ヘパリン結合性EGF様成長因子 (HB-EGF )は、EGFファミリー に属するタンパク質であり、ヒトではHBEGF 遺伝子 によってコードされている。
HB-EGF様成長因子は、膜結合型の有糸分裂促進性 および走化性 糖タンパク質として合成される。単球およびマクロファージによって産生される上皮成長因子は、 ヘパリン に対する親和性からHB-EGFと呼ばれている。創傷治癒 、心肥大 、心臓の発達 および機能において役割を果たすことが示されている。[ 5 ] ヒトマクロファージ様細胞の培養上清で最初に同定されたHB-EGFは、高度に制御された遺伝子発現を示す87アミノ酸糖タンパク質である。[ 6 ] エクトドメインの切断により、HB-EGFの可溶性成熟型が生成され、平滑筋細胞および線維芽細胞に対する有糸分裂促進性および走化性因子に影響を与える。HB-EGFの膜貫通型は、ジフテリア毒素 の唯一の受容体であり、細胞内での傍分泌シグナル伝達に関与する。 HB-EGFの2つの形態は、正常な生理学的プロセスと、腫瘍の進行と転移、臓器の過形成 、動脈硬化性疾患などの病理学的プロセスに関与しています。[ 7 ] HB-EGFは、細胞表面の2つの場所、ヘパラン硫酸プロテオグリカンとEGF受容体に結合して、細胞間相互作用に影響を与えることができます。[ 8 ]
がんにおける役割 研究によると、多くのヒト癌および癌由来細胞株においてHB-EGF遺伝子発現が著しく上昇していることが示されています。証拠は、HB-EGFが腫瘍の転移性および浸潤性挙動に寄与する悪性表現型の発達において重要な役割を果たしていることを示しています。[ 14 ] HB-EGFの増殖および走化性効果は、線維芽細胞、平滑筋細胞、およびケラチノサイトなどの特定の細胞に対する標的影響から生じます。乳癌および卵巣癌細胞、ヒト上皮細胞、およびケラチノサイトなどの多くの細胞型において、HB-EGFは強力な分裂促進因子であり、その結果、これらの検体においてHB-EGFの発現上昇が実証されています。[ 15 ] 癌由来細胞株における腫瘍形成のin vivoおよびin vitro研究の両方で、HB-EGFの発現が腫瘍の発達に不可欠であることが示されています。その結果、HB-EGF特異的阻害剤およびHB-EGFに対するモノクローナル抗体 の使用を実装した研究は、HB-EGF発現を標的とすることで癌を治療するための新しい治療法の開発の可能性を示している。[ 16 ]
心臓の発達と血管系における役割 HB-EGFの結合とEGF受容体の活性化は、心臓弁組織の発達と成人の正常な心機能の維持において重要な役割を果たします。弁組織の発達中、HB-EGFとEGF受容体およびヘパラン硫酸プロテオグリカンとの相互作用は、拡大による弁の奇形を防ぐために不可欠です。[ 17 ] 血管系では、血流障害のある領域でHB-EGFの発現が上昇し、血管病変、アテローム性 動脈硬化、血管内膜組織の過形成が促進されます。HB-EGFの発現による血流障害による血管組織のリモデリングは、大動脈弁疾患、末梢血管疾患、導管狭窄に寄与します。[ 18 ]
創傷治癒における役割 HB-EGFは、皮膚創傷治癒に必要な上皮化における主要な成長因子です。HB-EGFのケラチノサイトおよび線維芽細胞に対する有糸分裂促進作用および遊走促進作用は、創傷治癒に必要な真皮修復および血管新生 を促進し、創傷液の主要成分です。[ 19 ] HB-EGFは、マクロファージ、単球、およびケラチノサイトから放出される創傷治癒の初期段階で標的細胞特異性を示します。HB-EGFの細胞表面ヘパラン硫酸プロテオグリカンへの結合は、有糸分裂促進能力を高め、皮膚創傷治癒速度を速め、ヒト皮膚移植の治癒時間を短縮し、潰瘍、熱傷、および表皮部分層創傷の迅速な治癒を促進します。[ 20 ]
他の生理学的プロセスにおける役割 HB-EGF は、さまざまな生物学的相互作用における細胞活動の調節の重要な構成要素として認識されています。脳神経細胞と神経膠細胞に広く分布している HB-EGF は、脳低酸素症や虚血によって誘導され、その後神経新生を刺激します。[ 6 ] 子宮 HB-EGF と胚盤胞 の上皮成長因子受容体との相互作用は、胚と子宮の相互作用と着床に影響を与えます。[ 21 ] 研究によると、HB-EGF は、未熟児に影響を与える疾患である壊死性腸炎 において、腸幹細胞と腸上皮細胞を保護します。腸管バリア機能の破綻に関連する壊死性腸炎は、腸粘膜に対する HB-EGF の影響によって媒介される可能性があります。[ 22 ] 骨格筋収縮中に発現する HB-EGF は、末梢でのグルコース除去、グルコース耐性、およびグルコース取り込みを促進します。運動によるHB-EGFの発現上昇は、定期的な運動による肥満や2型糖尿病 などの代謝障害の減少の分子基盤を説明する可能性がある。 [ 23 ]
