Кіріспе

Жасушалардың көбеюін реттейтін сигналдық гликопротеин. Тромбоциттерден алынған өсу факторы (PDGF) – жасушалардың өсуі мен бөлінуін реттейтін көптеген өсу факторларының бірі. Атап айтқанда, PDGF қан тамырларының қалыптасуына, қан тамырларының бұрыннан бар тінінен жаңа қан тамырларының өсуіне, митогенезге, яғни фибробластар, остеобластар, теноциттер, тамырлы тегіс бұлшық ет жасушалары және мезенхималық дің жасушалары сияқты мезенхималық жасушалардың көбеюіне, сондай-ақ мезенхималық жасушалардың бағытталған қозғалысына (хемиотаксис) маңызды рөл атқарады. Тромбоциттерден алынған өсу факторы – екі А суббірлігінен (PDGF AA), екі В суббірлігінен (PDGF BB) немесе біреуінен (PDGF AB) тұратын димерлі гликопротеин. PDGF фибробластар, тегіс бұлшық ет жасушалары және глиальды жасушалар сияқты мезенхималық жасушалар үшін қуатты митоген болып табылады. Егешқұйрық және адам организмдерінде PDGF сигналдық желісі бес лигандтан – PDGF AA-дан DD-ға дейін (AB қоса) және екі рецептордан – PDGFRalpha және PDGFRbeta тұрады. Барлық PDGF-тер дисульфидтік байланысқан гомодимерлер ретінде секрецияланады, бірақ функционалды гетеродимерлерді тек PDGFA және B қана құра алады. PDGF синтезделеді, сақталады (тромбоциттердің альфа гранулаларында) және белсендірілген кезде тромбоциттермен бірге шығарылады, сонымен қатар тегіс бұлшық ет жасушалары, белсенді макрофагтар және эндотелиялық жасушалар да оны өндіреді. Рекомбинантты PDGF медицинада созылмалы жараларды емдеуге көмектесу үшін, сондай-ақ ортопедиялық хирургияда және пародонтикада сүйек регенерациясын және жөндеуін стимуляциялау үшін сүйек автотрансплантациясына балама ретінде қолданылады.

Түрлері мен жіктелуі

PDGF-тың екі түрлі рецептор арқылы жасушалық жауапты белсендіретін бес түрлі изоформасы бар. Белгілі лигандтар: PDGF AA (PDGFA), BB (PDGFB), CC (PDGFC), DD (PDGFD) және AB (PDGFA және PDGFB гетеродимері). Лигандтар тирозинкиназа рецепторларының екі мономері – PDGFRα (PDGFRA) және PDGFRβ (PDGFRB) –мен өзара әрекеттеседі. PDGF тұқымдасына VEGF қосалқы тұқымын қоса алғанда, отбасының бірнеше мүшелері кіреді.

Механизмдер

PDGF рецепторы, PDGFR – рецепторлы тирозинкиназа (RTK) класына жатады, бұл жасуша бетіндегі рецептордың бір түрі. PDGFR-дың екі түрі анықталған: альфа және бета типті PDGFR-лар. Альфа-түрі PDGF AA, PDGF BB және PDGF AB-мен байланысады, ал бета-түрлі PDGFR PDGF BB және PDGF AB-мен жоғары туыстықпен байланысады. PDGF иммуноглобулиннің екінші және үшінші домендерінде орналасқан PDGFR лиганд байланысу қалтасына байланысады. PDGF белсендірілгеннен кейін бұл рецепторлар димеризацияланады және цитозолдық домендеріндегі бірнеше сайттардың аутофосфорилирленуі арқылы "қосылады", бұл кофакторлардың байланысын қамтамасыз етеді және одан кейін сигнал трандукциясын, мысалы, PI3K жолы арқылы немесе реактивті оттегі түрлерінің (ROS) STAT3 жолын белсендіру арқылы іске қосады. Бұның нәтижесінде ген экспрессиясы мен жасуша циклы реттеледі. PI3K-ның рөлін бірнеше зертханалар зерттеді. Жиналған деректер бұл молекула, жалпы алғанда, өсу сигналдау кешенінің бөлігі болғанымен, жасушалардың қозғалуын бақылауда маңызды рөл атқаратынын көрсетеді. Әртүрлі лиганд изоформалары рецептор изоформаларына қатысты әртүрлі туыстыққа ие, ал рецептор изоформалары әртүрлі гетеро- немесе гомодимерлер құрауы мүмкін. Бұл төменгі ағындағы сигнал берудің ерекшелігіне әкеледі. Сис онкогенінің PDGF B тізбекті генінен шыққандығы дәлелденді. PDGFR бета үшін PDGF BB – ең жоғары туыстыққа ие лиганд; PDGFR бета – фиброгенез процесінде бауыр жұлдызша жасушаларының белсендірілуінің маңызды маркері.

