Follistatin

Follistatin

Vorhandene Strukturdaten: 2p6a

Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 315 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur Monomer
Isoformen FS315, FS288, FS303
Bezeichner
Gen-Name FST
Externe IDs
Vorkommen
Homologie-Familie Hovergen
Übergeordnetes Taxon Wirbeltiere[1]

Follistatin ist ein autokrines Glykoprotein. Es kommt bei fast allen höher entwickelten Tieren im ganzen Körper vor, wobei sich die höchsten Konzentrationen in den Ovarien und der Haut finden. Es ist Teil der so genannten Inhibin-Activin-Follistatin-Achse.

Für seine Produktion wird ein einziges Gen verantwortlich gemacht, das ein direktes Zielgen des Wnt/beta-Catenin-Signalwegs während der Embryonalentwicklung ist.[2]

Drei Isoformen von Follistatin sind bekannt: FS-288, FS-315 und FS-300. Die ersten beiden kommen durch alternatives Spleißen, FS-300 durch die posttranslationale Modifikation zustande.

Bisher bekannte Wirkungen

Die erstmalige Isolierung von Follistatin gelang aus der Follikelflüssigkeit. Als erste Wirkung fiel auf, dass es die FSH-Produktion im Hypophysenvorderlappen hemmt, weshalb es auch als FSH-suppressing protein (FSP) bekannt ist. Erst später wurde festgestellt, dass seine eigentliche Hauptfunktion der Antagonismus zum Transformierenden Wachstumsfaktors (TGF), genaugenommen dessen Untergruppe der TGF-β-Superfamile, ist. Hierbei spielt die Hemmung des Activin, das seinerseits die FSH-Produktion in der Hypophyse anregt, die entscheidende Rolle. Auf die Zellproliferation hat es kontrollierenden, auf die Zelldifferenzierung steuernden Einfluss, auch an der Heilung nach Verletzung ist es beteiligt. Bei der Embryonalgenese wirkt es hemmend auf die Bildung von Bone morphogenetic protein (BMP) und wird unter anderem vom Spemann-Mangold-Organisator und vergleichbaren Signalzentren gebildet, die die Achsenbildung im frühen Embryo kontrollieren.[3]

Tier

  • Follistatin ist ein wichtiger Cofaktor bei der Leberregeneration (nach Leberversagen) im Mausmodell[4]
  • Tierexperimente deuten darauf hin, dass
    • Follistatin sowohl eine wesentliche Rolle beim Wachstum von Tumoren spielt[5]
    • als auch das Gefäßwachstum in Tumoren[5] und auf den Hornhautzellen von Hasen anregt.[6]
  • Follistatin verstärkt das Muskelwachstum von Säugetier-Embryonen.[7]
  • Die Hausrinderrasse Weißblauer Belgier wird zur verbesserten Fleischproduktion mit Gendefekt gezüchtet.[8]
  • Ein beobachtete verbesserte Knorpelprotektion bei rheumatoider Arthritis geht im SCID-Maus-Modell mit einer Verminderung von F. einher.[9] (Anm.: Der Umkehrschluß, dass bei einer beschleunigten Knorpeldestruktion im Rahmen rheumatoiden Arthritis mit dem vermehrten Auftreten von Follistatin zu rechnen ist, liegt nahe, konnte aber bislang noch nicht bestätigt werden.)

Mensch

Bei Genmutationen/ -defekten menschlicher Neugeborener wird Follistatin als Ursache unphysiologischer hoher Muskelmasse postuliert.[10]

Wechselwirkungen mit anderen Substanzen

Trichostatin A (TSA) aktiviert die Synthese von Follistatin im Mausmodell.[11] Außerdem hemmt Follistatin Myostatin[11] und Activin.[9]

Zusammenfassung

Follistatin scheint zusammen mit Myostatin wesentlicher Bestandteil eines Muskelbildung und -regeneration kontrollierenden Regelkreises zu sein. Ein zu seinen Gunsten verschobenes Verhältnis der beiden Stoffe führt bereits vorgeburtlich zu Muskelhyperplasie und -trophie.

Herstellung

Derzeit wird Follistatin mittels genetisch veränderter Bakterien (E. coli) hergestellt.[12]

Dopingmittel

Im Jahr 2019 beschlagnahmte das Zollfahndungsamt Essen bei einer Doping-Razzia auch Follistatin, das laut Pressemitteilung „von Experten als „neue Form der Eskalation im Freizeitsport“ beschrieben“ werde.[13]

Einzelnachweise

  1. ↑ Homologe bei OMA
  2. ↑ Christian Wehrle: Wnt/beta-Catenin-Zielgene in der Mausentwicklung. Freiburg 2003, urn:nbn:de:bsz:25-opus-12171 (Dissertation, Universität Freiburg).
  3. ↑ Ali Hemmati-Brivanlou, Olivia G. Kelly, Douglas A. Melton: Follistatin, an antagonist of activin, is expressed in the Spemann organizer and displays direct neuralizing activity. In: Cell. Band 77, Nr. 2, 1994, S. 283–295, doi:10.1016/0092-8674(94)90320-4.
  4. ↑ F. J Hoetomo, K. Presser, H. Ittrich, M. Blessing, A. Quaas, A. W. Lohse, C. Schramm: Die Wirkung von Follistatin auf die Leberregeneration in einem Mausmodell. In: Zeitschrift für Gastroenterologie. Band 45, Nr. 1, 2007, doi:10.1055/s-2007-967811.
  5. ↑ a b Jelena Krneta: Die Rolle des Activin/Follistatin–Systems während der Angiogenese und der Tumorprogression. Freiburg 2004, urn:nbn:de:bsz:25-opus-13741 (Dissertation, Universität Freiburg).
  6. ↑ Rocnik EF, Liu P, Sato K, Walsh K, Vaziri C: The novel SPARC family member SMOC-2 potentiates angiogenic growth factor activity. In: J. Biol. Chem. 281. Jahrgang, Nr. 32, August 2006, S. 22855–64, doi:10.1074/jbc.M513463200, PMID 16774925.
  7. ↑ Helge Amthor: Über die Stimulation des embryonalen Muskelwachstums durch Follistatin. Freiburg 2001, DNB 962290971 (Dissertation, Universität Freiburg).
  8. ↑ Gendefekt bei der Rinderrasse "Belgian Blue" (Memento vom 30. September 2007 im Internet Archive). (Original nicht mehr auffindbar).
  9. ↑ a b Metabolismus der Fibroblasten bei rheumatoider Arthritis (Memento vom 5. September 2004 im Internet Archive) (PDF; 1,1 MB)
  10. ↑ Holger Dambeck: Mutation: Wunderknabe trägt Muskel-Gen. In: Spiegel Online. 24. Juni 2004, abgerufen am 3. Mai 2018.
  11. ↑ a b @1@2Vorlage:Toter Link/abc-online.orgLorenzo Puri (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im Mai 2018. Suche in Webarchiven)@1@2Vorlage:Toter Link/abc-online.org (Seite dauerhaft nicht mehr abrufbar, festgestellt im April 2019. Suche in Webarchiven)
  12. ↑ Datenblatt Follistatin (FST), human, recombinant (Memento vom 7. Juni 2007 im Internet Archive)
  13. ↑ ZOLL-E: Webshop für Dopingmittel zerschlagen auf presseportal.de vom 3. April 2019, abgerufen am 3. April 2019.