Кіріспе
Homo sapiens-те кездесетін сүтқоректілер ақуызы. Нервтердің өсу факторы (NGF) – нейротрофтық фактор және нейропептид, ол негізінен белгілі бір мақсатты нейрондардың өсуін, күтімін, көбеюін және сақталуын реттеуге қатысады. Бұл, әдетте, өсу факторларының бірінші прототипі болып саналады, себебі ол алғашқылардың бірі ретінде сипатталған. 1956 жылы Нобель сыйлығының лауреаттары Рита Леви-Монтальчини және Стэнли Коэн оны алғаш рет оқшаулағаннан бері, NGF-қа қатысты көптеген биологиялық процестер анықталды, олардың ішінде панкреатикалық бета жасушаларының тірі қалуы және иммундық жүйенің реттелуі ерекше аталады.
Nerve growth factor (NGF) is a neurotrophic factor and neuropeptide primarily involved in the regulation of growth, maintenance, proliferation, and survival of certain target neurons. It is perhaps the prototypical growth factor, in that it was one of the first to be described. Since it was first isolated by Nobel Laureates Rita Levi Montalcini and Stanley Cohen in 1956, numerous biological processes involving NGF have been identified, two of them being the survival of pancreatic beta cells and the regulation of the immune system.
Құрылымы
NGF бастапқыда 7S, 130 kDa кешенінде 3 ақуыздан – Альфа NGF, Бета NGF және Гамма NGF (2:1:2 қатынасы) тұрады, олар экспрессияланған кезде осы күйде болады. NGF-ның бұл түрі proNGF (NGF прекурсоры) деп те аталады. Бұл кешеннің гамма-кішібірлігі серин протеазасы ретінде әрекет етеді және бета-кішібірліктің N-терминалын кесіп, осылайша ақуызды функционалдық NGF-қа айналдырады. Нерв өсу факторы деген термин көбінесе ақуыздың 2.5S, 26 kDa бета-кішібірлігін білдіреді, ол 7S NGF кешенінің биологиялық белсенді (яғни сигнал молекуласы ретінде әрекет ететін) жалғыз құрамы болып табылады.
Функция
Өз атауынан көрініп тұрғандай, NGF негізінен жүйке жасушаларының (нейрондардың) өсуімен қатар, оларды күтіп ұстау, көбею және тірі қалу процесіне қатысады. Симпатикалық және сезім нейрондарының тірі қалуы мен сақталуы үшін маңызды, себебі олардың жоқтығында апоптозға ұшырайды. Дегенмен, соңғы зерттеулер NGF нейрондардың өмірлік циклын реттейтін жолдардан өзге де процестерге қатысатынын көрсетеді.
Нейронның көбеюі
NGF тропомиозин рецепторының А кинезасына байланысу арқылы bcl 2 сияқты гендердің экспрессиясын ынталандыра алады, бұл мақсатты нейронның көбеюіне және тірі қалуына себеп болады. ПроНГФ, сортилин және p75NTR арасындағы жоғары сәйкестік байланысы клетканың тірі қалуына немесе бағдарламаланған жасуша өліміне (апоптозға) әкелуі мүмкін. Зерттеу нәтижелері проНГФ-пен емделгенде p75NTR және TrkA-ны экспрессиялейтін жоғары мойын ганглиясы нейрондарының өлетінін көрсетсе, ал осы нейрондарды NGF-пен емдегенде тірі қалу және аксондардың өсуі байқалады. Тірі қалу және бағдарламаланған жасуша өлімі (ПЖӨ) механизмдері адаптерлік ақуыздың p75NTR цитоплазмалық құйрығының өлім доменіне байланысуы арқылы жүзеге асады. Тірі қалу, іріктелген цитоплазмалық адаптерлік ақуыздардың TRAF6 сияқты ісік некрозы факторы рецепторлары арқылы сигнал трандукциясын жеңілдетуі нәтижесінде, ядролық фактор κB (NF κB) транскрипциялық активаторының босатылуымен қамтамасыз етіледі.
Иммундық жүйені реттеу
NGF тумыстық және қабылданған иммунитетті реттеуде маңызды рөл атқарады. Қабыну процесінде NGF маст жасушаларымен жоғары концентрацияда бөлінеді және жақын жердегі сезімтал нейрондарда аксоналды өсуді қоздырады. Бұл қабыну ошақтарындағы ауырсынуды күшейтеді. Қабылданған иммунитетте NGF тимус безінен, сондай-ақ CD4+ Т-жасуша клондарынан өндіріледі, инфекция кезінде Т-жасушаларының жетілу тізбегін іске қосады.
