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{{Infobox GO-Terminus
| Typ = P
| GO = 0007224
| Eltern = Zelloberflächenrezeptor-verbundener Signalweg
| Kinder = Teilwege aktiv bei Dorsal/ventrales Neuralrohr-Patterning Ventrales Wirbelsäulen-Patterning Knorpel-Chondrozyten-Entwicklung Lungenentwicklung Prostata-Entwicklung
}}
[[Datei:Shh structure.png|mini|Sonic Hedgehog einer Ratte]]

Der '''Hedgehog-Signalweg''' ist ein [[Signaltransduktion]]sweg, durch den [[Zelle (Biologie)|Zellen]] auf äußere Signale reagieren können. Der Signalweg ist nach seinem [[Ligand (Biochemie)|Liganden]] ''Hedgehog'' (Hh) benannt, einem [[Protein|Signalprotein]], das als lokales [[Morphogen]] eine wichtige Funktion bei der [[Embryogenese (Mensch)|Embryonalentwicklung]] von Tieren einnimmt und in der Evolutionsgeschichte sehr früh auftrat. Eine Fehlfunktion dieses Signalwegs führt zu massiven Fehlbildungen im Laufe der Embryonalentwicklung und kann bei Erwachsenen Krebs verursachen. In Säugetieren sind zurzeit drei Hedgehog-Proteine bekannt (''[[sonic hedgehog]]'', ''indian hedgehog'' und ''desert hedgehog'').

== Funktionsweise ==

Der Hedgehog-Signalweg basiert auf der [[Proteolyse]] und wird aktiviert, wenn das Hedgehog-Protein an den Rezeptor ''Patched (Ptch)'' bindet. Dadurch leitet ein weiteres membranständiges Protein, ''Smoothened (Smo)'', ein Signal ins Zellinnere weiter, das die Degradation des regulatorischen Proteins '''Ci''' (''Cubitus interruptus'') verhindert. Dieses wird ohne Einwirken von Hedgehog in einem größeren Proteinkomplex – bestehend aus dem Protein ''Costal'', der Serin-Threonin-Kinase ''Fused (Fu)'' sowie dem Hemmer von Fused – abgebaut. Wenn nun Hedgehog aktiv ist und ein Signal weiterleitet, so kann das Protein '''Ci''' nicht mehr abgebaut werden, diffundiert in den Zellkern und reguliert dort die [[Genexpression]].

== Vorkommen ==
[[Datei:Hedgehog ligand evolution.png|mini|Evolutionärer Stammbaum der Hedgehog-Liganden]]
Hedgehog-ähnliche Gene und zwei Homologe zu ''Patched'' wurden bereits in dem Nematoden ''[[Caenorhabditis elegans|C. elegans]]'' gefunden,<ref name="Zugasti2005">{{Literatur |Autor=Olivier Zugasti, Jeena Rajan, Patricia E. Kuwabara |Titel=The function and expansion of the Patched- and Hedgehog-related homologs in C. elegans |Sammelwerk=Genome Research |Band=15 |Nummer=10 |Datum=2005-06-27 |ISSN=1088-9051 |Seiten=1402–1410 |DOI=10.1101/gr.3935405 |PMID=16204193}}</ref><ref name="Novatchkova2005">{{Literatur |Autor=Maria Novatchkova, Michael Wildpaner, Dieter Schweizer, Frank Eisenhaber |Titel=PhyloDome – visualization of taxonomic distributions of domains occurring in eukaryote protein sequence sets |Sammelwerk=[[Nucleic Acids Research]] |Band=33 |Nummer=Web Server issue |Datum=2005-07-01 |ISSN=1362-4962 |Seiten=W121–125 |DOI=10.1093/nar/gki373 |PMID=15980439}}</ref> und es wurde gezeigt, dass diese Gene wie bei anderen Tieren eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von ''C. elegans'' spielen.<ref name="Zugasti2005" />

Bei Insekten kontrolliert der Hedgehog-Signalweg den korrekten Ablauf der [[Segmentierung (Biologie)|Segmentierung]] und Flügelbildung. Bei Wirbeltieren dagegen induziert er die Rechts-links-[[Asymmetrie]], reguliert den Leberstoffwechsel, ist insbesondere mitverantwortlich für das Entstehen einer nicht-alkoholischen [[Fettleber]]<ref name="Matz-Soja2016">{{Literatur |Autor=Madlen Matz-Soja, Christiane Rennert, Kristin Schönefeld, Susanne Aleithe, Jan Boettger, Wolfgang Schmidt-Heck, Thomas S. Weiss, Amalya Hovhannisyan, Sebastian Zellmer, Nora Klöting, Angela Schulz, Jürgen Kratzsch, Reinhard Guthke, Rolf Gebhardt |Titel=Hedgehog signaling is a potent regulator of liver lipid metabolism and reveals a GLI-code associated with steatosis |Sammelwerk=eLife |Datum=2016 |Seiten=e13308 |DOI=10.7554/eLife.13308 |PMID=27185526}}</ref> und ist für die korrekte Bildung von Gliedmaßenanlagen verantwortlich.

