فاکتورهای رشد پپتیدهائی هستند که توسط سلول ها در بافت ترشح شده و با اتصال به گیرنده سطح سلول های دیگر باعث ایجاد عملکرد یا تغییراتی در سلول های هدف می شوند . فاکتورهای رشد اثر گذارنده بر سلول های سیستم ایمنی سایتوکین نامیده می شوند .
نویسنده : دکتر محمد زهرائی
فاکتور رشد چیست :
تمام آنچه مربوط به تکثیر و تمایز سلول ها و عملکرد آنها صورت میگیرد از شروع تکثیر سلول های جنین تا انتهای عمر همگی در اثر تعامل و ارتباطات بین سلولی صورت میگیرد که یکی از راههای آن در این قسمت آمده است .
یکی از راههای اساسی ارتباطات بین سلولی ترشح ملکولهای پروتئینی یا به عبارتی پپتیدهایی است که سلولها ترشح میکنند و در سلولهای دیگر بر روی گیرنده سطح سلولی نشسته و اثر خاصی را اعمال میکند .
همانند تمام فعالیتهایی که در یک موجود زنده انجام میشود همیشه یک اتصال اشکال سه بعدی پروتئین رخ میدهد یعنی شکل سه بعدی پپتید که لیگاند ligand نامیده میشود با شکل سه بعدی گیرنده یعنی رسپتورreceptor با هم جفت میشوند . رسپتور خود یک مولکول بزرگ سه بعدی است که که بخشی از آن که به صورت اختصاصی باید با یک لیگاند متصل شود در خارج سلول قرار گرفته ، بخشی از آن در داخل جداره سلول است و بقیه آن داخل سلول است و اگر در بخش خارج سلولی با لیگاند اتصال محکمی برقرار شود بر شارژ کل گیرنده و نتیجتا بخش داخل سلولی تاثیر گذاشته و بخش داخل سلولی فعال شده باعث تغییرات مورد نظر در داخل سلول می شود .
همانطور که در شکل دیده میشود بخشی از گیرنده ( آبی ) در خارج از سلول است ، اگر به نوع خاصی از پپتید وصل می شود ، بخش داخل سلولی دچار تغییر و آبشاری از تغییرات در پروتئینهای دیگر را راه می اندازد تا درنهایت در هسته باعث فعال شده ژن خاصی و تولید پروتئینی خاص و در نتیجه فعالیت خاصی شود
این پپتیدها ممکن است از سلولهای بافت ترشح شده و صرفا با عبور از طریق جریان خون به سلولهای بافتهای دیگر و در تمام بدن برسند . این پپتیدها هورمونhormone نامیده میشوند و این روش پیامرسانی روش آندوکرینendocrine نامیده میشود و بافت ترشح کننده را غدد درون ریز مینامند مثل غده تیروئید یا فوق کلیوی یا جزائر لانگرهانس لوزالمعده.
در نوع دیگر پیامرسانی این پپتیدها برای تاثیر گذاری بر سلولها مجاور یا داخل خود بافت ترشح میشوند که این روش آپوکرینapocrine نامیده شده و این پپتیدها را فاکتور رشدgrowth factor مینامند و البته الزاما و همیشه کارکرد رشدی ندارند . در مورد سیستم ایمنی این پپتیدها را سایتوکینcytokine می نامند .
انواع فاکتورهای رشد :
فاکتورهای رشد زیادی در بدن ما فعالیت سلولها را تنظیم میکنند و در دهههای اخیر امیدواری زیادی برای استفاده از آنها برای ترمیم بافتهای بدن ایجاد شده است .
فاکتورهای رشد سیستم عصبی :
مثلا در مورد سیستم عصبی اولین فاکتور رشدی که کشف شد NGF (Nerve Growth Factor) بود که نقش کلیدی در رشد و بقای نورونهای سنسوری و سمپاتیک و در یادگیری و حافظه نیز نقش دارد . BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) – فاکتور رشد عصبی مغزی امروزه توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. این فاکتور رشد باعث پلاستیسیته عصبی یعنی توانایی مغز برای تغییر و سازماندهی مجدد اتصالات عصبی ، یادگیری، حافظه و تطبیق با محیط می شود و نیز باعث تولید نورونهای جدید در مغز بالغ (بهویژه در هیپوکامپ) که نقش مهمی در یادگیری و بهبود خاطرات دارد و نیز باعث تقویت سیناپسها و بهبود ارتباط بین نورونها و باعث حفاظت از نرونها و مقابله با استرس اکسیداتیو میشود. جالب اینکه به نظر میرسد خواب کافی ، ورزش و دوری از استرس در تولید آن در مغز خیلی موثر است .
