Language
Country/Area
No result found
От дрозофилы к млекопитающим: каков эволюционный путь сигнального пути ежа?
Сигнальный путь Hedgehog является важным сигнальным путем в биологии развития, способным передавать сообщения, необходимые эмбриональным клеткам для стимулирования соответствующей клеточной дифференцировки.
Сигнальный путь Hedgehog назван в честь его молекулы-лиганда Hedgehog (Hh), эндогенной сигнальной молекулы, обнаруженной у дрозофилы. Этот путь обеспечивает критические сигналы во время эмбрионального развития дрозофилы и играет важную роль на всех стадиях развития организма.
В 1980-х годах Нюсляйн-Фольхард и Вишаус использовали технологию обнаружения мутаций для глубокого изучения процесса развития дрозофилы. Исследование выявило множество генов, связанных с развитием сомитов, включая ген hedgehog. Ученые обнаружили, что когда у плодовых мух отсутствует ген Hh, их эмбрионы принимают ненормальную форму: короткие и толстые, как у ежа, именно так названы эти гены.
От плодовых мух к млекопитающим: процесс эволюции
Сигнальный путь Hedgehog играет роль не только у дрозофилы, но не менее важен и для других животных. У млекопитающих три гомологичных гена сигнального пути hedgehog — пустынного ежа (DHH), индийского ежа (IHH) и звукового ежа (SHH) — участвуют во многих процессах развития животных. SHH, в частности, считается членом, который провел наиболее глубокие исследования.
Сигнальный путь Hedgehog, ключевой игрок во многих процессах развития, стал важной темой исследований в эволюционной биологии развития.
Механизм сигнального пути ежа оказывает глубокое влияние на развитие различных животных. Во время эмбрионального развития позвоночных молекулы SHH участвуют в развитии конечностей. Еще в 1968 году классические эксперименты Сондерса и Гасселинга показали, что в развивающихся зачатках конечностей цыплят область, называемая активной зоной поляризации (ZPA), высвобождает диффузионный фактор. Позже инсайдеры обнаружили, что этим фактором был SHH.
Сигнальный путь Hedgehog и заболевание
Однако аномальная активность сигнального пути Hedgehog также связана с многочисленными заболеваниями, наиболее опасным из которых является рак. Базальноклеточная карцинома является одним из наиболее распространенных видов рака и тесно связана с изменениями в сигнальном пути Hedgehog. Исследователи обнаружили, что у пациентов с этим раком потеря функции гена Patched и активирующие мутации гена Smoothened перекрываются, что приводит к аномальной активации сигнального пути Hedgehog, что, в свою очередь, приводит к образованию и развитию опухолей.
Аномальная активация сигнального пути Hedgehog способствует росту и распространению опухолевых клеток.
Кроме того, сигнальный путь Hedgehog вовлечен в развитие многих других серьезных заболеваний, таких как мозжечковая бластома и аномалии эмбрионального развития, такие как голопрозэнцефалия. Недавние исследования показали, что нарушения в сигнальном пути Hh могут привести к респираторным заболеваниям, таким как фиброз легких.
Клинические исследования и стратегии лечения
Ингибиторы, воздействующие на сигнальный путь Hedgehog, быстро разрабатываются для лечения рака. Смягченные препараты, такие как висмодегиб и сонидегиб, были клинически одобрены и считаются имеющими большой потенциал в лечении определенных типов рака. Однако из-за их побочных эффектов и проблем с лекарственной устойчивостью все еще существует необходимость в разработке терапевтических препаратов нового поколения.
Существующие исследования показывают, что факторы окружающей среды также могут влиять на нормальную функцию сигнального пути ежа, что еще раз указывает на то, что нам нужно быть более осторожными в регулировании этой цепи.
Эволюция сигнального пути hedgehog раскрывает сложную взаимосвязь между биологической эволюцией и развитием заболеваний. Это исследование не только в рамках фундаментальной биологии, но и за пределами биомедицины, изучающее механизмы, способствующие развитию и его потенциально катастрофические нарушения. Например, с развитием науки и техники, от исследований плодовых мух до применения на людях, углубленные исследования сигнального пути ежей станут возможным ключом к новым биомедицинским прорывам. Может ли такая эволюция вывести наше понимание на совершенно новый уровень?
