THY1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | THY1 , CD90, CDw90, антиген клеточной поверхности Thy-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | ОМИМ : 188230; МГИ : 98747; гомологен : 4580; Генные карты : THY1; OMA :THY1 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Thy-1 или CD90 ( кластер дифференцировки 90 ) представляет собой 25–37 кДа сильно N -гликозилированный, закрепленный на гликофосфатидилинозитоле (GPI) консервативный белок клеточной поверхности с одним V-подобным доменом иммуноглобулина , первоначально обнаруженный как антиген тимоцитов . Thy-1 может использоваться в качестве маркера для различных стволовых клеток и для аксональных отростков зрелых нейронов . Структурное исследование Thy-1 привело к основанию суперсемейства иммуноглобулинов , наименьшим членом которого он является, и привело к некоторому первоначальному биохимическому описанию и характеристике якоря GPI позвоночных, а также к первой демонстрации тканеспецифического дифференциального гликозилирования.
Антиген Thy-1 был первым идентифицированным маркером Т-клеток. Thy-1 был открыт Рейфом и Алленом в 1964 году [5] во время поиска гетерологичных антисывороток против клеток лейкемии мышей , и было продемонстрировано ими, что он присутствует на тимоцитах мышей, на Т-лимфоцитах и на нейрональных клетках. Первоначально он был назван тета (θ) антигеном, затем Thy-1 ( антиген дифференцировки THYmocyte 1 ) из-за его предыдущей идентификации в тимоцитах (предшественниках Т-клеток в тимусе ). Человеческий гомолог был выделен в 1980 году как белок 25 кДа (p25) Т-лимфобластоидной клеточной линии MOLT-3, связывающийся с антисывороткой против обезьяньих тимоцитов. [6] Открытие Thy-1 у мышей и людей привело к последующему открытию многих других маркеров Т-клеток, что очень важно для области иммунологии, поскольку Т-клетки (наряду с В-клетками) являются основными клеточными компонентами адаптивного иммунного ответа. [6]
Ген Thy-1 сохранялся на протяжении всей эволюции позвоночных и даже у некоторых беспозвоночных, его гомологи описаны у многих видов, таких как кальмары , лягушки , куры , мыши , крысы , собаки и люди .
Ген Thy-1 расположен на человеческой хромосоме 11q 22.3 (хромосома мыши 9qA5.1). В AceView он охватывает 6,82 кб, от 119294854 до 119288036 (NCBI 37, август 2010 г.), на обратной цепи. Этот локус очень близок к генам CD3 и CD56/ NCAM . Некоторые полагают, что может быть функциональная значимость как этого гена, так и дельта-субъединицы CD3 (T3D), картирующейся на хромосоме 11q у человека и хромосоме 9 у мыши, хотя гомологии нет (на самом деле это предположение привело к его локализации в хромосоме 11q — области человеческой хромосомы, синтенной к мышиной хромосоме 9, которая содержала T3D). У мышей есть два аллеля : Thy-1.1 (Thy-1a, CD90.1) и Thy-1.2 (Thy-1b, CD90.2). Они отличаются только одной аминокислотой в позиции 108; аргинином в Thy-1.1 и глутамином в Thy-1.2. Thy-1.2 экспрессируется большинством штаммов мышей, тогда как Thy-1.1 экспрессируется другими, такими как штаммы мышей AKR/J и PL .
Основной белок 25-кДа (исключая тяжелое гликозилирование) грызунов Thy-1 имеет длину 111 или 112 аминокислот и N-гликозилирован в трех сайтах (в отличие от только двух сайтов гликозилирования для человеческого Thy-1). Предшественник Thy1 162aa (мышиный, 161 для человеческого) имеет сигнальную последовательность из 19 аминокислот (аа 1–19) и C-концевой трансмембранный домен из 31 аминокислоты (аа 132–162), который присутствует в проформе, но удаляется при переносе зрелого пептида из 112 аминокислот (аа 20–131) на якорь GPI, который прикрепляется через аа 131.
