成長分化因子(GDF )は、主に発生において機能する、トランスフォーミング成長因子βスーパーファミリーに属するタンパク質のサブファミリーである。 [1]
種類
このサブファミリーにはいくつかのメンバーが記述されており、GDF1 から GDF15 まで命名されています。
- GDF1は主に神経系で発現し、胚発生中の左右パターン形成や中胚葉 誘導に機能する。[2]
- GDF2 (BMP9としても知られる)は、アセチルコリンと呼ばれる神経伝達物質に対する胎児前脳基底核コリン作動性ニューロン(BFCN)の反応を誘導・維持し、ヘプシジンと呼ばれるタンパク質のレベルを上昇させることで鉄代謝を調節する。[3] [4]
- GDF3は「Vg関連遺伝子2」(Vgr-2)としても知られています。GDF3の発現は、胚発生中の骨形成過程 、および成体では胸腺、脾臓、骨髄、脳、脂肪組織で起こります。GDF3は、胚の初期段階の発達を阻害すると同時に誘導するという二重の機能を有しています。[5] [6] [7]
- GDF5は発達中の中枢神経系で発現し、関節や骨格の発達に関与し、ドーパミンと呼ばれる神経伝達物質に反応するニューロンの生存率を高めます。[8] [9] [10]
- GDF6は骨形成タンパク質と相互作用して外胚葉のパターン形成を制御し、眼の発達を制御します。[11] [12] [13]
- GDF8は現在、正式にはミオスタチンとして知られており、筋肉組織の成長を制御します。[14]
- GDF9はGDF3と同様に、TGF-βスーパーファミリーの他のメンバーと比較して1つのシステインを欠いている。その遺伝子発現は卵巣に限定されており、排卵に関与している。[15] [16]
- GDF10はBMP3と密接な関連があり、頭部形成に役割を果たしており、骨格形成にも関与していると考えられています。[17] [18] BMP-3bとしても知られています。
- GDF11はHox遺伝子の発現を調節することで前後パターン形成を制御し[ 19] 、嗅上皮に発生する嗅覚受容ニューロンの数を調節し[20]、網膜で発達する網膜神経節細胞の数を調節する[21]。
- GDF15 (TGF-PL、MIC-1、PDF、PLAB、PTGFBとも呼ばれる)は、組織損傷や特定の疾患プロセスにおける炎症およびアポトーシス経路の調節に役割を果たしている。[22] [23] [24]
参考文献
- ^ Herpin A, Lelong C, Favrel P (2004). 「トランスフォーミング成長因子β関連タンパク質:後生動物における先祖伝来の広範なサイトカインスーパーファミリー」. Dev Comp Immunol . 28 (5): 461–85 . doi :10.1016/j.dci.2003.09.007. PMID 15062644.
- ^ Rankin C, Bunton T, Lawler A, Lee S (2000). 「成長/分化因子-1によるマウスの左右パターン形成の制御」Nat Genet . 24 (3): 262–5 . doi :10.1038/73472. PMID 10700179. S2CID 6787053.
- ^ Lopez-Coviella I, Follettie M, Mellott T, Kovacheva V, Slack B, Diesl V, Berse B, Thies R, Blusztajn J (2005). 「骨形成タンパク質9は前脳基底核コリン作動性ニューロンのトランスクリプトームを誘導する」Proc Natl Acad Sci USA . 102 (19): 6984–9 . Bibcode :2005PNAS..102.6984L. doi : 10.1073/pnas.0502097102 . PMC 1088172. PMID 15870197 .
- ^ Truksa J, Peng H, Lee P, Beutler E (2006). 「骨形成タンパク質2、4、9は、Hfe、トランスフェリン受容体2(Tfr2)、IL-6とは独立してマウスヘプシジン1の発現を刺激する」Proc Natl Acad Sci USA . 103 (27): 10289–93 . Bibcode :2006PNAS..10310289T. doi : 10.1073/pnas.0603124103 . PMC 1502450. PMID 16801541 .
- ^ Levine A, Brivanlou A (2006). 「TGF-βシグナル伝達の岐路に立つGDF3」. Cell Cycle . 5 (10): 1069–73 . doi : 10.4161/cc.5.10.2771 . PMID 16721050.
- ^ Levine A, Brivanlou A (2006). 「BMP阻害剤であるGDF3は幹細胞および初期胚の細胞運命を制御する」. Development . 133 (2): 209–16 . doi :10.1242/dev.02192. PMID 16339188.
- ^ Chen C, Ware S, Sato A, Houston-Hawkins D, Habas R, Matzuk M, Shen M, Brown C (2006). 「Vg1関連タンパク質Gdf3は、マウス胚盤胞形成前期におけるNodalシグナル伝達経路において機能する」. Development . 133 (2): 319–29 . doi :10.1242/dev.02210. PMID 16368929.
- ^ O'Keeffe G, Dockery P, Sullivan A (2004). 「in vitroにおけるラット胎児中脳ドーパミン作動性ニューロンの生存と形態に対する成長/分化因子5の影響」J Neurocytol . 33 (5): 479–88 . doi :10.1007/s11068-004-0511-y. PMID 15906156. S2CID 25940876.
