Der epidermale Wachstumsfaktor ( EGF ) ist ein Protein , das durch Bindung an seinen Rezeptor, den EGFR , das Zellwachstum und die Zelldifferenzierung stimuliert . Humanes EGF hat eine Molekülmasse von 6 kDa [ 5 ] und besteht aus 53 Aminosäureresten und drei intramolekularen Disulfidbrücken . [ 6 ]
EGF wurde ursprünglich als sezerniertes Peptid beschrieben, das in den Unterkieferdrüsen von Mäusen und im menschlichen Urin vorkommt . Inzwischen wurde EGF in vielen menschlichen Geweben nachgewiesen, darunter in Thrombozyten [ 7 ] , der Unterkieferspeicheldrüse [ 8 ] und der Ohrspeicheldrüse [ 8 ] . Anfänglich war humanes EGF als Urogastron bekannt [ 9 ] .
Struktur
Beim Menschen besteht EGF aus 53 Aminosäuren (Sequenz NSDSECPLSHDGYCLHDGVCMYIEALDKYACNCVVGYIGERCzYRDLKWWELR) [ 6 ] und hat eine Molekülmasse von etwa 6 kDa [ 5 ] . Es enthält drei Disulfidbrücken (Cys6-Cys20, Cys14-Cys31, Cys33-Cys42) [ 6 ] .
Funktion
EGF bewirkt durch Bindung an seinen spezifischen Rezeptor Zellproliferation, Differenzierung und Überleben. [ 10 ]
Der im Speichel enthaltene EGF, dessen Konzentration offenbar durch anorganisches Jod in der Nahrung reguliert wird , spielt eine wichtige physiologische Rolle bei der Aufrechterhaltung der Gewebeintegrität in Mundhöhle, Speiseröhre und Magen. Zu den biologischen Wirkungen des Speichel-EGF gehören die Heilung von Mund- und Speiseröhrengeschwüren, die Hemmung der Magensäuresekretion, die Stimulation der DNA-Synthese sowie der Schutz der Schleimhaut vor schädigenden Faktoren im Darmlumen wie Magensäure, Gallensäuren, Pepsin und Trypsin sowie vor physikalischen, chemischen und bakteriellen Einflüssen. [ 8 ]
Biologische Quellen
Der epidermale Wachstumsfaktor (EGF) findet sich in Blutplättchen [ 7 ] , Urin , Speichel , Milch , Tränenflüssigkeit und Blutplasma [ 11 ] . Er ist außerdem in den Unterkieferspeicheldrüsen [ 8 , 12 ] und der Ohrspeicheldrüse [ 8 , 12 ] nachweisbar . Die EGF - Produktion wird durch Testosteron stimuliert .
Polypeptid-Wachstumsfaktoren
Zu den Polypeptid-Wachstumsfaktoren gehören: [ 13 ]
| Lfd. Nr. | Wachstumsfaktor | Quelle | Hauptfunktion |
|---|---|---|---|
| 1 | Epidermaler Wachstumsfaktor (EGF) | Speicheldrüse | Stimuliert das Wachstum von Epidermis- und Epithelzellen |
| 2 | Plättchenwachstumsfaktor | Blutplättchen | Stimuliert das Wachstum mesenchymaler Zellen, fördert die Wundheilung |
| 3 | Transformierender Wachstumsfaktor-alpha (TGF-α) | Epithelzelle | Ähnlich wie EGF |
| 4 | Transformierender Wachstumsfaktor-beta (TGF-β) | Blutplättchen, Niere, Plazenta | Hemmende Wirkung auf Tumorzellkulturen |
| 5 | Erythropoietin | Niere | Stimuliert die Entwicklung von erythropoetischen Zellen |
| 6 | Nervenwachstumsfaktor (NGF) | Speicheldrüse | Stimuliert das Wachstum sensorischer Nerven |
| 7 | Insulinähnlicher Wachstumsfaktor | Serum | Regt den Einbau von Sulfaten in den Knorpel an, übt eine insulinähnliche Wirkung auf bestimmte Zellen aus |
| 8 | Tumornekrosefaktor | Monozyten | Nekrose von Tumorzellen |
| 9 | Interleukin-1 | Monozyten, Leukozyten | Stimuliert die Synthese von IL-2 |
| 10 | Interleukin-2 | Lymphozyten | Stimuliert Wachstum und Reifung von T-Zellen |
Mechanismus

EGF wirkt durch Bindung mit hoher Affinität an den epidermalen Wachstumsfaktorrezeptor (EGFR) auf der Zelloberfläche . Dies stimuliert die Liganden-induzierte Dimerisierung [ 14 ] und aktiviert die intrinsische Protein-Tyrosinkinase-Aktivität des Rezeptors (siehe zweites Diagramm). Die Tyrosinkinase- Aktivität initiiert wiederum eine Signaltransduktionskaskade , die zu einer Vielzahl biochemischer Veränderungen in der Zelle führt – einem Anstieg des intrazellulären Kalziumspiegels , gesteigerter Glykolyse und Proteinsynthese sowie einer erhöhten Expression bestimmter Gene , darunter des Gens für EGFR –, was letztendlich zur DNA-Synthese und Zellproliferation führt . [ 15 ]
