Введение
Трансмембранный белок типа 1
P-селектин — это трансмембранный белок типа 1, который у человека кодируется геном SELP. P-селектин функционирует как молекула клеточной адгезии (CAM) на поверхности активированных эндотелиальных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность кровеносных сосудов, и активированных тромбоцитов. В неактивированных эндотелиальных клетках он хранится в гранулах, называемых телами Вейбеля-Паладе. В неактивированных тромбоцитах P-селектин хранится в α-гранулах. Другие названия P-селектина включают CD62P, гранулярный мембранный белок 140 (GMP 140) и белок, перемещающийся из гранул на внешнюю мембрану при активации тромбоцитов (PADGEM). Он был впервые идентифицирован в эндотелиальных клетках в 1989 году.
Ген и регуляция
P-селектин расположен на хромосоме 1q21-q24, занимает более 50 кб и содержит 17 экзонов у человека. P-селектин конститутивно экспрессируется в мегакариоцитах (предшественниках тромбоцитов) и эндотелиальных клетках. Экспрессия P-селектина индуцируется двумя различными механизмами. Во-первых, P-селектин синтезируется мегакариоцитами и эндотелиальными клетками, где он направляется в мембраны секреторных гранул. При активации мегакариоцитов и эндотелиальных клеток агонистами, такими как тромбин, P-селектин быстро транслоцируется из гранул на плазматическую мембрану. Во-вторых, повышенные уровни мРНК и белка P-селектина индуцируются медиаторами воспаления, такими как фактор некроза опухоли альфа (TNF-α), липополисахарид (LPS) и интерлейкин-4 (IL-4). Хотя TNF-α и LPS повышают уровни как мРНК, так и белка в моделях на мышах, они, по-видимому, не влияют на уровень мРНК в эндотелиальных клетках человека, в то время как IL-4 увеличивает транскрипцию P-селектина у обоих видов. Повышенный синтез P-селектина может играть важную роль в доставке белка к поверхности клетки. У пациентов после ишемического инсульта концентрация P-селектина в плазме крови была тесно связана с активностью ингибитора-1 активатора плазминогена и активностью активатора плазминогена тканей.
Структура
Селектин P обнаружен в эндотелиальных клетках и тромбоцитах, где он хранится в телах Вейбеля-Паладе и α-гранулах соответственно. В ответ на воспалительные цитокины, такие как IL-4 и IL-13, P-селектин транслоцируется в плазматическую мембрану эндотелиальных клеток. Внеклеточная область P-селектина, как и у других типов селектинов, состоит из трех различных доменов: домена, подобного C-типу лектинов, расположенного в N-конце, домена, подобного EGF, и доменов, подобных комплемент-связывающему белку (аналогичных комплемент-регуляторным белкам: CRP), содержащих короткие повторы консенсуса (~60 аминокислот). Количество повторов CRP является основным признаком, отличающим типы селектинов во внеклеточной области. У человека P-селектин имеет девять повторов, в то время как E-селектин – шесть, а L-селектин – всего два. P-селектин закреплен в трансмембранной области, за которой следует короткий цитоплазматический хвостовой участок.
Лиганд
Основным лигандом для P-селектина является лиганд гликопротеина P-селектина 1 (PSGL-1), который экспрессируется почти на всех лейкоцитах, хотя P-селектин также связывается с гепарановым сульфатом и фукоиданами. PSGL-1 находится на различных гемопоэтических клетках, таких как нейтрофилы, эозинофилы, лимфоциты и моноциты, где он опосредует начальное прикрепление и адгезию этих клеток. Однако PSGL-1 не специфичен для P-селектина, поскольку он также может выступать в качестве лиганда для E- и L-селектинов.
