Vekstfaktorer og cytokiner – hva er forskjellen?

Vekstfaktorer og cytokiner – hva er forskjellen?

Begrepene vekstfaktorer og cytokiner blir gjerne brukt om hverandre når man snakker om proteiner som er involvert i cellesignalering. Men hva er egentlig forskjellen mellom vekstfaktorer, cytokiner og andre signalmolekyler som for eksempel hormoner?

 

Vekstfaktorer og cytokiner – hva er forskjellen?

De raske svarene: 

  • Hva er vekstfaktorer? Begrepet vekstfaktor beskriver alle ekstracellulære regulerende proteiner og omfatter cytokiner, kjemokiner og noen hormoner.
  • Hva er cytokiner? Historisk sett var cytokiner en undergruppe av vekstfaktorer, som var involvert i hematopoietiske- eller immunfunksjoner i en celle. Nå brukes begrepene cytokin og vekstfaktor om hverandre.
  • Er alle cytokiner vekstfaktorer? Ja, alle cytokiner er vekstfaktorer.
  • Er hormoner vekstfaktorer? Hormonproteiner kan klassifiseres som vekstfaktorer, men det kan ikke amin-og steroidhormoner. 

Vekstfaktorer
Vekstfaktorer er proteiner som cellene utskiller for å kommunisere med hverandre. Selv om navnet antyder en positiv innvirkning på cellevekst, kan vekstfaktorer regulere en celles proliferasjon, differensiering, migrasjon og viabilitet både positivt og negativt. Vekstfaktorer fungerer ved å binde seg til spesifikke transmembrane reseptorer, og initierer en intracellulær signaleringskaskade. Cellen som utskiller vekstfaktorene kan stimulere seg selv (autokrin signalering), nærliggende celler (parakrin sekresjon) eller en celle på et annet sted i kroppen hvor det da kreves transport av vekstfaktoren gjennom kroppens sirkuleringssystem (endokrin signalering). Begrepet "vekstfaktor" beskriver alle ekstracellulære regulerende proteiner og omfatter cytokiner, kjemokiner og noen hormoner.

Cytokiner
Cytokiner er en undergruppe av vekstfaktorer. Begrepet cytokin ble først brukt for å beskrive signalerende proteiner assosiert med hematopoietiske celler og immunceller. Etter hvert som man har fått mer kunnskap om vekstfaktorenes kompleksitet og rolle, har begrepet cytokiner og vekstfaktorer blitt brukt om det samme. De mest kjente undergruppene av vekstfaktorer, som nå kalles cytokiner, er interleukiner (IL), interferoner (IFN) og tumor nekrose faktorer (TNF).

Hormoner
Hormoner er signalerende molekyler som fungerer på en endokrin måte, altså at de skilles ut et sted i kroppen og transporteres til et annet sted hvor de gir signal/har en funksjon. De kan klassifiseres som aminhormoner (modifiserte aminosyrer som oftest kommer fra tyrosin), steroidhormoner (avledet fra kolesterol) og proteinhormoner. Proteinhormoner, som IGF-1, er også klassifisert som vekstfaktorer.

Vekstfaktor-familier, og konservering mellom arter
Vekstfaktorer kan sorteres i familier og superfamilier basert på sekvenslikhetene deres. Vekstfaktor-superfamilier inneholder flere underfamilier, som igjen inneholder flere vekstfaktorer som er kodet av et spesifikt gen. TGFβ-superfamilien, for eksempel, inneholder minst 10 underfamilier. En av disse underfamiliene, de benmorfogene proteinene (BMP), består av minst 15 forskjellige genprodukter. Ettersom vekstfaktorer er ligander for transmembrane reseptorer, har hver vekstfaktor-superfamilie en tilsvarende familie av beslektede reseptorer.

Vekstfaktorer er ofte svært godt bevarte mellom ulike arter. Aminosyresekvensen til for eksempel Activin A er identisk mellom mennesker og mus, selv etter 33 millioner år med evolusjon. Vekstfaktorer som har utviklet forskjeller i aminosyresekvensene sine, kan beholde eller ikke beholde sin bioaktivitet på tvers av arter. De fleste cellulære signalveier har utviklet seg forskjellig hos arter gjennom evolusjonen, så selvom vekstfaktorene har høy andel homologe aminosyresekvenser, som for eksempel hos human og murin epidermal vekstfaktor (EGF), så vil de likevel ikke kunne fungere på tvers av artene. I voksende FoU-felt som dyrking av kjøtt, hvor humane vekstfaktorer benyttes i storfe-, svine- og sjømatcellekulturer, er det å forstå omfanget av vekstfaktorers funksjonalitet og aktivitet på tvers av arter avgjørende for å optimalisere dyrkningsprosessen. 

Rekombinante vekstfaktorer hvor aminosyresekvensen er forandret, kan klassifiseres som artsnøytrale så lenge de er manipulert fra villtypen og demonstrerer bioaktivitet på tvers av flere arter. FGF2-G3 fra Qkine er et slikt eksempel. Aminosyremodifikasjoner kan også øke stabiliteten og styrken til vekstfaktoren, noe som betyr at man kan bruke mindre mengde protein og at det vil være aktivt i en lengre periode. Dette er spesielt viktig i oppskalering av cellekultur da man får reduserte kostnader og frigjort potensialet i områder som celle- og genterapi, regenerativ medisin samt dyrking av kjøtt og biokunstig materiale.  
 

Teksten er oversatt av BioNordika med små endringer. Original tekst er skrevet av Cathrine Elton i Qkine og publisert på Qkine.com 27. mai 2022. Link til originaltekst.

 

Bloggforfatter
 

Kristin Lundemo Sønsteby
Produktsjef
kristin@bionordika.no

Kristinwww.png

 

LES MER

Se våre vekstfaktorer og cytokiner fra Qkine her.