Genel Bakış
Timozin beta 4 (TV4) Çoklu amino asit kalıntılarından oluşan küçük moleküllü bir proteindir ve insan vücudunun çeşitli doku ve hücrelerinde yaygın olarak dağılır..[1][2] İnsan vücudundaki ana aktin düzenleyici moleküllerden biri olarak, birden fazla biyolojik işlevi vardır ve doku yenilenmesinde önemli bir rol oynar., yeniden yapılanma, yara iyileşmesi, aktin dengesinin korunması, tümör gelişimi ve metastaz, hücre apoptozu, iltihap, anjiyogenez, saç folikülü gelişimi, ve diğer fizyolojik ve patolojik süreçler.
Biyolojik Fonksiyonlar ve Etki Mekanizmaları
Tβ4, insan vücudundaki ana aktin düzenleyici moleküllerden biridir ve birçok biyolojik fonksiyona sahiptir., Doku yenilenmesinde önemli rol oynayan, yeniden yapılanma, yara iyileşmesi, aktin dengesinin korunması, tümör gelişimi ve metastaz, hücre apoptozu, iltihap, anjiyogenez, saç folikülü gelişimi, ve diğer fizyolojik ve patolojik süreçler.
Kaynak: Diş telefon hattı
- Aktin düzenleyici faktör: Aktin yaklaşık olarak 10% Kas dışı hücrelerdeki toplam proteinin 'unu oluşturur ve hücre yapısı için gerekli olan temel bir bileşendir., hücre hareketi, ve yara iyileşmesi. Hücrelerde Tβ4'ün varlığı, tüm aktin monomerlerinin ayrılması ve aktin polimerizasyonunun ve depolimerizasyonunun düzenlenmesine katılmak için yeterlidir.. Tβ4 aktin monomerlerine bağlanabilir 1:1 oran, F-aktin polimerlerinin oluşumunun önlenmesi. Tβ4'ün aktine bağlanmasına bağlı suyun ayrışması eşlik eder. Tβ4'ün C terminali aktin His-40'a bağlanır, aktin monomerlerinde konformasyonel bir değişikliğe neden olmak. Tβ4 molekülü bir aktin bağlama alanı içerir (KİLİTLİ), ana elektrostatik temas bölgesi hangisidir. N-terminal parçası, sterik engelleme yoluyla aktin polimerizasyonunu engelleyebilir. Tek başına hareket ederken, Tβ4, aktin polimerizasyonunu ve aktin üzerindeki nükleotid değişimini engelleyebilir. Bu, başka bir aktin bağlayıcı proteinin rolüne zıttır., Profil, ADP ve ATP değişimini teşvik eden, aktin toplanmasını hızlandırmak. [1][2]Tβ4 ve Profilin, aktin düzeneğini sinerjistik olarak düzenleyebilir. Tβ4, G-aktin ve F-aktin arasındaki dönüşümü düzenleyebilir. Tβ4 konsantrasyonunun ulaştığı rapor edilmiştir. 300 oldukça hareketli kan hücrelerinde pmol, Tβ4'ün G-aktin'e bağlanması için gereken konsantrasyon, 20 pmol. Konsantrasyon artışıyla, Tβ4, F-aktinin depolimerizasyon yeteneğini azaltır. Tβ4'ün hücresel mikrofilament sisteminin işlevini düzenlemesinin nedeni bu olabilir..
Endotel hücre göçünün ve anjiyogenezin desteklenmesi: Tavuk korioallantoik membranını kullanan çalışmalar (KAM) anjiyogenez modeli endotel hücrelerinin tübüler yapılara farklılaştığını göstermiştir., Tβ4'ün mRNA içeriği beş kat artar, ve Tβ4 ile transfeksiyon, endotel hücre klonlarında tüp benzeri yapıların oluşumunu hızlandırır. Ek olarak, Araştırma, Tβ4'ün transglutaminazın aracılık ettiği fibrin ve kollajen ile etkileşime girebileceğini buldu (Faktör XIIIa) ve kanın pıhtılaşması sürecinde önemli bir rol oynar. Üstelik, yaşlanan diyabetik farelerde tam kalınlıkta cilt yaralanması deneyinde, Tβ4 geniş alanlı cilt yaralarının ve derin yanıkların iyileşmesini hızlandırabilir, cilt ve kornea onarımını teşvik edin, ve yara iyileşmesini hızlandırma yeteneğini gösterin.
