Shh-Signalweg

Synonym: sonic-hedgehog-Signalweg
Englisch: hedgehog signaling pathway

Definition

Der Shh-Signalweg ist ein Signaltransduktionsweg, benannt nach seinem Liganden Hedgehog (hh). Bei einer Loss-of-Function-Mutation von Hedgehog konnten bei Fruchtfliegen stachelähnliche Auswüchse beobachtet werden, die an einen Igel (= "hedgehog") erinnern ließen.

Funktion

Hedgehog ist ein Morphogen, also ein Molekül, das die Morphogenese während der Embryonalentwicklung steuert. Wichtig ist Hedgehog beispielsweise für die Entwicklung des Neuralrohres. Die Regulation der nötigen Prozesse erfolgt über lokale Hedgehog-Konzentrationsgradienten.

Beim adulten Organismus ist der Shh-Signalweg wichtig für die Regulation der Zellteilung der adulten Stammzellen.

Ablauf

Nach Bindung von Hedgehog an seinen primären Rezeptor „Ptch“ (Patched) aktiviert dieser einen sekundären G-Protein-gekoppelten Rezeptor "SMO" (Smoothened), der im Anschluss dafür sorgt, dass der Transkriptionsfaktor „Ci“ (Cubitus interruptus) nicht mehr abgebaut wird. Er akkumuliert und reguliert im Zellkern die Expression spezieller Gene.

Wichtig ist hier besonders die Expression von Cyclin D1. Cyclin D1 ist essentiell für die Regulation des Zellwachstums: Es kann als Komplex mit CDK 4 (cyclin dependant kinase) und CDK 6 den Übertritt von der G1- in die S-Phase des Zellzyklus bewirken. In der S-Phase erfolgt die DNA-Replikation.

Pathogenese

Bei einer Fehlfunktion des Shh-Signalweges während der Embryonalentwicklung kommt es zu Fehlbildungen. Mutationen nach Abschluss der Embryonalentwicklung, die zu einer verstärkten Aktivierung des Signalweges führen, sind häufig bei Tumorerkrankungen zu finden.