参考文献 1 2 3 GRCh38: Ensemblリリース89: ENSG00000113070 – Ensembl 、2017年5月 1 2 3 GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000024486 – Ensembl 、2017年5月 ↑ 「ヒトPubMed参照:」。米国国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館 。 ↑ 「マウス PubMed 参照:」 。 米国国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館 。 ↑ Nanba D, Higashiyama S (2004年2月). "膜結合型ヘパリン結合性EGF様成長因子のタンパク質分解による二重細胞内シグナル伝達". Cytokine Growth Factor Rev. 15 ( 1): 13–9 . doi : 10.1016/j.cytogfr.2003.10.002 . PMID 14746810 . 1 2 Jin K, Mao XO, Sun Y, Xie L, Jin L, Nishi E, Klagsbrun M, Greenberg DA (2002年7月). "ヘパリン結合性上皮成長因子様成長因子:in vitroでの低酸素誘導性発現とin vitroおよびin vivoでの神経新生の刺激" . J. Neurosci . 22 (13): 5365– 73. doi : 10.1523/JNEUROSCI.22-13-05365.2002 . PMC 6758221 . PMID 12097488 . ↑ Raab G、Klagsbrun M (1997 年 12月)。「ヘパリン結合性EGF様成長因子」。Biochim . Biophys. Acta。1333 ( 3 ): F179–99。doi : 10.1016/ S0304-419X (97)00024-3。PMID 9426203 。 ↑ Das SK、Wang XN、Paria BC、Damm D、Abraham JA、Klagsbrun M、Andrews GK、Dey SK (1994 年 5 月)。「ヘパリン結合性 EGF 様成長因子遺伝子は、マウス子宮において胚盤胞によってその付着部位でのみ一時的に誘導される:着床時の胚盤胞 EGF 受容体との相互作用の可能性のあるリガンド 」 。Development。120 ( 5 ) : 1071–83。doi : 10.1242 / dev.120.5.1071。PMID 8026321 。 ↑ Nishi E, Prat A, Hospital V, Elenius K, Klagsbrun M (2001年7月). "N-アルギニン二塩基性コンバターゼは、細胞遊走を媒介するヘパリン結合性EGF様成長因子の特異的受容体である" . EMBO J. 20 ( 13): 3342–50 . doi : 10.1093/emboj/20.13.3342 . PMC 125525. PMID 11432822 . ↑ Nanba D, Mammoto A, Hashimoto K, Higashiyama S (2003年11月). "proHB-EGFのカルボキシ末端断片のタンパク質分解による放出がPLZFの核外輸送を引き起こす" . J. Cell Biol . 163 (3): 489– 502. doi : 10.1083/jcb.200303017 . PMC 2173632 . PMID 14597771 . ↑ 難波D、土岐F、東山S(2004年7月)。 「proHB-EGFの細胞質ドメインにおける荷電アミノ酸残基の役割」。 生化学。生物物理学。解像度共通 。 320 (2): 376–82 . 土井 : 10.1016/j.bbrc.2004.05.176 。 PMID 15219838 。 ↑ Lin J、Hutchinson L、Gaston SM、Raab G、Freeman MR (2001 年 8 月)。 「BAG-1 は、ヘパリン結合性 EGF 様成長因子の膜型に対する新規細胞質結合パートナーである: 細胞生存制御における proHB-EGF のユニークな役割」 。J . Biol. Chem . 276 (32): 30127–32 . doi : 10.1074/jbc.M010237200 . PMID 11340068 . ↑ Hospital V、Prat A (2004 年 10 月)。