- ^ Buxton P, Edwards C, Archer C, Francis-West P (2001). 「成長/分化因子-5(GDF-5)と骨格発達」. J Bone Joint Surg Am . 83-A Suppl 1 (Pt 1): S23–30. PMID 11263662.
- ^ Francis-West P, Parish J, Lee K, Archer C (1999). 「滑膜関節発達におけるBMP/GDFシグナル伝達の相互作用」. Cell Tissue Res . 296 (1): 111–9 . doi :10.1007/s004410051272. PMID 10199971. S2CID 21942870.
- ^ Chang C, Hemmati-Brivanlou A (1999). 「アフリカツメガエルGDF6、ノギンの新たな拮抗薬でありBMPのパートナー」. Development . 126 (15): 3347–57 . doi :10.1242/dev.126.15.3347. PMID 10393114.
- ^ Asai-Coakwell M, French C, Berry K, Ye M, Koss R, Somerville M, Mueller R, van Heyningen V, Waskiewicz A, Lehmann O (2007). 「GDF6は、眼の発達異常のスペクトルにおける新たな遺伝子座である」. American Journal of Human Genetics . 80 (2): 306–15 . doi :10.1086/511280. PMC 1785352. PMID 17236135 .
- ^ Hanel M , Hensey C (2006). 「GDF6の喪失に伴う眼および神経系の障害」BMC Dev Biol . 6 : 43. doi : 10.1186/1471-213X-6-43 . PMC 1609107. PMID 17010201.
- ^ McPherron AC, Lawler AM, Lee SJ (1997年5月). 「マウスの骨格筋量における新規TGF-βスーパーファミリーメンバーによる調節」Nature 387 ( 6628): 83– 90. doi :10.1038/387083a0. PMID 9139826. S2CID 4271945.
- ^ Juengel J, Bodensteiner K, Heath D, Hudson N, Moeller C, Smith P, Galloway S, Davis G, Sawyer H, McNatty K (2004). 「GDF9およびBMP15シグナル伝達分子の生理学」. Anim Reprod Sci . 82– 83: 447– 60. doi :10.1016/j.anireprosci.2004.04.021. PMID 15271472.
- ^ Hreinsson J、Scott J、Rasmussen C、Swahn M、Hsueh A、Hovatta O (2002)。 「成長分化因子 9 は、器官培養におけるヒト卵胞の成長、発達、生存を促進します。」J Clin 内分泌メタタブ。87 (1): 316–21 .土井: 10.1210/jcem.87.1.8185。PMID 11788667。
- ^ 日野 淳、神川 健、松尾 秀、能野 剛、西松 誠 (2004). 「骨形成タンパク質3ファミリーメンバーとその生物学的機能」. Front Biosci . 9 ( 1–3 ): 1520–9 . doi : 10.2741/1355 . PMID 14977563.
- ^ Cunningham N, Jenkins N, Gilbert D, Copeland N, Reddi A, Lee S (1995). 「成長/分化因子-10:骨形成タンパク質-3に関連するトランスフォーミング成長因子-βスーパーファミリーの新規メンバー」. Growth Factors . 12 (2): 99– 109. doi :10.3109/08977199509028956. PMID 8679252.
- ^ Andersson O, Reissmann E, Ibáñez C (2006). 「成長分化因子11はトランスフォーミング成長因子β受容体ALK5を介してシグナルを伝達し、前後軸を領域化する」EMBO Reports . 7 (8): 831–7 . doi :10.1038/sj.embor.7400752. PMC 1525155. PMID 16845371 .
- ^ Wu H, Ivkovic S, Murray R, Jaramillo S, Lyons K, Johnson J, Calof A (2003). 「GDF11による神経新生の自己調節」(PDF) . Neuron . 37 (2): 197– 207. doi :10.1016/S0896-6273(02)01172-8. PMID 12546816. S2CID 15399794.
- ^ Kim J, Wu H, Lander A, Lyons K, Matzuk M, Calof A (2005). 「GDF11は網膜発達期における前駆細胞の分化能のタイミングを制御する」. Science . 308 (5730): 1927–30 . Bibcode :2005Sci...308.1927K. doi :10.1126/science.1110175. PMID 15976303. S2CID 42002862.
- ^ Zimmers T, Jin X, Hsiao E, McGrath S, Esquela A, Koniaris L (2005). 「腎・肺損傷後の増殖分化因子-15/マクロファージ阻害性サイトカイン-1誘導」. Shock . 23 (6): 543–8 . PMID 15897808.
- ^ Hsiao E, Koniaris L, Zimmers-Koniaris T, Sebald S, Huynh T, Lee S (2000). 「肝障害後に誘導されるトランスフォーミング成長因子βスーパーファミリーに属する成長分化因子15の特性」Mol Cell Biol . 20 (10): 3742–51 . doi :10.1128/MCB.20.10.3742-3751.2000. PMC 85678. PMID 10779363 .
- ^ Ago T, Sadoshima J (2006). 「GDF15、心臓保護作用のあるTGF-βスーパーファミリータンパク質」Circ Res . 98 (3): 294–7 . doi : 10.1161/01.RES.0000207919.83894.9d . PMID 16484622.