Signalizacija RET receptora: funkcija u razvoju, metaboličke bolesti i rak

sažetak:TheRETprotoonkogen kodira receptortirozin kinazačije su promjene odgovorne za razne karcinome i razvojne poremećaje kod ljudi, uključujući karcinom štitnjače, rak pluća nemalih stanica, multipla endokrina neoplazija tip 2 i Hirschsprung's bolest. RET receptori se fiziološki aktiviraju ligandima iz porodice neurotrofičnog faktora (GDNF) iz glijalne ćelijske linije koji se vezuju za receptor porodice GDNF receptora., (GFR,). Signalizacija preko GDNF-a/ GFR,1/RET ternarni kompleks igra ključnu ulogu urazvoj enteričkog nervnog sistema,bubrezi, i urinarnog trakta, kao i u samoobnavljanju spermatogonijskih matičnih ćelija. Pored toga, još jedan ligand, rast diffPokazalo se da se faktor erentacije-15 (GDF15) vezuje za GFR,-lajkujte i aktivirajte RET, regulišući tjelesnu težinu. GDF15 je citokin odgovora na stres, a njegovi povišeni nivoi u serumu affect metabolizam i sindrom anoreksije-kaheksije. Štaviše, nedavni razvoj RET-specifiinhibitori c kinaze doprinijeli su značajnimfiznačajno napredovati u liječenju pacijenata saRET-promenjeni rak. Ovaj pregled se fokusira na široku ulogu RET-a u razvoju, metaboličkim bolestima i raku.

Ključne riječi: RET protoonkogen, GDNF familija ligandi, rak, Hirschsprungova bolest,razvoj bubrega, kontrola tjelesne težine

NABAVITE PRIRODNI ORGANSKI EKSTRAKT CISTANCHE SA 25% EHINAKOZIDA I 9% AKTEOZIDA ZA INFEKCIJU BUBREGA

1. Uvod

Identifikovali smo RET (preuređen tokom transfekcije) kao onkogen aktiviran preuređivanjem DNK 1985.1) RET kodira transmembransku tirozin kinazu sa jedinstvenim ekstracelularnim domenom koji se sastoji od četiri domena slična kadherinu i regiona bogatog cisteinom sa 16 cisteina u astreidu od 120 aminokiselina (slika 1).2)–4) Alternativno spajanje u 3B regiji proizvodi tri različite izoforme (1072, 1106 i 1114 aminokiselina) sa kratkim (9 aminokiselina, RET9), srednjim (43 aminokiseline) , RET43), i dugi (51 aminokiselina, RET51) karboksilni terminalni repovi, respektivno, 5), a nivo ekspresije RET43 je bio nizak u poređenju sa RET9 i RET51. Kao što je uočeno za kadherin, ioni Ca2D se vezuju za domene slične kadherinu, a oni su potrebni za aktivaciju RET pomoću GDNF-a i neurturina (NRTN).4),6)

Nakon aktivacije RET od strane GDNF familije liganda (GFL), specifični ostaci tirozina u njegovom intracelularnom domenu su autofosforilirani. Najmanje 14 od 18 ostataka tirozina u intracelularnoj domeni može biti fosforilirano, a neki od njih predstavljaju mjesta za spajanje ključnih adapterskih proteina, što dovodi do aktivacije važnih signalnih puteva (slika 2).4),7),8) Na primjer, fosforilirani tirozin 1062 posreduje u vezivanju adapterskih proteina SHC i FRS2, koji su odgovorni za aktivaciju RAS/MAPK i/ili PI3K/AKT signalnih puteva.9)–11) Fosforilirani tirozin 1015 posreduje u vezivanju Cfosfolipase. (PLC.), što rezultira aktivacijom protein kinaze C.12) Ovi putevi igraju važnu ulogu u ćelijskoj migraciji, proliferaciji, preživljavanju i diferencijaciji.

