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Lexikon der Biologie: Nerve growth factor

Nerve growth factor m, Nervenwachstumsfaktor, Abk. NGF, Bezeichnung für den ersten identifizierten und molekular charakterisierten neurotrophen Faktor. NGF wurde von R. Levi-Montalcini zuerst in Sarcoma-Geweben identifiziert und aus der Glandula submandibularis adulter männlicher Mäuse isoliert. NGF kann in verschiedenen in-vitro-Assays das Auswachsen von Nervenfasern induzieren und hat die Rolle des Prototyps neurotropher Faktoren übernommen. Die biologische Bedeutung von NGF wurde sehr intensiv am Beispiel peripherer sympathischer Neurone (Sympathikus) untersucht und die daraus gewonnenen Erkenntnisse als allgemeine Charakteristika neurotropher Faktoren verallgemeinert. NGF wird demnach in den Zielgeweben von Neuronen (Nervenzelle) in limitierenden Mengen synthetisiert und freigesetzt. Dort bindet NGF an die hochaffinen Rezeptoren (high-affinity-receptor; vgl. Infobox 1 ) der einwachsenden Nerventerminalen, wird internalisiert und retrograd zum Zellkörper der Nervenzelle transportiert. Die Konkurrenz der einwachsenden Nervenfortsätze um NGF führt zum Überleben der Neurone, die einen ausreichenden Zugang zu NGF gefunden haben, bzw. zum Absterben der anderen (ontogenetischer Zelltod). Wenn in vivo die verfügbare Menge an NGF reduziert wird, z.B. durch neutralisierende Antikörper oder durch NGF-Genablation, dann nimmt die Zahl überlebender Neurone ab; wird NGF substituiert, nimmt die Zahl überlebender Neurone zu. – NGF-empfindliche Neuronpopulationen sind im peripheren Nervensystem sympathische Neurone und Subpopulationen sensorischer Neurone, im Zentralnervensystem die cholinergen Neurone (cholinerge Fasern) des basalen Vorderhirns. Der NGF ist wichtig für das Überleben, die Differenzierung und Funktion dieser Neurone, kann aber auch Neuronentod induzieren, wie z.B. den von retinalen Ganglienzellen in der Entwicklung. NGF stimuliert außerdem die Proliferation von Mastzellen und beeinflußt die Differenzierung von eosinophilen Granulocyten und basophilen Granulocyten, wirkt chemotaktisch (Chemotaxis) auf neutrophile Granulocyten und mitogen (Mitogene) und differenzierend auf B-Lymphocyten und T-Lymphocyten. Die Synthese von NGF kann durch Il-1 (Interleukine), den basischen Fibroblasten-Wachstumsfaktor (fibroblast growth factor) und Vitamin D3 (Calciferol) moduliert werden. – NGF ist ein mit BDNF, Neurotrophin-3 und Neurotrophin-4/5 strukturell verwandtes Protein ( vgl. Infobox 2 ). Die biologischen Wirkungen von NGF werden über spezifische Rezeptoren (Neurotrophinrezeptoren), p75 und/oder TrkA, vermittelt. Die Regulation der Aktivität des NGF erfolgt wahrscheinlich über die Regulation der Rezeptoraffinität und der Rezeptorendichte. NGF induziert eine Vielzahl von Genen, aktiviert Enzyme (z.B. Tyrosin-Hydroxylase, Ornithin-Decarboxylase), Calciumbindende Proteine, Zelladhäsionsmoleküle (Adhäsine) und Neurofilament-Proteine (intermediäre Filamente). Auch die Bildung des β-Amyloid-Peptids und des Prion-Proteins (Prionen) wird stimuliert. Eine Beteiligung des NGF an der Ausprägung von Neuropathien, wie z.B. der Alzheimerschen Krankheit, wird diskutiert. Außerdem induziert NGF die Expression des c-Fos- (Fos) und des c-myc-Onkogens (c-myc). Cytokine.

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