Онкомодулин - Oncomodulin

Онкомодулин это семейство парвальбуминов кальций-связывающий белок выражается и секретируется макрофаги (которые обычно попадают в ткань в результате воспалительной реакции или после травмы).[1]

Онкомодулин присутствует в глазу.[2] Он небольшой, кислый, обладает высокой кальцийсвязывающей активностью и состоит из 108 аминокислотных остатков.[3] Он выделяется макрофагами в стекловидном теле и сетчатке, способствуя регенерации нервов в глазу.[2] Эта регенерация может происходить в ответ на воспаление в глазу и способствовать возобновлению роста глаза для восстановления повреждений сетчатки. Эффекты регенерации онкомодулина превосходит другие нейротрофические факторы, такие как BDNF, CNTF и GDNF.[2] Было показано, что при добавлении к нервным клеткам сетчатки в чашке Петри без других факторов роста онкомодулин способствует возобновлению роста нейронов в 5-7 раз быстрее нормальной.[4]

Онкомодулин был обнаружен в цитотрофобластах плаценты человека и крысы, а также на ранних стадиях эмбрионов.[3] In vivo онкомодулин способствует регенерации зрительного нерва у крыс.[5] Он также был обнаружен в различных типах опухолей человека и грызунов.[3] Однако он никогда не был обнаружен в здоровых тканях человека или крысы.[3]

На сегодняшний день он обнаружен в Центральная нервная система в волосковых клетках внутреннего уха и ганглиозных клетках сетчатки. Онкомодулин способствует аксон возрождение в ганглиозные клетки сетчатки [1] и поддерживает функционирование волосковых клеток улитки мыши.[6]

Структура

Онкомодулин высоко консервативен в ходе эволюции позвоночных (база данных NCBI). Это меньший кальций-связывающий белок (11,7 кДа), напоминающий белок EF-рука домен кальмодулина (32% идентичности последовательностей), альфа-парвальбумина (54%), S100-бета (34%) и кальбиндина (25%) и напоминает альфа-парвальбумин в своей N-концевой области (52%). Он имеет N-концевой домен из 40 остатков с неактивным сайтом связывания кальция и домен EF-hand из 70 остатков с одним низкоаффинным Ca2+ и Mg2+ сайт связывания и один высокоаффинный Ca2+ сайт.[1]

Онкомодулин имеет кристаллическую структуру и представляет собой белок размером 12000 г.[7] Два Ca2+ атомы в онкомодулине согласованы с семью атомами кислорода и одной молекулой воды. Третий Ca2+ атом координируется с пятью атомами кислорода и двумя молекулами воды.[7] Оба Ca2+ молекулы связаны с петлями CD и EF. Расстояния между Ca и O в молекулярной структуре варьируются от 2,07 A до 2,64 A, что указывает на то, что молекулы прочно связаны друг с другом.[7] Онкомодулин по строению очень напоминает парвальбумин.[7] Он на 50% идентичен парвальбумину по аминокислотам.[3]

Механизм действия

Чтобы онкомодулин работал должным образом, он должен иметь повышенный уровень цАМФ и сахарной маннозы, которые присутствуют в стекловидном теле глаза.[2] цАМФ увеличивает эффективность онкомодулина в несколько раз больше, чем простой онкомодулин и цАМФ.[2] Онкомодулин активируется путем активации передачи сигналов Са2+, кальмодулинкиназа и транскрипция генов.[5]

Пик продукции мРНК онкомодулина приходится на сутки после воспалительной реакции.[8] Во время воспаления в глаз попадают макрофаги, способствующие регенерации аксонов.[9] Вызвание воспалительной реакции позволяет сенсорным нейронам регенерировать свои аксоны через задние корешки.[8] Секреция онкомодулина макрофагами стимулирует рост нейронов.[8] Идентификационные данные рецептора онкомодулина, который позволяет регенерацию аксонов, неизвестны.[2] Также неизвестно, способствует ли онкомодулин регенерации где-либо еще в иммунной системе. Сигнальные комплексы, которые могут быть важны для работы с онкомодулином, включают PI 3 киназу, MAP киназу, JAK / STAT и CaM киназу II.[2] Истощение онкомодулина из сред, в которых растут макрофаги, устраняет аксон-промотирующую активность среды.[5]

Нейтрофилы также являются важным компонентом активации онкомодулина. Без нейтрофилов макрофаги менее эффективны при стимуляции обширной регенерации нейронов.[8] Это происходит потому, что нейтрофилы попадают в область воспаления раньше, чем макрофаги. Помимо макрофагов, нейтрофилы также являются основным источником продукции онкомодулина.[8]

