Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Фактор роста фибробластов 8 представляет собой белок , который у человека кодируется FGF8 гена . [5] [6]

Функция [ править ]

Белок, кодируемый этим геном, является членом семейства факторов роста фибробластов (FGF). Члены семейства FGF обладают широкой митогенной активностью и активностью выживания клеток и участвуют во множестве биологических процессов, включая эмбриональное развитие, рост клеток, морфогенез , восстановление тканей, рост опухоли и инвазию. [6]

Fgf8 важен и необходим для создания и поддержания границы среднего мозга / заднего мозга (или границы среднего мозга / мет-энцефалона ), которая играет жизненно важную роль «организатора» в развитии, наподобие Spemann « организатора » гаструлирующего эмбриона. Fgf8 экспрессируется в области, где Otx2 и Gbx2 перекрестно ингибируют друг друга, и благодаря этому взаимодействию поддерживается экспрессия. После экспрессии Fgf8 индуцирует другие факторы транскрипции для образования перекрестных регуляторных петель между клетками, таким образом устанавливается граница. В процессе развития Fgf8 регулирует рост и дифференциацию.из клеток - предшественников в этой области для получения конечной структуры среднего мозга и заднего мозга . [7] Эксперимент Кроссели доказывает, что Fgf8 достаточно, чтобы вызвать репаттернирование структуры среднего и заднего мозга. [8]

В развитии переднего мозга центры формирования коркового паттерна являются границами или полюсами кортикального зачатка, где экспрессируются множественные гены BMP и WNT . Кроме того, на переднем полюсе несколько семейств FGF, включая Fgf3 , 8, 17 и 18, перекрываются в экспрессии. [9] Сходство в экспрессии кортикальных генов у мутантов Emx2 и мышей, у которых усилен передний источник FGF8, предполагает, что FGF8 контролирует ступенчатую экспрессию (низкая передняя, ​​высокая задняя) Emx2 в корковом зачатке . Emx2 - одна из молекулярных детерминант протокарты, которая, как оказалось, тесно взаимодействует с Pax6.. Emx2 и Pax6 выражаются в противоположных градиентах вдоль оси A / P коркового зачатка и взаимодействуют, чтобы установить паттерн области. Fgf8 и Emx2 противостоят друг другу, чтобы создать карту развития. Fgf8 способствует развитию передней части и подавляет судьбу задней части, тогда как Emx2 делает наоборот. Более того, манипуляции с FGF8 предполагают, что FGF8 контролирует корковую ступенчатую экспрессию COUP-TF1. [10] Более того, резкость границ экспрессии COUPTF1 и COUP-TF2 должна быть ожидаемой от генов, участвующих в спецификации границ. Таким образом, взаимодействие между ними регулирует ось A / P коркового зачатка и направляет карту развития корковой области .

Передача сигналов FGF8 от апикального эктодермального гребня (AER), который граничит с дистальным концом зачатка конечности, [11] необходима для формирования нормальных конечностей. В отсутствие FGF8 зачатки конечностей могут уменьшаться в размере, может происходить гипоплазия или аплазия костей или пальцев в пределах трех сегментов конечностей, а также задержки в последующей экспрессии других генов (Shh или FGF4). FGF8 также отвечает за пролиферацию и выживание клеток. Потеря функции или снижение экспрессии могут привести к пороку или отсутствию основных компонентов конечности. Исследования показали, что передние конечности, как правило, больше страдают от потери передачи сигналов FGF8, чем задние конечности [11], и потеря имеет тенденцию влиять на проксимальные компоненты сильнее, чем на дистальные компоненты. [12]FGF8 не только помогает в формировании зачатка конечности и скелетных компонентов конечности, но и затрагивает сухожилия конечности рядом с частями, ближайшими к мышцам конечностей. [13] Этот диффундирующий полипептид отвечает за индукцию зачатка конечности, а затем за индукцию и поддержание экспрессии sonic hedgehog в сформировавшейся зачатке конечности, способствуя разрастанию конечности. Доказательства этого исходят из исследования, проведенного Кроссли и его коллегами, в котором шарики, пропитанные FGF8, хирургическим путем использовались для замены областей AER шариками. [14]Эти исследования показали, что эктопические конечности формируют либо полностью функциональные, либо в основном функциональные конечности рядом с нормальными конечностями или областями конечностей. Также было зарегистрировано, что FGF8 регулирует формирование черепно-лицевой структуры, включая зубы, небо, нижнюю челюсть и слюнные железы. [15] Снижение экспрессии может привести к отсутствию коренных зубов, неспособности закрыть нёбо или уменьшению размера нижней челюсти.