Hücre apoptozunun inhibisyonu: Tβ4'ün benzalkonyum klorür veya etanol gibi aşındırıcı maddelerden zarar gören kornea epitel hücreleri üzerinde önemli bir koruyucu etkisi vardır.. Tβ4 gen ekspresyonunun yukarı regülasyonu, hücrelerin hipoksi direncini arttırmak için faydalıdır.[2][3]
Anahtar inflamatuar moleküllerin aşağı regülasyonu: Yara iyileşmesi üç ayrı aşamaya bölünebilen karmaşık bir biyolojik süreçtir.: iltihap, hücre çoğalması, ve doku yeniden yapılanması, ilgili proteinlerin gen ekspresyonu her aşamada yukarı doğru düzenlenir ve ardından aşağı doğru düzenlenir. Kronik yaralar için, bu düzenleyici süreç yaş gibi faktörler tarafından bozulabilir, altta yatan hastalıklar, ve immünsüpresif ilaçlar, inflamatuar moleküllerin aşırı üretimine yol açar, aşırı iltihaplanma, ve hücre çoğalmasını ve doku yeniden yapılanmasını engelledi. Araştırma, Tβ4'ün serbest radikal düzeylerini azaltabildiğini buldu, lipid peroksidasyonunu yavaşlatır, IL-1 gibi inflamatuar sitokinlerin üretimini inhibe eder, makrofaj inflamatuar protein 1α (MIP1α), MIP1β, monosit kemotaktik protein-1 (MCP-1), Tromboksan ve prostaglandin 2α düzeylerini azaltır, böylece iltihabı hafifletir. Öyleyse, segmental enterit ve kas atrofisi gibi inflamatuar bozuklukların tedavisinde kullanılabilir..
Yetişkin epikardiyal kök hücre farklılaşmasının uyarılması: Tβ4, koroner damar gelişiminin çeşitli yönlerinde önemli bir rol oynar ve hareketsiz yetişkin fare epikardiyal greftlerinin büyümesini önemli ölçüde uyarabilir., Fibroblastların çokluğunun yeniden sağlanması, düz kas hücreleri, ve endotel hücreleri, ve onların farklılaşmasını tetiklemek.[1][2] Kalpteki Tβ4 geninin nakavt edilmesi, Tβ4'ün anjiyojenik bölünme ürününün seviyelerinde önemli bir azalmaya yol açar (AcSDKP). AcSDKP enjeksiyonu kalbi onaramasa da, yetişkin fare epikardiyal progenitör hücrelerinin endotelyal hücrelere farklılaşmasını önemli ölçüde artırabilir. Bu, Tβ4 ve AcSDKP'nin koroner ve neovaskülarizasyonun güçlü uyarıcıları olduğunu göstermektedir., ve Tβ4'ün neden olduğu yetişkin fare epikardiyal hücreleri, bir vasküler rejenerasyon kaynağı olarak hizmet edebilir, Kalp hasarından sonra risk altındaki damar sisteminin düşük düzeyde sürekli yenilenmesine yol açar.
Saç folikülü gelişiminin uyarılması: Tβ4 göçü teşvik ediyor, farklılaşma, ve saç folikülü kök hücrelerinin hücre dışı matriks rekonstrüksiyonu, böylece saç büyümesini düzenler. Sıçanlar ve fareler üzerinde yapılan araştırmalar, saç büyüme döngüsü sırasında, çıkıntı bölgesinden kaynaklanan saç folikülü keratinositlerinin spesifik bir alt kümesi, Tβ4'ü yüksek oranda birlikte eksprese eder, kıl folikülünün çıkıntısında da cilt kök hücreleri bulunur. Tβ4 konsantrasyonu nanomolar seviyede olduğunda, Kök hücrelerin göçü ve farklılaşması artar, ve Tβ4'ün varlığı aynı zamanda matris metaloproteinaz-2'nin ekspresyonunu ve salgılanmasını da arttırır (MMP-2), hücre dışı matris parçalayıcı bir enzim.
Tümör oluşumu ile ilişki: Çeşitli tümör hücrelerinde Tβ4 geninin yukarı regülasyonu gözlemlenmiştir., medüller tiroid karsinomu dahil, kolorektal kanser, yüksek derecede malign melanom, meme kanseri, ve oral skuamöz hücreli karsinom. Tβ4, vasküler endotelyal büyüme faktörünün ekspresyonunu etkili bir şekilde indükleyebilir, Anjiyojenezi teşvik etmek ve hücre göç özelliklerini aktive etmek, tümör malignitesine yol açan. Tβ4 ekspresyonunun yukarı regülasyonu, E-kadherin ekspresyonunun aşağı regülasyonu ile sonuçlanır, hücre yapışmasının zayıflaması, ve matriks metaloproteinazların artan ekspresyonu, kanser hücrelerine büyüme avantajı ve istilacı özellikler sağlamak, böylece maligniteye katkıda bulunur. Tβ4 anti-apoptotik yeteneklere sahiptir, ve artan Tβ4 ekspresyonu hücre apoptozunun boyutunu azaltabilir, muhtemelen Tβ4'ün sitokrom c salınımını inhibe etmesi ve apoptoz sürecinin başlatılmasını engellemesi nedeniyle, bu da kötü huylu tümörlerin bir diğer önemli özelliğidir.