Slika 1. Aktivacija RET pomoću liganda iz porodice GDNF (GFL) koji se vezuju za receptor porodice GDNF receptora (GFR,). GDNF, NRTN, ARTN i PSPN prvenstveno se vezuju za GFR,1, GFR,2, GFR,3 i GFR,4, respektivno. GDNF/GFR,1/RET signalni kompleks je neophodan za razvoj enteričkog nervnog sistema, bubrega i urinarnog trakta i samoobnavljanje/preživljavanje spermatogonijskih matičnih ćelija. GDF15/GFRAL/RET kompleks igra ključnu ulogu u kontroli tjelesne težine. GDNF, neurotrofni faktor izveden iz glijalne ćelijske linije; NRTN, neurturin; ARTN, artemin; PSPN, persefin; GDF15, faktor diferencijacije rasta-15; GFRAL, GDNF familija receptora ,-like; CLD, domen sličan kadherinu; CRD, domen bogat cisteinom.

RET je gen uzročnik za niz ljudskih bolesti.5) Mutacije tačke aktiviranja RET-a odgovorne su za razvoj sindroma nasljednog karcinoma multiple endokrine neoplazije tipa 2 (MEN2), koja se razvija u medularni karcinom štitnjače (MTC) i feohromocitom.13 )–16) Aktivacija RET rearanžiranjem gena nalazi se kod papilarnog karcinoma štitnjače (PTC), karcinoma ne-malih ćelija pluća (NSCLC), intraduktalnog karcinoma pljuvačne žlezde i drugih karcinoma.17)–24) Osim toga, tačka inaktivacije RET mutacije ili delecije dovode do razvoja Hirschsprungove bolesti (HSCR),25),26) koja je kongenitalna malformacija koju karakterizira aganglionoza promjenjive dužine distalnog gastrointestinalnog trakta. Do danas su opsežno proučavani molekularni mehanizmi putem kojih RET mutacije dovode do razvoja bolesti.

2. RET aktivacija od strane GDNF familije liganda

Godine 1993. GDNF je pročišćen i kloniran kao neurotrofni faktor koji poboljšava preživljavanje dopaminergičkih neurona srednjeg mozga.27) GDNF je udaljeni član transformirajućeg faktora rasta-O (TGF-O) superfamilije, i tri druga proteina GFL-a, uključujući Identifikovani su NRTN, artemin (ARTN) i persefin (PSPN).28) Ova četiri familija liganda pokazuju približno 40% aminokiselinskog identiteta jedan s drugim i mogu aktivirati RET kinazu. Međutim, GFL-ovi se ne mogu direktno vezati za RET, ali su GPI-usidreni koreceptori pod nazivom GFR,1–4 neophodni za njihovo vezivanje.28)–32) GDNF, NRTN, ARTN i PSPN se prvenstveno vezuju za GFR,1, GFR,2, GFR,3 i GFR,4, respektivno (slika 1), iako se preslušavanje javlja u određenoj mjeri između parova liganda i koreceptora.8) Formiranje GFL-GFR,-RET 2:2:2 ternarnog kompleksa rezultira aktivacija intracelularne signalizacije, koja podržava preživljavanje i diferencijaciju različitih neurona, uključujući periferne senzorne i autonomne neurone, kao i centralne motorne i dopaminergičke neurone.28) Nedavna krio-EM analiza je pokazala da je ekstracelularni region RET presavijen i spakovan u Oblik 'C-stezaljke', koji je stabiliziran opsežnim interakcijama između domena. Zbog ovog jedinstvenog oblika C-stezaljke, dva RET molekula se regrutuju u dimerne GFL-GFR komplekse, a dva domena RET bogata cisteinom se dovode u blisku blizinu, čime se promoviše formiranje dimera i aktivacija aktivnosti unutarćelijskog tirozina. domen kinaze.33)–35)

Nedavno je otkriveno da se još jedan član superfamilije TGF-O, GDF15 (također poznat kao MIC-1), vezuje za GFR-like (GFRAL) sa visokim afinitetom, a zatim aktivira RET (slika 1).36 ) Značaj ovog signalnog kompleksa je detaljno opisan u posebnom dijelu.