Было документально подтверждено, что FGF8 играет роль в орально-челюстно-лицевых заболеваниях, и нацеливание гена CRISPR-cas9 на FGF8 может быть ключевым в лечении этих заболеваний. Анализ генов с заячьей губой и / или небом (CLP) показывает миссенс-мутацию D73H в гене FGF8 [15], которая снижает аффинность связывания FGF8. Потеря Tbx1 и Tfap2 может привести к пролиферации и апоптозу клеток неба, повышая риск CLP. Сверхэкспрессия FGF8 из-за неправильной регуляции гена процессинга Gli может привести к клилиопатиям. Агнатия, порок развития нижней челюсти, часто является летальным заболеванием, которое возникает из-за отсутствия регуляторов BMP4 (ноггин и хордин), что приводит к высоким уровням передачи сигналов BMP4, что, в свою очередь, резко снижает передачу сигналов FGF8, увеличивая гибель клеток во время разрастания нижней челюсти. [15]Наконец, способность FGF8 регулировать пролиферацию клеток вызвала интерес к его влиянию на опухоли или плоскоклеточный рак. Методы нацеливания на ген CRISPR-cas9 в настоящее время изучаются, чтобы определить, являются ли они ключом к решению мутаций FGF8, связанных с заболеваниями полости рта.

Клиническое значение [ править ]

