Semnalizarea receptorilor RET: funcție în dezvoltare, boli metabolice și cancer

Abstract:TheRETproto-oncogena codifică un receptortirozin kinazaale căror modificări sunt responsabile pentru diferite tipuri de cancer și tulburări de dezvoltare umane, inclusiv cancerul tiroidian, cancerul pulmonar fără celule mici, neoplazia endocrină multiplă de tip 2 și Hirschsprung.'boala lui. Receptorii RET sunt activați fiziologic de liganzii familiei factorului neurotrofic derivat din linia celulară glială (GDNF) care se leagă de receptorul familiei coreceptor GDNF, (GFR,). Semnalizarea prin GDNF/ GFR,1/Complexul ternar RET joacă roluri cruciale îndezvoltarea sistemului nervos enteric,rinichi, și tractului urinar, precum și în auto-reînnoirea celulelor stem spermatogoniale. În plus, un alt ligand, creșterea difffactorul de erentiție-15 (GDF15), s-a dovedit că se leagă de GFR,-asemănă și activează RET, reglând greutatea corporală. GDF15 este o citokină de răspuns la stres, iar nivelurile sale serice crescute affect metabolismul și sindromul anorexie-cașexie. Mai mult, dezvoltarea recentă a RET-specifiinhibitorii c kinazei au contribuit semnificantly să progreseze în tratamentul pacienţilor cuRET-cancer alterat. Această revizuire se concentrează pe rolurile largi ale RET în dezvoltare, boli metabolice și cancer.

Cuvinte cheie: protooncogenă RET, liganzi ai familiei GDNF, cancer, boala Hirschsprung,dezvoltarea rinichilor, controlul greutății corporale

OBȚINEȚI EXTRACT DE CISTANCHE ORGANIC NATURAL CU 25% ECHINACOSIDE ȘI 9% ACTEOSIDE PENTRU INFECȚIA RINCHILOR

1. Introducere

Am identificat RET (Rearanjat în timpul transfecției) ca o oncogenă activată prin rearanjarea ADN-ului în 1985.1) RET codifică o tirozin kinază transmembranară cu un domeniu extracelular unic care constă din patru domenii asemănătoare cadherinei și o regiune bogată în cisteină cu 16 reziduuri de cisteină într-o întindere. de 120 de aminoacizi (Fig. 1).2)–4) Splicing alternativ în regiunea 3B produce trei izoforme diferite (1072, 1106 și 1114 aminoacizi) cu scurte (9 aminoacizi, RET9), intermediare (43 aminoacizi). , RET43) și cozile carboxil-terminale lungi (51 de aminoacizi, RET51), respectiv5) și nivelul de expresie al RET43 a fost raportat a fi scăzut în comparație cu RET9 și RET51. După cum sa observat pentru cadherină, ionii Ca2D se leagă de domeniile asemănătoare cadherinei și acestea sunt necesare pentru activarea RET de către GDNF și neurturină (NRTN).4),6)

După activarea RET de către liganzii familiei GDNF (GFL), resturile specifice de tirozină din domeniul său intracelular sunt autofosforilate. Cel puțin 14 din cele 18 reziduuri de tirozină din domeniul intracelular pot fi fosforilate, iar unele dintre ele reprezintă locuri de andocare pentru proteinele adaptoare cheie, ducând la activarea unor căi importante de semnalizare (Fig. 2).4),7),8) De exemplu, tirozina 1062 fosforilată mediază legarea proteinelor adaptoare SHC și FRS2, care sunt responsabile pentru activarea căilor de semnalizare RAS/MAPK și/sau PI3K/AKT.9)–11) Tirozina 1015 fosforilată mediază legarea fosfolipazei C. (PLC.), rezultând în activarea proteinei kinazei C.12) Aceste căi joacă un rol important în migrarea, proliferarea, supraviețuirea și diferențierea celulelor.

