ПТГИР | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | PTGIR , IP, PRIPR, рецептор простагландина I2 (простациклина) (IP), рецептор простагландина I2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | ОМИМ : 600022; МГИ : 99535; гомологен : 7496; GeneCards : PTGIR; OMA :PTGIR — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рецептор простациклина , также называемый рецептором простагландина I 2 или просто IP , является рецептором, принадлежащим к группе рецепторов простагландина (PG) . IP связывается с простациклином (также называемым простагландином I 2 , PGI 2 или при использовании в качестве лекарственного средства, эпопростенолом) и опосредует его биологическое действие . IP кодируется у людей геном PTGIR . Несмотря на то, что IP обладает многими функциями, определенными в исследованиях на животных моделях, его основное клиническое значение заключается в том, что он является мощным вазодилататором: стимуляторы IP используются для лечения тяжелых и даже опасных для жизни заболеваний, связанных с патологической вазоконстрикцией .
Ген PTGIR расположен на хромосоме 19 человека в позиции q13.32 (т. е. 19q13.32), содержит 6 экзонов и кодирует рецептор, сопряженный с G-белком (GPCR) семейства родопсин-подобных рецепторов, подсемейства A14 (см. родопсин-подобные рецепторы#Подсемейство A14 ). [5]
IP наиболее сильно выражен в мозге и тимусе и легко обнаруживается в большинстве других тканей. Он обнаружен по всей сосудистой сети на эндотелии и гладкомышечных клетках. [5] [6]
Стандартные простаноиды имеют следующую относительную эффективность в качестве лигандов рецепторов при связывании и активации IP: PGI 2 >> PGD2 = PGE2 = PGF2α > TXA2 . В типичных исследованиях связывания PGI 2 имеет половину своей максимальной связывающей способности и клеточно-стимулирующего действия при ~1 наномолярном уровне , тогда как другие простагландины в >50–100 раз слабее этого. Однако PGI 2 очень нестабилен, спонтанно превращаясь в гораздо менее активное производное 6-кето-PGF1 альфа в течение 1 минуты после его образования. Эта нестабильность затрудняет определение точного сродства PGI 2 к IP. Это также делает важным наличие стабильных синтетических аналогов PGI 2 для клинического использования. Наиболее мощными из этих агонистов рецепторов для связывания с IP и его активации являются илопрост , тапростен и эзуберапрост, которые имеют значения Kd (т.е. концентрации, которые связываются с половиной доступных рецепторов IP) в низком диапазоне наномоль /литр. [7] [8]
Несколько синтетических соединений связываются с IP, но не активируют его, и тем самым ингибируют его активацию активирующими лигандами, описанными выше. Эти антагонисты рецепторов включают RO1138452, RO3244794, TG6-129 и BAY-73-1449, все из которых имеют значения K d для IP на уровне или ниже низких уровней наномоль/литр. [7]
IP классифицируется как релаксантный тип простаноидных рецепторов на основе его способности при активации расслаблять определенные предварительно сокращенные препараты гладких мышц и ткани, содержащие гладкие мышцы, такие как ткани легочных артерий и вен. [9] При связывании с PGI 2 или другими его агонистами IP стимулирует один или несколько из трех типов комплексов G-белка в зависимости от типа клеток: a) комплексы субъединицы Gs альфа - Gβγ , которые высвобождают Gs, которые затем стимулируют аденилциклазу для повышения внутриклеточных уровней цАМФ и, таким образом, активируют регулируемые цАМФ протеинкиназы А-зависимые сигнальные пути клеток (см. PKA ); b) комплексы субъединицы альфа Gq -Gβγ, которые высвобождают Gq, который затем стимулирует другие сигнальные пути клетки (например, фосфолипазу C / IP3 / мобилизацию Ca 2+ в клетках / диацилглицерин / протеинкиназу Cs , модулированную кальмодулином киназу легкой цепи миозина , RAF / MEK / митоген-активируемые протеинкиназы , PKC / Ca 2+ / кальциневрин / ядерный фактор активированных Т-клеток ; и клеточные рецепторы EGF ; и c) комплексы субъединицы альфа Gi -Giβγ, которые высвобождают Gi, который затем имитирует фосфолипазу C для расщепления фосфатидилинозитолтрифосфата в инозитолтрифосфат , который повышает внутриклеточный уровень CaCa 2 , тем самым регулируя сигнальные пути кальция и диацилглицерин , который активирует определенные ферменты протеинкиназы C ), которые фосфорилируют и тем самым регулируют целевые белки, участвующие в передаче сигналов в клетке (см. Белок киназа C#Function ). Исследования показывают, что стимуляция комплексов Gsβγ необходима для активации Gqβγ- и Giβγ-зависимых путей. [8] [10] [11] [12] В некоторых клетках активация IP также стимулирует белки G 12 /G 13 -Gβγ G для активации семейства Rho сигнальных белков ГТФаз и белки Gi -Gβγ G для активации путей Raf /MEK/митоген-активируемой киназы.