У крыс ген, кодирующий онкомодулин, находится под контролем одиночного LTR онкомодулина, который происходит из эндогенной внутрицистернальной А-частицы.[3] LTR онкомодулина присутствует только у крыс. Уровень онкомодулина у крыс самый высокий из всех ранее исследованных видов.[3]

Использует

Онкомодулин играет ключевую роль у пациентов с травмами глаз. Считается, что он может обратить вспять повреждение глаз, вызванное глаукомой.[4] Также считается, что онкомодулин включает множество генов, связанных с возобновлением роста аксонов.[4] Глазные капли с онкомодулином могут быть полезным методом ускорения роста нервов в легких случаях глиом зрительного нерва.[4] Также было замечено, что онкомодулин стимулирует рост периферических сенсорных нейронов.[5]

Инъекции зимозана могут способствовать проникновению макрофагов в глаз и секреции онкомодулина.[10] Это эффективный метод лечения пациентов с незначительными повреждениями глаз.[10] Показано, что инъекции пациентам с перерезанным спинным мозгом частично восстанавливают двигательную функцию.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Инь; и другие. (Июнь 2006 г.). «Онкомодулин является сигналом от макрофагов для регенерации аксонов в ганглиозных клетках сетчатки». Природа Неврология. 9 (6): 843–852. Дои:10.1038 / nn1701. PMID  16699509.
  2. ^ а б c d е ж грамм час Системы НИОКР. 2015 г. Онкомодулин: воспалительный ответ и регенерация нервов. Доступ из https://www.rndsystems.com/resources/articles/oncomodulin-inflamasted-response-and-nerve-regeneration
  3. ^ а б c d е ж грамм Staubli, F .; Klein, A .; Rentsch, J.M .; Hameister, H .; Берхтольд, М. В. (ноябрь 1995 г.). «Структура и хромосомная локализация гена онкомодулина мыши». Геном млекопитающих. 6 (11): 769–777. Дои:10.1007 / BF00539001.
  4. ^ а б c d Гроссман, Марк. 2015 г. Глазные капли для зрительного нерва и фактора роста. Натуральный уход за глазами. Доступ из http://www.naturaleyecare.com/blog/optic-glioma-may-respond-to-nerve-growth-factor-eye-drops/
  5. ^ а б c d Инь, Юцинь; Henzl, Michael T .; Лорбер, Барбара; Накадзава, Тору; Томас, Томми Т .; Цзян, Фань; Лангер, Роберт; Беновиц, Ларри И. (июнь 2006 г.). «Онкомодулин - это производный от макрофагов сигнал для регенерации аксонов в ганглиозных клетках сетчатки». Природа Неврология. 9 (6): 843–852. Дои:10.1038 / nn1701.
  6. ^ Тонг; и другие. (Февраль 2016). «Онкомодулин, EF-Hand Ca»2+ Буфер, критически важный для поддержания функции улитки у мышей ». Журнал неврологии. 36 (5): 1631–1635. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.3311-15.2016. ЧВК  4737773. PMID  26843644.
  7. ^ а б c d Ахмед, Франция; Przybylska, M; Роза, DR; Бирнбаум, Г.И.; Пиппи, Мэн; Макманус, JP (1990). "Структура онкомодулина уточнена с разрешением 1,85 A. Пример обширной молекулярной агрегации через Ca2+". J. Mol. Биол. 216 (1): 127–40. Дои:10.1016 / S0022-2836 (05) 80065-8. PMID  2231727.
  8. ^ а б c d е Куримото, Такудзи; Инь, Юцинь; Хаббуб, Гейт; Гилберт, Хуэй-Я; Ли, Ицин; Накао, Синтаро; Хафези-Могхадам, Али; Беновиц, Ларри И. (11 сентября 2013 г.). «Нейтрофилы экспрессируют онкомодулин и способствуют регенерации зрительного нерва». Журнал неврологии. 33 (37): 14816–14824. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.5511-12.2013.
  9. ^ Беновиц, Лари. 2008 г. Лаборатория сообщает о прогрессе в регенерации зрительного нерва. Фонд исследований глаукомы. Доступ из http://www.glaucoma.org/research/update-on-optic-nerve-regeneration.php
  10. ^ а б Инь, Юцинь; Цуй, Ци; Гилберт, Хуэй-я; Ян, Ян; Ян, Чжиюн; Берлинке, Синтия; Ли, Чживэй; Заверуча-ду-Валле, Камила; Он, Хуамэй; Петкова Виктория; Зак, Дональд Дж .; Беновиц, Ларри И. (17 ноября 2009 г.). «Онкомодулин связывает воспаление с регенерацией зрительного нерва». Труды Национальной академии наук. 106 (46): 19587–19592. Дои:10.1073 / pnas.0907085106.