胸腺素 beta 4(thymosin beta 4,Tβ4),一種由43個氨基酸殘基組成的小分子量蛋白,廣泛分布于人體內(nèi)多種組織與細(xì)胞中。作為人體內(nèi)主要的肌動蛋白調(diào)節(jié)分子之一,具有多重生物學(xué)功能,在組織再生、重塑、創(chuàng)傷愈合、維持肌動蛋白平衡、腫瘤發(fā)病與轉(zhuǎn)移、細(xì)胞凋亡、炎癥、血管生成、毛囊發(fā)育等生理、病理過程中扮演著極為重要的角色。
1981年Low等首次通過柱層析和凝膠過濾的方法從胸腺素提取物組分5中分離得到Tβ4,其有較少疏水性氨基酸,以單鏈形式存在并發(fā)揮作用。許多細(xì)胞類型都能產(chǎn)生Thymosin beta 4,包括血小板,內(nèi)皮細(xì)胞,嗜中性粒細(xì)胞,星形膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。
研究發(fā)現(xiàn),胸腺素家族的成員多達(dá)16個,其中Tβ4、Tβ10和Tβ15在人類中發(fā)現(xiàn)存在。其中胸腺素β4(Tβ4)是β-胸腺素分子家族的5.0 kDa成員。該家族的成員序列長度為41-44個氨基酸,等電點(diǎn)介于pH 4.0-7.0之間(α-胸腺素的值小于4.0)。成熟的人類Thymosin beta 4的長度為43 個氨基酸。它含有一個肌動蛋白結(jié)合位點(diǎn)(aa 17-23),一個乙酰化的Ser和五個乙?;馁嚢彼幔?;12;26;32;39)和Thr23處的一個磷酸化位點(diǎn)。成熟的人類Thymosin beta 4與小鼠的序列相同,并且與其人類家庭成員Thymosin beta 10有74%的序列相似性。
一、生物學(xué)功能
1.促進(jìn)細(xì)胞遷移和粘附
Tβ4以一個伸展的構(gòu)型與G-actin結(jié)合,這種結(jié)合會被空間阻力和鹽誘導(dǎo)的actin聚合作用所阻止。肌動蛋白亞基的聚合作用和去聚合作用是Tβ4促使細(xì)胞遷移的一個主要機(jī)理。有研究表明Tβ4能明顯增加EPCs(endothelial progenitor cells)的增殖、集落形成、遷移和粘附能力,并呈一定的量效關(guān)系。
2.促進(jìn)血管再生、細(xì)胞分化和腫瘤轉(zhuǎn)移
目前對胸腺肽β4的研究已發(fā)現(xiàn)其在血管再生中發(fā)揮了重要的作用,無論是體外還是在體試驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)Tβ4可以促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖,遷移及增強(qiáng)管腔形成能力,并且還可以通過促進(jìn)內(nèi)皮祖細(xì)胞的分化,歸巢等過程促進(jìn)新生血管形成,Tβ4低表達(dá)時則血管新生明顯受到影響。
3.防止細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞生存和組織再生
Tβ4在體外能夠降低酒精對人類角膜上皮細(xì)胞的促凋亡作用,這是通過降低損傷的線粒體改變,從線粒體中釋放細(xì)胞色素C,增加bcl-2的表達(dá)和天冬氨酸酶活性來完成的。
4.降低炎癥反應(yīng),抑制發(fā)炎細(xì)胞的游動和粘附
有研究發(fā)現(xiàn)在皮膚、眼角膜和心臟損傷和內(nèi)毒素誘導(dǎo)的敗血癥樣本中,Tβ4顯示出能夠下調(diào)炎癥反應(yīng)中間物,降低炎癥發(fā)應(yīng)細(xì)胞的滲透。
5.Tβ4 刺激毛囊發(fā)育
有研究表明Tβ4在第一個毛囊發(fā)育周期的退行期和靜止期的表達(dá)量最高,說明其在退行期和靜止期對毛囊的調(diào)控作用最為顯著。Tβ4通過作用于JNK和Notch信號通路影響毛囊生長。
二、應(yīng)用前景
1.皮膚,眼角膜傷口的治療。
2.心臟疾病,用于心肌細(xì)胞的修復(fù)。
3.中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病,用于突觸,軸突生長。
4.呼吸系統(tǒng)疾病/囊性纖維化(CF)。通過吸入傳遞的肺部藥物是治療呼吸系統(tǒng)疾病的藥物研究的主要方向。國外有公司將Tβ4被制作成汽霧溶液(RGN-457)來直接到達(dá)肺部。通過與合適的汽霧裝置,RGN-457能夠直接的靶定肺部的各個區(qū)域,降低CF痰的吸附。
Thymosin beta 4 蛋白的結(jié)構(gòu):