Fig. 1. Activarea RET de către liganzii familiei GDNF (GFL) care se leagă la receptorul coreceptor al familiei GDNF, (GFR,). GDNF, NRTN, ARTN și PSPN se leagă de preferință la GFR,1, GFR,2, GFR,3 și, respectiv, GFR4. Complexul de semnalizare GDNF/GFR,1/RET este esențial pentru dezvoltarea sistemului nervos enteric, a rinichilor și a tractului urinar și pentru auto-reînnoirea/supraviețuirea celulelor stem spermatogoniale. Complexul GDF15/GFRAL/RET joacă un rol crucial în controlul greutății corporale. GDNF, factor neurotrofic derivat din linia celulară glială; NRTN, neurturin; ARTN, artemin; PSPN, persefină; GDF15, factor de diferențiere a creșterii-15; GFRAL, receptorul familiei GDNF; CLD, domeniu asemănător cadherinei; CRD, domeniu bogat în cisteină.

RET este o genă cauzală pentru o varietate de boli umane.5) Mutațiile punctuale de activare a RET sunt responsabile pentru dezvoltarea sindromului cancerului ereditar neoplazie endocrină multiplă de tip 2 (MEN2), care se dezvoltă în carcinom medular tiroidian (MTC) și feocromocitom.13 )–16) Activarea RET prin rearanjarea genelor se găsește în carcinomul papilar tiroidian (PTC), carcinomul pulmonar cu celule non-mici (NSCLC), carcinomul intraductal al glandei salivare și alte tipuri de cancer.17)–24) În plus, punctul de inactivare a RET mutațiile sau delețiile conduc la dezvoltarea bolii Hirschsprung (HSCR),25),26) care este o malformație congenitală caracterizată prin aganglionoză de lungime variabilă a tractului gastrointestinal distal. Până în prezent, mecanismele moleculare prin care mutațiile RET conduc la dezvoltarea bolii au fost studiate pe larg.

2. Activarea RET de către liganzii familiei GDNF

În 1993, GDNF a fost purificat și clonat ca un factor neurotrofic care îmbunătățește supraviețuirea neuronilor dopaminergici din creierul mediu.27) GDNF este un membru îndepărtat al superfamiliei factorului de creștere transformator-O (TGF-O) și alte trei proteine ​​ale GFL-urilor, inclusiv Au fost identificate NRTN, artemin (ARTN) și persefină (PSPN).28) Acești patru liganzi de familie prezintă aproximativ 40% identitate de aminoacizi unul cu celălalt și pot activa RET kinaza. Cu toate acestea, GFL-urile nu se pot lega direct de RET, dar coreceptorii ancorați la GPI numiți GFR,1–4 sunt necesari pentru legarea lor.28)–32) GDNF, NRTN, ARTN și PSPN se leagă preferabil de GFR,1, GFR,2, GFR,3, respectiv GFR,4 (Fig. 1), deși diafonia apare într-o anumită măsură între perechile ligand și coreceptor.8) Formarea complexului ternar GFL-GFR,-RET 2:2:2 are ca rezultat activarea semnalizării intracelulare, care sprijină supraviețuirea și diferențierea diverșilor neuroni, inclusiv neuronii periferici senzitivi și autonomi, precum și neuronii motori centrali și neuronii dopaminergici.28) Analiza crio-EM recentă a demonstrat că regiunea extracelulară a RET este pliată și ambalată într-un Forma „C-clamp”, care este stabilizată prin interacțiuni extinse între domenii. Datorită acestei forme unice de clemă C, două molecule RET sunt recrutate pe complexe dimerice GFL-GFR, iar cele două domenii bogate în cisteină ale RET sunt aduse în apropiere, promovând astfel formarea dimerului și activarea activității tirozinei intracelulare. domeniul kinazei.33)–35)

Mai recent, s-a descoperit că un alt membru al superfamiliei TGF-O, GDF15 (cunoscut și ca MIC-1) se leagă de GFR,-like (GFRAL) cu afinitate mare și apoi activează RET (Fig. 1).36 ) Semnificația acestui complex de semnalizare este descrisă în detaliu într-o secțiune separată.

