RET рецепторно сигнализиране: функция в развитието, метаболитни заболявания и рак

Резюме:TheRETпротоонкогенът кодира рецептортирозин киназачиито промени са отговорни за различни човешки ракови заболявания и нарушения в развитието, включително рак на щитовидната жлеза, недребноклетъчен рак на белия дроб, множествена ендокринна неоплазия тип 2 и Hirschsprung's заболяване. RET рецепторите се активират физиологично от фамилия лиганди на невротрофичен фактор (GDNF), получени от глиална клетъчна линия, които се свързват с корецепторния GDNF фамилен рецептор, (GFR,). Сигнализиране чрез GDNF/ ГФР,1/Троичният комплекс RET играе решаваща роля вразвитие на чревната нервна система,бъбреци, и пикочните пътища, както и в самообновяването на сперматогониалните стволови клетки. В допълнение, друг лиганд, растежен диффerentiation factor-15 (GDF15), е доказано, че се свързва с GFR,-харесва и активира RET, регулирайки телесното тегло. GDF15 е цитокин в отговор на стреса и неговите повишени серумни нива aффect метаболизъм и синдром на анорексия-кахексия. Освен това, скорошното развитие на RET-speciфиc киназните инхибитори допринесоха за значителнифине може да напредне в лечението на пациенти сРЕТ-променен рак. Този преглед се фокусира върху широките роли на RET в развитието, метаболитни заболявания и рак.

Ключови думи: RET протоонкоген, лиганди от семейството на GDNF, рак, болест на Hirschsprung,развитие на бъбреците, контрол на телесното тегло

ВЗЕМЕТЕ НАТУРАЛЕН ОРГАНИЧЕН ЕКСТРАКТ ОТ ЦИСТАНША С 25% ЕХИНАКОЗИД И 9% АКТЕОЗИД ПРИ БЪБРЕЧНИ ИНФЕКЦИИ

1. Въведение

Ние идентифицирахме RET (пренареден по време на трансфекция) като онкоген, активиран чрез пренареждане на ДНК през 1985 г.1) RET кодира трансмембранна тирозин киназа с уникален извънклетъчен домен, който се състои от четири кадхериноподобни домена и богат на цистеин регион с 16 цистеинови остатъка в участък от 120 аминокиселини (фиг. 1).2)–4) Алтернативно снаждане в 3B региона произвежда три различни изоформи (1072, 1106 и 1114 аминокиселини) с къси (9 аминокиселини, RET9), междинни (43 аминокиселини , RET43) и дълги (51 аминокиселини, RET51) карбоксил-терминални опашки, съответно, 5) и се съобщава, че нивото на експресия на RET43 е ниско в сравнение с RET9 и RET51. Както се наблюдава за кадхерин, Ca2D йони се свързват с кадхериноподобните домени и те са необходими за активиране на RET от GDNF и невртурин (NRTN).4),6)

След активиране на RET от GDNF семейни лиганди (GFLs), специфични тирозинови остатъци в неговия вътреклетъчен домен се автофосфорилират. Най-малко 14 от 18-те тирозинови остатъка във вътреклетъчния домен могат да бъдат фосфорилирани и някои от тях представляват докинг места за ключови адапторни протеини, което води до активиране на важни сигнални пътища (фиг. 2).4),7),8) Например, фосфорилираният тирозин 1062 медиира свързването на адапторните протеини SHC и FRS2, които са отговорни за активирането на RAS/MAPK и/или PI3K/AKT сигналните пътища.9)–11) Фосфорилираният тирозин 1015 медиира свързването на фосфолипаза С. (PLC.), което води до активиране на протеин киназа C.12) Тези пътища играят важна роля в клетъчната миграция, пролиферация, оцеляване и диференциация.

