RET-reseptorisignalointi: toiminta kehityksessä, aineenvaihduntataudit ja syöpä

Abstrakti:TheRETproto-onkogeeni koodaa reseptoriatyrosiinikinaasijoiden muutokset ovat vastuussa erilaisista ihmisen syövistä ja kehityshäiriöistä, mukaan lukien kilpirauhassyöpä, ei-pienisoluinen keuhkosyöpä, multippeli endokriininen neoplasia tyyppi 2 ja Hirschsprung's sairaus. RET-reseptorit aktivoituvat fysiologisesti gliasolulinjasta peräisin olevien neurotrofisten tekijöiden (GDNF) perheen ligandit, jotka sitoutuvat GDNF-perheen reseptoriin., (GFR,). Signalointi GDNF:n kautta/ GFR,1/RET-kolmiokompleksilla on ratkaiseva roolisuolistohermoston kehittyminen,munuaiset, ja virtsateiden, sekä siittiöiden kantasolujen itsestään uusiutumiseen. Lisäksi toinen ligandi, kasvu diFfErentiaatiotekijän -15 (GDF15) on osoitettu sitoutuvan GFR:ään,- tykkää ja aktivoi kehonpainoa säätelevää RET:tä. GDF15 on stressivasteen sytokiini, ja sen kohonneet seerumitasot aFfaineenvaihdunta ja anoreksia-kakeksia -oireyhtymä. Lisäksi RET-spesien viimeaikainen kehitysfic-kinaasi-inhibiittorit vaikuttivat merkittävästiFiedistyäkseen potilaiden hoidossaLIOTTAA-muuttunut syöpä. Tämä katsaus keskittyy RET:n laajoihin rooleihin kehityksessä, aineenvaihduntasairauksissa ja syövässä.

Avainsanat: RET-protoonkogeeni, GDNF-perheen ligandit, syöpä, Hirschsprungin tauti,munuaisten kehitys, painonhallinta

SANA LUONNOLLISTA ORGAANIISTA KISTANKSIUUTEtta, JOKA SISÄLTÄ 25 % KINAKOOSIDEA JA 9 % AKTEOSIDIA MUNUAINEN TUTTUTUKSEEN

1. Esittely

Tunnistimme RET:n (transfektion aikana uudelleenjärjestely) onkogeeniksi, joka aktivoitiin DNA:n uudelleenjärjestelyllä vuonna 1985.1) RET koodaa transmembraanista tyrosiinikinaasia, jolla on ainutlaatuinen ekstrasellulaarinen domeeni, joka koostuu neljästä kadheriinin kaltaisesta domeenista ja kysteiinirikkaasta alueesta, jossa on 16 kysteiinitähteessä. 120 aminohappoa (kuva 1).2)–4) Vaihtoehtoinen silmukointi 3B-alueella tuottaa kolme erilaista isoformia (1072, 1106 ja 1114 aminohappoa), joissa on lyhyt (9 aminohappoa, RET9), välituote (43 aminohappoa) , RET43) ja pitkät (51 aminohappoa, RET51) karboksyyliterminaaliset hännät, 5) ja RET43:n ilmentymistaso raportoitiin olevan alhainen verrattuna RET9:ään ja RET51:een. Kuten kadheriinille havaittiin, Ca2D-ionit sitoutuvat kadheriinin kaltaisiin domeeneihin, ja niitä tarvitaan RET-aktivaatioon GDNF:n ja neurturiinin (NRTN) toimesta.4),6)

GDNF-perheen ligandeilla (GFL:t) tapahtuvan RET-aktivoinnin jälkeen sen solunsisäisessä domeenissa olevat spesifiset tyrosiinitähteet autofosforyloituvat. Ainakin 14 solunsisäisen domeenin 18 tyrosiinitähteestä voidaan fosforyloida, ja osa niistä edustaa avainadapteriproteiinien telakointikohtia, mikä johtaa tärkeiden signalointireittien aktivoitumiseen (Kuva 2).4), 7), 8) Esimerkiksi fosforyloitu tyrosiini 1062 välittää RAS/MAPK- ja/tai PI3K/AKT-signalointireittien aktivaatiosta vastaavien adapteriproteiinien SHC ja FRS2 sitoutumista.9)–11) Fosforyloitu tyrosiini 1015 välittää C-fosfolipaasin sitoutumista. (PLC.), mikä johtaa proteiinikinaasi C:n aktivaatioon.12) Näillä reiteillä on tärkeä rooli solujen migraatiossa, lisääntymisessä, eloonjäämisessä ja erilaistumisessa.

