Wat zegt de Thymosin β4-studie specifiek?

Wat zegt de Thymosin β4-studie specifiek?

Overzicht

Thymosine bèta 4 (TV4) is een kleinmoleculig eiwit dat bestaat uit meerdere aminozuurresiduen en wijd verspreid is in verschillende weefsels en cellen van het menselijk lichaam.[1][2] Als een van de belangrijkste actineregulerende moleculen in het menselijk lichaam, het heeft meerdere biologische functies en speelt een cruciale rol bij weefselregeneratie, verbouwing, wondgenezing, behoud van actinebalans, tumorontwikkeling en metastase, celapoptose, ontsteking, angiogenese, ontwikkeling van haarzakjes, en andere fysiologische en pathologische processen.

Biologische functies en werkingsmechanismen

Tβ4 is een van de belangrijkste actineregulerende moleculen in het menselijk lichaam en heeft meerdere biologische functies, speelt een belangrijke rol bij de weefselregeneratie, verbouwing, wondgenezing, behoud van actinebalans, tumorontwikkeling en metastase, celapoptose, ontsteking, angiogenese, ontwikkeling van haarzakjes, en andere fysiologische en pathologische processen.

Thymus β4
  1. Actine-regulerende factor: Actine is verantwoordelijk voor ongeveer 10% van het totale eiwit in niet-spiercellen en is een essentieel onderdeel dat nodig is voor de celstructuur, cel beweging, en wondgenezing. De aanwezigheid van Tβ4 in cellen is voldoende om alle actinemonomeren te sekwestreren en deel te nemen aan het reguleren van actinepolymerisatie en depolymerisatie. Tβ4 kan binden aan actinemonomeren in a 1:1 verhouding, het voorkomen van de vorming van F-actinepolymeren. De binding van Tβ4 aan actine gaat gepaard met de dissociatie van gebonden water. Het C-uiteinde van Tβ4 bindt aan actine His-40, waardoor een conformationele verandering in actinemonomeren ontstaat. Het Tβ4-molecuul bevat een actinebindend domein (GESLOTEN), wat de belangrijkste elektrostatische contactplaats is. Het N-terminale fragment ervan kan actinepolymerisatie remmen door sterische hindering. Wanneer je alleen handelt, Tβ4 kan actinepolymerisatie en nucleotide-uitwisseling op actine remmen. Dit staat in contrast met de rol van een ander actinebindend eiwit, Profiel, wat de uitwisseling van ADP en ATP bevordert, versnellende actine-assemblage. [1][2]Tβ4 en Profilin kunnen de actineassemblage synergetisch reguleren. Tβ4 kan de omzetting tussen G-actine en F-actine reguleren. Er is gemeld dat de concentratie van Tβ4 bereikt 300 pmol in zeer mobiele bloedcellen, terwijl de concentratie die nodig is om Tβ4 aan G-actine te binden minder is dan 20 pmol. Met een toename van de concentratie, Tβ4 vermindert het depolymerisatievermogen van F-actine. Dit kan de reden zijn waarom Tβ4 de functie van het cellulaire microfilamentsysteem reguleert.
  2. Bevordering van endotheelcelmigratie en angiogenese: Studies met behulp van het chorioallantoïsche membraan van kip (CAM) angiogenese-modellen hebben aangetoond dat endotheelcellen zich differentiëren tot buisvormige structuren, het mRNA-gehalte van Tβ4 neemt vijfvoudig toe, en transfectie met Tβ4 versnelt de vorming van buisachtige structuren in endotheelcelklonen. Aanvullend, Uit onderzoek is gebleken dat Tβ4 een interactie kan aangaan met fibrine en collageen, gemedieerd door transglutaminase (Factor XIIIa) en spelen een belangrijke rol in het proces van bloedstolling. Verder, in een huidbeschadigingsexperiment over de volledige dikte bij oudere diabetesmuizen, Tβ4 kan de genezing van grote huidwonden en diepe brandwonden versnellen, bevordert het herstel van de huid en het hoornvlies, en demonstreren het vermogen om wondgenezing te versnellen.

