 10.1093 / humupd / dmq024 . PMID 20601364 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Активин в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
  • Inhibin в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
  • Грущ М., Крейдл Э. (1 августа 2008 г.). «Активин и фоллистатин в биологии печени и гепатоцеллюлярной карциноме» . SciTopics . Эльзевир. Архивировано 9 декабря 2008 года . Проверено 24 декабря 2008 года .