ТБХА2Р | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | TBXA2R , BDPLT13, TXA2-R, рецептор тромбоксана А2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | ОМИМ : 188070; МГИ : 98496; Гомологен : 825; GeneCards : TBXA2R; OMA :TBXA2R — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рецептор тромбоксана ( TP ), также известный как простаноидный рецептор TP , представляет собой белок , который у людей кодируется геном TBXA2R . Рецептор тромбоксана является одним из пяти классов простаноидных рецепторов [5] и был первым клонированным эйкозаноидным рецептором . [6] Рецептор TP получил свое название от своего предпочтительного эндогенного лиганда тромбоксана A2 . [ 5]
Ген , отвечающий за управление синтезом рецептора тромбоксана, TBXA2R , расположен на человеческой хромосоме 19 в позиции p13.3, охватывает 15 килобаз и содержит 5 экзонов . [7] TBXA2R кодирует член суперсемейства семитрансмембранных рецепторов, связанных с G-белком . [8] [9]
Результаты молекулярной биологии предоставили окончательные доказательства существования двух подтипов рецепторов TP у человека. [5] Первоначально клонированный подтип TP из плаценты человека (длиной 343 аминокислоты) известен как α- изоформа , а вариант сплайсинга, клонированный из эндотелия (с 407 аминокислотами), называется β-изоформой. [9] Первые 328 аминокислот одинаковы для обеих изоформ, но β-изоформа демонстрирует расширенный C-концевой цитоплазматический домен. [10] Обе изоформы стимулируют клетки частично, активируя семейство Gq белков G. [6] Однако, по крайней мере, в некоторых типах клеток TPα также стимулирует клетки, активируя семейство Gs белков G, в то время как TPβ также стимулирует клетки, активируя класс Gi белков G. Это приводит к стимуляции или ингибированию, соответственно, активности аденилатциклазы и, следовательно, к совершенно разным клеточным реакциям. [6] Различия в последовательности их C-концевого хвоста также допускают значительные различия в интернализации двух рецепторов и, следовательно, десенсибилизации (т.е. потере способности стимулировать G-белок и, следовательно, клетки) после активации агонистом; TP β , но не TP α, подвергается интернализации, вызванной агонистом. [11]
Экспрессия изоформ α и β не одинакова внутри или между различными типами клеток. [9] Например, тромбоциты экспрессируют высокие концентрации изоформы α (и обладают остаточной РНК для изоформы β), в то время как экспрессия изоформы β не была задокументирована в этих клетках. [9] Изоформа β экспрессируется в эндотелии человека . [11] Более того, каждая изоформа TP может физически объединяться с: a) другой из своих изоформ, чтобы создать гомодимеры TPα-TPα или TPβ-TPβ , которые способствуют более сильной клеточной сигнализации, чем достигаемая их мономерными аналогами; b) их противоположной изоформой, чтобы создать гетеродимеры TPα-TPβ , которые активируют больше клеточных сигнальных путей, чем любая изоформа или гомодимер; и c) с рецептором простациклина (т.е. рецептором IP) для образования гетеродимеров TP-IP, которые, в отношении гетеродимеров TPα-IP, вызывают особенно интенсивную активацию аденилциклазы . Последний эффект на аденилциклазу может служить для подавления стимулирующего действия клеток TPα и, таким образом, некоторых из его потенциально вредных действий. [12]
Мыши и крысы экспрессируют только изоформу TPα. Поскольку эти грызуны используются в качестве животных-моделей для определения функций генов и их продуктов, отсутствие у них двух изоформ TP ограничило понимание индивидуальных и различных функций каждой изоформы рецептора TP. [13]
Исторически наибольшее внимание уделялось участию рецепторов TP в функционировании тромбоцитов. Однако теперь ясно, что рецепторы TP широко распространены в различных типах клеток и среди различных систем органов. [9] Например, рецепторы TP были локализованы в сердечно-сосудистых, репродуктивных, иммунных, легочных и неврологических тканях, среди прочих. [9] [14]
Орган/Ткань | Клетки/Клеточные линии | |
---|---|---|
Распределение рецепторов TP [9] | Легкое, селезенка, матка, плацента, аорта, сердце, кишечник, печень, глаз, тимус, почки, спинной мозг, головной мозг | Тромбоциты, моноциты крови, мезангиальные клетки клубочков, олигодендроциты, миоциты сердца, афферентные симпатические нервные окончания в сердце, эпителиальные клетки, клетки Hela, гладкомышечные клетки, эндотелиальные клетки, трофобласты, клетки Шванна, астроциты, мегакариоциты, клетки Купфера, мегакариоциты эритролейкемии человека (HEL), клетки K562 (хронический миелоидный лейкоз человека), клетки гепатобластомы HepG2, незрелые тимоциты, EL-4 (линия Т-клеток мыши), клетки астроцитомы |
