成長ホルモン / IGF-1 シグナル経路伝達

成長ホルモン(GH)はソマトトロピンとしても知られる。インスリン様成長因子1(IGF-1またはIGF-I)は、類似した異なる細胞内シグナル経路を介して無数の多面的効果を発揮する。

マウスの寿命延長に対するGH活性の低下の強力な効果は、GH作用を薬学的に阻害することにより老化を遅らせる可能性があるという仮説を生み出した。

GHとIGF-1に共通の主な作用の一つは成長の促進である。GHとIGF-1は、グルコースと脂質の代謝において別々に作用する。GHはインスリン作用をブロックし、脂肪分解を促進し、そして脂質生合成を妨げるが、IGF-1 は反対の効果を有する。

成長ホルモン(GH)はGH受容体関連チロシンキナーゼJAK2を介してシグナル伝達する 。その膜結合受容体へ結合した成長ホルモンは、GHRへのJAK2の結合を増強し、JAK2を活性化し、そしてJAK2およびGHR両方のチロシルリン酸化を刺激する。 活性化JAK2 / GHR複合体は様々なシグナル伝達タンパク質を動員し、それによって複数のシグナル伝達経路および細胞応答を開始する。

これらのタンパク質と伝達経路には以下が含まれる。
1)インスリン様成長因子1をコードする遺伝子を含む複数の遺伝子の発現に関与するStat転写因子。
2) grb2-SOS-Ras-Raf-MEK-ERK1,2経路の活性化をもたらすShcアダプタータンパク質。
3)ホスファチジルイノシトール3キナーゼおよびAkt経路 に関与するインスリン受容体基質タンパク質。
4) シグナル調節タンパク質α。チロシンホスファターゼSHP2を含むタンパク質を補充する膜貫通足場タンパク質。
5) SH2B1。JAK2を活性化し、そしてアクチン細胞骨格のGH調節を増強し得る足場タンパク質。

成長ホルモンは、背が低い子供の成長を促進するために使用され、それはまた成人GH欠乏症およびヒト免疫不全ウイルス関連消耗の治療のために米国で使用されている。GHの将来の潜在的な用途としては、慢性異化亢進の抑制、小児熱傷患者の治癒の促進、およびいくつかの形態の不妊症の治療が挙げられる。

しかし、GHはまた否定的な活動にも関連している。ヨーロッパの2つの大規模研究では、急性異化反応を伴う重症患者が成長ホルモン療法を受けたときに死亡率の増加が検出された。さらに、成長ホルモンはインスリン抵抗性を促進し、糖尿病の2つの衰弱性合併症である網膜血管新生および腎症と関連している。

growth hormone/IGF-1 signaling transduction pathway

参考文献

1. Carter-Su, C., Schwartz, J., & Argetsinger, L. S. (2016). Growth hormone signaling pathways. Growth Hormone & IGF Research, 28, 11-15.
2. Herrington, J., & Carter-Su, C. (2001). Signaling pathways activated by the growth hormone receptor. Trends in Endocrinology & Metabolism, 12(6), 252-257.
3. Junnila, R. K., List, E. O., Berryman, D. E., Murrey, J. W., & Kopchick, J. J. (2013). The GH/IGF-1 axis in ageing and longevity. Nature Reviews Endocrinology, 9(6), 366-376.