Функция
P-селектин играет важную роль в начальном привлечении лейкоцитов (белых кровяных клеток) к месту повреждения при воспалении. Когда эндотелиальные клетки активируются молекулами, такими как гистамин или тромбин во время воспаления, P-селектин перемещается из внутриклеточного расположения на поверхность эндотелиальных клеток. Тромбин является одним из триггеров, способных стимулировать высвобождение P-селектина эндотелиальными клетками, и недавние исследования указывают на наличие дополнительного Ca2+ -независимого пути, участвующего в высвобождении P-селектина. Лиганды для P-селектина на эозинофилах и нейтрофилах представляют собой сходные сиалированные структуры, чувствительные к протеазам и устойчивые к эндо-бета-галактозидазе, которые отчетливо отличаются от тех, что описаны для E-селектина, что указывает на различные роли P-селектина и E-селектина в процессе рекрутирования при воспалительных реакциях. P-селектин также играет важную роль в рекрутировании и агрегации тромбоцитов в областях повреждения сосудов. В покоящихся тромбоцитах P-селектин локализуется на внутренней стенке α-гранул. Активация тромбоцитов (под действием агонистов, таких как тромбин, коллаген II типа и АДФ) приводит к "перевороту мембраны", при котором тромбоциты высвобождают α- и плотные гранулы, а внутренние стенки гранул оказываются на внешней стороне клетки. Затем P-селектин способствует агрегации тромбоцитов посредством связывания с фибрином и тромбоцит-тромбоцитного взаимодействия. P-селектин присоединяется к актиновому цитоскелету через якорные белки, которые пока недостаточно изучены.
Роль в раковых заболеваниях
Функциональная роль P-селектина в метастазировании опухоли аналогична роли E-селектина. P-селектин экспрессируется на поверхности как стимулированных эндотелиальных клеток, так и активированных тромбоцитов и способствует инвазии раковых клеток в кровоток для метастазирования, а также обеспечивает локальные множественные факторы роста, соответственно. Более того, тромбоциты способствуют метастазированию опухоли, формируя комплексы с опухолевыми клетками и лейкоцитами в сосудистой системе, тем самым предотвращая распознавание макрофагами. Считается, что это способствует образованию опухолевых микроэмболов в отдаленных органах. Эксперименты на мышах in vivo показали, что снижение количества циркулирующих тромбоцитов может уменьшить метастазирование рака. Олигосахарид сиалированный Льюис x (sLe(x)) экспрессируется на поверхности опухолевых клеток и может быть распознан E-селектином и P-селектином, играя ключевую роль в метастазировании опухоли. Однако в клеточной линии рака молочной железы 4T1 реактивность E-селектина зависит от sLe(x), в то время как реактивность P-селектина не зависит от sLe(x), что указывает на то, что связывание P-селектина не зависит от Ca2+ и зависит от сульфатации. Одним из сульфатированных лигандов является хондроитинсульфат, тип гликозаминогликана (GAG). Его роль в метастазировании опухоли была изучена путем добавления гепарина, который блокирует метастазирование опухоли. Помимо GAG, муцин представляет интерес в P-селектин-опосредованном метастазировании опухоли. Селективное удаление муцина приводит к снижению взаимодействия между P-селектином и тромбоцитами in vivo и in vitro. Несмотря на выраженный эффект гепарина на прогрессирование опухоли, продемонстрированный в ряде клинических испытаний, использование гепарина в качестве противоракового средства ограничено из-за риска, который может вызвать неблагоприятные кровотечения. В связи с этим, разработка новых соединений, нацеленных на P-селектин, набирает обороты для терапии рака. Среди них, ингибирующая активность полусинтетических сульфатированных триманозных C-C-связанных димеров (STMCs) в отношении P-селектина была показана за счет ослабления метастазирования опухоли в животной модели in vivo, что указывает на то, что ингибирование взаимодействия между опухолевой и эндотелиальной клетками существенно для блокирования распространения опухоли.
Как цель для наркотиков
Кризанлизумаб — это моноклональное антитело против P-селектина, одобренное компанией Novartis 15 ноября 2019 года для лечения вазоокклюзивного криза у пациентов с серповидноклеточной анемией.