  3. Remming van celapoptose: Tβ4 heeft een aanzienlijk beschermend effect op epitheelcellen van het hoornvlies die beschadigd zijn door corrosieve stoffen zoals benzalkoniumchloride of ethanol. Opregulatie van Tβ4-genexpressie is gunstig voor het verbeteren van de hypoxieresistentie van cellen.[2][3]

  4. Downregulatie van belangrijke ontstekingsmoleculen: Wondgenezing is een complex biologisch proces dat in drie verschillende fasen kan worden verdeeld: ontsteking, celproliferatie, en weefselremodellering, waarbij de genexpressie van relevante eiwitten in elke fase wordt opgereguleerd en vervolgens omlaag wordt gereguleerd. Voor chronische wonden, dit regelgevingsproces kan worden verstoord door factoren zoals leeftijd, onderliggende ziekten, en immunosuppressiva, wat leidt tot overmatige productie van ontstekingsmoleculen, overmatige ontsteking, en belemmerde celproliferatie en weefselremodellering. Uit onderzoek is gebleken dat Tβ4 het gehalte aan vrije radicalen kan verlagen, vertraagt ​​de peroxidatie van lipiden, remmen de productie van inflammatoire cytokines zoals IL-1, macrofaag-inflammatoir eiwit 1α (MIP1α), MIP1β, monocyt chemotactisch eiwit-1 (MCP-1), verlagen de niveaus van tromboxaan en prostaglandine 2α, waardoor ontstekingen worden verlicht. Daarom, het kan worden gebruikt voor de behandeling van ontstekingsziekten zoals segmentale enteritis en spieratrofie.

  5. Stimulatie van epicardiale stamceldifferentiatie bij volwassenen: Tβ4 speelt een cruciale rol in verschillende aspecten van de ontwikkeling van coronaire vaten en kan de groei van epicardiale transplantaten van rustende volwassen muizen aanzienlijk stimuleren, het herstel van de multipotentie van fibroblasten, gladde spiercellen, en endotheelcellen, en het induceren van hun differentiatie.[1][2] Knock-out van het Tβ4-gen in het hart leidt tot een significante afname van de niveaus van het angiogene splitsingsproduct van Tβ4 (AcSDKP). Hoewel injectie van AcSDKP het hart niet kan herstellen, het kan de differentiatie van epicardiale voorlopercellen van volwassen muizen tot endotheelcellen aanzienlijk verbeteren. Dit suggereert dat Tβ4 en AcSDKP krachtige stimulatoren zijn van coronaire en neovascularisatie, en door Tβ4 geïnduceerde epicardiale cellen van volwassen muizen kunnen dienen als een bron van vasculaire regeneratie, wat leidt tot aanhoudende regeneratie van het aangetaste vaatstelsel op een laag niveau na hartletsel.

  6. Stimulatie van de ontwikkeling van haarzakjes: Tβ4 bevordert de migratie, differentiatie, en extracellulaire matrixreconstructie van haarfollikelstamcellen, waardoor de haargroei wordt gereguleerd. Uit onderzoek bij ratten en muizen is gebleken dat dit tijdens de haargroeicyclus gebeurt, een specifieke subset van haarfollikelkeratinocyten afkomstig uit het uitstulpingsgebied die Tβ4 in hoge mate tot expressie brengen, terwijl huidstamcellen ook aanwezig zijn in de uitstulping van de haarzakjes. Wanneer de Tβ4-concentratie zich op nanomolair niveau bevindt, de migratie en differentiatie van stamcellen worden verbeterd, en de aanwezigheid van Tβ4 verhoogt ook de expressie en secretie van matrixmetalloproteïnase-2 (MMP-2), een extracellulair matrixafbrekend enzym.

  7. Relatie met tumorvorming: In verschillende tumorcellen is opregulatie van het Tβ4-gen waargenomen, waaronder medullair schildkliercarcinoom, colorectale kanker, zeer kwaadaardig melanoom, borstkanker, en oraal plaveiselcelcarcinoom. Tβ4 kan effectief de expressie van vasculaire endotheliale groeifactor induceren, het bevorderen van angiogenese en het activeren van celmigrerende eigenschappen, leidend tot tumormaligniteit. Opregulatie van Tβ4-expressie resulteert in neerwaartse regulatie van E-cadherine-expressie, verzwakking van de celadhesie, en verhoogde expressie van matrixmetalloproteïnasen, het verschaffen van groeivoordeel en invasieve kenmerken aan kankercellen, en draagt ​​zo bij aan maligniteit. Tβ4 bezit anti-apoptotische eigenschappen, en verhoogde expressie van Tβ4 kan de mate van celapoptose verminderen, mogelijk als gevolg van het feit dat Tβ4 de afgifte van cytochroom c remt en de start van het apoptoseproces verstoort, wat een ander belangrijk kenmerk is van kwaadaardige tumoren.