「ナルジリシン、細胞の移動と増殖を媒介する塩基性残基特異的メタロペプチダーゼ」。Protein Pept. Lett . 11 (5): 501–8 . doi : 10.2174/0929866043406508 . PMID 15544571 . ↑ Miyamoto S, Yagi H, Yotsumoto F, Kawarabayashi T, Mekada E (2006 年 5 月). "Heparin-binding epidermal growth factor-like growth factor as a novel targeting molecule for cancer therapy" . Cancer Sci . 97 (5): 341–7 . doi : 10.1111/j.1349-7006.2006.00188.x . PMC 11159358 . PMID 16630129 . S2CID 32160328 . ↑ Nolan TM、Di Girolamo N、Coroneo MT、Wakefield D (2004 年 1 月)。「ヘパリン結合性上皮成長因子様成長因子の翼状片上皮細胞および線維芽細胞に対する増殖効果」。Invest . Ophthalmol. Vis. Sci . 45 (1): 110–3 . doi : 10.1167/iovs.03-0046 . PMID 14691161 . ↑ 宮園 健(2012年1月) 「HB-EGFの細胞外ドメインの切断:癌治療の潜在的な標的」 . J. Biochem . 151 (1): 1– 3. doi : 10.1093/jb/mvr120 . PMID 21976708 . ↑ 岩本 亮、目田 栄一 (2006)。 「心臓の発達と機能におけるErbBとHB-EGFシグナル伝達」 。Cell Struct. Funct . 31 (1): 1– 14. doi : 10.1247/csf.31.1 . PMID 16508205 . ↑ Zhang H、Sunnarborg SW、McNaughton KK、Johns TG、Lee DC、Faber JE (2008 年 5 月)。 「血流誘発性動脈リ モデリング におけるヘパリン結合性上皮成長因子様成長因子シグナル伝達」 。Circ . Res . 102 (10): 1275–85 . doi : 10.1161/CIRCRESAHA.108.171728 . PMC 2752633. PMID 18436796 . ↑ Shirakata Y, Kimura R, Nanba D, Iwamoto R, Tokumaru S, Morimoto C, Yokota K, Nakamura M, Sayama K, Mekada E, Higashiyama S, Hashimoto K (2005年6月). "ヘパリン結合性EGF様成長因子はケラチノサイトの遊走と皮膚創傷治癒を促進する". J. Cell Sci . 118 (Pt 11): 2363– 70. doi : 10.1242/jcs.02346 . PMID 15923649 . S2CID 17496049 . ↑ Marikovsky M、Breuing K、Liu PY、Eriksson E、Higashiyama S、Farber P、Abraham J、Klagsbrun M (1993 年 5 月)。 「創傷に対する反応として創傷液中にヘパリン結合性 EGF 様成長因子が出現する」 。Proc . Natl . Acad . Sci. USA。90 ( 9 ) : 3889–93。Bibcode : 1993PNAS ...90.3889M。doi : 10.1073 / pnas.90.9.3889。PMC 46411。PMID 8483908 。 ↑ Leach RE、Khalifa R、Armant DR、Brudney A、Das SK、Dey SK、Fazleabas AT (2001 年 9 月)。 「ヒヒ (Papio anubis) における抗プロゲスチンおよび CG によるヘパリン結合 EGF 様成長因子の調節」 。J . Clin. Endocrinol. Metab . 86 (9): 4520–8 . doi : 10.1210/jcem.86.9.7835 . PMID 11549702 . ↑ Chen CL, Yu X, James IO, Zhang HY, Yang J, Radulescu A, Zhou Y, Besner GE (2012年3月). "ヘパリン結合性EGF様成長因子は、壊死性腸炎ラットモデルにおいて腸幹細胞を損傷から保護する" . Lab. Invest . 