Стандартные простаноиды имеют следующую относительную эффективность в качестве лигандов рецепторов при связывании и активации TP: TXA 2 = PGH2 >> PGD2 = PGE2 = PGF2alpha = PGI2 . Поскольку TXA 2 крайне нестабилен, исследования связывания рецепторов и биологические исследования TP проводятся со стабильными аналогами TXA 2 , такими как I-BOP и U46619 . Эти два аналога имеют половину своей максимальной связывающей способности и клеточно-стимулирующей активности при ~1 и 10-20 наномолярных концентрациях соответственно; предполагается, что TXA 2 и PGH2 (который также нестабилен) имеют связывающую и клеточно-стимулирующую активность в этом диапазоне. PGD2, PGE2, PGF2alpha и PGI2 обладают связывающей и стимулирующей активностью, которая более чем в 1000 раз слабее, чем I-BOP, и поэтому предполагается, что они не обладают заметной способностью стимулировать TP in vivo. 20-гидроксиэйкозатетраеновая кислота (20-HETE) является полным агонистом, а некоторые изопростановы , например, 8-изо-PGF2 альфа и 8-изо-PGE2, являются частичными агонистами рецептора TP. В моделях животных и тканях человека они действуют через TP, способствуя реакции тромбоцитов и стимулируя сокращение кровеносных сосудов. [15] Синтетические аналоги TXA 2 , которые активируют TP, но относительно устойчивы к спонтанной и метаболической деградации, включают SQ 26655, AGN192093 и EP 171, все из которых обладают связывающей и активирующей активностью для TP, аналогичной I-BOP. [13] [16] [17]
Несколько синтетических соединений связываются с TP, но не активируют его, и тем самым ингибируют его активацию путем активации лигандов. Эти антагонисты рецепторов включают I-SAP, SQ-29548, S-145, домитробан и вапипрост, все из которых имеют сродство к связыванию TP, аналогичное сродству I-BOP. Другие известные антагонисты рецепторов TP — это сератродаст (AA-2414), терутробан (S18886), PTA 2 , 13-APA, GR-32191, сулотробан (BM-13177), SQ-29,548, SQ-28,668, ONO-3708, Bay U3405, EP-045, BMS-180,291 и S-145. [5] [18] Многие из этих антагонистов рецепторов TP были оценены как потенциальные терапевтические средства для лечения астмы , тромбоза и гипертонии . [18] Эти оценки показывают, что антагонисты рецепторов TP могут быть более эффективными, чем препараты, которые селективно блокируют выработку ингибиторов тромбоксансинтазы TXA 2. [18] Этот, казалось бы, парадоксальный результат может отражать способность PGH2, выработка которого не блокируется ингибиторами, заменять TXA 2 при активации TP. [13] Были обнаружены новые антагонисты рецепторов TP, которые также обладают активностью в снижении выработки TXA 2 путем ингибирования циклооксигеназ , и они находятся в стадии разработки для тестирования на животных моделях. [19]
TP классифицируется как сократительный тип простаноидного рецептора на основе его способности сокращать различные типы тканей, содержащих гладкие мышцы, такие как ткани легких, кишечника и матки. [20] TP сокращает гладкие мышцы и стимулирует различные реакции в широком диапазоне других типов клеток путем связывания и мобилизации одного или нескольких семейств класса G-белков рецептор-регулируемых сигнальных молекул клеток. При связывании с TXA 2 , PGH 2 или другими его агонистами TP мобилизует членов: [14] [21] [22]
После активации этих путей способность рецепторов TP стимулировать клетки быстро обращается вспять в результате процесса, называемого гомологичной десенсибилизацией , т. е. TP больше не может мобилизовать свои мишени G-белка или дополнительно стимулировать функцию клетки. Впоследствии β-, но не α-изоформа TP подвергается интернализации рецептора . Эти события подавления рецептора запускаются рецепторными киназами, связанными с G-белком, мобилизованными во время активации рецептора TP. Агенты, независимые от рецептора TP, которые стимулируют клетки активировать протеинкиназы C или протеинкиназы A, также могут подавлять TP в результате процесса, называемого гетерологичной десенсибилизацией . Например, активация простациклинового рецептора (IP) , вызванная простациклином I2 (PGI2) , и активация простагландинового рецептора DP1, вызванная простагландином D2, вызывают десенсибилизацию рецептора TP путем активации протеинкиназ A, в то время как активация простагландинового рецептора F, вызванная простагландином F2альфа , и активация простагландинового рецептора EP1, вызванная простагландином E2, десенсибилизируют TP путем активации протеинкиназ C. Эти реакции десенсибилизации служат для ограничения действия агонистов рецепторов, а также общей степени возбуждения клеток. [12]