Исследования с использованием животных, генетически модифицированных для отсутствия IP, и изучение действия агонистов рецептора EP4 на животных, а также на тканях животных и человека показывают, что этот рецептор выполняет различные функции. Он считается наиболее успешной терапевтической целью среди 9 простаноидных рецепторов. [11]
Мыши с нокаутированным геном IP (т. е. мыши IP(-/-)) демонстрируют повышенную склонность к тромбозу в ответ на экспериментально вызванный эндотелий , результат, который, по-видимому, отражает, по крайней мере частично, потерю антитромбоцитарной активности IP. [13] [14] Активация IP тромбоцитов животных и человека подавляет их реакцию агрегации и, как одно из следствий этого, ингибирует тромбоцит-зависимое свертывание крови . Ось PGI 2 -IP вместе с выработкой оксида азота , действуя вместе аддитивно и потенциально синергически, являются мощными и физиологически отрицательными регуляторами функции тромбоцитов и, следовательно, свертывания крови у людей. Исследования показывают, что ось PGI 2 -IP нарушается у пациентов с тенденцией к развитию патологического тромбоза , например, при ожирении, диабете и ишемической болезни сердца . [11] [15]
Активация IP стимулирует расширение артерий и вен в различных моделях животных, а также у людей. Она увеличивает кровоток, например, через легочное, коронарное, ретинальное и хориоидальное кровообращение. Вдыхаемый PGI 2 вызывает умеренное падение диастолического и небольшое падение систолического артериального давления у людей. Это действие включает способность IP расслаблять гладкие мышцы сосудов и считается одной из основных функций рецепторов IP. Кроме того, у мышей IP(-/-) на диете с высоким содержанием соли развиваются значительно более высокие уровни гипертонии , сердечного фиброза и гипертрофии сердца, чем у контрольных мышей. Сосудорасширяющие и, возможно, ингибирующие тромбоциты эффекты рецепторов IP, вероятно, лежат в основе его способности подавлять гипертонию и защищать ткани, такие как сердце в этой модели, а также сердце, мозг и желудочно-кишечный тракт в различных моделях животных ишемического повреждения. [11] Действительно, агонисты IP используются для лечения пациентов с патологическими вазоконстриктивными заболеваниями. [16] Инъекция активаторов IP в кожу грызунов увеличивает локальную проницаемость капилляров и отек; мыши IP(-/-) не демонстрируют эту повышенную проницаемость капилляров и отек в ответ не только на активаторы IP, но и в модели отека лапы, вызванного каррагинаном или брадикинином . Антагонисты IP также снижают экспериментально вызванную проницаемость капилляров и отек у крыс. Это действие также считается физиологической функцией рецепторов IP, [8] [11], но может способствовать токсичности активаторов IP у пациентов, вызывая, например, опасный для жизни отек легких . [16]
Активаторы IP подавляют прилипание циркулирующих тромбоцитов и лейкоцитов к сосудистому эндотелию, тем самым блокируя их проникновение в места нарушения ткани. Активаторы также подавляют пролиферацию гладкомышечных клеток сосудов, блокируя цикл роста этих клеток и запуская их апоптоз (т.е. гибель клеток ). Эти действия, наряду с его противовоспалительными эффектами, могут лежать в основе способности нокаута гена IP в мышиной модели ApoE(−/−) вызывать ускоренную скорость развития атеросклероза. [8] [11]
