W odróżnieniu od peptydów receptorowych, które uruchamiają kaskadę przez związanie konkretnego receptora błonowego, Thymosin Beta-4 zaczyna od poziomu cytoszkieletu. To różnica warta podkreślenia: punkt zaczepienia leży wewnątrz komórki, w aparacie odpowiedzialnym za jej kształt i ruch. Literatura opisuje sześć do siedmiu komplementarnych osi aktywności.
Wiązanie G-aktyny i modulacja polimeryzacji cytoszkieletu. To rdzeń mechanizmu. Tβ4 wiąże monomeryczną G-aktynę (stała dysocjacji Kd w okolicy 0,5 μM), działając jako jej sekwestrant — reguluje pulę dostępnych monomerów do budowy filamentów F-aktyny. W praktyce komórkowej przekłada się to na zdolność komórki do reorganizacji cytoszkieletu, a więc do migracji. Migrujące komórki to fundament każdej reparacji tkanki — bez ruchu fibroblastów, keratynocytów czy komórek śródbłonka rana się nie zamknie.
Szlak Akt/PI3K/mTOR i synteza kolagenu. Obserwacje in vitro wskazują na wpływ Tβ4 na sygnalizację Akt/PI3K/mTOR, powiązaną z syntezą kolagenu typu I i III w fibroblastach — białek strukturalnych macierzy zewnątrzkomórkowej, z których zbudowane są ścięgna i blizny.
Angiogeneza (VEGF, FGF-2). Tβ4 wykazuje aktywność proangiogenną — w modelach opisano wpływ na wydzielanie czynników wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) i fibroblastów (FGF-2). Nowe naczynia to dostawa tlenu i substratów do regenerującej się tkanki.
Migracja keratynocytów i reepitelializacja. W modelach gojenia ran (Sosne i wsp.) opisano przyspieszoną migrację keratynocytów i reepitelializację powierzchni rany — szlak istotny m.in. dla badań nad gojeniem rogówki.
Działanie przeciwzapalne (NF-κB, polaryzacja makrofagów). Literatura wskazuje na modulację szlaku NF-κB i wpływ na przełączanie fenotypu makrofagów z prozapalnego M1 na naprawczy M2 — co wiąże fazę zapalną z fazą reparacji.
Mieszki włosowe (faza anagenowa). W modelach zwierzęcych (Philp i wsp.) opisano wpływ Tβ4 na aktywację mieszków włosowych i przejście do fazy wzrostu (anagen).
Naprawa serca po niedokrwieniu (komórki epikardialne). Prace opublikowane w Nature (Bock-Marquette i wsp.; Smart i wsp.) opisały aktywację komórek epikardialnych i poprawę przeżycia kardiomiocytów w mysich modelach zawału — jeden z najczęściej cytowanych kierunków badań nad pełnym Tβ4.