В дополнение к своей способности подавлять TPα, рецептор IP активирует клеточные сигнальные пути, которые противодействуют тем, которые активируются TP. Более того, рецептор IP может физически объединяться с рецептором TPα, образуя гетеродимерный комплекс IP-TPα, который при связывании с TXA 2 активирует преимущественно клеточные сигнальные пути, связанные с IP. Природа и степень многих клеточных ответов на активацию рецептора TP, таким образом, модулируются рецептором IP, и эта модуляция может служить для ограничения потенциально пагубных эффектов активации рецептора TP (см. следующий раздел о функциях). [12] [13]
Исследования с использованием животных, генетически модифицированных с отсутствием рецептора TP, и изучение действия агонистов и антагонистов этого рецептора на животных и на ткани животных и человека показывают, что TP выполняет различные функции у животных и что эти функции также встречаются у людей или служат парадигмой для дальнейшего изучения.
Тромбоциты человека и животных , стимулированные различными агентами, такими как тромбин, производят TXA 2 . Ингибирование этого производства значительно снижает конечную адгезию, агрегацию и дегрануляцию тромбоцитов (т. е. секрецию содержимого гранул) в ответ на исходный стимул. Кроме того, тромбоциты мышей, лишенных рецепторов TP, имеют аналогичные дефектные реакции адгезии, агрегации и дегрануляции, и эти мыши с дефицитом TP не могут образовывать стабильные сгустки крови и, как следствие, проявляют тенденцию к кровотечениям. TP, как показывают исследования, является частью положительной обратной связи, которая функционирует для содействия адгезии тромбоцитов, агрегации, дегрануляции и тромбоцит-индуцированным реакциям свертывания крови in vitro и in vivo. Направляемые тромбоцитами функции TP во многих отношениях противоположны функциям рецептора IP . Это дополнительно указывает (см. предыдущий раздел), что баланс между осями TXA 2 -TP и PGI 2 -IP способствует регулированию функции тромбоцитов, свертыванию крови и кровотечению. [14] [13]
Исследования на животных моделях показывают, что активация рецептора TP сокращает сосудистые гладкомышечные клетки и действует на сердечные ткани, увеличивая частоту сердечных сокращений, вызывая сердечные аритмии и вызывая ишемию миокарда . Эти эффекты могут лежать в основе, по крайней мере частично, защитных эффектов нокаута гена TP у мышей. Мыши TP(-/-): a) устойчивы к кардиогенному шоку, вызванному инфузией агониста TP, U46619, или предшественника простагландина и тромбоксана A 2 , арахидоновой кислоты ; b) частично защищены от повреждения сердца, вызванного гипертонией у мышей с дефицитом рецептора IP , получающих высокосолевую диету; c) не подвержены развитию гипертонии, вызванной ангиотензином II и метиловым эфиром N-нитроаргинина, вместе с сопутствующей гипертрофией сердца; d) устойчивы к повреждению сосудов, вызванному повреждением наружной сонной артерии, вызванным баллонным катетером; e) менее вероятно развитие тяжелой дисфункции микроциркуляции печени, вызванной TNFα , а также повреждение почек, вызванное TNFα или эндотоксином бактериального происхождения ; и f) замедление развития сосудистого атеросклероза у мышей с нокаутированным геном ApoE . [12] [13] [14] [23] Кроме того, антагонисты рецепторов TP уменьшают размер инфаркта миокарда в различных моделях животных этого заболевания и блокируют сердечную дисфункцию, вызванную обширной ишемией тканей в моделях животных с дистанционным ишемическим прекондиционированием . [24] Таким образом, TP имеет широкий спектр функций, которые, как правило, вредны для сердечно-сосудистой сети у животных и, скорее всего, у людей. Однако функции TP не являются одинаково вредными для сердечно-сосудистой системы: у мышей с истощенными рецепторами TP наблюдается увеличение повреждения сердца, а также смертности из-за заражения трипаносомой крузи . Механизмы, лежащие в основе этого предполагаемого защитного эффекта, и его применимость к людям пока неизвестны. [14]