Kuva 1. RET-aktivaatio GDNF-perheen ligandeilla (GFL:t), jotka sitoutuvat GDNF-perheen koreseptorireseptoriin (GFR). GDNF, NRTN, ARTN ja PSPN sitoutuvat ensisijaisesti GFR,1, GFR,2, GFR,3 ja GFR,4, vastaavasti. GDNF/GFR,1/RET-signalointikompleksi on välttämätön suolistohermoston, munuaisten ja virtsateiden kehittymiselle sekä siittiöiden kantasolujen itsensä uudistumiselle/eloonjäämiselle. GDF15/GFRAL/RET-kompleksilla on ratkaiseva rooli painonhallinnassa. GDNF, gliasolulinjasta johdettu neurotrofinen tekijä; NRTN, neurturiini; ARTN, artemiini; PSPN, persefiini; GDF15, kasvun erotustekijä-15; GFRAL, GDNF-perheen reseptori, kaltainen; CLD, kadheriinin kaltainen domeeni; CRD, kysteiinirikas domeeni.

RET on useiden ihmisten sairauksien aiheuttaja.5) RET:tä aktivoivat pistemutaatiot ovat vastuussa perinnöllisen syöpäoireyhtymän multippeli endokriinisen neoplasia tyyppi 2 (MEN2) kehittymisestä, joka kehittyy medullaariseksi kilpirauhaskarsinoomaksi (MTC) ja feokromosytoomaksi.13 )–16) RET-aktivaatiota geenien uudelleenjärjestelyllä havaitaan papillaarisessa kilpirauhaskarsinoomassa (PTC), ei-pienisoluisessa keuhkokarsinoomassa (NSCLC), sylkirauhasten intraduktaalisessa karsinoomassa ja muissa syövissä.17)–24) Lisäksi RET-inaktivoiva kohta mutaatiot tai deleetiot johtavat Hirschsprungin taudin (HSCR),25),26) kehittymiseen, joka on synnynnäinen epämuodostuma, jolle on tunnusomaista distaalisen maha-suolikanavan vaihtelevapituinen aganglionoosi. Tähän mennessä molekyylimekanismeja, joiden kautta RET-mutaatiot johtavat taudin kehittymiseen, on tutkittu laajasti.

2. RET-aktivaatio GDNF-perheen ligandeilla

Vuonna 1993 GDNF puhdistettiin ja kloonattiin neurotrofiseksi tekijäksi, joka parantaa keskiaivojen dopaminergisten neuronien selviytymistä.27) GDNF on etäinen jäsen transformoivan kasvutekijä-O:n (TGF-O) superperheessä ja kolme muuta GFL:n proteiinia, mukaan lukien NRTN, artemiini (ARTN) ja persefiini (PSPN) tunnistettiin.28) Näillä neljällä perheen ligandilla on noin 40 % aminohappoidenttisyys keskenään ja ne voivat aktivoida RET-kinaasin. GFL:t eivät kuitenkaan voi sitoutua RET:hen suoraan, mutta GPI-ankkuroidut ydinreseptorit, nimeltään GFR,1–4, ovat välttämättömiä niiden sitoutumiseen.28)–32) GDNF, NRTN, ARTN ja PSPN sitoutuvat ensisijaisesti GFR,1:een, GFR,2:een, GFR,3 ja GFR,4, vastaavasti (kuva 1), vaikka ligandi- ja koreseptoriparien välillä tapahtuu jossain määrin ylikuulumista.8) Kolmiosaisen GFL-GFR,-RET 2:2:2 -kompleksin muodostuminen johtaa solunsisäisen signaloinnin aktivointi, mikä tukee eri hermosolujen eloonjäämistä ja erilaistumista, mukaan lukien perifeeriset sensoriset ja autonomiset hermosolut sekä keskusmotoriset ja dopaminergiset neuronit.28) Viimeaikainen kryo-EM-analyysi osoitti, että RET:n solunulkoinen alue on laskostunut ja pakattu "C-clamp" -muoto, jota vakauttavat laajat verkkoalueiden väliset vuorovaikutukset. Tämän ainutlaatuisen C-clamp-muodon ansiosta kaksi RET-molekyyliä rekrytoidaan dimeeriseen GFL-GFR:ään, komplekseihin ja kaksi kysteiinirikasta RET-domeenia tuodaan lähelle, mikä edistää dimeerin muodostumista ja solunsisäisen tyrosiinin aktiivisuuden aktivoitumista. kinaasidomeeni.33)–35)

