Übersicht von Ciliary Neurotrophe Faktor (CNTF) Signalwege
Ciliary neurotrophe faktor (CNTF) ist ein mitglied der IL-6 zytokin familie, die auch umfasst IL-6, IL-11, IL-27 p28/IL-30, IL-31, Leukämie inhibitorische faktor (LIF), Oncostatin M (OSM), Cardiotrophin-ähnliches Zytokin (CLC), Cardiotrophin-1 (CT-1) und Neuropoietin. CNTF ist ein Zytokin mit vier Helixbündeln, das von Schwann-Zellen, Astrozyten und T-Zellen exprimiert wird. Es wurde als trophischer Faktor für embryonale Küken-Ziliarneuronen identifiziert, und nachfolgende Studien haben gezeigt, dass es ein Überlebensfaktor für sensorische Neuronen des Dorsalwurzelganglions, sympathische Ganglionneuronen, embryonale Motoneuronen und Hippocampusneuronen ist. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass CNTF das Überleben und die Reifung von Oligodendrozyten fördert, die Astrozytendifferenzierung von Glia-Vorläufern induziert, neuroprotektive Wirkungen nach Verletzungen des Nervensystems und bei demyelinisierenden neurologischen Erkrankungen sowie schützende und regenerative Wirkungen auf denervierte und intakte Skelettmuskeln und immunmodulatorische Wirkungen. CNTF-Knockout-Mäuse haben einen milden Phänotyp, der durch den fortschreitenden Verlust von Motoneuronen, eine verringerte Knochenlänge und eine verringerte Muskelkraft bei erwachsenen Mäusen gekennzeichnet ist, jedoch keine offensichtlichen Entwicklungsdefekte, was darauf hindeutet, dass CNTF im Gegensatz zu CLC und CLF-1 für eine normale physiologische Entwicklung nicht erforderlich ist.
Aufgrund des Fehlens eines Signalpeptids wird angenommen, dass CNTF ein zytoplasmatisches Molekül ist, das von beschädigten Zellen freigesetzt wird. Bei seiner Freisetzung bindet CNTF entweder an eine Glycosylphosphatidylinositol-verankerte, nicht signalisierende CNTF R Alpha-Rezeptor-Untereinheit oder eine nicht signalisierende IL-6 R Alpha-Rezeptor-Untereinheit, die dann die signaltransduzierenden Rezeptor-Untereinheiten LIF R und gp130 rekrutiert, um einen dreiteiligen Rezeptorkomplex zu bilden. Die Assemblierung des LIF R: gp130-Heterodimers wird durch Sortilin verstärkt, ein Mitglied der Vps10p-Domänenfamilie von Typ-I-Transmembranrezeptoren, das mit hoher Affinität an CNTF, CLC / CLF-1 und Neuropoietin bindet. Zusätzlich zu dem klassischen CNTF-Signalweg, der in Zellen auftritt, die membrangebundenes CNTF R alpha oder IL-6 R alpha, LIF R und gp130 exprimieren, kann CNTF auch eine Trans-Signalisierung in Zellen initiieren, die LIF R und gp130 exprimieren, indem sie an eine lösliche Form von CNTF R alpha oder eine lösliche Form von IL-6 R alpha binden. Lösliches CNTF R alpha wird nach seiner Freisetzung von der Zelloberfläche durch Phosphatidylinositol-spezifische Phospholipase C erzeugt, während lösliches IL-6 R alpha entweder durch alternatives Spleißen oder proteolytische Spaltung erzeugt werden kann. CNTF, das an die löslichen Formen von CNTF R alpha oder IL-6 R alpha gebunden ist, fördert die Heterodimerisierung von LIF R und gp130, wodurch ein breiteres Spektrum von Zellen auf CNTF reagieren kann. Die Bildung entweder des klassischen oder des trans-signalisierenden CNTF-Rezeptorkomplexes löst die Aktivierung mehrerer intrazellulärer Signalwege aus, einschließlich des Jak-STAT-Signalwegs, des Ras-MAPK-Signalwegs, des PI 3-K-Akt-Signalwegs und der p38- und JNK-MAPK-Signalwege, die verschiedene biologische Effekte in verschiedenen Zelltypen vermitteln.
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Primäre CNTF-exprimierende Zellen | Primäre biologische Wirkungen von CNTF |
Astrozyten | Unterstützt das Überleben einer Vielzahl von neuronalen Zelltypen, einschließlich sensorischer, sympathischer, ziliärer und motorischer Neuronen |
Schwann-Zellen | Fördert die Differenzierung glialer Vorläuferzellen in Astrozyten |
T-Zellen | Fördert die Reifung und das Überleben von Oligodendrozyten |
Schützt neuronale und Gliazellen nach Nervensystem schädigung | |
Fördert die Lebensfähigkeit von Muskelvorläuferzellen; Hat schützende und regenerative neuromuskuläre Wirkungen | |
Reguliert die Muskelkraft im Alter | |
Reguliert die Produktion von IFN-Gamma durch CD4+ T-Zellen | |
Induziert die Akute-Phase-Reaktion in der Leber |