20-гидроксиэйкозатетраеновая кислота (20-HETE), продукт арахидоновой кислоты, образованный омега-гидроксилазами цитохрома P450 , [25] и некоторые изопростаны, которые образуются путем неферментативной атаки свободных радикалов на арахидоновую кислоту, [17] сужают препараты артерий грызунов и человека, напрямую активируя TP. Хотя он значительно менее эффективен, чем тромбоксан A2 в активации этого рецептора, исследования препаратов мозговых артерий крыс и человека показывают, что увеличение кровотока через эти артерии запускает выработку 20-HETE, который, в свою очередь, связывает рецепторы TP, чтобы сузить эти сосуды и тем самым уменьшить их кровоток. Действуя в последнем качестве, 20-HETE, как предполагается, функционирует как аналог TXA 2 для регулирования притока крови к мозгу и, возможно, другим органам. [15] [26] Изопростаны образуются в тканях, подвергающихся острому или хроническому окислительному стрессу , например, в местах воспаления и артериях больных диабетом. [17] Высокие уровни изопростанов образуются в ишемических или иным образом поврежденных кровеносных сосудах и, действуя через TP, могут стимулировать артериальное воспаление и пролиферацию гладких мышц; предполагается, что эта ось изопростан-TP способствует развитию атеросклероза и, следовательно, сердечных приступов и инсультов у людей. [17] [19]
Активация рецептора TP сокращает препараты гладкой мускулатуры бронхов, полученные от животных моделей, а также людей, и сокращает дыхательные пути в животных моделях. [14] В мышиной модели астмы (т. е. гиперчувствительности к овалабумину) антагонист рецептора TP уменьшил количество эозинофилов, инфильтрирующих легкие, судя по их содержанию в жидкости бронхоальвеолярного лаважа , а в мышиной модели астмы, вызванной пылевым клещом, удаление TBXA2R предотвратило развитие сокращения дыхательных путей и легочной эозинофилии в ответ на аллерген. Другие агонисты рецептора TP также уменьшили реактивность бронхов дыхательных путей на аллерген, а также симптомы у добровольцев с астмой. [27] Рецептор TP, по-видимому, играет существенную роль в проастматических действиях лейкотриена C4 (LTC4): у мышей, сенсибилизированных овальбумином, лейкотриен C4 увеличивал количество эозинофилов в жидкости бронхоальвеолярного лаважа и одновременно снижал процент эозинофилов в крови, но эти реакции не наблюдались у мышей с дефицитом TBXA2R . LTC4 также стимулировал экспрессию в легких провоспалительных внутриклеточных молекул адгезии, ICAM-1 и VCAM-1, с помощью механизма, зависящего от рецептора TP. [28] Эти результаты свидетельствуют о том, что TP способствует развитию астмы в животных моделях, по крайней мере частично, опосредуя действия LTC4. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, могут ли антагонисты рецептора TP быть полезными для лечения астмы и других синдромов сужения дыхательных путей, таких как хронические обструктивные заболевания легких у людей.
Наряду с PGF2α , действующим через свой FP-рецептор , TXA 2 , действующий через TP, сокращает препараты гладких мышц матки у грызунов и людей. Поскольку матка человека теряет чувствительность к PGP2α, но не к TXA 2 на ранних стадиях родов при вагинальных родах , агонисты TP, как предполагается, могут быть полезны для лечения преждевременных родовых неудач. [14]
Активация рецепторов TP стимулирует провоспалительные реакции эндотелиальных клеток сосудов, такие как повышенная экспрессия адгезионных белков клеточной поверхности (т. е. ICAM-1 , VCAM-1 и E-селектин ); стимулирует апоптоз (т. е. гибель клеток) лимфоцитов CD4+ и CD8+ ; вызывает хемокинез (т. е. движение клеток) собственных Т-клеток ; и нарушает адгезию дендритных клеток к Т-клеткам, тем самым подавляя зависимую от дендритных клеток пролиферацию Т-клеток. Мыши с дефицитом TP проявляют усиленную реакцию контактной гиперчувствительности на тимоциты DNFB в тимусе этих мышей с дефицитом, устойчивые к апоптозу, вызванному липополисахаридом . У мышей с истощенными рецепторами TP также постепенно с возрастом развивается обширная лимфаденопатия и, в связи с этим, повышенные иммунные ответы на чужеродные антигены. Эти исследования показывают, что сигнализация TXA2-TP функционирует как отрицательный регулятор взаимодействий DC-T-клеток и, возможно, тем самым, приобретения приобретенного иммунитета у мышей. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы перенести результаты исследований на мышах на людей. [14] [29] [30]
Описана повышенная экспрессия циклооксигеназ и их потенциальное участие в прогрессировании различных видов рака у человека. Некоторые исследования предполагают, что метаболит TXA 2 ниже по течению этих циклооксигеназ вместе с его рецептором TP способствуют опосредованию этого прогрессирования. Активация TP стимулирует пролиферацию опухолевых клеток, миграцию, неоваскуляризацию , инвазивность и метастазирование в моделях животных, моделях клеток животных и человека и/или образцах тканей человека при раке простаты, груди, легких, толстой кишки, мозга и мочевого пузыря. [14] [31] Эти результаты, хотя и предполагают, требуют трансляционных исследований для определения их релевантности для указанных видов рака у человека.
