Signalizacija receptorjev RET: funkcija pri razvoju, presnovnih boleznih in raku

Povzetek:TheRETprotoonkogen kodira receptortirozin kinazakaterih spremembe so odgovorne za različne vrste raka in razvojne motnje pri človeku, vključno z rakom ščitnice, nedrobnoceličnim pljučnim rakom, multiplo endokrino neoplazijo tipa 2 in Hirschsprungom's boleznijo. Receptorje RET fiziološko aktivirajo ligandi družine nevrotrofičnega faktorja (GDNF), pridobljeni iz glialne celične linije, ki se vežejo na receptor družine koreceptorja GDNF, (GFR,). Signalizacija preko GDNF/ GFR,1/Ternarni kompleks RET igra ključno vlogo prirazvoj enteričnega živčnega sistema,ledvice, in sečil, kot tudi pri samoobnavljanju izvornih celic spermatogonija. Poleg tega je drug ligand, rast diFferentiacijskega faktorja-15 (GDF15), se je pokazalo, da se veže na GFR,- všečkati in aktivirati RET, uravnavanje telesne teže. GDF15 je citokin odziva na stres in njegove povišane serumske ravni affmoten metabolizem in sindrom anoreksije-kaheksije. Poleg tega je nedavni razvoj RET-speciFizaviralci c-kinaze so prispevali signiFine more napredovati pri zdravljenju bolnikov zRET- spremenjeni rak. Ta pregled se osredotoča na široko vlogo RET pri razvoju, presnovnih boleznih in raku.

Ključne besede: protoonkogen RET, ligandi družine GDNF, rak, Hirschsprungova bolezen,razvoj ledvic, nadzor telesne teže

PRIDOBITE NARAVNI ORGANSKI IZVLEČEK CISTANCHE S 25 % EHINAKOZIDA IN 9 % AKTEOZIDA ZA OKUŽBO LEDVIČ

1. Uvod

Identificirali smo RET (preurejen med transfekcijo) kot onkogen, aktiviran s preureditvijo DNK leta 1985.1) RET kodira transmembransko tirozin kinazo z edinstveno zunajcelično domeno, ki je sestavljena iz štirih domen, podobnih kadherinu, in področja, bogatega s cisteinom, s 16 cisteinskimi ostanki v odseku. 120 aminokislin (slika 1).2)–4) Alternativno spajanje v regiji 3B proizvede tri različne izooblike (1072, 1106 in 1114 aminokislin) s kratkimi (9 aminokislin, RET9), vmesnimi (43 aminokislin). , RET43) in dolgi (51 aminokislin, RET51) karboksilni terminalni repi, 5) in raven izražanja RET43 naj bi bila nizka v primerjavi z RET9 in RET51. Kot opazimo pri kadherinu, se ioni Ca2D vežejo na kadherinu podobne domene, ki so potrebne za aktivacijo RET z GDNF in neurturinom (NRTN).4,6)

Po aktivaciji RET z ligandi družine GDNF (GFL) so specifični ostanki tirozina v njegovi znotrajcelični domeni avtofosforilirani. Vsaj 14 od 18 ostankov tirozina v znotrajcelični domeni je mogoče fosforilirati in nekateri od njih predstavljajo priklopna mesta za ključne adapterske proteine, kar vodi do aktivacije pomembnih signalnih poti (slika 2).4),7),8) Na primer, fosforilirani tirozin 1062 posreduje pri vezavi adapterskih proteinov SHC in FRS2, ki sta odgovorna za aktivacijo signalnih poti RAS/MAPK in/ali PI3K/AKT.9)–11) Fosforilirani tirozin 1015 posreduje pri vezavi fosfolipaze C. (PLC.), kar ima za posledico aktivacijo protein kinaze C.12) Te poti igrajo pomembno vlogo pri celični migraciji, proliferaciji, preživetju in diferenciaciji.