3. Rolul semnalizării GDNF/GFR,1/RET în dezvoltarea sistemului nervos enteric și a bolii Hirschsprung

Șoarecii cu deficit de Gdnf-, Gfr,- și Ret împărtășesc fenotipuri caracterizate prin lipsa neuronilor enterici în întregul tract gastrointestinal și agenezia sau disgeneza renală.37)-42) Această constatare a dezvăluit în mod clar importanța semnalizării prin GDNF/GFR, Receptorii multicomponent 1/RET în dezvoltare (Fig. 1). Noi și alții au descoperit că tirozina fosforilată 1062 din coada carboxil-terminală RET reprezintă un loc de andocare pentru mai multe proteine ​​adaptoare, cum ar fi SHC și FRS2 și este importantă pentru activarea căilor RAS/MAPK și PI3K-AKT (Fig. 2).5 ) Șoarecii mutanți Ret la care tirozina 1062 a fost înlocuită cu fenilalanină au prezentat defecte severe ale neuronilor enterici în intestin șirinichi mici, indicând un rol crucial al semnalizării prin tirozina 1062 în organogeneză.43),44)

Sistemul nervos enteric (ENS) provine din creasta neurală, mai ales la nivel vagal. Celulele derivate din creasta neuronală invadează intestinul anterior și își încep migrația rostrocaudală lungă către sfârșitul colonului.45) Pe lângă migrația extinsă, stabilirea ENS necesită proliferarea controlată a celulelor, diferențierea și formarea rețelei de către neuroni enterici diferențiați. În timpul embriogenezei, celulele enterice derivate din creasta neurală (ENCDC) care migrează exprimă RET și GFR,1. ARNm Gdnf este exprimat în mezenchimul intestinului și este abundent în stomac în ziua embrionară 9.5 și se extinde la cecum în ziua embrionară 10.5, sugerând un rol al GDNF ca chimioatractant pentru migrarea ENCDC.

RET este o genă cauzală majoră pentru HSCR (prevalență: unul la 5000 de născuți vii),25),26), care este o malformație congenitală a ENS care nu are neuroni enterici în principal în tractul gastrointestinal distal. Pe baza lungimii segmentului aganglionar, HSCR este clasificată în două grupe: HSCR cu segment scurt (pacienți cu aganglionoză până la joncțiunea rectosigmoidală) și HSCR cu segment lung (pacienți cu aganglionoză dincolo de joncțiunea rectosigmoidală). Mutațiile RET au fost găsite la aproximativ 50% dintre pacienții cu HSCR familial și 10–20% din cazurile sporadice.45) În mod remarcabil, există o asociere clară între mutațiile RET și HSCR pe termen lung, aganglionoza colonică totală și aganglionoza intestinală totală. O varietate de mutații fără sens, nonsens și de schimbare a cadrelor au fost identificate de-a lungul întregii secvențe de codificare a RET, dar datele meta-analizei au arătat că mutațiile RET în HSCR sunt mai frecvent găsite în exonul 10 (7,55%), 13 (11,32%), și 15 (7,55%).46) Aceste mutații inactivează și abrogă semnalizarea RET, care este responsabilă pentru migrarea și proliferarea ENCDC-urilor în timpul embriogenezei. Analizele biochimice și biologice celulare au elucidat diferite mecanisme prin care mutațiile RET missense cauzează HSCR (Fig. 2).47) (1) Mutațiile din domeniul extracelular RET afectează expresia suprafeței celulare a acesteia, cel mai probabil din cauza plierii greșite a proteinei RET.48 )–50) (2) Mutațiile Cys609, 611, 618 și 620 pot duce la dezvoltarea atât a HSCR (pierderea funcției) cât și a neoplaziei endocrine multiple de tip 2A (MEN2A) (câștigarea funcției) care sunt cauzate de expresia afectată a suprafeței celulare a RET în ENCDC și respectiv dimerizarea covalentă în celulele tiroidiene C (descris mai jos în secțiunea privind mutațiile RET în cancer).5) (3) Mutațiile în domeniul tirozin kinazei deranjează aproape complet sau parțial kinaza RET. activitate, ceea ce duce la afectarea RAS/MAPK, PI3K/AKT și/sau PLC. căi de semnalizare.51)–53) (4) Mutațiile din coada carboxil-terminală modifică legarea proteinelor adaptoare, cum ar fi SHC.54),55) În plus față de secvența de codificare, regiunile necodante ale genei RET joacă un rol important. rol esențial în dezvoltarea HSCR. A fost identificat un polimorfism de intensificare intrronic comun (RET D3, sau rs2435357), care este un factor de risc pentru HSCR și afectează expresia RET.56) Acest polimorfism comun ar putea interacționa, de asemenea, cu alte modificări genetice, modulând fenotipul HSCR și poate explica eșecul la identificarea mutațiilor secvenței codificatoare în majoritatea cazurilor de HSCR, chiar și la pacienții din familii care prezintă legături cu RET.