  8. Bevordering van herstel van het hoornvlies: Thymosine β4 heeft zijn vermogen aangetoond om wondgenezing te bevorderen in verschillende modellen voor hoornvliesbeschadiging en de productie van bepaalde belangrijke cytokines te reguleren. Uit onderzoek is gebleken dat thymosine β4 de expressie van matrixmetalloproteïnasen kan verminderen, bevorderen de remodellering van de extracellulaire matrix, en cytokinen activeren. Specifiek, het remt de activiteit van matrixmetalloproteïnasen, in tegenstelling tot de conclusie getrokken uit met thymosine β4 behandelde modellen voor huidletsel. [1][2][3]Dit suggereert dat de regulerende routes van specifieke enzymen in het weefselherstelproces zowel opwaarts als neerwaarts gereguleerd kunnen zijn.

Bereidingswijze

Momenteel, er zijn twee belangrijke bronnen van thymosine bèta 4 (TV4) gebruikt in klinische en onderzoeksomgevingen: extractie uit runderthymus en chemische synthese. Het extraheren van Tβ4 uit de runderthymus is niet alleen duur, maar wordt ook beperkt door de beschikbaarheid van materiaal en extractietechnieken, resulterend in een lage zuiverheid en een laag gehalte. De aanwezigheid van onzuiverheden brengt ook veel problemen met zich mee, vooral gezien het toenemende aantal virussen bij rundvee, wat het extractieproces bemoeilijkt. Met de ontwikkeling van genetische manipulatie, het gebruik van genetische manipulatiemethoden om Tβ4 te produceren zal een nieuwe richting worden. In ons laboratorium, we zijn van plan om tandemexpressie van kunstmatig gesynthetiseerde Tβ4 in planten uit te voeren om transgene planten te verkrijgen met efficiënte expressie van Tβ4. Vergeleken met natuurlijk gewonnen Tβ4, Tβ4 geproduceerd met behulp van transgene planten heeft de voordelen van een hogere bioactiviteit, hogere zuiverheid, en minder bijwerkingen. Aanvullend, het vertegenwoordigt de optimale aanpak voor het verlagen van de productiekosten, het minimaliseren van besmetting, en het mogelijk maken van grootschalige productie.[3]

Achtergrond

Thymosine bèta 4 is een peptide samengesteld uit 43 aminozuurresten met een iso-elektrisch punt van 5.1 en is sterk geconserveerd bij zoogdieren. Het is een cytoplasmatisch eiwit in plaats van een nucleair eiwit, in tegenstelling tot thymosine-alfa of soortgelijke thymosinen. [2][3]Thymosine bèta 4 is betrokken bij verschillende fysiologische functies, inclusief immuunfunctie, ontwikkeling van het zenuwstelsel, wondgenezing, en actine-eiwitfuncties.

In tegenstelling tot thymosine-alfa of vergelijkbare thymosinen, thymosine bèta 4 is een cytoplasmatisch eiwit in plaats van een nucleair eiwit. Het bevat minder hydrofobe aminozuren en bevat niet het structurele gebied Lys-Lys-Xaa-Lys. Chemische conformatiestudies hebben aangetoond dat thymosine bèta 4 bestaat en functioneert als één enkele keten. Het heeft een intern herhalingsgebied tussen residuen 31-43 En 18-30, met zes identieke aminozuren. Hoewel er twee zeer spiraalvormige gebieden tussen residuen zijn 4-12 En 32-40, thymosine bèta 4 vormt geen prolinewinding. In termen van biologische verspreiding en expressie, thymosine bèta 4 werd aanvankelijk gezuiverd uit de thymus. Daarom, Aanvankelijk werd aangenomen dat het een thymisch hormoon was dat inwerkte op de rijping van T-cellen in een vroeg stadium. Echter, thymosine bèta 4 is wijdverbreid aanwezig in andere weefsels, organen, en cellen, met de hoogste niveaus gevonden in de milt, thymus, longen, en peritoneale macrofagen, gevolgd door de hersenen, lever, nieren, teelballen, en hart. Zelfs cellen van het niet-reticulo-endotheliale systeem, zoals fibroblasten, kunnen thymosine bèta synthetiseren 4. Thymocyten hebben zeven keer hogere niveaus van thymosine bèta 4 mRNA dan stromale cellen van de thymus, en thymosine bèta 4 expressie wordt waargenomen in verschillende typen bloedcellen. Onderzoek naar thymosine bèta 4 cDNA heeft aangetoond dat het een signaalpeptide mist.[1] Hoewel er ook uitgescheiden eiwitten in het lichaam zijn die signaalpeptiden missen, zoals interleukine-1 (IL-1) en endotheliale groeifactoren, deskundigen geloven nog steeds dat thymosine bèta 4 Het is onwaarschijnlijk dat dit een uitgescheiden eiwit is en het is waarschijnlijker dat het essentieel is voor bepaalde fundamentele cellulaire functies.