Slika 1. Aktivacija RET z ligandi družine GDNF (GFL), ki se vežejo na receptor družine koreceptorja GDNF (GFR). GDNF, NRTN, ARTN in PSPN se prednostno vežejo na GFR,1, GFR,2, GFR,3 oziroma GFR,4. Signalni kompleks GDNF/GFR,1/RET je bistvenega pomena za razvoj enteričnega živčnega sistema, ledvic in sečil ter samoobnavljanje/preživetje matičnih celic spermatogonija. Kompleks GDF15/GFRAL/RET igra ključno vlogo pri nadzoru telesne teže. GDNF, nevrotrofični faktor, pridobljen iz glialne celične linije; NRTN, nevrturin; ARTN, artemin; PSPN, persefin; GDF15, faktor diferenciacije rasti-15; GFRAL, družinski receptor GDNF, podoben; CLD, kadherinu podobna domena; CRD, domena, bogata s cisteinom.

RET je vzročni gen za različne človeške bolezni.5) Točkovne mutacije, ki aktivirajo RET, so odgovorne za razvoj sindroma dednega raka, multiple endokrine neoplazije tipa 2 (MEN2), ki se razvije v medularni karcinom ščitnice (MTC) in feokromocitom.13 )–16) Aktivacijo RET s preureditvijo genov najdemo pri papilarnem karcinomu ščitnice (PTC), nedrobnoceličnem pljučnem karcinomu (NSCLC), intraduktalnem karcinomu žleze slinavke in drugih vrstah raka.17)–24) Poleg tega RET-inaktivacijska točka mutacije ali delecije vodijo v razvoj Hirschsprungove bolezni (HSCR), 25), 26), ki je prirojena malformacija, za katero je značilna aganglionoza spremenljive dolžine distalnega gastrointestinalnega trakta. Do danes so bili molekularni mehanizmi, prek katerih mutacije RET povzročijo razvoj bolezni, obsežno raziskani.

2. Aktivacija RET z ligandi družine GDNF

Leta 1993 je bil GDNF prečiščen in kloniran kot nevrotrofni faktor, ki poveča preživetje dopaminergičnih nevronov srednjih možganov.27) GDNF je oddaljeni član superdružine transformirajočega rastnega faktorja-O (TGF-O) in treh drugih proteinov GFL, vključno z Identificirani so bili NRTN, artemin (ARTN) in persefin (PSPN).28) Ti štirje družinski ligandi kažejo približno 40-odstotno identičnost aminokislin med seboj in lahko aktivirajo RET kinazo. Vendar se GFL ne morejo neposredno vezati na RET, vendar so za njihovo vezavo potrebni na GPI zasidrani koreceptorji, imenovani GFR,1–4.28)–32) GDNF, NRTN, ARTN in PSPN se vežejo prednostno na GFR,1, GFR,2, GFR,3 oziroma GFR,4 (slika 1), čeprav do določene mere pride do preslušavanja med paroma liganda in koreceptorja.8) Tvorba trojnega kompleksa GFL-GFR,-RET 2:2:2 povzroči aktivacijo znotrajceličnega signaliziranja, ki podpira preživetje in diferenciacijo različnih nevronov, vključno s perifernimi senzoričnimi in avtonomnimi nevroni ter osrednjimi motoričnimi in dopaminergičnimi nevroni.28) Nedavna krio-EM analiza je pokazala, da je zunajcelična regija RET prepognjena in zapakirana v Oblika 'C-objemke', ki je stabilizirana z obsežnimi interakcijami med domenami. Zaradi te edinstvene oblike C-objemke se dve molekuli RET rekrutirata na dimerne komplekse GFL-GFR, in dve domeni RET, bogati s cisteinom, se približata, s čimer se spodbuja nastajanje dimerja in aktivacija aktivnosti intracelularnega tirozina. kinazna domena.33)–35)

Nedavno je bilo ugotovljeno, da se še en član superdružine TGF-O, GDF15 (znan tudi kot MIC-1), z visoko afiniteto veže na GFR, podobno (GFRAL) in nato aktivira RET (slika 1).36 ) Pomen tega signalnega kompleksa je podrobno opisan v posebnem razdelku.