Известно, что этот белок является фактором, поддерживающим андроген и независимый от закрепления рост опухолевых клеток молочной железы. Было показано, что сверхэкспрессия этого гена увеличивает рост опухоли и ангиогенез . Экспрессия этого гена у взрослых ограничена семенниками и яичниками . Временной и пространственный паттерн экспрессии этого гена предполагает его функцию эмбрионального эпителиального фактора. Исследования гомологов мышей и кур выявляют роли в развитии среднего мозга и конечностей, органогенезе , гаструляции эмбриона и детерминации левой-правой оси. Альтернативный сплайсинг этого гена дает четыре варианта транскрипта. [6]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000107831 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000025219 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. White RA, Dowler LL, Angeloni SV, Pasztor LM, MacArthur CA (апрель 1996). «Присвоение FGF8 хромосоме 10q25-q26 человека: мутации в FGF8 могут быть ответственны за некоторые типы акроцефалосиндактилии, связанные с этой областью». Геномика . 30 (1): 109–11. DOI : 10.1006 / geno.1995.0020 . PMID 8595889 . 
  6. ^ a b c «Ген Entrez: фактор роста фибробластов 8 FGF8 (андроген-индуцированный)» .
  7. ^ Harris WA, Sanes DH, Reh TA (2011). Развитие нервной системы, третье издание . Бостон: Academic Press. С. 33–34. ISBN 978-0-12-374539-2.
  8. ^ Crossley PH, Martin GR (февраль 1995). «Ген Fgf8 мыши кодирует семейство полипептидов и экспрессируется в областях, которые направляют рост и формирование паттерна в развивающемся эмбрионе» . Развитие . 121 (2): 439–51. PMID 7768185 . 
  9. ^ Grove EA, Fukuchi-Shimogori T (2003). «Создание карты области коры головного мозга». Анну. Rev. Neurosci . 26 : 355–80. DOI : 10.1146 / annurev.neuro.26.041002.131137 . PMID 14527269 . 
  10. ^ Rebsam A, Seif I, Гаспар P (октябрь 2002). «Уточнение таламокортикальных ветвей и появление бочкообразных доменов в первичной соматосенсорной коре: исследование нормальных мышей и мышей с нокаутом моноаминоксидазы А» . J. Neurosci . 22 (19): 8541–8552. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.22-19-08541.2002 . PMC 6757778 . PMID 12351728 .  
  11. ^ a b Левандоски М., Солнце X, Мартин Г. Р. (декабрь 2000 г.). «Передача сигналов Fgf8 от AER важна для нормального развития конечностей». Генетика природы . 26 (4): 460–3. DOI : 10.1038 / 82609 . PMID 11101846 . S2CID 28105181 .  
  12. ^ Moon AM, Capecchi MR (декабрь 2000). «Fgf8 необходим для отрастания и формирования рисунка конечностей» . Нат Жене . 26 (4): 455–459. DOI : 10,1038 / 82601 . PMC 2001274 . PMID 11101845 .  
  13. ^ Эдем-Vovard F, Bonnin MA, Duprez D (октябрь 2001). «Транскрипты Fgf8 локализуются в сухожилиях во время эмбрионального развития конечностей цыпленка». Механизмы развития . 108 (1–2): 203–6. DOI : 10.1016 / s0925-4773 (01) 00483-X . PMID 11578876 . S2CID 16604609 .  
  14. ^ Crossley PH, Minowada G, Макартур CA, Martin GR (январь 1996). «Роль FGF8 в индукции, инициировании и поддержании развития конечностей цыпленка». Cell . 84 (1): 127–36. DOI : 10.1016 / s0092-8674 (00) 80999-х . PMID 8548816 . S2CID 14188382 .  
  15. ^ а б в Хао И, Тан С., Юань И, Лю Р., Чен Кью (март 2019 г.). «Роль подсемейства FGF8 в эмбриогенезе и заболеваниях полости рта и челюстно-лицевой области (обзор)» . Международный журнал онкологии . 54 (3): 797–806. DOI : 10.3892 / ijo.2019.4677 . PMID 30628659 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Полномочия CJ, McLeskey SW, Wellstein A (2000). «Факторы роста фибробластов, их рецепторы и сигнализация». Endocr. Relat. Рак . 7 (3): 165–97. CiteSeerX  10.1.1.323.4337 . DOI : 10,1677 / erc.0.0070165 . PMID  11021964 .
  • Маттила MM, Härkönen PL (2007). «Роль фактора роста фибробластов 8 в росте и прогрессировании гормонального рака». Цитокина фактора роста Rev . 18 (3–4): 257–66. DOI : 10.1016 / j.cytogfr.2007.04.010 . PMID  17512240 .
  • Дестер Г (2007). «Ретиноевая кислота, регулирующая часы сомитогенеза» . Врожденные дефекты Res. C Эмбрион сегодня . 81 (2): 84–92. DOI : 10.1002 / bdrc.20092 . PMC  2235195 . PMID  17600781 .