Sollicitatie

Fundamenteel en toegepast onderzoek naar het optimaliseren van de endotheliale voorlopercelfunctie met Thymosin Beta 4 (TV4)

De incidentie en sterftecijfers van ischemische hart- en vaatziekten zijn jaar na jaar toegenomen, een ernstige bedreiging vormen voor de menselijke gezondheid. De pathogenese van deze ziekten is zeer complex, en endotheliale celdisfunctie speelt een cruciale rol bij de ontwikkeling van ischemische hart- en vaatziekten. Hoewel volwassen endotheelcellen endotheliale schade kunnen herstellen, hun regeneratieve capaciteit is beperkt. Endotheliale voorlopercellen (EPC's) zijn een soort voorlopercel voor vasculaire endotheelcellen en hebben het potentieel om te differentiëren tot endotheelcellen. Talrijke onderzoeken hebben aangetoond dat EPC's verschillende rollen spelen bij vasculair herstel en neovascularisatie. Echter, de klinische toepassing van EPC-transplantatie staat nog steeds voor veel uitdagingen. Verschillende hart- en vaatziekten of risicofactoren zoals veroudering, hypertensie, hypercholesterolemie, en diabetes kan het aantal circulerende EPC's verminderen en hun functie aantasten, waardoor de toepassing ervan bij ischemische hart- en vaatziekten aanzienlijk wordt beperkt. Daarom, het verbeteren van de functie van EPC's zal een belangrijke strategie zijn voor toekomstige EPC-transplantatietherapie.[1][2]

Thymosine bèta 4 (TV4), een eiwit met een laag molecuulgewicht samengesteld uit 43 aminozuurresten, is betrokken bij het mediëren van verschillende biologische reacties, zoals angiogenese, wondgenezing, en ontstekingscontrole. Uit ons eerdere onderzoek is gebleken dat Tβ4 de proliferatie en migratie van EPC's uit menselijk perifeer bloed kan verbeteren en tegelijkertijd hun apoptose en senescentie kan remmen.. Tβ4 verhoogt het angiogene vermogen van EPC's aanzienlijk, waaruit een dosisafhankelijke relatie blijkt met een maximaal effect bij 1000 van/ml (vergeleken met de controlegroep, 33.33±1,86 versus 18,34±2,02, P<0.05). Western blot-analyse toont aan dat Tβ4 de fosforylatie van Akt Ser473 en eNOS Ser1177 bevordert, vertoont ook een dosisafhankelijke relatie. Akt-siRNA en eNOS-siRNA remmen beide significant de pro-angiogene effecten van Tβ4 op EPC's.

  1. Behandeling van huidwonden
  2. Behandeling van cardiovasculaire en cerebrovasculaire letsels
  3. Behandeling van oogletsels
  4. Andere toepassingen

Vanwege zijn biologische functies, inclusief het bevorderen van endotheelcelmigratie, het voorkomen van celapoptose, ontstekingsremmende effecten, en het bevorderen van de ontwikkeling van de haarzakjes, Tβ4 vertoont ook een aanzienlijk potentieel op het gebied van huidverzorging, het tegengaan van huidveroudering, en het bevorderen van de haargroei, onder andere aspecten van de gezondheidszorg.

Facebook
Twitteren
LinkedIn
beheerder Avatar

Jinling Liu

Proces R&D en productietechnicus Kernexpertise: Opschaling van processen, groene chemie, verbetering van de opbrengst, Naleving van GMP-productie.

Profiel: Jinling Liu is gespecialiseerd in de procesvertaling van peptidegeneesmiddelen op laboratoriumschaal (milligram niveau) tot productie op commerciële schaal (kilogram niveau). Ze streeft ernaar de productiekosten van peptiden aanzienlijk te verlagen en de milieuvervuiling te minimaliseren door de splitsingsomstandigheden te optimaliseren, verbetering van de verhoudingen van condensatiereagentia, en de introductie van continue-stroomsynthesetechnologie. Ze heeft leiding gegeven aan de optimalisatie van meerdere peptideprojecten, met succes lage kosten realiseren, hoogzuivere massaproductie op een schaal van 100 kilogram.

Feit gecontroleerd & Redactionele richtlijnen
Beoordeeld door: Experts op het gebied van het onderwerp
Thuis Zoekopdracht WhatsApp Diensten Product