Фигура 1. Активиране на RET от лиганди от семейството на GDNF (GFL), които се свързват с рецептора на семейството на корецептора GDNF (GFR). GDNF, NRTN, ARTN и PSPN преференциално се свързват съответно с GFR,1, GFR,2, GFR,3 и GFR,4. GDNF/GFR,1/RET сигнализиращият комплекс е от съществено значение за развитието на чревната нервна система, бъбреците и пикочните пътища и самообновяването/оцеляването на сперматогониалните стволови клетки. Комплексът GDF15/GFRAL/RET играе решаваща роля в контрола на телесното тегло. GDNF, невротрофичен фактор, получен от глиална клетъчна линия; NRTN, невртурин; ARTN, артемин; PSPN, персефин; GDF15, фактор на диференциация на растежа-15; GFRAL, семейство рецептори на GDNF; CLD, кадхериноподобен домен; CRD, богат на цистеин домен.

RET е причинен ген за различни човешки заболявания.5) Точковите мутации, активиращи RET, са отговорни за развитието на синдрома на наследствения рак множествена ендокринна неоплазия тип 2 (MEN2), който се развива в медуларен тиреоиден карцином (MTC) и феохромоцитом.13 )–16) RET активиране чрез генно пренареждане се открива при папиларен тиреоиден карцином (PTC), недребноклетъчен белодробен карцином (NSCLC), интрадуктален карцином на слюнчените жлези и други видове рак.17)–24) В допълнение RET-инактивираща точка мутациите или делециите водят до развитието на болестта на Hirschsprung (HSCR), 25), 26), която е вродена малформация, характеризираща се с аганглионоза с променлива дължина на дисталния стомашно-чревен тракт. Към днешна дата молекулярните механизми, чрез които RET мутациите водят до развитие на заболяване, са широко проучени.

2. Активиране на RET от лиганди от семейството на GDNF

През 1993 г. GDNF беше пречистен и клониран като невротрофичен фактор, който подобрява оцеляването на допаминергичните неврони на средния мозък.27) GDNF е отдалечен член на суперсемейството на трансформиращия растежен фактор-О (TGF-O) и три други протеина на GFLs, включително Бяха идентифицирани NRTN, артемин (ARTN) и персефин (PSPN). Тези четири фамилни лиганди показват приблизително 40% аминокиселинна идентичност един с друг и могат да активират RET киназа. Въпреки това, GFLs не могат да се свържат директно с RET, но GPI-закотвени корецептори, наречени GFR,1–4, са необходими за тяхното свързване.28)–32) GDNF, NRTN, ARTN и PSPN се свързват преференциално с GFR,1, GFR,2, GFR,3 и GFR,4, съответно (Фиг. 1), въпреки че между двойките лиганд и корецептор се появява до известна степен кръстосано смущаване.8) Образуването на троичния комплекс GFL-GFR,-RET 2:2:2 води до активиране на вътреклетъчно сигнализиране, което поддържа оцеляването и диференциацията на различни неврони, включително периферни сензорни и автономни неврони, както и централни моторни и допаминергични неврони.28) Скорошен крио-ЕМ анализ показа, че извънклетъчната област на RET е сгъната и опакована в Форма на „C-скоба“, която е стабилизирана чрез обширни взаимодействия между домейни. Поради тази уникална форма на C-кламп, две RET молекули се набират върху димерни GFL-GFR комплекси и двата богати на цистеин домейна на RET се доближават, като по този начин насърчават образуването на димер и активирането на активността на вътреклетъчния тирозин киназен домейн.33)–35)

Съвсем наскоро беше установено, че друг член на суперсемейството TGF-O, GDF15 (известен също като MIC-1) се свързва с GFR,-подобен (GFRAL) с висок афинитет и след това активира RET (фиг. 1).36 ) Значението на този сигнален комплекс е описано подробно в отделен раздел.