3. Vloga GDNF/GFR,1/RET signalizacije pri razvoju enteričnega živčnega sistema in Hirschsprungove bolezni

Miši s pomanjkanjem Gdnf-, Gfr,- in Ret imajo skupne fenotipe, za katere je značilno pomanjkanje enteričnih nevronov v celotnem prebavnem traktu in ledvična ageneza ali disgeneza.37)–42) Ta ugotovitev je jasno razkrila pomen signalizacije preko GDNF/GFR, 1/RET večkomponentni receptorji v razvoju (slika 1). Mi in drugi smo ugotovili, da fosforilirani tirozin 1062 v RET karboksilnem terminalnem repu predstavlja priklopno mesto za več adapterskih proteinov, kot sta SHC in FRS2, in je pomemben za aktivacijo poti RAS/MAPK in PI3K-AKT (slika 2).5 ) Ret mutirane miši, pri katerih je bil tirozin 1062 nadomeščen s fenilalaninom, so pokazale hude okvare enteričnih nevronov v črevesju inmajhne ledvice, kar kaže na ključno vlogo signalizacije preko tirozina 1062 v organogenezi.43),44)

Enterični živčni sistem (ENS) izvira iz nevralnega grebena, večinoma na vagalni ravni. Celice, ki izhajajo iz nevralnega grebena, vdrejo v predčrevesje in začnejo svojo dolgo rostrokavdalno migracijo proti koncu debelega črevesa.45) Poleg obsežne migracije vzpostavitev ENS zahteva nadzorovano celično proliferacijo, diferenciacijo in tvorbo mreže z diferenciranimi enteričnimi nevroni. Med embriogenezo migrirajoče celice, pridobljene iz črevesnega nevralnega grebena (ENCDC), izražajo RET in GFR,1. Gdnf mRNA se izraža v mezenhimu črevesja in je v želodcu na embrionalni dan 9,5 v izobilju ter se razširi na cekum na embrionalni dan 10,5, kar kaže na vlogo GDNF kot kemoatraktanta za migracijo ENCDC.

RET je glavni vzročni gen za HSCR (prevalenca: eden od 5000 živorojenih otrok), 25), 26), ki je prirojena malformacija ENS, ki nima enteričnih nevronov predvsem v distalnem prebavnem traktu. Glede na dolžino aganglionskega segmenta je HSCR razvrščen v dve skupini: kratkosegmentni HSCR (bolniki z aganglionozo do rektosigmoidnega spoja) in dolgi segment HSCR (bolniki z aganglionozo onkraj rektosigmoidnega spoja). Mutacije RET so bile odkrite pri približno 50 % bolnikov z družinskim HSCR in 10–20 % občasnih primerov.45) Predvsem obstaja jasna povezava med mutacijami RET in dolgotrajnim HSCR, popolno aganglionozo debelega črevesa in celotno aganglionozo črevesja. Vzdolž celotnega kodirajočega zaporedja RET so bile ugotovljene različne mutacije missense, nonsense in frameshift, vendar so podatki metaanalize pokazali, da so mutacije RET v HSCR pogostejše v eksonu 10 (7,55 %), 13 (11,32 %), in 15 (7,55 %).46) Te mutacije inaktivirajo in razveljavijo signalizacijo RET, ki je odgovorna za migracijo in proliferacijo ENCDC med embriogenezo. Biokemične in celične biološke analize so razjasnile različne mehanizme, prek katerih RET missense mutacije povzročajo HSCR (slika 2).47) (1) Mutacije v zunajcelični domeni RET poslabšajo izražanje njene celične površine, najverjetneje zaradi napačnega zlaganja proteina RET.48 )–50) (2) Mutacije Cys609, 611, 618 in 620 lahko povzročijo razvoj HSCR (izguba funkcije) in multiple endokrine neoplazije tipa 2A (MEN2A) (povečanje funkcije), ki sta ki jih povzroča okvarjeno izražanje RET na celični površini v ENCDC oziroma kovalentna dimerizacija v celicah C ščitnice (opisano spodaj v razdelku o mutacijah RET pri raku).5) (3) Mutacije v domeni tirozin kinaze skoraj popolnoma ali delno motijo ​​kinazo RET aktivnost, kar povzroči okvaro RAS/MAPK, PI3K/AKT in/ali PLC. signalne poti.51)–53) (4) Mutacije v repu karboksilnega konca spremenijo vezavo adapterskih proteinov, kot je SHC.54),55) Poleg kodirajočega zaporedja igrajo nekodirajoče regije gena RET. ključno vlogo pri razvoju HSCR. Identificiran je bil skupni polimorfizem introničnega ojačevalca (RET D3 ali rs2435357), ki je dejavnik tveganja za HSCR in poslabša izražanje RET.56) Ta skupni polimorfizem lahko vpliva tudi na druge genetske spremembe, modulira fenotip HSCR in lahko pojasni neuspeh pri identificirati mutacije kodirnega zaporedja v večini primerov HSCR, tudi pri bolnikih iz družin, ki kažejo povezavo z RET.

