조직의 성장 인자의 역할 Maturation

- 연혁

Growth Factor는 개발, homeostasis 및 Repair 동안 핵심 신호 분자, 관현 세포 행동으로 행동하는 자연적 사건 단백질의 종류입니다. 이 분자는 표적 세포에 특정한 transmembrane 수용체에 결합하여, proliferation, differentiation, migration, 생존 및 apoptosis를 통제하는 intracellular cascades를 시작으로 조직의 전염성 조직 및 조직의 전염성 조직에 대한 완전한 발전을 통해 조직의 발전을 촉진합니다.

이해 성장 인자: 종류 및 신호 메커니즘

성장 요인은 일반적으로 작은, 지방으로 행동하는 비밀 단백질 (아라클린 또는 오토클린 신호) 또는 일부 경우에, 체계적으로 (endocrine)의 subset입니다. 그들은 그들의 1 차적인 세포 표적 및 구조상 가족에 의해 분류됩니다. 중요한 가족은 다음을 포함합니다:

Epidermal 성장 인자 (EGF) 가족 – EGF, TGF-α, HB-EGF; epithelial 및 mesenchymal 세포 확산 및 마이그레이션 촉진.
Fibroblast 성장 인자 (FGF) 가족 - FGFs 1–23; mesoderm 유도, limb 개발 및 angiogenesis에 대한 중요한.
Vascular 내분비 성장 인자 (VEGF) 가족 – VEGF-A, -B, -C, -D; 혈관과 안조의 1 차적인 운전사.
양산환-β(TGF-β) Superfamily] - TGF-β, 뼈형식 단백질(BMP), 액티비신, 그리고 이달을 포함하는 TGF-β, 뼈형식 단백질을 포함합니다. 세포 성장, 차분, 아팝토피 및 세포질 매트릭스 생산을 조절합니다.
Neurotrophins] – 신경 성장 인자 (NGF), 뇌 파생 신경 역률 (BDNF); 신경 발달 및 생존에 필수적인.
Insulin-like 성장 인자 (IGFs) – IGF-1, IGF-2; 조직 성장과 물질 대사에 대한 유투브 성장 호르몬 효과.
Platelet-Derived Growth Factor (PDGF) – 연결성 조직 세포의 번영, 상처 치유 및 혈관 형성을 촉진합니다.

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조직의 조직 성숙 과정

조직 성숙은 조정 세포 사건의 순서에 통과합니다: progenitor 세포의 proliferation, 전문화한 세포 유형으로 차별화, morphogenesis (조직 형성), 관화 및 기능 성숙. 성장 요인은 각 단계에 주된 규칙으로 봉사합니다.

세포 Proliferation와 Progenitor 확장

초기 기관에서, 비중성 폐경구 및 간접적 선구자 인구는 급류 성장 요인의 영향 아래 확대. 예를 들어, FGF10 신호 mesenchyme에서 폐경구 장인 증식의 확산을 촉진, morphogenesis를 분지. 마찬가지로, EGF 및 PDGF는 개발 뇌에서 신경 경구 세포의 확장을 구동. 이러한 신호없이, 기관 크기 및 세포의 부족은 충분한 기능을 유지.

세포 차이 및 Lineage 명세

Progenitors의 충분한 풀이 존재하면, 특정 세포 유형으로 직접 맨끝 차별화. proliferative와 차별화 신호 사이 균형은 민감합니다. 예를 들어, FGF 및 EGF에 대한 pancreas에서, 그 신호의 제거 및 BMP 또는 retinoic 산 트리거의 제거는 beta 세포를 유도하는 인슐린 생성에 차별화됩니다. 신장에서, 빛나는 세포 선 파생 신경 (Gronic)의 뇌졸중은 근본적인 요인에 대한 근본적인 요인입니다.

모질과 3차원 조직

VEGF는 조직 구조의 화학적 및 모체를 통해 조직을 구성합니다. FGF는 소닉 헤지 호그 (Sh)와 BMP와 함께, 개발 석방, 폐 및 신장을 패턴을 형성하는 그리스를 설치합니다. VEGF는 조직 아키텍처와 일치하는 혈관 네트워크를 형성하기 위해 endothelial 세포를 모집합니다. 결과는 높게 조직적, 기능적 구조입니다.

혈관 및 산소/중력 납품

VEGF는 angiogenesis의 주요한 운전사입니다, 그러나 다른 요인과 연주회에서 행동합니다. Hypoxia-inducible 요인 (HIF-1α)는 산소에 의하여 시작된 조직에 있는 VEGF 표식을, 시작 capillary sprouting 통제합니다. PDGF와 FGF는 또한 주변을 모집하고 nascent 배를 안정시키는에 의해 공헌합니다. Proper 혈관화는 조직 성숙을 위해 비 편익합니다; 조직은 necrovascularized 또는 necrovascular로 막힌 파괴적인 발달을 겪기 위하여 실패합니다.

Apoptosis 및 정제

프로그래밍된 세포 사망은 일시적인 구조를 제거하고 기능적인 요구 사항을 일치하기 위해 세포 번호를 조정합니다. 예를 들어 개발 손의 간디지털 웹은 BMP 유도 된 apoptosis에 의해 제거됩니다. 성장 요인은 또한 apoptosis에서 세포를 보호합니다; 예를 들면, NGF는 표적 안식향 도중 동정 신경의 죽음을 방지합니다.