Äskettäin toisen TGF-O-superperheen jäsenen, GDF15:n (tunnetaan myös nimellä MIC-1), havaittiin sitoutuvan GFR:n kaltaiseen (GFRAL) suurella affiniteetilla ja aktivoivan sitten RET:n (kuva 1).36 ) Tämän signalointikompleksin merkitystä kuvataan yksityiskohtaisesti erillisessä osiossa.

3. GDNF/GFR,1/RET-signaloinnin rooli suolistohermoston ja Hirschsprungin taudin kehityksessä

Gdnf-, Gfr-,- ja Ret-puutteellisilla hiirillä on fenotyyppejä, joille on tunnusomaista suolistohermosolujen puute koko maha-suolikanavassa ja munuaisten ageneesi tai dysgeneesi.37)–42) Tämä löytö paljasti selvästi GDNF/GFR:n kautta tapahtuvan signaloinnin tärkeyden, 1/RET-monikomponenttireseptorit kehitteillä (kuvio 1). Me ja muut havaitsimme, että RET-karboksyylipään hännän fosforyloitu tyrosiini 1062 edustaa telakointikohtaa useille sovitinproteiineille, kuten SHC:lle ja FRS2:lle, ja on tärkeä RAS/MAPK- ja PI3K-AKT-reittien aktivoimiseksi (kuva 2). ) Ret-mutanttihiirillä, joissa tyrosiini 1062 korvattiin fenyylialaniinilla, ilmeni vakavia suolistohermosolujen puutteita japienet munuaiset, mikä osoittaa tyrosiini 1062:n kautta tapahtuvan signaloinnin ratkaisevan roolin organogeneesissä.43),44)

Suolistohermosto (ENS) on peräisin hermoston harjasta, enimmäkseen vagaalista. Hermoston harjaperäiset solut tunkeutuvat etusuoleen ja aloittavat pitkän rostrokaudaalisen migraationsa kohti paksusuolen loppua.45) Laajan vaeltamisen lisäksi ENS:n muodostuminen edellyttää hallittua solujen lisääntymistä, erilaistumista ja verkoston muodostumista erilaistuneiden enteeristen hermosolujen toimesta. Alkion synnyn aikana vaeltavat enteeriset hermoharjaperäiset solut (ENCDC:t) ilmentävät RET:tä ja GFR:ää,1. Gdnf-mRNA ilmentyy suolen mesenkyymissa ja sitä on runsaasti mahalaukussa alkiopäivänä 9.5 ja ulottuu umpisuoleen alkiopäivänä 10.5, mikä viittaa GDNF:n rooliin kemoattraktanttina ENCDC:n kulkeutumisessa.