В отдельных случаях у людей с легкой и умеренной склонностью к кровотечениям были обнаружены мутации в TP, которые связаны с дефектами связывания аналогов TXA 2 с этими рецепторами , активирующими сигнальные пути клеток и/или функциональными реакциями тромбоцитов не только на агонисты TP, но и на агенты, стимулирующие тромбоциты с помощью TP-независимых механизмов (см. раздел «Геномика» ниже). [15]
Антагонист рецептора TP сератродаст продается в Японии и Китае для лечения астмы. Пикотамид , двойной ингибитор синтеза TP и TXA 2 , лицензирован в Италии для лечения клинического артериального тромбоза и заболевания периферических артерий. [15] Эти препараты пока не лицензированы для использования в других странах.
В то время как функциональные роли сигнализации рецептора TP в различных гомеостатических и патологических процессах были продемонстрированы на животных моделях, у людей эти роли были продемонстрированы в основном в отношении функции тромбоцитов, свертывания крови и гемостаза . Также было предложено, что TP участвует в регуляции артериального давления и кровотока в органах человека; эссенциальной и вызванной беременностью гипертонии; сосудистых осложнениях из-за серповидноклеточной анемии; других сердечно-сосудистых заболеваниях, включая сердечный приступ , инсульт и заболевания периферических артерий ; сокращении матки при родах; и модуляции врожденных и адаптивных иммунных реакций, включая те, которые способствуют различным аллергическим и воспалительным заболеваниям кишечника, легких и почек. [9] Однако многие из исследований на животных моделях и тканях, подтверждающих эти предполагаемые функции, еще не были доказаны напрямую применимыми к заболеваниям человека. Исследования, которые предоставят эти доказательства, в первую очередь основаны на определении того, являются ли антагонисты рецептора TP клинически полезными. Однако эти исследования сталкиваются с проблемами, связанными с тем, что препараты, которые косвенно нацелены на TP (например, нестероидные противовоспалительные препараты , которые блокируют выработку TXA 2 ) или которые обходят TP (например, антагонисты P2Y12 , которые ингибируют активацию тромбоцитов, и кортикостероиды и антагонисты рецептора цистеиниллейкотриена 1 , которые подавляют аллергические и/или воспалительные реакции), являются эффективными методами лечения многих предположительно TP-зависимых заболеваний. Эти препараты, вероятно, будут дешевле и могут иметь более серьезные побочные эффекты, чем препараты, нацеленные на TP. [14] Эти соображения могут помочь объяснить, почему относительно мало исследований изучали клиническую полезность препаратов, нацеленных на TP. Были проведены или проводятся следующие трансляционные исследования антагонистов TP: [27] [19]
В дополнение к вышеуказанным антагонистам TP, в клинической разработке находятся препараты, которые обладают двойным ингибирующим действием, поскольку они блокируют не только TP, но и фермент, ответственный за создание TXA2 2 , тромбоксан-А-синтазу . Эти исследования двойных ингибиторов включают: [15]
Было обнаружено, что несколько изолированных и/или наследственных случаев пациентов, страдающих легким или умеренно тяжелым геморрагическим диатезом, связаны с мутациями в гене TBXA2R , которые приводят к аномалиям в экспрессии, субклеточном расположении или функции его продукта TP. Эти случаи включают: [15] [32]
Вариации полиморфизма одного нуклеотида (SNP) в гене TBXA2R связаны с аллергическими и сердечно-сосудистыми заболеваниями; к ним относятся: [33] [34]