Miši s pomanjkanjem Nrtn in Gfr,2- so pokazale zmanjšano število mienteričnih nevronov v tankem črevesu in drastično zmanjšanje holinergične inervacije v slinavki in solznih žlezah. GDNF in NRTN veljata za redka gena občutljivosti HSCR, včasih v konjugaciji z mutacijami RET.57),58)

4. Vloga signalizacije GDNF/GFR,1/RET pri razvoju ledvične in ledvične anomalije

Pokazalo se je, da je GDNF posredovano signaliziranje RETbistvenega pomena za razvoj ledvic.59) Med zgodnjim razvojem sta RET in GFR1 izražena vzdolž Wolffijevega voda (WD), medtem ko se GDNF izraža v metanefričnem mezenhimu (MM), ki meji na repni del WD (slika 3A). Sečevodni popek (UB) izhaja iz kavdalnega dela WD, se invaginira v MM in se začne večkrat vejati. Opozoriti je treba, da je RET močno izražen v določenem območju WD, kjer pride do tvorbe UB (slika 3B) in nato na konicah razvejanih UB v MM (slika 3C). Med celotnim procesomrazvoj ledvicse zdi, da so konice UB v celoti oblikovane s celicami, ki izražajo RET in se odzivajo na GDNF v MM, medtem ko je deblo UB v veliki meri sestavljeno iz Ret-negativnih celic (sl. 3D), 60), 61), kar kaže, da je izražanje RET v redu -uglašen med razvejanjem UB. V odsotnosti gena Gdnf, Ret ali Gfr,1 je najpogostejša posledica odpoved tvorbe UB, kar ima za posledico ledvično agenezo ali disgenezo in okvare sečevodov (brez sečevodov, majhni sečevodi, nenormalno povezani sečevodi itd.).37 )–42) Več miši z mutacijo Ret je pokazalo zmanjšano razvejanost UB z vplivom na RAS/MAPK, PI3K/AKT in/ali PLC. poti.8),43),62) Poleg tega sta bila transkripcijska faktorja ETV4 in ETV5 opredeljena kot ključni komponenti genske mreže nižje od RET, ki spodbuja morfogenezo razvejanja.63),64)

Slika 3. Gibanje celic, odvisno od RET, med tvorbo in razvejanjem ureteričnih popkov (UB). RET-pozitivne celice (modre) so sprva razpršene vzdolž mezonefričnega kanala (Wolffijev kanal, WD) (A). RET-pozitivne celice se začnejo premikati, da tvorijo primarni UB in ventralni mezonefricni kanal je osiromašen RET-pozitivnih celic (B). Ko UB raste ven, RET-pozitivne celice tvorijo konice UB, medtem ko RET-negativne celice sledijo in tvorijo deblo UB (C, D).

Prejšnje poročilo je pokazalo, da so bile heterozigotne mutacije RET najdene pri približno 30 % serije 29 človeških plodov z obojestransko ali enostransko ledvično agenezo (BRA ali URA) in eni heterozigotni mutaciji GDNF pri plodu z URA.65) Vendar pa je druga analiza velika serija 105 primerov, vključno z 90 plodovi z BRA ali URA in kontralateralno ledvično hipodisplazijo ali multicistično displastično ledvico, je poročala le o sedmih potencialnih mutacijah v kodirnem zaporedju RET (6,6 %) in nobeni mutaciji v GDNF. 66)