Некоторые из распространенных моноклональных антител, используемых для обнаружения этого белка, — это клоны OX7, 5E10, K117 и L127. Были некоторые сообщения о том, что моноклональные антитела Thy1 перекрестно реагируют с некоторыми элементами цитоскелета: анти-Thy-1.2 с актином в клетках сумчатых, мышей и человека и анти-Thy-1.1 с виментином , и предполагалось, что это связано с гомологией последовательностей в исследованиях, проведенных более 20 лет назад. [7]
Thy-1, как и многие другие белки, закрепленные на GPI, могут быть сброшены особыми типами фосфолипазы C, например, PI-PLC (фосфатидил-инозитолфосфолипаза C, или PLC β). Он также может участвовать в переносе белков, закрепленных на GPI, таких как CD55 и CD59 , из одной клетки в другую .
Thy-1 является одним из наиболее сильно гликозилированных мембранных белков с содержанием углеводов до 30% от его молекулярной массы. [8] Thy-1 у большинства видов имеет 3 сайта N-гликозилирования (Asn 23, 74 и 98), но не имеет O-гликозилирования. Состав углеводных фрагментов Thy-1 значительно различается между различными тканями или даже между клетками одной и той же линии на разных стадиях дифференциации: например, галактозамин только в мозговом Thy-1, сиаловая кислота в тимическом Thy-1 в значительном избытке, чем в мозговом Thy-1, который также увеличивается параллельно с созреванием Т-клеток. В этом отношении он имеет еще одну историческую связь: Thy-1 оказался первым гликопротеином, в котором была продемонстрирована специфичность типа клеток вариантного гликозилирования на инвариантном белке. Анализ дифференциального гликозилирования Thy-1 из мозга и тимуса показал, что все сложные N-связанные структуры различались между двумя формами, накладываясь на сайт-специфическое общее ядро. В случае Thy-1 этот основной паттерн был составлен Asn23, несущим в основном олигоманнозные структуры, Asn74, несущим наиболее протяженные сложные структуры, и Asn98, несущим меньшую сложную структуру. Структура остатков сахара в якоре GPI и связанных с ними этерифицированных структур (например, дополнительных жирных кислот и спиртов) также может быть специфичной для типа клеток и вида.
Экспрессия Thy-1 варьируется между видами. Среди клеток, которые, как сообщается, обычно экспрессируют Thy-1, есть тимоциты (предшественники Т-клеток в тимусе ) и протимоциты CD34 (+); нейроны , мезенхимальные стволовые клетки , гемопоэтические стволовые клетки , NK-клетки , мышиные Т-клетки , эндотелий (в основном в венулах с высоким эндотелием или HEV, где происходит диапедез), мезангиальные клетки почечных клубочков , циркулирующие метастатические клетки меланомы , фолликулярные дендритные клетки (FDC), фракция фибробластов и миофибробластов .
Как GPI-заякоренный белок , Thy-1 присутствует во внешнем слое липидных рафтов в клеточной мембране. В случае нейронов известно, что он сильно экспрессируется в зрелом аксоне. Аксонный холмик может действовать как барьер для его латерального распространения, даже если у него нет трансмембранного сегмента. Было высказано предположение, что Thy-1 взаимодействует с G-ингибиторными белками, членом семейства киназ Src (SFK) c-fyn и тубулином в липидных рафтах. [ необходима цитата ] У крыс и мышей белок Thy-1 присутствует на соме (теле клетки) и дендритах нейронов, но не экспрессируется на аксонах до тех пор, пока не завершится рост аксонов, и снова временно подавляется во время аксонального повреждения. [ необходима цитата ] Матрикс ВИЧ-1 локализуется с Thy-1 в липидных рафтах, месте отпочкования вирусных частиц от клеток, и Thy-1 включается в вирусные частицы в результате этого процесса. [ необходима ссылка ]
Функция Thy-1 еще не полностью выяснена. Предполагается, что он играет роль во взаимодействиях клетка-клетка и клетка-матрикс, с участием в разрастании нейритов, регенерации нервов, апоптозе , метастазах , воспалении и фиброзе .
Мыши с нокаутом Thy-1 (KO) жизнеспособны и выглядят в целом нормальными. Они демонстрируют нормальное социальное взаимодействие и нормальное обучение в лабиринте, но не могут учиться на социальных сигналах (например, узнавать от других мышей, какую пищу безопасно есть по сравнению с мышами дикого типа). Эту неудачу можно исправить с помощью трансгенной экспрессии Thy-1 или фармакологического лечения антагонистами рецептора ГАМК (A). Это говорит о том, что у мышей с нокаутом Thy-1 наблюдается чрезмерное ГАМКергическое торможение в зубчатой извилине и региональное торможение долговременной потенциации.