Овуляция
NGF семендік плазмада көп мөлшерде кездеседі. Жақындағы зерттеулер оның кейбір сүтқоректілерде, мысалы, лама сияқты "индукцияланған" овуляторларда овуляцияны тудыратынын көрсетті. Күтпеген нәрсе, зерттеулер осы жануарлардың ірі қара сияқты уақытымен овуляциялайтын немесе "спонтанды" овуляторлардан алынған сперма қолданылғанда да овуляция жасайтынын көрсетті. Адамдардағы маңызы белгісіз. Бұрын 2012 жылы бета-NGF ретінде анықталғанға дейін, оны ұрықта овуляцияны тудыратын фактор (OIF) деп атаған.
Әрекет ету механизмі
NGF кем дегенде екі рецептор класына байланысады: тропомиозин рецептор киназасы A (TrkA) және төмен аффинитетті NGF рецепторы (LNGFR/p75NTR). Екеуі де нейродегенеративті аурулармен байланысты. NGF TrkA рецепторына байланысқанда, рецептордың гомодимеризациясын тудырады, ол өз кезегінде тирозинкиназа сегментінің аутофосфорилиялануына себеп болады. Байланысқаннан кейін, кешен эндоцитозға түсіп, NGF транскрипциялық бағдарламасын белсендіреді, негізінен екі жолмен: Ras/MAPK жолы және PI3K/Akt жолы. NGF-нің TrkA-ға байланысуы PI 3 киназасы, ras және PLC сигналдық жолдарының белсендірілуіне де әкеледі. Балама ретінде, p75NTR рецепторы TrkA-мен гетеродимер құрауы мүмкін, бұл NGF үшін жоғары аффинитетке және спецификалық қасиеттерге ие. Зерттеулер NGF қан плазмасы арқылы бүкіл денеде циркуляциялайтынын және гомеостазды жалпы түрде сақтау үшін маңызды екенін көрсетеді.
Нейронның тіршілік етуі
NGF пен TrkA рецепторының байланысы рецептордың димеризациялануына және жақын орналасқан Trk рецепторларымен цитоплазмалық құйрықтың тирозин қалдықтарының фосфорилирленуіне мүмкіндік береді. Trk рецепторларының фосфорилирлену орындары Shc адаптерлі ақуызының байланысу орындары ретінде жұмыс істейді, олар TrkA рецепторымен фосфорилирленеді. Цитоплазмалық адаптерлі ақуыз (Shc) рецептордың цитоплазмалық құйрығымен фосфорилирленгеннен кейін, жасушаның тірі қалуы бірнеше ішкі жасушалық жолдар арқылы басталады. Бір маңызды жол серин/треонин киназасы Akt-тің белсендірілуіне алып келеді. Бұл жол Trk рецептор кешенінің өсу факторының рецепторымен байланысқан белок 2 (Grb2) және Grb2-мен байланысқан байланыстырушы 1 (GAB1) деп аталатын екінші адаптерлік белок пен байланысу орындарымен бірге тартылуынан басталады. Дегенмен, егер кинезалардың бірі тұрақты түрде белсенді болса, нейрондар NGF болмаса да тірі қалады. Бұл ақуыздың бар екенін нақты дәлелдеді. Леви Монталчини кейін былай деді: "Ісік өзінің алғашқы белгісін Сент-Луисте көрсетті, бірақ ол Рио-де-Жанейрода өзін ашты, және ол театрлық және әсерлі түрде, Риодағы карнавал сияқты жарылғыш және қуанышты өмірдің жарқын атмосферасымен итерілгендей болды". Алайда, оның және басқа нейротрофиндердің ашылуы 1986 жылғы Физиология және Медицина саласындағы Нобель сыйлығын алғанға дейін кеңінен танылмады. 1971 жылғы зерттеулер NGF-нің бастапқы құрылымын анықтады. Бұл NGF генінің табылуына әкелді. NGF семендік плазмада көп мөлшерде кездеседі. Жақындағы зерттеулер оның кейбір сүтқоректілерде овуляцияны тудыратындығын көрсетті. Нервтік өсу факторлары (NGF) бастапқыда даму кезіндегі әрекеттерінен ашылды, бірақ қазір NGF жануардың өмірі бойындағы функциясына қатысатыны белгілі.
Өзара әрекеттесулер
Нервтердің өсу факторы Тропомиозин рецепторлы киназа А-мен өзара әрекеттеседі.
Клиникалық қолдану
NGF, атап айтқанда, егешқұйрықтың (мысықтың) жүйке өсу факторы 2003 жылдан бері Қытайда лицензияланған дәрі ретінде қолжетімді. Жүйке жүйесінің бірнеше ауруларында емделушілердің жағдайының жақсарғанына дәлелдер бар, соның ішінде жедел ішкі миге қан құйылу, дамудың кешігуі, көру нервінің атрофиясы, эпилепсия және церебральды паралич. Бұл маңызды, себебі жүйке жүйесінің зақымданулары мен ауруларын емдейтін дәрілердің саны аз. Оның тиімділігін растайтын көптеген деректерге қарамастан, Қытайдан тыс жерлердегі зерттеулер мен клиникалық қолдану шектеулі.