3. Роля на сигнализирането на GDNF/GFR,1/RET в развитието на чревната нервна система и болестта на Hirschsprung

Gdnf-, Gfr,- и Ret-дефицитни мишки споделят фенотипове, характеризиращи се с липса на чревни неврони в целия стомашно-чревен тракт и бъбречна агенезия или дисгенеза.37)–42) Това откритие ясно разкрива важността на сигнализирането чрез GDNF/GFR, 1/RET многокомпонентни рецептори в процес на развитие (фиг. 1). Ние и други открихме, че фосфорилираният тирозин 1062 в RET карбоксил-терминалната опашка представлява докинг място за няколко адапторни протеини като SHC и FRS2 и е важен за активирането на пътищата RAS/MAPK и PI3K-AKT (фиг. 2).5 ) Ret мутантни мишки, при които тирозин 1062 е заменен с фенилаланин, показват тежки дефекти на чревните неврони в червата ималки бъбреци, което показва решаваща роля на сигнализирането чрез тирозин 1062 в органогенезата.43),44)

Ентералната нервна система (ENS) произхожда от невралния гребен, най-вече на вагусното ниво. Клетките, получени от нервния гребен, нахлуват в предното черво и започват своята дълга рострокаудална миграция към края на дебелото черво.45) В допълнение към екстензивната миграция, установяването на ENS изисква контролирана клетъчна пролиферация, диференциация и образуване на мрежа от диференцирани чревни неврони. По време на ембриогенезата мигриращи клетки, произхождащи от чревния нервен гребен (ENCDCs), експресират RET и GFR,1. Gdnf иРНК се експресира в мезенхима на червата и е в изобилие в стомаха на ембрионален ден 9.5 и се простира до цекума на ембрионален ден 10.5, което предполага роля на GDNF като хемоатрактант за ENCDC миграция.

RET е основен причинен ген за HSCR (разпространение: едно на 5000 живородени), 25), 26), което е вродена малформация на ENS, при която липсват чревни неврони главно в дисталния стомашно-чревен тракт. Въз основа на дължината на аганглионарния сегмент, HSCR се класифицира в две групи: HSCR с къс сегмент (пациенти с аганглионоза до ректосигмоидния възел) и HSCR с дълъг сегмент (пациенти с аганглионоза отвъд ректосигмоидния преход). Мутациите на RET са открити при приблизително 50% от пациентите с фамилна HSCR и 10–20% от спорадичните случаи.45) Трябва да се отбележи, че има ясна връзка между RET мутациите и дългосрочната HSCR, общата аганглионоза на дебелото черво и общата аганглионоза на червата. Разнообразие от missense, nonsense и frameshift мутации са идентифицирани по цялата кодираща последователност на RET, но данните от мета-анализа показват, че RET мутациите в HSCR се срещат по-често в екзон 10 (7,55%), 13 (11,32%), и 15 (7,55%).46) Тези мутации инактивират и отменят RET сигнализирането, което е отговорно за миграцията и пролиферацията на ENCDC по време на ембриогенезата. Биохимични и клетъчни биологични анализи са изяснили различни механизми, чрез които RET missense мутациите причиняват HSCR (фиг. 2).47) (1) Мутациите в RET извънклетъчния домейн нарушават експресията на неговата клетъчна повърхност, най-вероятно поради неправилно нагъване на RET протеина.48 )–50) (2) Мутациите на Cys609, 611, 618 и 620 могат да доведат до развитието както на HSCR (загуба на функция), така и на множествена ендокринна неоплазия тип 2A (MEN2A) (усилване на функция), които са причинени от нарушена клетъчна повърхностна експресия на RET в ENCDCs и съответно ковалентна димеризация в С клетки на щитовидната жлеза (описани по-долу в раздела за RET мутации при рак).5) (3) Мутациите в домейна на тирозин киназата почти напълно или частично нарушават RET киназата активност, което води до увреждане на RAS/MAPK, PI3K/AKT и/или PLC. сигнални пътища.51)–53) (4) Мутациите в опашката на карбоксилния край променят свързването на адапторни протеини като SHC.54),55) В допълнение към кодиращата последователност, некодиращите региони на RET гена играят ключова роля в развитието на HSCR. Беше идентифициран общ интронен усилващ полиморфизъм (RET D3, или rs2435357), който е рисков фактор за HSCR и уврежда експресията на RET.56) Този общ полиморфизъм може също да взаимодейства с други генетични изменения, модулирайки HSCR фенотипа и може да обясни неуспеха да идентифицират мутации на кодираща последователност в повечето случаи на HSCR, дори при пациенти от семейства, показващи връзка с RET.