Șoarecii cu deficit de Nrtn- și Gfr,2-au prezentat un număr redus de neuroni mienterici în intestinul subțire și o reducere drastică a inervației colinergice în glandele salivare și lacrimale. GDNF și NRTN sunt considerate gene HSCR de susceptibilitate rare, uneori în conjugare cu mutații RET.57),58)

4. Rolul semnalizării GDNF/GFR,1/RET în dezvoltarea anomaliilor renale și renale

S-a demonstrat că semnalizarea GDNF mediată de RET esteesențială pentru dezvoltarea rinichilor.59) În timpul dezvoltării timpurii, RET și GFR,1 sunt exprimate de-a lungul ductului Wolffian (WD), în timp ce GDNF este exprimat în mezenchimul metanefric (MM) adiacent porțiunii caudale a WD (Fig. 3A). Mugurele ureteral (UB) iese din porțiunea caudală a WD, se invaginează în MM și începe să se ramifice în mod repetat. De remarcat, RET este foarte exprimat într-o anumită regiune a WD unde are loc formarea UB (Fig. 3B) și, ulterior, la vârfurile ramificației UB în MM (Fig. 3C). Pe parcursul întregului proces dedezvoltarea rinichilor, vârfurile UB par să fie formate în întregime din celule care exprimă RET care răspund la GDNF în MM, în timp ce trunchiul UB constă în mare parte din celule Ret negative (Fig. 3D),60),61), ceea ce indică faptul că expresia RET este bună -reglat în timpul ramificării UB. În absența genei Gdnf, Ret sau Gfr,1, cea mai frecventă consecință este o eșec a formării UB, având ca rezultat ageneză sau disgeneză renală și defecte ale ureterului (fără uretere, uretere mici, uretere conectate anormal etc.).37 )–42) Câțiva șoareci cu mutație Ret au prezentat o scădere a ramificării UB prin afectarea RAS/MAPK, PI3K/AKT și/sau PLC. căi.8),43),62) În plus, factorii de transcripție ETV4 și ETV5 au fost identificați ca componente cheie ale unei rețele de gene în aval de RET care promovează morfogeneza ramificată.63),64)

Fig. 3. Mișcarea celulară dependentă de RET în timpul formării și ramificării mugurilor ureterelor (UB). Celulele RET-pozitive (albastre) sunt inițial dispersate de-a lungul ductului mezonefric (ductul Wolffian, WD) (A). Celulele RET-pozitive încep să se miște pentru a forma UB primar, iar ductul mezonefric ventral este epuizat de celule RET-pozitive (B). Pe măsură ce UB crește, celulele RET pozitive formează vârfurile UB, în timp ce celulele RET negative urmează și formează trunchiul UB (C, D).

Un raport anterior a arătat că mutații heterozigote RET au fost găsite la aproximativ 30% dintr-o serie de 29 de fetuși umani cu ageneză renală bilaterală sau unilaterală (BRA sau URA) și o mutație heterozigotă GDNF la un făt cu URA.65) Cu toate acestea, o altă analiză a o serie mare de 105 cazuri, inclusiv 90 de fetuși fie cu BRA sau URA și hipodisplazie renală contralaterală sau rinichi displazic multichistic au raportat doar șapte mutații potențiale în secvența de codificare RET (6,6%) și nicio mutație în GDNF. 66)