Исследования на мышах показывают, что ось PGI 2 -IP активирует клеточные сигнальные пути, которые имеют тенденцию подавлять аллергическое воспаление. Ось ингибирует дендритные клетки , полученные из костного мозга (т. е. антигенпрезентирующие клетки , которые обрабатывают антигенный материал, представляют его на своей поверхности для доставки Т-клеткам и иным образом регулируют врожденные и адаптивные реакции иммунной системы ) от выработки провоспалительных цитокинов (например, IL-12 , TNF-альфа , IL-1-альфа и IL-6 ), одновременно стимулируя их к увеличению выработки противовоспалительного цитокина IL-10. Активация рецептора IP этих клеток также блокирует их стимулированную липополисахаридом экспрессию провоспалительных белков клеточной поверхности (т. е. молекул CD86 , CD40 и MHC класса II ), которые имеют решающее значение для развития адаптивных иммунных реакций. Дендритные клетки костного мозга, активированные рецептором IL, показали значительно сниженную способность стимулировать пролиферацию Т-хелперных клеток , а также способность этих клеток вырабатывать проаллергические цитокины (например, IL-5 и IL-13 ). В мышиной модели аллергического воспаления PGI 2 снизил созревание и миграцию зрелых дендритных клеток легких в лимфатические узлы средостения , одновременно увеличивая выход незрелых дендритных клеток из легких. Эти эффекты привели к снижению аллерген -индуцированных реакций клеток, опосредующих аллергическую реактивность, клеток TH-2. Эти IP-индуцированные реакции, вероятно, способствуют его очевидной функции в ингибировании определенных воспалительных реакций у мышей, что иллюстрируется неспособностью мышей с дефицитом рецептора IP развить полноценные аллергические реакции дыхательных путей легких на овальбумин в модели аллергического воспаления. [8] [6]
В исследованиях на людях PGI 2 не смог изменить бронхоконстрикцию в ответ на аллерген, но защитил от бронхоконстрикции, вызванной физическими упражнениями и ультразвуковой водой, у пациентов с астмой. Он также вызвал бронходилатацию у двух пациентов с астмой. Однако эти исследования были проведены до появления мощных и селективных агонистов IP. Эти агонисты могли бы давать более эффективные результаты ингибиторов при аллергических заболеваниях дыхательных путей, но их токсичность (например, отек легких, гипотония) имела тенденцию ограничивать их исследования на пациентах с астмой. [6]
Рецепторы IP также, по-видимому, участвуют в подавлении неаллергических воспалительных реакций. У мышей с дефицитом рецепторов IP наблюдается снижение степени и прогрессирования воспаления в модели артрита, вызванного коллагеном. Этот эффект может быть результатом регулирования экспрессии связанных с артритом провоспалительных генов (например, генов IL-6 , VEGF-A и RANKL ). [9] [11] С другой стороны, рецепторы IP могут способствовать неаллергическим воспалительным реакциям: у мышей с дефицитом рецепторов IP наблюдалось повышенное воспаление легких в модели легочного фиброза, вызванного блеомицином, в то время как у мышей, у которых была повышена экспрессия фермента, образующего PGI 2 , простациклинсинтазы , в эпителиальных клетках дыхательных путей, в этой модели наблюдалась защита от повреждения легких. [6]
Мыши IP(-/-) демонстрируют слабые или нулевые реакции корчей в модели боли, вызванной уксусной кислотой. Рецептор IP мыши также, по-видимому, участвует в развитии гипералгезии, вызванной теплом . Эти и дальнейшие исследования с использованием антагонистов рецептора IP на крысах показывают, что рецепторы IP на воспринимающих боль сенсорных нейронах ганглиев задних корешков , а также на определенных нейронах спинного мозга передают сигналы боли, особенно боли, вызванной воспалением. [8] [11]
Агонисты IP-рецепторов, особенно при внутривенном введении, были связаны с быстрым развитием отека легких, гипотензии, кровотечения из-за ингибирования агрегации тромбоцитов и тахикардии. [17] [18] Клиническое применение этих агонистов противопоказано пациентам, страдающим многими заболеваниями. Например, агонист IP илопрост противопоказан пациентам с нестабильной стенокардией ; декомпенсированной сердечной недостаточностью (если только они не находятся под строгим медицинским наблюдением); тяжелыми сердечными аритмиями ; врожденными или приобретенными дефектами клапанов сердца ; повышенным риском кровотечения; историей инфаркта миокарда в течение последних 6 месяцев; или историей цереброваскулярных событий (например, инсульта) в течение 3 месяцев.
