Faktor pertumbuhan saraf

Faktor pertumbuhan saraf (bahasa Inggris: nerve growth factor, NGF) merupakan sekresi protein yang berperan dalam proses tumbuh kembang, pemeliharaan dan daya tahan neuron, selain berfungsi sebagai molekul transduksi sinyal seluler, dan sistem kekebalan neuroendokrin.^[1] Tanpa NGF, neuron akan mengalami apoptosis.^[2] NGF merupakan kelompok sub-tipe dari neurotrofin.

Sejarah

Rita Levi-Montalcini adalah penemu NGF, yang diikuti penemuan EGF oleh Stanley Cohen dari Universitas Washington^[3] pada sekitar tahun 1950. Walaupun demikian, penemuan ini, bersamaan dengan beberapa penemuan subtipe neurotrofin lain, tidak diketahui khalayak luas hingga kedua orang tersebut mendapatkan penghargaan Nobel di bidang Fisiologi atau Medis pada tahun 1986.^[4]^[5]^[6]

Pada tahun 1934, Viktor Hamburger menjelaskan suatu hipoplasia ganglia dasar pada sisi dorsal, dan kolom motor lateral pada embrio ayam. Pada awal tahun 1940, Rita Levi-Montalcini mengulangi percobaan ini di Turin dan berpendapat bahwa hipoplasia, bisa jadi, merupakan akibat dari apoptosis yang dialami neurita yang belum menyelesaikan proses diferensiasinya.^[7]

Pada investigasi bersama antara Viktor Hamburger dan Rita Levi-Montalcini^[3] yang dipublikasikan pada tahun 1949, dilaporkan sejumlah besar degenerasi neuron pada bagian DRG, brachial, cervical dan thoracic. Hal ini merupakan penemuan sel saraf yang mengalami apoptosis secara alami.^[7]

Setelah lama semenjak penemuan NGF, baru diakui bahwa apoptosis sel saraf dan NGF merupakan hubungan sebab-akibat. Viktor Hamburger, secara pribadi, memberikan kredit pada M. Ernst dan A. Glücksmann sebagai ahli anatomi yang memberinya inspirasi.^[7]

Pada tahun 2005, Enzo Emanuele dan para rekan dari Universitas Pavia menemukan bahwa rasio NGF, BDNF, NT-3, NT-4 yang tinggi pada orang yang mengalami jatuh cinta pertama kali, dengan waktu paruh sekitar 1 tahun.^[8]

Aktivitas

Aktivitas NGF diteruskan oleh dua kelas pencerap:

p75 pencerap neurotrofin (p75-NTR), sebuah glikoprotein dengan massa 75 kDa yang tergolong dalam pencerap sitokina, termasuk pencerap TNF
tirosina kinase transmembran (TrkA) dengan massa 140 kDa.

Kedua pencerap ini berperan dalam kelainan saraf, penurunan imunitas dan mekanisme neuroendokrin, termasuk mekanisme adipoendokrin. Beberapa studi menunjukkan bahwa defisiensi sistem saraf yang terjadi selama penyakit berlangsung dan pada masa tua, terkait dengan menurunnya dukungan neurotrofis.^[9] Protein prekursor dari NGF, disebut proNGF, ditemukan dalam rasio tinggi pada otak orang dewasa dan penderita penyakit Alzheimer.

proNGF disintesis sebagai isoform 25 hingga 32 kDa yang kemudian mengalami glikosilasi guna membentuk senyawa 40 kDa. proNGF 40 kDA kemudian disekresi sebagai respon terhadap stimulasi saraf, bersama dengan beberapa enzim protease yang diperlukan untuk mengirisnya menjadi mNGF (bahasa Inggris: mature beta-form of nerve growth factor) dengan massa 13 kDa, dan mendegradasi irisan peptida lainnya. proNGF 40 kDa menunjukkan sifat neurotoksis saat terikat bersama pencerap p75 dan pencerap sortilin (seperti NTS3, pencerap neurotensin) dan membentuk kompleks heterotrimer.^[10]

Di sisi yang lain, terjadi peningkatan rasio sortilin pada sel saraf pusat dan yang terletak pada semua organ tubuh, sejalan dengan pertambahan usia. Sinergi antara peningkatan rasio proNGF 40 kDa dan rasio sortilin akan membuat neuron semakin mudah mengalami defisiensi, pada usia lanjut.

Pada model in vitro, proNGF terbukti bersifat neurotoksis pada neuron dewasa, tetapi tidak pada neuron belia. Hal ini disebabkan oleh sebuah respon NGF dari neuron simpatetis dan otak depan basal yang menghambat sortilin serta mencegah induksi apoptosis yang dapat dilakukan oleh proNGF.

Rujukan

^ (Inggris) "Nerve growth factor as a signaling molecule for nerve cells and also for the neuroendocrine-immune systems". Institute of Neurobiology and Molecular Medicine, National Research Council; Fiore M, Chaldakov GN, Aloe L. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2009-08-05. Diakses tanggal 2010-06-24.
^ (Inggris) "NGF deprivation-induced gene expression: after ten years, where do we stand?". Department of Pharmacology and Physiology, University of Rochester School of Medicine and Dentistry; Freeman RS, Burch RL, Crowder RJ, Lomb DJ, Schoell MC, Straub JA, Xie L. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-03-27. Diakses tanggal 2010-06-25.
^ ^a ^b (Inggris) "Viktor Hamburger and Rita Levi-Montalcini: the path to the discovery of nerve growth factor". Howard Hughes Medical Institute; Cowan WM. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2020-04-25. Diakses tanggal 2010-06-25.
^ (Inggris) "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1986 - Stanley Cohen, Rita Levi-Montalcini". The Official Wesite of the Nobel Prize. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2018-03-16. Diakses tanggal 2010-06-25.
^ (Inggris) "Award Ceremony Speech - Presentation Speech by Professor Kerstin Hall of the Karolinska Institute". The Official Wesite of the Nobel Prize. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-07-21. Diakses tanggal 2010-06-25.
^ (Inggris) "The Nerve Growth Factor: Thirty-Five Years Later". The Official Wesite of the Nobel Prize. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2017-06-10. Diakses tanggal 2010-06-25.
^ ^a ^b ^c (Inggris) "History of the discovery of neuronal death in embryos". Department of Biology, Washington University; Viktor Hamburger. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2016-09-19. Diakses tanggal 2010-06-25.
^ (Inggris) "Raised plasma nerve growth factor levels associated with early-stage romantic love". Interdepartmental Center for Research in Molecular Medicine, CIRMC, University of Pavia; Emanuele E, Politi P, Bianchi M, Minoretti P, Bertona M, Geroldi D. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2020-05-18. Diakses tanggal 2010-06-25.
^ (Inggris) "ProNGF, sortilin, and age-related neurodegeneration". Centre for Biomedical Sciences, University College London; Al-Shawi R, Hafner A, Chun S, Raza S, Crutcher K, Thrasivoulou C, Simons P, Cowen T. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2019-04-12. Diakses tanggal 2010-07-03.
^ (Inggris) "Neurotoxic and neurotrophic roles of proNGF and the receptor sortilin in the adult and ageing nervous system". Centre for Biomedical Sciences, University College London; Al-Shawi R, Hafner A, Olsen J, Chun S, Raza S, Thrasivoulou C, Lovestone S, Killick R, Simons P, Cowen T. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2009-10-03. Diakses tanggal 2010-07-03.