EGF-Familie / EGF-ähnliche Domäne
EGF ist das erste entdeckte Mitglied der EGF-Proteinfamilie . Die Mitglieder dieser Proteinfamilie weisen sehr ähnliche strukturelle und funktionelle Eigenschaften auf. Neben EGF selbst gehören folgende Proteine zur Familie: [ 16 ]
- Heparinbindender EGF-ähnlicher Wachstumsfaktor (HB-EGF)
- transformierender Wachstumsfaktor-α (TGF-α)
- Amphiregulin (AR)
- Epiregulin (EPR)
- Epigen
- Betacellulin (BTC)
- Neuregulin-1 (NRG1)
- Neuregulin-2 (NRG2)
- Neuregulin-3 (NRG3)
- Neuregulin-4 (NRG4).
Alle Familienmitglieder enthalten eine oder mehrere Wiederholungen der konservierten Aminosäuresequenz:
CX 7 CX 4-5 CX 10-13 CXCX 8 GXRC
Dabei steht C für Cystein , G für Glycin , R für Arginin und X für eine beliebige Aminosäure . [ 16 ]
Diese Sequenz enthält sechs Cysteinreste, die drei intramolekulare Disulfidbrücken bilden . Die Disulfidbrückenbildung erzeugt drei Strukturschleifen, die für die hochaffine Bindung zwischen Mitgliedern der EGF-Familie und ihren Zelloberflächenrezeptoren essenziell sind . [ 5 ]
Wechselwirkungen
Es wurde gezeigt, dass der epidermale Wachstumsfaktor mit epidermalen Wachstumsfaktorrezeptoren interagiert . [ 17 ] [ 18 ]
Medizinische Anwendungen
Rekombinanter humaner epidermaler Wachstumsfaktor (rhEGF), der unter dem Markennamen Heberprot-P vertrieben wird, wird zur Behandlung diabetischer Fußgeschwüre eingesetzt . Er kann in die Wunde injiziert [ 19 ] oder topisch angewendet werden [ 20 ] . Erste Hinweise deuten auf eine verbesserte Wundheilung hin [ 21 ] . Die Sicherheit ist jedoch nur unzureichend untersucht [ 21 ].
EGF wird zur Modifizierung synthetischer Gerüste für die Herstellung biotechnologisch hergestellter Transplantate mittels Emulsionselektrospinnverfahren oder Oberflächenmodifizierungsverfahren verwendet . [ 22 ] [ 23 ]
Knochenregeneration
EGF fördert die osteogene Differenzierung von Stammzellen der Zahnpulpa (DPSCs), da es die Mineralisierung der extrazellulären Matrix steigert. Bereits eine niedrige EGF-Konzentration (10 ng/ml) reicht aus, um morphologische und phänotypische Veränderungen hervorzurufen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass DPSCs in Kombination mit EGF eine wirksame Stammzelltherapie für Anwendungen im Bereich des Knochengewebe - Engineerings in der Parodontologie und oralen Implantologie darstellen könnten . [ 24 ]
Geschichte
EGF war der zweite identifizierte Wachstumsfaktor . [ 25 ] Ursprünglich war humanes EGF als Urogastron bekannt . [ 9 ] Stanley Cohen entdeckte EGF während seiner Zusammenarbeit mit Rita Levi-Montalcini an der Washington University in St. Louis im Rahmen von Experimenten zur Erforschung des Nervenwachstumsfaktors . Für diese Entdeckungen erhielten Levi-Montalcini und Cohen 1986 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin .
Referenzen
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Externe Links
- Shaanxi Zhongbang Pharma-Tech Co., Ltd. – Lieferung von epidermalem Wachstumsfaktor
- EGF in der Human Protein Reference Database, archiviert am 03.05.2005 in der Wayback Machine .
- Epidermaler Wachstumsfaktor in den Medical Subject Headings (MeSH) der US National Library of Medicine
- EGF-Modell in der BioModels-Datenbank