Агонисты рецепторов IP являются препаратами первой линии для лечения легочной гипертензии . Основные препараты в этой категории включают сам PGI 2 (т. е. эпопростенол ), илопрост , трепростинил и берапрост , причем в некоторых исследованиях предпочтение отдавалось эпопростенолу. [17] [19] [20] Однако недавно разработанные агонисты IP с благоприятными фармакологическими характеристиками, такие как Селексипаг, получили от FDA США статус орфанного препарата для лечения легочной гипертензии. Агонисты IP также предназначены для лечения тяжелой вазоконстрикции при болезни Рейно , синдромах, подобных болезни Рейно, и склеродермии . [21] [22] Эпопростенол вызывает улучшение гемодинамических параметров и оксигенации у пациентов, страдающих острым респираторным дистресс-синдромом, но из-за ограниченного количества рандомизированных клинических испытаний и отсутствия исследований, изучающих смертность, его использование не может быть рекомендовано в качестве стандарта лечения этого заболевания и должно быть зарезервировано для тех, кто не поддается традиционной терапии. [18] Метаанализ 18 клинических испытаний по использованию простаноидов , включая в основном агонисты IP-рецепторов, у пациентов с тяжелым заболеванием периферических артерий нижних конечностей из-за различных причин, показал, что эти препараты могут уменьшить объем ткани конечности, которую необходимо ампутировать. Однако исследования не поддержали широкое использование простаноидов у пациентов с критической ишемией конечности в качестве дополнения к реваскуляризации или в качестве альтернативы большой ампутации в случаях, когда реваскуляризация невозможна. [23]
Агонисты IP-рецепторов использовались для лечения облитерирующего тромбангиита — заболевания, связанного с нарушением свертываемости крови и воспалением мелких и средних артерий и вен рук и ног. [24]
Синонимичная замена аденина (A) на цитозин (C) в основании 984 (т. е. A984C) в экзоне 3 гена PTGIR' является наиболее частым вариантом однонуклеотидного полиморфизма (SNP) в выборке японцев. Этот вариант был связан с увеличением ответов активации тромбоцитов in vitro и увеличением частоты церебральной ишемии . Два других синонимичных варианта SNP, V53V и S328S, в PTGIR в итальянском популяционном исследовании были связаны с усиленным ответом активации тромбоцитов и тромбозом глубоких вен. [25] Редкий вариант SNP 795C из 794T в гене PTGIR связан с увеличением частоты аспирин-индуцированной астмы и большим процентным падением ответа объема форсированного выдоха дыхательных путей на ингаляцию аспириноподобного соединения (лизин-ацетилсалициловая кислота) в выборке корейской популяции. [26] [27]
В данной статье использован текст из Национальной медицинской библиотеки США , являющийся общественным достоянием .