92 (3): 331– 44. doi : 10.1038/labinvest.2011.167 . PMC 3289750 . PMID 22157721 . ↑ 深津 裕、野口 哲也、細岡 哲也、小倉 哲也、小谷 健、阿部 哲也、柴草 哲也、井上 健、酒井 正、飛松 健、稲垣 健、吉岡 哲也、松尾 正、中江 淳、松木 裕、平松 亮、加来 健、岡村 浩、伏木 哲也、春日 正(2009年6月)。 「筋肉特異的なヘパリン結合性上皮成長因子様成長因子の過剰発現は末梢グルコース処理とインスリン感受性を増加させる」 。 内分泌 学 。150 ( 6 ) : 2683–91。doi : 10.1210/ en.2008-1647。PMID 19264873 。
さらに読む Higashiyama S, Lau K, Besner GE, et al. (1992). "ヘパリン結合性EGF様成長因子の構造。成熟タンパク質の複数の形態、一次構造、およびグリコシル化" . J. Biol. Chem . 267 (9): 6205– 12. doi : 10.1016/S0021-9258(18)42682-8 . PMID 1556128 . Yoshizumi M, Kourembanas S, Temizer DH, et al. (1992). "腫瘍壊死因子は血管内皮細胞におけるヘパリン結合性上皮成長因子様成長因子遺伝子の転写を増加させる" . J. Biol. Chem . 267 (14): 9467– 9. doi : 10.1016/S0021-9258(19)50112-0 . PMID 1577791 . Higashiyama S, Abraham JA, Miller J, et al. (1991). "EGFに関連するマクロファージ様細胞から分泌されるヘパリン結合性増殖因子". Science . 251 (4996): 936– 9. Bibcode : 1991Sci...251..936H . doi : 10.1126/science.1840698 . PMID 1840698 . S2CID 23639487 . 岩本R、瀬野H、岡田Yら (1991)。 「ジフテリア毒素の細胞への結合を阻害する抗体により、27kDa膜タンパク質とジフテリア毒素受容体との関連が明らかになった」。J . Biol . Chem . 266 (30):20463–9。doi : 10.1016/S0021-9258(18)54947-4。PMID 1939101 。 Hayes H、Kaneda Y、Uchida T、Okada Y (1988)「微小細胞ハイブリッドにおけるサブ染色体断片を用いたジフテリア毒素感受性遺伝子の領域割り当て」Chromosoma . 96 (1): 26– 32. doi : 10.1007/BF00285879 . PMID 3436221 . S2CID 35349033 . Bennett KL、Jackson DG、Simon JCら( 1995)。 「エクソンV3を含むCD44アイソフォームはヘパリン結合性増殖 因子の提示に関与する」。J . Cell Biol . 128 (4):687–98。doi : 10.1083 / jcb.128.4.687。PMC 2199889。PMID 7532176 。 Pathak BG、Gilbert DJ、Harrison CAら (1995)。 「マウス染色体上の3つのEGF受容体リガンドの位置:アンフィレグリン(Areg)、ベータセルリン(Btc)、およびヘパリン結合EGF(Hegfl)」。 Genomics。28 (1 ) : 116–8。doi : 10.1006 / geno.1995.1116。PMID 7590736。 Mitamura T, Higashiyama S, Taniguchi N, et al. (1995). "ジフテリア毒素はヒトヘパリン結合性EGF様成長因子/ジフテリア毒素受容体の表皮成長因子(EGF)様ドメインに結合し、その有糸分裂促進活性を特異的に阻害する" . J. Biol. Chem . 270 (3): 1015–9 . doi : 10.1074/jbc.270.3.1015 . PMID 7836353 . Hashimoto K, Higashiyama S, Asada H, et al. (1994). "Heparin-binding epidermal growth factor-like growth factor is an autocrine growth factor for human keratinocytes" . J. Biol. Chem . 