3. Uloga GDNF/GFR,1/RET signalizacije u razvoju enteričkog nervnog sistema i Hirschsprungove bolesti

Gdnf-, Gfr,- i Ret miševi dijele fenotipove karakterizirane nedostatkom enteričkih neurona u cijelom gastrointestinalnom traktu i agenezom ili disgenezom bubrega.37)–42) Ovaj nalaz jasno otkriva važnost signalizacije putem GDNF/GFR, 1/RET multikomponentni receptori u razvoju (slika 1). Mi i drugi smo otkrili da fosforilirani tirozin 1062 u repu RET karboksil-terminalnog repa predstavlja mjesto spajanja za nekoliko adapterskih proteina kao što su SHC i FRS2 i važan je za aktivaciju RAS/MAPK i PI3K-AKT puteva (slika 2).5 ) Ret mutantni miševi kod kojih je tirozin 1062 zamijenjen fenilalaninom pokazali su teške defekte enteričkih neurona u crijevima imali bubrezi, što ukazuje na ključnu ulogu signalizacije preko tirozina 1062 u organogenezi.43),44)

Enterični nervni sistem (ENS) potiče od nervnog grebena, uglavnom na vagusnom nivou. Ćelije izvedene iz nervnog grebena napadaju prednje crijevo i započinju svoju dugu rostrokaudalnu migraciju prema kraju debelog crijeva.45) Pored ekstenzivne migracije, uspostavljanje ENS-a zahtijeva kontroliranu proliferaciju stanica, diferencijaciju i formiranje mreže od strane diferenciranih enteričkih neurona. Tokom embriogeneze, migrirajuće ćelije izvedene iz enteričkog neuralnog grebena (ENCDC) izražavaju RET i GFR,1. Gdnf mRNA se eksprimira u mezenhimu crijeva i ima u želucu 9.5. embrionalnog dana i proteže se do cekuma 10.5. embrionalnog dana, sugerirajući ulogu GDNF-a kao hemoatraktanta za migraciju ENCDC-a.

RET je glavni uzročnik za HSCR (prevalencija: jedan na 5000 živorođenih),25),26) koji je kongenitalna malformacija ENS-a kojoj nedostaju enterički neuroni uglavnom u distalnom gastrointestinalnom traktu. Na osnovu dužine aganglionskog segmenta, HSCR se klasificira u dvije grupe: HSCR kratkog segmenta (bolesnici sa aganglionozom do rektosigmoidalnog spoja) i HSCR dugog segmenta (bolesnici sa aganglionozom izvan rektosigmoidnog spoja). RET mutacije su pronađene kod približno 50% pacijenata sa porodičnim HSCR i 10-20% sporadičnih slučajeva.45) Primetno je da postoji jasna povezanost između RET mutacija i dugotrajnog HSCR, ukupne aganglionoze debelog creva i totalne intestinalne aganglionoze. Identifikovane su razne missense, nonsens i mutacije sa pomakom okvira duž čitave sekvence kodiranja RET-a, ali podaci meta-analize su pokazali da se RET mutacije u HSCR-u češće nalaze u eksonu 10 (7,55%), 13 (11,32%), i 15 (7,55%).46) Ove mutacije inaktiviraju i poništavaju RET signalizaciju, koja je odgovorna za migraciju i proliferaciju ENCDC tokom embriogeneze. Biohemijske i ćelijske biološke analize razjasnile su različite mehanizme pomoću kojih RET missense mutacije uzrokuju HSCR (slika 2).47) (1) Mutacije u ekstracelularnom domenu RET narušavaju ekspresiju njegove ćelijske površine, najvjerovatnije zbog pogrešnog savijanja RET proteina.48 )–50) (2) Mutacije Cys609, 611, 618 i 620 mogu dovesti do razvoja i HSCR (gubitak funkcije) i višestruke endokrine neoplazije tipa 2A (MEN2A) (dobitak funkcije) koje su uzrokovane oslabljenom ekspresijom RET-a na površini ćelije u ENCDC-ima i kovalentnom dimerizacijom u C-ćelijama štitnjače, odnosno (opisano dolje u odjeljku o RET mutacijama kod raka).5) (3) Mutacije u domeni tirozin kinaze gotovo potpuno ili djelomično remete RET kinazu aktivnost, što dovodi do oštećenja RAS/MAPK, PI3K/AKT i/ili PLC-a. signalni putevi.51)–53) (4) Mutacije u repu karboksilnog terminala mijenjaju vezivanje adapterskih proteina kao što je SHC.54),55) Pored kodirajuće sekvence, nekodirajuća područja gena RET igraju ulogu ključnu ulogu u razvoju HSCR-a. Identificiran je uobičajeni polimorfizam introničnog pojačivača (RET D3, ili rs2435357), koji je faktor rizika za HSCR i narušava ekspresiju RET.56) Ovaj uobičajeni polimorfizam također može biti u interakciji s drugim genetskim promjenama, modulirajući HSCR fenotip i može objasniti neuspjeh da se identifikuju mutacije kodirajuće sekvence u većini slučajeva HSCR, čak i kod pacijenata iz porodica koje pokazuju vezu sa RET.