특정 기관 시스템의 주요 성장 인자

성장 요인의 전문화한 역할을 설명하기 위하여, 우리는 몇몇 기관 체계를 시험합니다.

Lung: 분지 모포 발생 및 알류미화

Lung 발달은 주변 mesenchyme로 epithelial buds의 반복한 분지 포함합니다. 중요한 선수는 FGF10 (절대 개시자), FGF9 (mesenchymal proliferation), BMP4 (절대 차별 다름) 및 VEGF (절대화)를 포함합니다. 관과 알브레이드 단계 도중, 늦은 태아 및 postnatal, VEGF 및 FGF2 승진 및 sepillary는 증후를 일으키는 원인이 됩니다. 증후 증후 증후 증후 증후 증후 증후 증후 증후 증후 증후 증후.

간: Hepatocyte 성숙과 Biliary 발달

HGF (혈색 성장 인자), EGF, FGF 및 BMP의 영향 아래 간세포와 cholangiocytes에 다르게 다르다. HGF는 특히 hepatocyte proliferation와 생존을 위해 결정합니다. VEGF는 sinusoidal endothelial fenestrations의 대형을 지킵니다. Dysregulation는 간 fibrosis 및 cirosis에 공헌합니다.

Kidney: Nephrogenesis와 수집 덕트 성숙

대사 산물 신장은 ureteric bud와 metanephric mesenchyme 사이 reciprocal 유도를 통해 개발합니다. Bud, 모는 분지에 수용체에 풀어 놓는 GDNF. 그 사이에, FGF, BMP7 및 Wnt9b는 황체 수영장을 지키고 nephron 대형을 승진시킵니다. VEGF는 podocytes에서 파생된 endothelial 세포에서 유독한 양탄자 모자를 형성하기 위하여 끕니다.

심장: 심근과 관 성숙

심장 발달은 FGF, BMP 및 약실 명세, trabeculation 및 벨브 대형을 위한 TGF-β에 의존합니다. Neuregulin-1 (EGF 가족 일원)는 ventricular trabeculation와 전도 체계 성숙을 위해 근본적입니다. VEGF와 angiopoietins 관상 동맥 배 형성. 불균형 심장 결점에 지도합니다.

뇌 : 신경 발생, Synaptogenesis 및 내화

신경계에서 FGF와 EGF는 신경 줄기 세포를 자체적으로 자극합니다. BDNF와 NGF는 신경과 글리리아의 촉진 그리고 생존을 승진시킵니다. 신약 도중, FGF2와 PDGF-AA는 oligodendrocyte precursor proliferation 및 차별화를 통제합니다. 결함 신호는 microcephaly, lisencephaly 및 neurodegenerative 질병에서 implicated 입니다.

임상적 승인: 재생 의학 및 조직 공학

성장 인자 생물학의 우리의 이해는 번역적인 신청을 확립했습니다. vitro에 있는 발달 신호를 재조정하는 능력은 기능적인 조직의 창조를 가능하게 합니다.

부상 치유 및 기관 수리의 성장 인자 납품

PDGF (becaplermin)와 같은 재조합적인 성장 요인은 당뇨병 부상 치유를 위해 찬성됩니다. 심장 발현 후에, VEGF 및 FGF는 angiogenesis를 자극하기 위하여 시험되었습니다. 부분적인 hepatectomy 후에 간 재생은 HGF와 EGF에 의해 몰고, 재조합성 HGF는 심각한 간 실패를 위한 조사의 밑에 있습니다.

Organoid 기술 및 조직 공학

조직의 세 가지 차원 줄기 세포 - 성장 요인의 정확한 적시에 - 완전하게 - 완전하게. 미미크로킹 배아 신호 (예를들면, FGF, WNT, BMP, retinoic 산 및 EGF)에 의하여, 연구원은 장, 뇌, 신장, 폐 및 판creas의 생성한 organoids가 있습니다. 이 모형은 질병 모델링, 약 검열 및 재생 치료에 사용됩니다.

성장 인자 치료에 도전

, 임상 번역 얼굴 장애물을 약속에도 불구하고. 성장 요인은 간결 반감기, pleiotropic 효과, 신호가 통제되지 않는 경우에 oncogenesis를 위한 잠재력을 가지고 있습니다. 통제되는 방출 비계 (hydrogels, nanoparticles)는 국부적으로로, 지속된 납품을 달성하기 위하여 개발되고. 게다가, 단일 요인 관리 보다는 더 효과적으로 순차적으로 자연적인 발달에 있는 다수 요인을 결합하는.

미래 지향과 Emerging Concepts

단일 세포 transcriptomics의 진보는 많은 성장 요인이 단지 일시적으로 그리고 특정한 subpopulations에서 표현된다는 것을 계시했습니다. 이 신호의 공간 그리고 임시 동적인 이해는 더 정확한 기술설계를 허용할 것입니다. 또한, 성장 인자 수용체의 작은 분자체 및 길항근은 개량한 pharmacokinetics를 가진 치료 이익을 전달하기 위하여 대안 전략을 제안합니다.

다른 국경은 조직 성숙 도중 세포 사이 성장 요인 그리고 mRNAs에 있는 여분 세포 vesicles (exosomes)의 역할입니다. 그런 자연 납품 체계를 마구는 현재 한계를 극복할지도 모릅니다. 마지막으로, 면역 억제에 있는 TGF-β의 역할과 같은 성장 요인의 면역 규제 기능은 이식 포용력을 위한 전략으로 통합됩니다.