== Entdeckung ==
Das Gen, das bei der Fruchtfliege [[Drosophila melanogaster]] für Hedgehog kodiert, war unter den ersten als wichtig für die Entwicklung beschriebenen Genen. Es wurde von den Forschern [[Christiane Nüsslein-Volhard]] und [[Eric F. Wieschaus]] erstmals beschrieben (beide bekamen 1995 einen Nobelpreis „für ihre grundlegenden Erkenntnisse über die genetische Kontrolle der frühen Embryoentwicklung“<ref name="Nobel">1995 Nobel Prize for discovery of [https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1995/press-release/ the genetic control of early embryonic development]</ref>), wobei sie durch einen genetischen Screen verschiedene Mutationen entdeckten, die die Embryonalentwicklung von Drosophila beeinflusst.<ref name="NVW1980">{{Literatur |Autor=C. Nüsslein-Volhard, E. Wieschaus |Titel=Mutations affecting segment number and polarity in Drosophila |Sammelwerk=[[Nature]] |Band=287 |Nummer=5785 |Datum=1980-10-30 |ISSN=0028-0836 |Seiten=795–801 |PMID=6776413}}</ref> Der Name ''Hedgehog'' ([[Englische Sprache|engl.]] für ‚Igel‘) rührt denn auch von dem „igelartigen“ Erscheinungsbild von Fliegenlarven her, die eine Mutation in dem Gen für Hedgehog trugen.

== Hemmung ==
Die Hemmung des Hedgehog-Signalweges ist ein neuartiges Therapieprinzip in der Behandlung bestimmter Krebsarten wie etwa dem [[Basalzellkarzinom]] oder dem [[Medulloblastom]]. Bei Basalzellkarzinomen und anderen soliden Tumoren besteht häufig eine abnorme Aktivierung des Hedgehog-Signalweges, welcher bei Erwachsenen normalerweise inaktiv ist. Der erste therapeutisch verwendete Vertreter der neuen Wirkstoffklasse der ''Hedgehog-Signalweg-Inhibitoren'' ist [[Vismodegib]] („first-in-class“), experimentelle Wirkstoffe in der klinischen Erprobung sind beispielsweise [[Sonidegib]] und [[Saridegib]]. Sie hemmen selektiv den [[Transmembranrezeptor]] ''Smoothened'' (SMO).<ref>{{Internetquelle |autor=S. Grabbe et al. |url=http://www.aerztekammer-bw.de/10aerzte/20fortbildung/20praxis/88arzneimitteltherapie/1310.pdf |titel=Neue Entwicklungen in der Therapie von Basalzellkarzinomen |werk=Arzneimitteltherapie 2013; 31 |hrsg=aerztekammer-bw.de |seiten=261–266 |format=PDF |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20131224094901/http://www.aerztekammer-bw.de/10aerzte/20fortbildung/20praxis/88arzneimitteltherapie/1310.pdf |archiv-datum=2013-12-24 |archiv-bot= |abruf=2015-05-19}}</ref> Anfang August 2015 wiesen Göttinger Forscher Vitamin D3 ([[Calcitriol]]) als wirksamen Inhibitor dieses Signalweges nach.<ref>Göttinger Tageblatt,"Forscher aus Göttingen haben weitere Funktion von Vitamin D3 entdeckt": {{Webarchiv |url=http://www.goettinger-tageblatt.de/Nachrichten/Wissen/Wissen-vor-Ort/Forscher-aus-Goettingen-haben-weitere-Funktion-von-Vitamin-D3-entdeckt |text=Archivlink |wayback=20150811072516 |archiv-bot=}}</ref>

== Literatur ==
* {{Literatur |Hrsg=Bruce Alberts |Titel=Molecular biology of the cell |Auflage=4. |Verlag=Garland Science |Ort=New York |Datum=2002 |ISBN=0-8153-3218-1}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Hedgehog signaling pathway}}
* {{Webarchiv |url=http://hedgehog.sfsu.edu/ |wayback=20100323221855 |text=Hedgehog Pathway Datenbank}} (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Signaltransduktion]]
[[Kategorie:Embryologie]]

Hedgehog-Signalweg - Versionsgeschichte

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