Ноггин (Noggin). Секреторный белок, экспрессируется на разных этапах развития, начиная с зиготы и выполняя на каждом конкретном этапе определенную задачу. Важен для морфогенеза хряща и формирования суставов. Ингибитор сигнальных путей BMP, регулирующих развитие нервной трубки и сомитов. Дефекты ноггина являются причиной множественных синостозов (сращений костей), анкилоза (тугоподвижность сустава) стремечка в сочетании с увеличением больших пальцев верхних и нижних конечностей, проксимального симфалангизма, характеризующегося отсутствием проксимальных межфаланговых суставов. Нарушение экспрессии гена ноггина приводит к дефекту слуха вследствие срастания стремечка с каменистой частью височной кости.
Гремлин-1 (Gremlin-1). Цитокин, играет важную роль в канцерогенезе и развитии окончательной почки (метанефроса). Являясь антагонистом BMP, участвует в закладке конечностей на ранних этапах, взаимодействует с сигнальными каскадами FGF4–Shh. Дозозависимым путём угнетает сигнальный путь BMP4. Ингибирует хемотаксис моноцитов.
Таблица 3-1. Наиболее значимые гены и кодируемые ими сигнальные молекулы, участвующие в морфогенетических процессах
| Гены\морфогены и их характеристика
|
| Гомеозисные гены (Hox)образуют 4 генных кластера (Hox A, B, C, D), которые организованы в 13 гомологичных групп (паралогов)
|
| Wnt. Wnt белки являются ключевыми регуляторами эмбрионального развития, контролируют поддержание популяции стволовых клеток, процессы адгезии клеток и их миграции, раннего эмбриогенеза, гистогенеза, формирования суставов в ходе развития конечностей и связан с возникновением опухолей
|
| Sonic hedgehog (Shh)контролирует развитие вентральной части нервной трубки, некоторых отделов головного мозга, средней части лица, конечностей, волосяных фолликулов, зубов. Дефект гена Shh приводит к нарушению формирования переднего мозга — голопрозэнцефалии (тип 3)
|
| Paired Box (Paired axial) (Pax). Название гена и его продукта связано с наличием парного домена (paired box sequence) в составе молекулы белка. Гены принадлежат семейству Homeobox и кодируют транскрипционные факторы Pax, которые гомологичны продуктам генов сегментации paired и gooseberry дрозофилы. У млекопитающих насчитывают до 9 белков Pax. Ген Pax3 экспрессируется в нервной трубке, нервном гребне и в дермамиотоме сомита. Pax3 контролирует закрытие нейропоров, ингибируя p53-зависимый апоптоз. Мутации Pax3 приводят к дефектам нервной трубки, а также к возникновению опухолей. Кроме того, они рассматриваются как причина синдрома Варденбурга (Waardenburg) — группы наследственных множественных врождённых пороков развития с характерным нарушением пигментации и глухотой. Pax1 контролирует процесс сегментации и формирование осевых структур. Мутации Pax1 приводят к аномалиям позвоночного столба по всей его длине. Pax2 контролирует дифференцировку клеток почки. Pax5 служит транскрипционным фактором B–лимфоцитов и регулирует в них экспрессию CD19. Pax5 участвует в нейрогенезе и сперматогенезе. Pax6 (окулоромбин) контролирует развитие структур глаза и носа. Нарушение экспрессии Pax6 является причиной аниридии II типа, полное или частичное отсутствие радужки
|
| Фактор роста фибробластов (FGF). Семейство содержит не менее 17 секретируемых клетками белков. Эти лиганды взаимодействуют с рецепторами, связанными с тирозинкиназой. Участвуют в спецификации клеток различных тканей. FGF участвуют в формировании туловищной и задней мезодермы, включая нотохорд и мышцы
|
| Трансформирующий фактор роста (TGF).Трансформирующий фактор роста — белковый фактор роста, действующий на клетки-мишени через рецепторы (серин/треониновые киназы), встроенные в плазмолемму. TGF служит сигналом, контролирующим пролиферацию и дифференцировку клеток многих типов. Надсемейство TGF включает большое количество различных белков, которые взаимодействуют с другими факторами роста и стимулируют или угнетают их активность
|
| Морфогенетический белок кости (BMP)принадлежит надсемейству TGF. Индуцирует образование хряща и кости. Участвует в развитии эндокарда (эндокардиальных подушек)
|
| Сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF)принадлежит семейству фактора роста из тромбоцитов (PDGF), секретируется, но остается связанным с поверхностью клеток или внеклеточным матриксом. Один ген кодирует синтез четырёх молекулярных форм, которые образуются в процессе альтернативного сплайсинга
|
| Ретиноевая кислота — мощный морфоген, взаимодействует с цитоплазматическими рецепторами, после чего транслоцируется в ядро, где связывается с ДНК. В рецепторе ретиноевой кислоты различают три домена: N–концевой, ДНК–связывающий и C–концевой домен, взаимодействующий с лигандом
|
| Engrailed (En). Гены кодируют транскрипционные факторы, действие которых избирательно проявляется в зачатке конечности эмбриона в виде активации или ингибирования других генов. Принадлежат семейству Homeobox
|
| SRY — белок детерминации мужского пола. Ген характеризуется очень низкой дозой
|
| Гены T-Box (Tbx). Семейство транскрипционных факторов с избирательной экспрессией в ходе закладки верхних и нижних конечностей. Tbx5 участвует в развитии сердца
|