Kornea onarımının teşvik edilmesi: Thymosin β4'ün, çeşitli kornea hasarı modellerinde yara iyileşmesini destekleme ve bazı önemli sitokinlerin üretimini düzenleme yeteneğini gösterdiği görülmüştür.. Araştırma, timosin β4'ün matriks metaloproteinazların ekspresyonunu azaltabildiğini buldu, hücre dışı matris yeniden yapılanmasını teşvik etmek, ve sitokinleri aktive edin. özellikle, matriks metaloproteinazların aktivitesini inhibe eder, timosin β4 ile tedavi edilen cilt hasarı modellerinden çıkarılan sonucun aksine. [1][2][3]Bu, doku onarımı sürecindeki spesifik enzimlerin düzenleyici yollarının yukarı veya aşağı doğru düzenlenebileceğini göstermektedir..
Hazırlama Yöntemi
Şu anda, Timozin betanın iki ana kaynağı vardır 4 (TV4) klinik ve araştırma ortamlarında kullanılır: sığır timusundan ekstraksiyon ve kimyasal sentez. Sığır timusundan Tβ4'ün ekstrakte edilmesi sadece maliyetli olmakla kalmayıp aynı zamanda materyal bulunabilirliği ve ekstraksiyon teknikleri nedeniyle de sınırlıdır., düşük saflık ve düşük içerikle sonuçlanır. Kirliliklerin varlığı birçok sorunu da beraberinde getirir, özellikle sığırlarda artan virüs sayısı dikkate alındığında, bu da ekstraksiyon sürecini zorlaştırıyor. Genetik mühendisliğinin gelişmesiyle, Tβ4 üretmek için genetik mühendisliği yöntemlerini kullanmak yeni bir yön haline gelecektir. Laboratuvarımızda, verimli Tβ4 ekspresyonuna sahip transgenik bitkiler elde etmek için bitkilerde yapay olarak sentezlenmiş Tβ4'ün tandem ekspresyonunu gerçekleştirmeyi planlıyoruz.. Doğal olarak ekstrakte edilen Tβ4 ile karşılaştırıldığında, Transgenik bitkiler kullanılarak üretilen Tβ4, daha yüksek biyoaktivite avantajına sahiptir, daha yüksek saflık, ve daha az yan etki. Ek olarak, üretim maliyetlerini azaltmak için en uygun yaklaşımı temsil eder, kontaminasyonun en aza indirilmesi, ve büyük ölçekli üretime olanak sağlamak.[3]
Arka plan
Timozin beta 4 oluşan bir peptiddir 43 izoelektrik noktası olan amino asit kalıntıları 5.1 ve memelilerde yüksek oranda korunur. Nükleer bir proteinden ziyade sitoplazmik bir proteindir, timosin alfa veya benzeri timosinlerden farklı olarak. [2][3]Timozin beta 4 çeşitli fizyolojik işlevlerde rol oynar, bağışıklık fonksiyonu dahil, sinir sistemi gelişimi, yara iyileşmesi, ve aktin protein fonksiyonları.
Timozin alfa veya benzeri timosinlerden farklı olarak, timosin beta 4 nükleer bir proteinden ziyade sitoplazmik bir proteindir. Daha az hidrofobik amino asit içerir ve Lys-Lys-Xaa-Lys yapısal bölgesini içermez.. Kimyasal konformasyon çalışmaları timosin betanın 4 tek bir zincir olarak var olur ve işlev görür. Artıklar arasında dahili bir tekrar bölgesi vardır. 31-43 Ve 18-30, altı özdeş amino asit içeren. Kalıntılar arasında oldukça sarmal iki bölge olmasına rağmen 4-12 Ve 32-40, timosin beta 4 prolin dönüşü oluşturmaz. Biyolojik dağılım ve ifade açısından, timosin beta 4 başlangıçta timustan saflaştırıldı. Öyleyse, başlangıçta erken evre T hücresi olgunlaşmasına etki eden timik bir hormon olduğuna inanılıyordu. Fakat, timosin beta 4 Diğer dokularda yaygın olarak bulunur, organlar, ve hücreler, dalakta bulunan en yüksek seviyelere sahip, Timus, akciğerler, ve peritoneal makrofajlar, ardından beyin, karaciğer, böbrekler, testisler, ve kalp. Fibroblastlar gibi retiküloendotelyal olmayan sistem hücreleri bile timosin betayı sentezleyebilir 4. Timositlerde yedi kat daha fazla timosin beta seviyesi bulunur 4 timik stromal hücrelerden daha mRNA, ve timosin beta 4 çeşitli kan hücresi tiplerinde ekspresyon gözlenir. Timozin beta ile ilgili çalışmalar 4 cDNA, bir sinyal peptidinin bulunmadığını göstermiştir.[1] Vücutta sinyal peptidlerinden yoksun salgılanan proteinler de bulunmasına rağmen, interlökin-1 gibi (IL-1) ve endotelyal büyüme faktörleri, uzmanlar hala timosin betanın 4 salgılanan bir protein olması muhtemel değildir ve belirli temel hücresel işlevler için gerekli olma olasılığı daha yüksektir.