  • Танака А., Миямото К., Мацуо Х. и др. (1995). «Человеческий андроген-индуцированный фактор роста в клетках рака простаты и груди: его молекулярное клонирование и ростовые свойства» . FEBS Lett . 363 (3): 226–30. DOI : 10.1016 / 0014-5793 (95) 00324-3 . PMID  7737407 . S2CID  35818377 .
  • Джемель Дж., Горри М., Эрлих Г.Д., Макартур Калифорния (1996). «Структура и последовательность человеческого FGF8». Геномика . 35 (1): 253–7. DOI : 10.1006 / geno.1996.0349 . PMID  8661131 .
  • Орниц Д.М., Сюй Дж., Колвин Дж. С. и др. (1996). «Рецепторная специфичность семейства факторов роста фибробластов» . J. Biol. Chem . 271 (25): 15292–7. DOI : 10.1074 / jbc.271.25.15292 . PMID  8663044 .
  • Пэйсон Р.А., Ву Дж., Лю Й., Чиу И.М. (1996). «Ген FGF-8 человека локализуется на хромосоме 10q24 и подвергается индукции андрогеном в клетках рака груди». Онкоген . 13 (1): 47–53. PMID  8700553 .
  • Гош А.К., Шанкар Д.Б., Шеклфорд Г.М. и др. (1997). «Молекулярное клонирование и характеристика альтернативных форм матричной РНК человека FGF8». Рост клеток различается . 7 (10): 1425–34. PMID  8891346 .
  • Йошиура К., Лейсенс Н.Дж., Чанг Дж. И др. (1997). «Геномная структура, последовательность и картирование человеческого FGF8 без доказательств его роли в синдромах краниосиностоза / дефекта конечности». Являюсь. J. Med. Genet . 72 (3): 354–62. DOI : 10.1002 / (SICI) 1096-8628 (19971031) 72: 3 <354 :: AID-AJMG21> 3.0.CO; 2-R . PMID  9332670 .
  • Chellaiah A, Yuan W, Chellaiah M, Ornitz DM (2000). «Картирование лиганд-связывающих доменов в молекулах рецептора химерного фактора роста фибробластов. Множественные области определяют специфичность связывания лиганда» . J. Biol. Chem . 274 (49): 34785–94. DOI : 10.1074 / jbc.274.49.34785 . PMID  10574949 .
  • Лу Б.Б., Дарвиш К.К., Вайникка С.С. и др. (2001). «Производство и характеристика внеклеточного домена рецептора 4 рекомбинантного человеческого фактора роста фибробластов». Int. J. Biochem. Cell Biol . 32 (5): 489–97. DOI : 10.1016 / S1357-2725 (99) 00145-4 . PMID  10736564 .
  • Сюй Дж., Лю З., Орниц Д.М. (2000). «Временные и пространственные градиенты Fgf8 и Fgf17 регулируют пролиферацию и дифференцировку структур мозжечка средней линии». Развитие . 127 (9): 1833–43. PMID  10751172 .
  • Танака С., Уео Х, Мафуне К. и др. (2001). «Новая изоформа фактора роста фибробластов человека 8 индуцируется андрогенами и связана с прогрессированием карциномы пищевода». Копать землю. Дис. Sci . 46 (5): 1016–21. DOI : 10,1023 / A: 1010753826788 . PMID  11341643 . S2CID  30175286 .
  • Руохола Дж. К., Виитанен Т. П., Valve EM и др. (2001). «Усиленная инвазия и рост опухоли клеток рака молочной железы человека MCF-7, сверхэкспрессирующих фактор роста фибробластов 8b». Cancer Res . 61 (10): 4229–37. PMID  11358849 .
  • Маттила М.М., Руохола Дж. К., Valve EM и др. (2001). «FGF-8b увеличивает ангиогенную способность и опухолевый рост регулируемых андрогенами клеток рака молочной железы S115» . Онкоген . 20 (22): 2791–804. DOI : 10.1038 / sj.onc.1204430 . PMID  11420691 .
  • Заммит С., Купе Р., Гомм Дж. Дж. И др. (2002). «Фактор роста фибробластов 8 экспрессируется на более высоких уровнях в груди человека в период лактации и при раке груди» . Br. J. Рак . 86 (7): 1097–103. DOI : 10.1038 / sj.bjc.6600213 . PMC  2364190 . PMID  11953856 .
  • Brondani V, Klimkait T, Egly JM, Hamy F (2002). «Промотор FGF8 обнаруживает уникальную регуляцию нелигандованного RARalpha». J. Mol. Биол . 319 (3): 715–28. DOI : 10.1016 / S0022-2836 (02) 00376-5 . PMID  12054865 .
  • Gnanapragasam VJ, Robson CN, Neal DE, Leung HY (2002). «Регулирование экспрессии FGF8 рецептором андрогенов при раке простаты человека» . Онкоген . 21 (33): 5069–80. DOI : 10.1038 / sj.onc.1205663 . PMID  12140757 .

Внешние ссылки [ править ]

  • GeneReviews / NCBI / NIH / UW запись о синдроме Каллмана
  • Расположение человеческого гена FGF8 в браузере генома UCSC .
  • Подробная информация о человеческом гене FGF8 в браузере генома UCSC .