Prirojene anomalije ledvic in sečil (CAKUT) predstavljajo 40–50 % kroničnih ledvičnih bolezni pri otrocih. CAKUT pokriva širok spekter strukturnih malformacij, ki so posledica okvare v morfogenezi ledvic in/ali sečil. Ena študija 122 živih bolnikov, ki je zajemala različne CAKUT, je odkrila variacije RET ali GDNF pri približno 5 % bolnikov.67) Poleg tega so v veliki kohorti 749 posameznikov iz 650 družin s CAKUT kodirni eksoni 17 znanih dominantnih CAKUT- analizirali so povzročajoče gene. Med njimi je bilo pri 47 bolnikih iz 41 od 650 družin (6,3 %) odkritih 37 različnih heterozigotnih mutacij v 12 od 17 pregledanih genov, v katere so bile vključene le tri mutacije v RET (0,5 %).68 Te ugotovitve so pokazale, da Mutacije RET so manj pogosto povezane s CAKUT, kot je bilo pričakovano.

5. Vloga signalizacije GDF15/GFRAL/RET pri nadzoru telesne teže

GDF15 je član družine TGF-O in je povezan z uravnavanjem telesne teže.36) Dajanje GDF15 debelim mišim je zmanjšalo vnos hrane in telesno težo, kar dokazuje njegove učinke proti debelosti.69) GDF15 je hormon, ki ga povzroči stres. njegove ravni v plazmi pa se povečujejo s starostjo, intenzivno vadbo, debelostjo, kajenjem in nosečnostjo. Višje ravni so opažene tudi pri različnih človeških boleznih, vključno s srčno-žilnimi boleznimi, kronično boleznijo ledvic, sladkorno boleznijo, številnimi napredovalimi vrstami raka in resnimi okužbami (slika 4).70)–72)

Leta 2017 so štirje raziskovalni laboratoriji farmacevtskih podjetij identificirali receptor za GDF15 kot GFRAL, katerega izražanje je zaznano v nevronih zadnjega možganskega področja postrema (AP) in jedru solitarnega trakta (NTS), kar vodi do zmanjšanja količine hrane. vnos in telesno težo pri miših.73)–76) Predvsem GDF15-GFRAL potrebuje RET tirozin kinazo kot signalni receptor za uravnavanje telesne teže. Vezava GDF15 na GFRAL sproži fosforilacijo RET, kar ima za posledico aktivacijo ERK1/2, AKT, PLC. in FOS (slika 4). Sočasno izražanje RET in GFRAL v AP in NTS je bilo potrjeno z in situ hibridizacijsko analizo.

V homeostatskih pogojih živali uporabljajo hipotalamične nevronske kroge za vzdrževanje telesne teže z integracijo presnovnih in hormonskih signalov s periferije. Vendar pa pod stresnimi pogoji uporabljajo alternativno nevronsko pot za presnovne spremembe.36),77) Povišane ravni GDF15 v plazmi opazimo pri različnih kroničnih človeških boleznih in so povezane z izgubo telesne teže. Pri napredovalem raku se ravni GDF15 v obtoku povečajo do 10–100-krat in povzročijo sindrom anoreksije-kaheksije (slika 4). Kaheksija je opredeljena kot presnovni sindrom, povezan z ekstremno nehoteno izgubo puste telesne mase z ali brez izgube maščobne mase. GDF15 zdaj velja za glavnega akterja pri kaheksiji, opaženi pri bolnikih z rakom. Vendar za to stanje ni odobrenih zdravil. Pred kratkim so razvili monoklonsko protitelo, ki cilja na GFRAL in zavira signalizacijo RET. Protitelo je preprečilo interakcijo RET z GFRAL, ki jo poganja GDF15-, in kaheksijo, povezano z rakom, tako da je obrnilo čezmerno oksidacijo lipidov pri miših s tumorjem.78) Nadaljnja klinična preskušanja zdravil, ki ciljajo na pot GDF15-GFRAL, bodo osvetlili zdravljenje bolnikov s kaheksijo, povezano z rakom.

Podporna storitev Wecistanche-največjega izvoznika cistanche na Kitajskem:

E-pošta:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/telefon:+86 15292862950

Trgovina za več podrobnosti o specifikacijah:

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

PRIDOBITE NARAVNI ORGANSKI IZVLEČEK CISTANCHE S 25 % EHINAKOZIDA IN 9 % AKTEOZIDA ZA OKUŽBO LEDVIČ