Функция

PDGF-тар дамудың ерте кезеңдерінде митогенді болып табылады, бұл дифференциацияланбаған мезенхиманың және кейбір пролиферативті популяциялардың көбеюін қамтамасыз етеді. Дамудың кейінгі кезеңдерінде PDGF сигналдау тіндерді қайта құруға, жасушалық дифференциацияға, сондай-ақ үлгілерді қалыптастыру мен морфогенез процесіне қатысқан индукциялық оқиғаларға қатысты. Мезенхималық пролиферацияны ынталандырумен қатар, PDGF даму кезінде де, ересек организмде де әртүрлі мамандандырылған мезенхималық және миграциялық жасуша түрлерінің миграциясын, дифференциациясын және функциясын басқарады. Бұл отбасыға васкулярлық эндотелиялық өсу факторлары B және C (VEGF B, VEGF C) да кіреді, олар ангиогенез және эндотелиялық жасушалардың өсуінде белсенді, сондай-ақ плаценталық өсу факторы (PlGF), ол да ангиогенезде белсенді. PDGF эмбриондық дамуда, жасушалардың көбеюінде, жасушалардың миграциясында және ангиогенезде маңызды рөл атқарады. PDGF экспрессиясының артық болуы атеросклероз, фиброздық аурулар және қатерлі ісіктер сияқты бірнеше аурулармен байланысты. Синтез тромбин, төмен қысымды оттегі немесе басқа цитокиндер мен өсу факторлары сияқты сыртқы стимулдардың әсерінен жүзеге асады. PDGF – фибробластардың жасушалық бөлінуі үшін қажетті элемент, бұл жасушалардың түрі шектік тіндерде кең таралған, әсіресе жараның жазылуында. Моноциттерде, макрофагтарда және фибробластарда экзогенді қолданылған PDGF химиотаксисті, пролиферацияны және гендік экспрессияны ынталандырады, сондай-ақ қабыну жасушалары мен фибробластардың ағынын күшейтеді, жасушалық матрица мен коллагеннің түзілуін үдетеді, осылайша жазылу процесінің уақытын қысқартады. Мезенхималық шектік жасушалардың остеогендік дифференциациясы тұрғысынан алғанда, PDGF-ны эпидермалық өсу факторымен (EGF) салыстырғанда, ол да жасушалардың өсуін, көбеюін және дифференциациясын ынталандырады, Wortmannin – PI3K-нің спецификалық ингибиторы, ал жасушаларды Wortmannin және PDGF-мен бірге емдеу, тек PDGF-мен және EGF-мен салыстырғанда остеобласт дифференциациясын арттырды. PDGF олигодендроциттердің (OPC) пролиферациясын сақтауға да қабілетті. Сондай-ақ, фибробласт өсу факторы (FGF) OPC-де PDGF рецепторларын оңтайландыратын сигналдық жолды белсендіреді.

Тарих

PDGF – сипатталған алғашқы өсу факторларының бірі және көптеген өсу факторлары сигналдық жолдарының жұмыс істеу механизмін түсінуге мүмкіндік берді. Алғашқы жасалған үстемді теріс ақуыз PDGF-ті тоқтату үшін жобаланды.

Медицина

Рекомбинанттық PDGF созылмалы жараларды емдеуге, сондай-ақ ортопедиялық хирургияда және пародонтологияда сүйек тінінің жаңаруын және қалпына келуін стимуляциялау үшін қолданылады. PDGF жеке қолданғанда немесе, әсіресе, басқа өсу факторларымен бірге қолданғанда жұмсақ және қатты тіндердің жазылуын жеделдетуге көмектеседі (Lynch et al. 1987, 1989, 1991, 1995 жылдары).

Зерттеу

Аурумен байланысты көптеген басқа өсу факторлары сияқты, PDGF және оның рецепторлары ауруды емдеу үшін рецептор антагонисттеріне сұраныс тудырды. Мұндай антагонисттерге, қызығушылық тудыратын молекуланы нысанаға алатын және тек бейтараптандыру әсерін тигізетін арнайы антиденелер жатады (бірақ олармен шектелмейді). "c-Sis" онкогені PDGF-дан шыққан. Бета-жасушалардағы PDGF рецепторларының жасқа байланысты төмендеуі, жануарлар мен адам жасушаларында бета-жасушалардың көбеюін тоқтатуы дәлелденді, ал оның қайта экспрессиясы бета-жасушалардың көбеюін қозғап, инсулин секрециясы арқылы глюкоза реттелуін жақсартады. Вирустық емес PDGF "био-жұптамасы" гендер арқылы жасушаларға наноөлшемді бөлшектерде ДНК жеткізу арқылы жоғалған немесе зақымдалған сүйекті жаңарта алады. Сүйек сынықтарын жазып, бас-бет ақауларын түзету және тіс имплантациясын жақсарту – бұл оның мүмкін қолданылу салалары. Жұптамада сүйек түзілуіне қажетті гендері бар бөлшектер орналасқан коллаген платформасы бар. Тәжірибелерде жаңа сүйек сынақ жануарларында бас сүйегінің жараларын толық жапты және адам сүйек миы стромальды жасушаларының өсуін күшейтті. Белгілі бір уақыт аралығында PDGF қосылуы коллаген-гликозаминогликан мүжілдеріндегі қан тамырларын тұрақтандырады.