Мишките с дефицит на Nrtn и Gfr2- показаха намален брой миентерични неврони в тънките черва и драстично намаляване на холинергичната инервация в слюнчените и слъзните жлези. GDNF и NRTN се считат за редки HSCR гени на чувствителност, понякога в конюгация с RET мутации.57),58)

4. Роля на сигнализирането на GDNF/GFR,1/RET в развитието на бъбречна и бъбречна аномалия

Доказано е, че RET-медиираното GDNF сигнализиране еот съществено значение за развитието на бъбреците.59) По време на ранното развитие, RET и GFR,1 се експресират по Wolffian duct (WD), докато GDNF се експресира в метанефричния мезенхим (MM) в съседство с каудалната част на WD (фиг. 3A). Уретерната пъпка (UB) излиза от каудалната част на WD, инвагинира в MM и започва да се разклонява многократно. Трябва да се отбележи, че RET е силно изразен в определен регион на WD, където се появява образуването на UB (фиг. 3B) и впоследствие на върховете на разклонения UB в MM (фиг. 3C). По време на целия процес наразвитие на бъбреците, UB върховете изглежда са формирани изцяло от RET-експресиращи клетки, които реагират на GDNF в MM, докато UB стволът до голяма степен се състои от Ret-отрицателни клетки (фиг. 3D),60),61), което показва, че RET експресията е наред -настроен по време на UB разклоняване. При отсъствието на Gdnf, Ret или Gfr,1 ген, най-честата последица е неуспех на образуването на UB, което води до бъбречна агенезия или дисгенезия и дефекти на уретера (без уретери, малки уретери, необичайно свързани уретери и т.н.).37 )–42) Няколко Ret-мутантни мишки показаха намалено UB разклоняване чрез засягане на RAS/MAPK, PI3K/AKT и/или PLC. пътища.8),43),62) В допълнение, транскрипционните фактори ETV4 и ETV5 бяха идентифицирани като ключови компоненти на генна мрежа надолу по веригата на RET, която насърчава морфогенезата на разклоняване.63),64)

Фиг. 3. RET-зависимо клетъчно движение по време на образуване и разклоняване на уретерната пъпка (UB). RET-позитивните клетки (сини) първоначално са разпръснати по протежение на мезонефричния канал (Wolffian duct, WD) (A). RET-позитивните клетки започват да се движат, за да образуват първичния UB и вентралния мезонефричен канал е изчерпан от RET-позитивни клетки (B). Докато UB расте, RET-положителните клетки образуват UB върховете, докато RET-отрицателните клетки следват и образуват UB ствола (C, D).

Предишен доклад показа, че хетерозиготни RET мутации са открити в приблизително 30% от серия от 29 човешки фетуса с двустранна или едностранна бъбречна агенезия (BRA или URA) и една хетерозиготна GDNF мутация в фетус с URA.65) Въпреки това, друг анализ на голяма серия от 105 случая, включително 90 фетуса с BRA или URA и контралатерална бъбречна хиподисплазия или мултикистозен диспластичен бъбрек, съобщават само за седем потенциални мутации в RET кодиращата последователност (6,6%) и без мутация в GDNF. 66)