Anomaliile congenitale ale rinichilor și tractului urinar (CAKUT) reprezintă 40–50% din bolile renale cronice la copii. CAKUT acoperă o gamă largă de malformații structurale care rezultă dintr-un defect în morfogeneza rinichiului și/sau a tractului urinar. Un studiu pe 122 de pacienți vii, cuprinzând diferite CAKUT, a găsit variații RET sau GDNF la aproximativ 5% dintre pacienți. au fost analizate genele cauzatoare. Dintre acestea, 37 de mutații heterozigote diferite în 12 din 17 gene examinate au fost detectate la 47 de pacienți din 41 din cele 650 de familii (6,3%), în care au fost incluse doar trei mutații ale RET (0,5%).68) Aceste constatări au indicat că Mutațiile RET sunt mai puțin frecvent asociate cu CAKUT decât era de așteptat.

5. Rolul semnalizării GDF15/GFRAL/RET în controlul greutății corporale

GDF15 este membru al familiei TGF-O și este asociat cu reglarea greutății corporale.36) Administrarea de GDF15 la șoareci obezi a redus aportul alimentar și greutatea corporală, demonstrând efectele sale anti-obezitate.69) GDF15 este un hormon indus de stres iar nivelurile plasmatice ale acestuia cresc odată cu vârsta, exercițiile fizice intense, obezitatea, fumatul și sarcina. Niveluri mai ridicate sunt, de asemenea, observate în diferite boli umane, inclusiv boli cardiovasculare, boli renale cronice, diabet, multe tipuri de cancer avansate și infecții grave (Fig. 4).70)–72)

În 2017, receptorul pentru GDF15 a fost identificat de către patru laboratoare de cercetare ale companiilor farmaceutice ca GFRAL, a cărui expresie este detectată în neuronii din zona postrema (AP) și nucleul tractului solitar (NTS), ceea ce duce la o scădere a alimentelor. aportul și greutatea corporală la șoareci.73)–76) Mai important, GDF15-GFRAL necesită RET tirozin kinaza ca receptor de semnalizare pentru reglarea greutății corporale. Legarea GDF15 la GFRAL inițiază fosforilarea RET, ducând la activarea ERK1/2, AKT, PLC și FOS (Fig. 4). Co-expresia RET și GFRAL în AP și NTS a fost confirmată prin analiza hibridizării in situ.

În condiții homeostatice, animalele folosesc circuite neuronale hipotalamice pentru a menține greutatea corporală prin integrarea semnalelor metabolice și hormonale de la periferie. Cu toate acestea, în condiții de stres, aceștia folosesc o cale neuronală alternativă pentru modificările metabolice.36),77) Nivelurile plasmatice crescute de GDF15 sunt observate în diferite boli cronice ale omului și sunt asociate cu pierderea în greutate corporală. În cancerele avansate, nivelurile circulante ale GDF15 cresc de până la 10-100-ori și induc sindromul anorexie-cașexie (Fig. 4). Cașexia este definită ca un sindrom metabolic asociat cu pierderea involuntară extremă a masei corporale slabe cu sau fără pierderea masei adipoase. GDF15 este acum considerat actorul principal în cașexia observată la pacienții cu cancer. Cu toate acestea, nu există medicamente aprobate pentru această afecțiune. Recent, a fost dezvoltat un anticorp monoclonal care vizează GFRAL și inhibă semnalizarea RET. Anticorpul a prevenit interacțiunea RET determinată de GDF15-cu GFRAL și cașexia legată de cancer prin inversarea oxidării excesive a lipidelor la șoarecii purtători de tumori.78) Alte studii clinice cu medicamente care vizează calea GDF15-GFRAL vor a aruncat lumină asupra tratamentului pacienților cu cașexie legată de cancer.

Serviciul de asistență al Wecistanche-Cel mai mare exportator de cistanche din China:

E-mail:wallence.suen@wecistanche.com

Whatsapp/Tel:+86 15292862950

Cumpărați pentru mai multe detalii despre specificații:

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

OBȚINEȚI EXTRACT DE CISTANCHE ORGANIC NATURAL CU 25% ECHINACOSIDE ȘI 9% ACTEOSIDE PENTRU INFECȚIA RINCHILOR