RET on pääasiallinen aiheuttaja HSCR:lle (esiintyvyys: yksi 5000 elävänä syntyneestä),25),26), joka on ENS:n synnynnäinen epämuodostuma, josta puuttuu enteerisiä hermosoluja pääasiassa distaalisessa maha-suolikanavassa. Aganglionisen segmentin pituuden perusteella HSCR luokitellaan kahteen ryhmään: lyhyen segmentin HSCR (potilaat, joilla on aganglionoosi rektosigmoidaaliseen liitoskohtaan asti) ja pitkän segmentin HSCR (potilaat, joilla on aganglionoosi rektosigmoidisen liitoksen ulkopuolella). RET-mutaatioita havaittiin noin 50 %:lla potilaista, joilla oli familiaalinen HSCR, ja 10–20 %:lla satunnaisista tapauksista.45) On huomattava, että RET-mutaatioiden ja pitkäaikaisen HSCR:n, paksusuolen kokonaisaganglioosin ja suoliston kokonaisaganglioroosin välillä on selvä yhteys. Erilaisia ​​missense-, nonsense- ja frameshift-mutaatioita on tunnistettu koko RET:n koodaavassa sekvenssissä, mutta meta-analyysitiedot osoittivat, että RET-mutaatiot HSCR:ssä löytyvät yleisemmin eksoneista 10 (7,55 %), 13 (11,32 %), ja 15 (7,55 %).46) Nämä mutaatiot inaktivoivat ja kumoavat RET-signaloinnin, joka on vastuussa ENCDC-solujen kulkeutumisesta ja lisääntymisestä alkion synnyn aikana. Biokemialliset ja solubiologiset analyysit ovat selventäneet erilaisia ​​mekanismeja, joiden kautta RET-missense-mutaatiot aiheuttavat HSCR:ää (kuva 2).47) (1) Mutaatiot RET:n solunulkoisessa domeenissa heikentävät sen solupinnan ilmentymistä, mikä johtuu todennäköisimmin RET-proteiinin väärinlaskostumisesta.48 )–50) (2) Cys609:n, 611:n, 618:n ja 620:n mutaatiot voivat johtaa sekä HSCR:n (toimintahäiriön) että tyypin 2A (MEN2A) (funktion kasvun) kehittymiseen. aiheutuu heikentyneestä RET:n ilmentymisestä solun pinnalla ENCDC:issä ja kovalenttisesta dimerisaatiosta kilpirauhasen C-soluissa (kuvattu jäljempänä kohdassa RET-mutaatiot syövissä).5) (3) Tyrosiinikinaasidomeenin mutaatiot häiritsevät RET-kinaasia lähes kokonaan tai osittain. aktiivisuus, mikä johtaa RAS/MAPK:n, PI3K/AKT:n ja/tai PLC:n heikkenemiseen. signaalireitit.51)–53) (4) Mutaatiot karboksyylipäässä muuttavat adapteriproteiinien, kuten SHC:n, sitoutumista.54),55) Koodaavan sekvenssin lisäksi RET-geenin ei-koodaavilla alueilla on keskeinen rooli HSCR:n kehittämisessä. Yleinen introninen tehostajapolymorfismi (RET D3 tai rs2435357) tunnistettiin, joka on riskitekijä HSCR:lle ja heikentää RET:n ilmentymistä.56) Tämä yleinen polymorfismi saattaa myös olla vuorovaikutuksessa muiden geneettisten muutosten kanssa, moduloiden HSCR-fenotyyppiä ja saattaa selittää epäonnistumisen tunnistaa koodaavan sekvenssin mutaatiot suurimmassa osassa HSCR-tapauksia, jopa potilailla, jotka ovat peräisin perheistä, joilla on yhteys RET:hen.

Nrtn- ja Gfr,{1}}puutteellisilla hiirillä oli vähentynyt myenteeristen hermosolujen määrä ohutsuolessa ja kolinerginen hermoton jyrkkä väheneminen sylki- ja kyynelrauhasissa. GDNF ja NRTN katsotaan harvinaisiksi herkkyys HSCR-geeneiksi, joskus konjugaatiossa RET-mutaatioiden kanssa.57),58)