Nrtn- i Gfr,2-deficijentni miševi su pokazali smanjen broj mienteričnih neurona u tankom crijevu i drastično smanjenje holinergičke inervacije u pljuvačnim i suznim žlijezdama. GDNF i NRTN se smatraju rijetkim genima osjetljivosti HSCR, ponekad u konjugaciji s RET mutacijama.57),58)

4. Uloga GDNF/GFR,1/RET signalizacije u razvoju bubrežne i bubrežne anomalije

Pokazalo se da je RET posredovana GDNF signalizacijaneophodna za razvoj bubrega.59) Tokom ranog razvoja, RET i GFR,1 su eksprimirani duž Volfovog kanala (WD), dok je GDNF eksprimiran u metanefričnom mezenhimu (MM) pored kaudalnog dijela WD (slika 3A). Ureterični pupoljak (UB) izlazi iz kaudalnog dijela WD, invaginira u MM i počinje se više puta granati. Treba napomenuti da je RET visoko eksprimiran u određenom području WD gdje dolazi do formiranja UB (slika 3B), a zatim na vrhovima grananja UB u MM (slika 3C). Tokom čitavog procesa odrazvoj bubrega, čini se da su vrhovi UB u potpunosti formirani od RET-ekspresirajućih ćelija koje reaguju na GDNF u MM, dok se UB deblo uglavnom sastoji od Ret-negativnih ćelija (Slika 3D),60),61), što ukazuje da je ekspresija RET u redu -podešeno tokom grananja UB. U nedostatku gena Gdnf, Ret ili Gfr,1, najčešća posljedica je neuspjeh u formiranju UB, što rezultira renalnom agenezom ili disgenezom i defektima uretera (nema uretera, malih uretera, abnormalno povezanih uretera, itd.).37 )–42) Nekoliko Ret mutantnih miševa pokazalo je smanjeno grananje UB utječući na RAS/MAPK, PI3K/AKT i/ili PLC. puteva.8),43),62) Pored toga, faktori transkripcije ETV4 i ETV5 su identificirani kao ključne komponente genske mreže nizvodno od RET-a koja promovira grananje morfogeneze.63),64)

Slika 3. RET-ovisno kretanje ćelija tokom formiranja i grananja ureteričnog pupoljka (UB). RET-pozitivne ćelije (plave) su inicijalno raspršene duž mezonefričnog kanala (Wolffian duct, WD) (A). RET-pozitivne ćelije počinju da se kreću kako bi formirale primarnu UB i ventralni mezonefrični kanal je iscrpljen RET-pozitivnim ćelijama (B). Kako UB raste, RET-pozitivne ćelije formiraju UB vrhove, dok RET-negativne ćelije slijede i formiraju UB deblo (C, D).

Prethodni izvještaj je pokazao da su heterozigotne RET mutacije pronađene u približno 30% serije od 29 ljudskih fetusa s bilateralnom ili unilateralnom renalnom agenezom (BRA ili URA) i jednom heterozigotnom GDNF mutacijom u fetusu s URA.65) Međutim, druga analiza velika serija od 105 slučajeva, uključujući 90 fetusa sa BRA ili URA i kontralateralnom bubrežnom hipodisplazijom ili multicističnim displastičnim bubregom prijavila je samo sedam potencijalnih mutacija u RET kodirajućoj sekvenci (6,6%) i nijednu mutaciju u GDNF. 66)