Вродените аномалии на бъбреците и пикочните пътища (CAKUT) представляват 40–50% от хроничните бъбречни заболявания при деца. CAKUT обхваща широк спектър от структурни малформации, които са резултат от дефект в морфогенезата на бъбреците и/или пикочните пътища. Едно проучване на 122 живи пациенти, обхващащо различни CAKUT, открива вариации на RET или GDNF при приблизително 5% от пациентите.67) Освен това, в голяма група от 749 индивида от 650 семейства с CAKUT, кодиращите екзони на 17 известни доминантни CAKUT- анализирани са причиняващи гени. Сред тях 37 различни хетерозиготни мутации в 12 от 17 изследвани гена са открити при 47 пациенти от 41 от 650 семейства (6,3%), в които са включени само три мутации в RET (0,5%).68) Тези открития показват, че RET мутациите са по-рядко свързани с CAKUT от очакваното.

5. Роля на GDF15/GFRAL/RET сигнализация в контрола на телесното тегло

GDF15 е член на семейството на TGF-O и се свързва с регулирането на телесното тегло.36) Прилагането на GDF15 на затлъстели мишки намалява приема на храна и телесното тегло, демонстрирайки неговите ефекти срещу затлъстяването.69) GDF15 е индуциран от стрес хормон и неговите плазмени нива се повишават с възрастта, интензивни упражнения, затлъстяване, тютюнопушене и бременност. По-високи нива се наблюдават и при различни човешки заболявания, включително сърдечно-съдови заболявания, хронични бъбречни заболявания, диабет, много ракови заболявания в напреднал стадий и сериозни инфекции (фиг. 4).70)–72)

През 2017 г. рецепторът за GDF15 беше идентифициран от четири изследователски лаборатории на фармацевтични компании като GFRAL, чиято експресия се открива в неврони на задната мозъчна област postrema (AP) и ядрото на единичния тракт (NTS), което води до намаляване на храната прием и телесно тегло при мишки.73)–76) По-специално, GDF15-GFRAL изисква RET тирозин киназа като сигнален рецептор за регулиране на телесното тегло. Свързването на GDF15 към GFRAL инициира RET фосфорилиране, което води до активиране на ERK1/2, AKT, PLC. и FOS (фиг. 4). Ко-експресията на RET и GFRAL в AP и NTS беше потвърдена чрез in situ хибридизационен анализ.

В хомеостатични условия животните използват невронни вериги на хипоталамуса, за да поддържат телесното тегло чрез интегриране на метаболитни и хормонални сигнали от периферията. Въпреки това, при условия на стрес, те използват алтернативен невронален път за метаболитни промени.36),77) Повишени плазмени нива на GDF15 се наблюдават при различни хронични човешки заболявания и са свързани със загуба на телесно тегло. При напреднал рак, циркулиращите нива на GDF15 се увеличават с до 10–100-кратно и предизвикват синдром на анорексия-кахексия (фиг. 4). Кахексията се определя като метаболитен синдром, свързан с екстремна неволна загуба на чиста телесна маса със или без загуба на мастна маса. Сега GDF15 се счита за основен фактор в кахексията, наблюдавана при пациенти с рак. Въпреки това, няма одобрени лекарства за това състояние. Наскоро беше разработено моноклонално антитяло, което е насочено към GFRAL и инхибира RET сигнализирането. Антитялото предотвратява GDF15-управляваното взаимодействие на RET с GFRAL и свързаната с рака кахексия чрез обръщане на прекомерното липидно окисление в носещи тумори мишки.78) Допълнителни клинични изпитвания на лекарства, насочени към GDF15-GFRAL пътя, ще хвърли светлина върху лечението на пациенти с кахексия, свързана с рак.

Поддържаща услуга на Wecistanche-най-големият износител на cistanche в Китай:

Имейл:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/телефон:+86 15292862950

Пазарувайте за повече подробности за спецификациите:

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

ВЗЕМЕТЕ НАТУРАЛЕН ОРГАНИЧЕН ЕКСТРАКТ ОТ ЦИСТАНША С 25% ЕХИНАКОЗИД И 9% АКТЕОЗИД ПРИ БЪБРЕЧНИ ИНФЕКЦИИ