4. GDNF/GFR,1/RET-signaloinnin rooli munuaisten ja munuaispoikkeamien kehittymisessä

RET-välitteisen GDNF-signaloinnin on osoitettu olevanvälttämätön munuaisten kehitykselle.59) Varhaisen kehityksen aikana RET ja GFR,1 ilmentyvät Wolffian kanavaa (WD) pitkin, kun taas GDNF ilmentyy metanefrisessä mesenkyymissa (MM) WD:n kaudaalisen osan vieressä (kuva 3A). Virtsanjohtimen silmu (UB) tulee esiin WD:n kaudaalisesta osasta, tunkeutuu MM:hen ja alkaa haarautua toistuvasti. On huomattava, että RET ilmentyy voimakkaasti tietyllä WD:n alueella, jossa tapahtuu UB:n muodostumista (kuvio 3B) ja sen jälkeen haarautuneen UB:n kärjissä MM:ssä (kuvio 3C). Koko prosessin aikanamunuaisten kehitysUB-kärjet näyttävät muodostuneen kokonaan RET:tä ilmentävistä soluista, jotka reagoivat GDNF:ään MM:ssä, kun taas UB-runko koostuu suurelta osin Ret-negatiivisista soluista (kuvio 3D), 60), 61), mikä osoittaa, että RET-ilmentyminen on kunnossa. -viritetty UB-haaroituksen aikana. Gdnf-, Ret- tai Gfr,1-geenin puuttuessa yleisin seuraus on UB:n muodostumisen epäonnistuminen, mikä johtaa munuaisten ageneesiin tai dysgeneesiin ja virtsanjohtimiin (ei virtsanjohtimia, pienet virtsanjohtimet, epänormaalisti liittyneet virtsanjohtimet jne.).37 )–42) Useat Ret-mutanttihiiret osoittivat vähentynyttä UB-haaroittumista vaikuttamalla RAS/MAPK:hen, PI3K/AKT:hen ja/tai PLC:hen. 8),43),62) Lisäksi transkriptiotekijät ETV4 ja ETV5 tunnistettiin RET:stä alavirtaan olevan geeniverkoston avainkomponentteiksi, mikä edistää haarautumismorfogeneesiä.63),64)

Kuva 3. RET-riippuvainen soluliike ureteric silmujen (UB) muodostumisen ja haarautumisen aikana. RET-positiiviset solut (siniset) ovat aluksi hajallaan mesonefrista kanavaa pitkin (Wolffian duct, WD) (A). RET-positiiviset solut alkavat liikkua muodostaen primaarisen UB:n ja ventraalisesta mesonefrista tiehyestä on tyhjentynyt RET-positiiviset solut (B). Kun UB kasvaa ulos, RET-positiiviset solut muodostavat UB-kärjet, kun taas RET-negatiiviset solut seuraavat ja muodostavat UB-rungon (C, D).

Edellinen raportti osoitti, että heterotsygoottisia RET-mutaatioita löydettiin noin 30 %:sta 29 ihmisen sikiön sarjasta, joilla oli kahden- tai toispuolinen munuaisagenees (BRA tai URA) ja yksi heterotsygoottinen GDNF-mutaatio sikiössä, jolla oli URA.65) Kuitenkin toinen analyysi suuri 105 tapauksen sarja, mukaan lukien 90 sikiötä, joilla oli joko BRA tai URA ja kontralateraalinen munuaisten hypodysplasia tai multikystinen dysplastinen munuainen, raportoi vain seitsemästä mahdollisesta mutaatiosta RET-koodaussekvenssissä (6,6 %) eikä yhtään mutaatiota GDNF:ssä. 66)

Munuaisten ja virtsateiden synnynnäiset poikkeavuudet (CAKUT) muodostavat 40–50 % lasten kroonisista munuaissairauksista. CAKUT kattaa laajan valikoiman rakenteellisia epämuodostumia, jotka johtuvat munuaisten ja/tai virtsateiden morfogeneesin puutteesta. Eräässä 122 elävällä potilaalla tehdyssä tutkimuksessa, joka sisälsi erilaisia ​​CAKUT-ryhmiä, havaittiin RET- tai GDNF-variaatioita noin 5 %:lla potilaista.67) Lisäksi suuressa 749 yksilön kohortissa 650 perheestä, joilla oli CAKUT, 17 tunnetun hallitsevan CAKUT-eksonin koodaavat eksonit. aiheuttavat geenit analysoitiin. Niistä 37 erilaista heterotsygoottista mutaatiota 12:ssa 17 tutkitusta geenistä havaittiin 47 potilaalla 41:stä 650 perheestä (6,3 %), joihin sisältyi vain kolme mutaatiota RET:ssä (0,5 %).68) Nämä havainnot osoittivat, että RET-mutaatiot liittyvät odotettua harvemmin CAKUTiin.