Kongenitalne anomalije bubrega i urinarnog trakta (CAKUT) čine 40-50% hroničnih bubrežnih bolesti kod djece. CAKUT pokriva širok spektar strukturnih malformacija koje su rezultat defekta u morfogenezi bubrega i/ili urinarnog trakta. Jedna studija sa 122 živa pacijenta, koja je obuhvatila različite CAKUT, pronašla je RET ili GDNF varijacije kod otprilike 5% pacijenata.67) Štaviše, u velikoj kohorti od 749 osoba iz 650 porodica sa CAKUT-om, kodirajući egzoni 17 poznatih dominantnih CAKUT-a analizirani su geni uzroka. Među njima, 37 različitih heterozigotnih mutacija u 12 od 17 ispitanih gena otkriveno je kod 47 pacijenata iz 41 od 650 porodica (6,3%), u koje su bile uključene samo tri mutacije u RET (0,5%).68 Ovi nalazi su pokazali da RET mutacije su rjeđe povezane s CAKUT-om nego što se očekivalo.

5. Uloga GDF15/GFRAL/RET signalizacije u kontroli tjelesne težine

GDF15 je član porodice TGF-O i povezan je s regulacijom tjelesne težine.36) Davanje GDF15 gojaznim miševima smanjilo je unos hrane i tjelesnu težinu, pokazujući njegove efekte protiv gojaznosti.69) GDF15 je hormon izazvan stresom. a nivoi u plazmi se povećavaju sa godinama, intenzivnom tjelovježbom, gojaznošću, pušenjem i trudnoćom. Viši nivoi se takođe primećuju kod različitih ljudskih bolesti, uključujući kardiovaskularne bolesti, hronične bolesti bubrega, dijabetes, mnoge uznapredovale vrste raka i ozbiljne infekcije (Slika 4).70)–72)

Četiri istraživačke laboratorije farmaceutske kompanije su 2017. godine identifikovale receptor za GDF15 kao GFRAL, čija se ekspresija detektuje u neuronima postreme zadnjeg mozga (AP) i jezgru solitarnog trakta (NTS), što dovodi do smanjenja količine hrane. unos i tjelesna težina kod miševa.73)–76) Još značajnije, GDF15-GFRAL zahtijeva RET tirozin kinazu kao signalni receptor za regulaciju tjelesne težine. Vezivanje GDF15 za GFRAL pokreće RET fosforilaciju, što rezultira aktivacijom ERK1/2, AKT, PLC. i FOS (slika 4). Koekspresija RET i GFRAL u AP i NTS potvrđena je analizom hibridizacije in situ.

U homeostatskim uslovima, životinje koriste hipotalamičke neuronske krugove za održavanje tjelesne težine integracijom metaboličkih i hormonalnih signala s periferije. Međutim, u uslovima stresa, oni koriste alternativni neuronski put za metaboličke promene.36),77) Povišeni nivoi GDF15 u plazmi primećuju se kod različitih hroničnih ljudskih bolesti i povezuju se sa gubitkom telesne težine. Kod uznapredovalih karcinoma, cirkulirajući nivoi GDF15 se povećavaju do 10–100-puta i izazivaju sindrom anoreksije-kaheksije (slika 4). Kaheksija se definira kao metabolički sindrom povezan s ekstremnim nehotičnim gubitkom nemasne tjelesne mase sa ili bez gubitka masne mase. GDF15 se sada smatra glavnim akterom kaheksije uočene kod pacijenata sa rakom. Međutim, ne postoje odobreni lijekovi za ovo stanje. Nedavno je razvijeno monoklonsko antitijelo koje cilja na GFRAL i inhibira RET signalizaciju. Antitijelo je spriječilo interakciju RET-a sa GFRAL-om potaknutu GDF15-i kaheksijom povezanu s rakom tako što je preokrenuo pretjeranu oksidaciju lipida kod miševa koji nose tumor.78) Dalja klinička ispitivanja lijekova koji ciljaju GDF15-GFRAL put će rasvijetlili liječenje pacijenata s kaheksijom povezanom s rakom.

Wecistanche usluga podrške - najveći izvoznik cistanchea u Kini:

Email:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/tel:+86 15292862950

Kupite za više detalja o specifikacijama:

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

NABAVITE PRIRODNI ORGANSKI EKSTRAKT CISTANCHE SA 25% EHINAKOZIDA I 9% AKTEOZIDA ZA INFEKCIJU BUBREGA