فاکتورهای رشد تحریک کننده رگ زایی :
گروهی از فاکتورهای رشد نقش رگزائی دارند و خانواده فاکتورهای رشد اندوتلیال (VEGF Family) ، برای ایجاد جریان خون از طریق ایجاد رگهای جدید ، برای موارد دچار گرفتگی عروقی و در معرض سکته یا پس از آم مورد توجه هستند و در ضمن نقش مهمی در بازسازی و امکان رشد نسوج دارند . به عنوان یک نکته منفی : در جریان سرطان برای رشد توده سرطانی و تغذیه آن کمک کننده هستند.
فاکتور رشد اپیدرمال :
فاکتور رشد اپیدرمال Epidermal Growth Factor باعث تکثیر و تمایز و رشد در بافتهای اپی تلیلل بدن میشود ، شامل پوست ، پوشش دستگاه گوارش و ریه و غدد . سرمها، کرمها و ماسکهای حاوی EGF برای کاهش چین و چروک بهبود ، اسلاگ پوست ، تسریع بهبودی پوست بعد از لیزر یا جوانسازی و تقویت مو و کاهش ریزش آن ، ساخته شده است. اما یکی از نکات جالب ، اثر آن در رشد سرطانهائی مثل سرطان پستان و کولون و ریه است که به همین منظور آنتی بادی مونوکلونال ضد گیرنده EGF ساخته شده و در درمان سرطانهای فوق به کار برده میشود .
فاکتورهای رشد فیبروبلاستی :
فاکتورهای رشد فیبروبلاستی (FGFs) خانوادهای بزرگ شامل بیش از ۲۰ عضو است و در رشد بافتها، نوروژنز، رگزایی و ترمیم آسیبها نقش دارد. FGF-1 (aFGF) نقش در نوروژنز و ترمیم بافتی، FGF-2 (bFGF) مهم در رشد سلولهای بنیادی و عروق. FGF-7 رشد کراتینوسیتها و ترمیم پوست.
FGF21 یکی از اعضای خانواده فاکتورهای رشد فیبروبلاستی (FGFs) است که نقشهای مهمی در متابولیسم انرژی، سیگنالدهی هورمونی و ضد پیری ایفا میکند. برخلاف بیشتر فاکتورهای رشد که به صورت محلی در بافت عمل میکنند، FGF21 یک فاکتور سیستمی است و از طریق جریان خون به اندامهای مختلف سیگنال میدهد .منابع تولید FGF21:عبارتند از کبد (اصلیترین منبع) ، چربی قهوهای، (Brown Adipose Tissue)عضلات اسکلتی ، لوزالمعده جفت . FGF21 باعث تنظیم متابولیسم گلوکز و چربی وافزایش حساسیت به انسولین و کاهش قند خون میشود. همچنین موجب فعالشدن چربی قهوهای (brown fat) و افزایش متابولیسم میشود و کاهش وزن میشود . باعث کاهش چربی کبدی هم میشود و در نهایت اینکه در موشها باعث افزایش طول عمر شده است .
FGF21 توجه بسیاری را برای جلوگیری از پیری متابولیک ، کاهش مقاومت به انسولین و بهبود دیابت تایپ 2 و کبد چرب و در نهایت افزایش طول عمر به خود جلب کرده است. اگرچه روشهای تولید و مصرف آن در حال تحقیق و توسعه است ، اما سه روش شناخته شده طبیعی افزایش ترشح آن عبارتست از ورزش ، فستینگ دورهای و سرما درمانی.
فاکتورهای رشد ترانسفرمکننده :
فاکتورهای رشد ترانسفرمکننده ( Transforming Growth Factor – TGF ) TGFs یا فاکتورهای رشد ترانسفرمکننده ، گروهی از پروتئینهای سیگنالدهنده هستند که نقشهای حیاتی در رشد سلولی، تمایز، مهاجرت سلولی، التهاب، سیستم ایمنی و فیبروز دارند. این فاکتورها به دو خانواده اصلی تقسیم میشوند: TGF-α و TGF-β .
TGF-β در بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی و بیماریهای انسان نقش دارد. این فاکتور از خانواده TGF-β Superfamily است که شامل فاکتورهای دیگری مثل Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) و Activin نیز میشود.