269 (31): 20060–6 . doi : 10.1016/S0021-9258(17)32127-0 . PMID 8051092 . Kobrin MS、Funatomi H、Friess Hら (1994)。「ヒト膵臓癌におけるヘパリン結合性EGF様増殖因子の誘導と発現」。Biochem . Biophys . Res. Commun . 202 (3):1705–9。doi : 10.1006 / bbrc.1994.2131。PMID 8060360 。 丸山K、菅野S(1994)。「オリゴキャッピング:真核生物mRNAのキャップ構造をオリゴリボヌクレオチドで置換する簡便な方法」Gene.138 (1–2 ) :171–4.doi :10.1016 / 0378-1119 ( 94) 90802-8.PMID 8125298 . Thompson SA、Higashiyama S、Wood Kら (1994)。 「ヘパリンとの 相互作用を媒介するヘパリン結合性EGF様成長因子内の配列の特性解析」。J . Biol. Chem . 269 (4):2541–9。doi :10.1016/S0021-9258(17)41979 - X。PMID 8300582 。 Fen Z、Dhadly MS、Yoshizumi Mら(1993)。 「 ヒトヘパリン結合性上皮成長因子様成長因子/ジフテリア毒素受容体をコードする遺伝子の構造組織と染色体割り当て」。Biochemistry。32 ( 31 ):7932–8。doi :10.1021 / bi00082a014。PMID 8347598 。 Elenius K、Paul S、Allison Gら (1997)。「ヘパリン結合性EGF様増殖因子によるHER4の活性化は走化性を刺激するが増殖は刺激しない」 。EMBO J。16(6 ): 1268–78。doi :10.1093 / emboj / 16.6.1268。PMC 1169725。PMID 9135143 。 鈴木 裕、中川 義友 健、丸山 健、 他 (1997)「全長濃縮および 5' 末端濃縮 cDNA ライブラリーの構築と特性評価」Gene.200 ( 1–2 ) : 149–56.doi : 10.1016 / S0378-1119 ( 97) 00411-3.PMID 9373149 . Louie GV、Yang W、Bowman ME、Choe S (1998) 「ジフテリア毒素とその受容体の細胞外断片との複合体の結晶構造」 Mol . Cell . 1 (1): 67–78 . doi : 10.1016/S1097-2765(00)80008-8 . PMID 9659904 . Borer JG、Park JM、Atala Aら (1999)。「下部尿路閉塞に反応して膀胱平滑筋で選択的にヘパリン結合性EGF様成長因子発現が増加する」Lab . Invest . 79 (11):1335–45。PMID 10576204 。 Nakamura K, Mitamura T, Takahashi T, et al. (2000). "CD9の主要細胞外ドメインとヘパリン結合性EGF様成長因子の上皮成長因子(EGF)様ドメインの結合および活性のアップレギュレーションの重要性" . J. Biol. Chem . 275 (24): 18284–90 . doi : 10.1074/jbc.M907971199 . PMID 10749879 . Duque JL、Adam RM、Mullen JSら (2001)。「ヘパリン結合性上皮成長因子様成長因子は、ヒト前立腺間質細胞のin vitro増殖の自己分泌性メディエーターである」。J . Urol . 165 (1 ):284–8。doi :10.1097 /00005392-200101000-00080。PMID 11125426 。 Lin J、Hutchinson L、Gaston SM、et al. (2001) 「BAG-1はヘパリン結合性EGF様成長因子の膜型に対する新規細胞質結合パートナーである:細胞生存制御におけるproHB-EGFのユニークな役割」 J. Biol. Chem . 276 (32): 30127–32 . doi : 10.1074/jbc.M010237200 . PMID 11340068 .
外部リンク 米国国立医学図書館の 医学主題見出し (MeSH)における ヘパリン結合性EGF様成長因子