Сшивание антител анти-Thy-1 может способствовать росту нейритов, который зависит от G{alpha}i и активации кальциевых каналов L- и N-типа. Лиганд для стимулирования роста нейритов на астроцитах еще не идентифицирован, но предполагается, что ингибирующим лигандом являются интегрины. [16] Thy1 является одним из известных лигандов бета-3 -интегринов . [17] Взаимодействие thy1, экспрессируемого на созревающих аксонах , с бета-3-интегринами, экспрессируемыми на зрелых астроцитах, является одной из причин остановки роста аксонов. [18] [19]
Сшивание молекул Thy-1 в мембранном плоту, в контексте сильной костимулирующей сигнализации через CD28 в мышиных Т-клетках, может действовать в некоторой степени как заместитель активирующего сигнала для сигнализации рецептора Т-клеток. И наоборот, он может заменить костимуляцию CD28 для активации через TCR. [15]
Агрегация Thy1, вызванная перекрестным связыванием антител, вызывает гибель тимоцитов и мезангиальных клеток, в основном, путем апоптоза, несмотря на повышение регуляции Bcl2. Гибель мезангиальных клеток, по-видимому, является апоптозом, судя по окрашиванию TUNEL или окрашиванию аннексином V, но электронная микроскопия предполагает, что это некроз .
Внутривенная инъекция антитела ( моноклонального IgG мыши OX7) против Thy1.1 в одну хвостовую вену у крыс используется в качестве стандартной модели животных для воспроизведения экспериментального мезангиопролиферативного гломерулонефрита [20] , который широко известен в области нефрологии как анти-Thy1 GN .
Также было доказано, что он является супрессором опухолей для некоторых опухолей. [21] Вероятно, ему помогает его действие в регуляции тромбоспондина , SPARC ( остеонектина ) и фибронектина . Однако также предполагалось, что он способствует экстравазации в циркулирующих клетках меланомы. В случае рака предстательной железы было показано, что он экспрессируется в раковой строме, но не в нормальной строме, и было высказано предположение, что он может быть потенциально полезен для таргетирования специфичных для рака лекарств [1].
Действуя через несколько интегринов и, вероятно, несколько пока неизвестных других рецепторов, Thy-1 опосредует адгезию лейкоцитов и моноцитов к эндотелиальным клеткам и фибробластам, клеток меланомы к эндотелию и тимоцитов к эпителию тимуса. [22] Экспрессия Thy1 происходит, когда активируются эндотелиальные клетки. Было показано, что он взаимодействует с лейкоцитарным интегрином Mac1 (CD11b/CD18) и может играть роль в хоуминге и рекрутинге лейкоцитов. [23]
Роль Thy-1 в фиброзе и дифференциации фибробластов может иметь некоторые тканевые вариации. У мышей с нокаутом Thy1 наблюдается повышенный фиброз в легких. Фиброз, вызванный химиотерапевтическим агентом Блеомицин, также повышен у этих мышей.
У мышей с нокаутированным геном Thy-1 также наблюдаются нарушения кожных иммунных реакций и аномальное развитие сетчатки: истончение внутреннего ядерного, внутреннего плексиформного, ганглиозного и наружного сегментного слоев сетчатки.
Thy-1 можно рассматривать как суррогатный маркер для различных видов стволовых клеток (например, гемопоэтических стволовых клеток или HSC). Это один из популярных комбинаторных поверхностных маркеров для FACS для стволовых клеток в сочетании с другими маркерами, такими как CD34 . У людей Thy-1 экспрессируется на нейронах и HSC среди прочих. Он считается основным маркером плюрипотентности HSC в соответствии с CD34. В человеческих HSC все клетки Thy1 являются положительными по CD34. [24] [25] [26] [27] Thy 1 также является маркером других видов стволовых клеток, например: мезенхимальных стволовых клеток, гепатических стволовых клеток («овальные клетки»), [28] стволовых клеток кератиноцитов, [29] предполагаемых эндометриальных предшественников/(?)стволовых клеток. [30]