این فاکتور توسط انواع مختلفی از سلولها ترشح میشود : سلولهای ایمنی مثل لنفوسیتها، مونوسیتها، ماکروفاژها و از این جهت سایتوکین هم محسوب میشود همچنین توسط فیبروبلاستها، سلولهای عضلانی صاف، آدیپوسیتها و سلولهای آندوتلیال عروق و سلولهای بنیادی مزانشیمی و البته پلاکتها منبع مهمی از TGF-β هستند .
TGF-β به ترمیم بافتی کمک میکند و باعث تولید کلاژن و الاستسن و جوانسازی پوست میشود اما مقادیر بیش از حد باغث اسکار میشود. به عنوان ایمونومدولاتور عمل کرده و التهاب را کنترل میکند و استفاده از آن در بیماریهای خود ایمنی در حال بررسی است . در مراحل اولیه باعث مهار رشد سلولهای سرطانی میشود ولی در مراحل پیشرفته به متاستاز و مقاومت به درمان کمک میکند و داروهای ضد TGF-β در حال توسعه برای درمان سرطان هستند . TGF-β یکی از عاملهای اصلی فیبروز قلبی، کبدی و ریوی است و داروهای مهارکننده TGF-β برای درمان بیماریهای فیبروتیک در حال تست هستند.
BMP (Bone Morphogenetic Protein) یا پروتئین مورفوژنتیک استخوانی ، زیرگروهی از خانواده TGF-β Superfamily است که نقش حیاتی در رشد و نمو استخوان، غضروف، عصب و سایر بافتها دارد. این پروتئینها به عنوان سیگنالهای مهم جنینی و بالغ عمل میکنند و در فرآیندهای تکوینی، ترمیم بافتی و سلولهای بنیادی نقش کلیدی دارند.
تاکنون بیش از ۲۰ نوع BMP شناسایی شده است، اما مهمترین آنها شامل:
BMP-2 القاء استئوژنز (تشکیل استخوان) ، BMP-4 توسعه جنینی و تمایز سلولی ، BMP-7 ترمیم استخوان و کلیه ، BMP-9 القاء تمایز استئوبلاستی و ضد توموری ،
BMP-5, 6, 7 نقش در غضروفزایی و استخوانزایی
فاکتورهای رشد پلاکتی :
فاکتورهای رشد پلاکتی (Platelet-Derived Growth Factors – PDGFs)یا فاکتور رشد مشتق از پلاکت ، گروهی از پروتئینهای سیگنالدهنده است که نقش مهمی در رشد سلولی، تقسیم سلولی، تحرک سلولی و ترمیم بافتی دارد. این فاکتورها از طریق پلاکتهای خونی آزاد میشوند و به ویژه در فرآیندهای ترمیم زخم، رگزایی و مهندسی بافت بسیار مؤثر هستند. انواع آن عبارتند از AA ,AB , BB , CC, DD . PDGF-BBفعالترین نوع این خانواده است و بیشترین کاربرد بالینی را دارد. پلاکتهای خونی (اصلیترین منبع) ، ماکروفاژها ، سلولهای عضلانی صاف ، فیبروبلاستها ، سلولهای اندوتلیال ، سلولهای نورونی و گلیال
PDGF باعث تحریک رشد سلولی ، برای سلولهای مزانشیمی، فیبروبلاستها و سلولهای عضلانی صاف ، تسریع ترمیم زخم با جذب سلولهای بنیادی و فیبروبلاستها به محل آسیب و فعالیت سلولهای بنیادی و تمایز ، رگزایی (Angiogenesis) همراه با VEGF برای تشکیل عروق جدید ، جوانسازی پوست با القاء تولید کلاژن و الاستین ؛ میشود .
نکته اینکه اسم گذاریها اغلب بر اساس اولین کشفیات است و همه چیز را بیان نمیکند مثلا اینکه فاکتورهای رشد پلاکتی فقط از پلاکتها ترشح نمی شود و نیز در پلاکتها به جز فاکتورهای رشد پلاکتی تعداد زیادی از سایر فاکتورهای رشد نیز وجود دارند .
سایر فاکتورهای رشد :
گروه های دیگری از فاکتور رشد ، بخصوص فاکتورهای رشد شبیه انسولین ، و فاکتور رشد سلولهای کبدی نیز وجود دارند .