5. GDF15/GFRAL/RET-signaloinnin rooli painonhallinnassa

GDF15 on TGF-O-perheen jäsen, ja se liittyy kehon painon säätelyyn.36) GDF15:n antaminen liikalihaville hiirille vähensi ravinnon saantia ja kehon painoa, mikä osoittaa sen liikalihavuuden vastaisia ​​vaikutuksia.69) GDF15 on stressin aiheuttama hormoni. ja sen plasmapitoisuudet nousevat iän, intensiivisen harjoittelun, liikalihavuuden, tupakoinnin ja raskauden myötä. Korkeampia pitoisuuksia havaitaan myös erilaisissa ihmisen sairauksissa, mukaan lukien sydän- ja verisuonitaudit, krooninen munuaissairaus, diabetes, monet pitkälle edenneet syövät ja vakavat infektiot (kuva 4).70)–72)

Vuonna 2017 neljä lääkeyhtiön tutkimuslaboratoriota tunnistivat GDF15-reseptorin nimellä GFRAL, jonka ilmentyminen havaitaan takaaivoalueen postreman (AP) ja ytimen (NTS) neuroneissa, mikä johtaa ruuan vähenemiseen. saanti ja ruumiinpaino hiirillä.73)–76) Erityisesti GDF15-GFRAL vaatii RET-tyrosiinikinaasia signaalireseptorina kehon painon säätelyyn. GDF15:n sitoutuminen GFRALiin käynnistää RET-fosforylaation, mikä johtaa ERK1/2:n, AKT:n, PLC:n ja FOS:n aktivoitumiseen (kuvio 4). RET:n ja GFRAL:n yhteisilmentyminen AP:ssa ja NTS:ssä varmistettiin in situ -hybridisaatioanalyysillä.

Homeostaattisissa olosuhteissa eläimet käyttävät hypotalamuksen hermopiirejä kehon painon ylläpitämiseen integroimalla periferialta tulevia metabolisia ja hormonaalisia signaaleja. Stressiolosuhteissa he käyttävät kuitenkin vaihtoehtoista hermosolujen reittiä aineenvaihdunnan muutoksiin.36),77) Kohonneita GDF15-pitoisuuksia plasmassa havaitaan erilaisissa kroonisissa ihmisen sairauksissa, ja ne liittyvät ruumiinpainon laskuun. Pitkälle edenneissä syövissä verenkierron GDF15-tasot kohoavat jopa 10–100--kertaisesti ja aiheuttavat anoreksia-kakeksia-oireyhtymän (kuva 4). Kakeksia määritellään metaboliseksi oireyhtymäksi, joka liittyy äärimmäiseen tahattomaan vähärasvaiseen ruumiinmassaan, johon liittyy rasvamassan väheneminen tai ilman sitä. GDF15:tä pidetään nyt syöpäpotilaiden havaitun kakeksian pääasiallisena toimijana. Tähän sairauteen ei kuitenkaan ole hyväksyttyjä lääkkeitä. Äskettäin on kehitetty monoklonaalinen vasta-aine, joka kohdistuu GFRAL:iin ja estää RET-signalointia. Vasta-aine esti RET:n GDF{9}-peräisen vuorovaikutuksen GFRALin kanssa ja syöpään liittyvää kakeksiaa kumoamalla liiallisen lipidien hapettumisen kasvaimia kantavissa hiirissä.78) GDF{13}}GFRAL-reittiä kohdentavien lääkkeiden kliiniset lisätutkimukset valottaa syöpään liittyvää kakeksiaa sairastavien potilaiden hoitoa.

Wecistanchen tukipalvelu - Kiinan suurin vesisäiliön viejä:

Sähköposti:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Puhelin:+86 15292862950

Osta lisätietoja teknisistä tiedoista:

https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop

SANA LUONNOLLISTA ORGAANIISTA KISTANKSIUUTEtta, JOKA SISÄLTÄ 25 % KINAKOOSIDEA JA 9 % AKTEOSIDIA MUNUAINEN TUTTUTUKSEEN