Başvuru
Timozin Beta ile Endotel Progenitör Hücre Fonksiyonunun Optimize Edilmesine İlişkin Temel ve Uygulamalı Araştırma 4 (TV4)
İskemik kardiyovasküler hastalıkların görülme sıklığı ve ölüm oranları her geçen yıl artmaktadır., insan sağlığına ciddi tehdit oluşturan. Bu hastalıkların patogenezi oldukça karmaşıktır., ve endotel hücre disfonksiyonu iskemik kardiyovasküler hastalıkların gelişiminde önemli bir rol oynar.. Olgun endotel hücreleri endotel hasarını onarabilmesine rağmen, rejeneratif kapasiteleri sınırlıdır. Endotel progenitör hücreler (EPC'ler) Vasküler endotel hücreleri için bir tür öncü hücredir ve endotel hücrelerine farklılaşma potansiyeline sahiptir.. Çok sayıda çalışma, EPC'lerin vasküler onarım ve neovaskülarizasyonda çeşitli roller oynadığını göstermiştir.. Fakat, EPC transplantasyonunun klinik uygulaması hala birçok zorlukla karşı karşıyadır. Çeşitli kardiyovasküler hastalıklar veya yaşlanma gibi risk faktörleri, hipertansiyon, hiperkolesterolemi, ve diyabet dolaşımdaki EPC'lerin sayısını azaltabilir ve işlevlerini bozabilir, iskemik kardiyovasküler hastalıklarda uygulamalarını büyük ölçüde sınırlamaktadır. Öyleyse, EPC'lerin işlevinin iyileştirilmesi, gelecekteki EPC transplantasyon tedavisi için önemli bir strateji olacaktır..[1][2]
Timozin beta 4 (TV4), düşük moleküler ağırlıklı bir proteinden oluşur 43 amino asit kalıntıları, Anjiyogenez gibi çeşitli biyolojik tepkilere aracılık etmede rol oynar, yara iyileşmesi, ve inflamasyon kontrolü. Önceki araştırmamız, Tβ4'ün insan periferik kan EPC'lerinin çoğalmasını ve göçünü artırırken apoptozunu ve yaşlanmasını engelleyebileceğini bulmuştur.. Tβ4, EPC'lerin anjiyojenik yeteneğini önemli ölçüde artırır, Maksimum etki ile doza bağımlı bir ilişki gösteren 1000 /mL (kontrol grubuyla karşılaştırıldığında, 33.33±1,86'ya karşı 18,34±2,02, P<0.05). Western blot analizi, Tβ4'ün Akt Ser473 ve eNOS Ser1177'nin fosforilasyonunu desteklediğini göstermektedir., ayrıca doza bağımlı bir ilişki sergiliyor. Akt siRNA ve eNOS siRNA'nın her ikisi de Tβ4'ün EPC'ler üzerindeki pro-anjiyojenik etkilerini önemli ölçüde inhibe eder.
- Cilt yaralarının tedavisi
- Kardiyovasküler ve serebrovasküler yaralanmaların tedavisi
- Oftalmik yaralanmaların tedavisi
- Diğer uygulamalar
Biyolojik fonksiyonları nedeniyle, endotel hücre göçünün teşvik edilmesi dahil, hücre apoptozunun önlenmesi, antiinflamatuar etkiler, ve saç folikülü gelişimini teşvik etmek, Tβ4 ayrıca cilt bakımında da önemli bir potansiyel ortaya koyuyor, cilt yaşlanmasıyla mücadele, ve saçların yeniden büyümesini teşvik etmek, sağlık hizmetlerinin diğer yönlerinin yanı sıra.
