Введение

Белки млекопитающих, обнаруженные в Homo sapiens Активатор рецептора ядерного фактора κ B (RANK), также известный как рецептор TRANCE или TNFRSF11A, является членом молекулярного подсемейства рецепторов фактора некроза опухолей (TNFR). RANK является рецептором лиганда RANK (RANKL) и частью сигнального пути RANK/RANKL/OPG, который регулирует дифференциацию и активацию остеокластов. Он связан с ремоделированием и восстановлением костей, функцией иммунных клеток, развитием лимфатических узлов, термической регуляцией и развитием молочных желез. Остеопротегерин (OPG) является рецептором-приманкой для RANKL и регулирует стимуляцию сигнального пути RANK, конкурируя за RANKL. Цитоплазматический домен RANK связывает TRAFs 1, 2, 3, 5 и 6, которые передают сигналы в низовые цели, такие как NF κB и JNK. РАНК конститутивно выражен в скелетных мышцах, тимусе, печени, толстой кишке, тонком кишечнике, надпочечнике, остеокласте, эпителиальных клетках молочной железы, простате, сосудистых клетках и поджелудочной железе. Чаще всего активация NF κB опосредована RANKL, но только чрезмерная экспрессия RANK достаточно для активации пути NF κB. RANKL (активатор рецепторов для лиганда ядерного фактора κ B) обнаруживается на поверхности стромальных клеток, остеобластов и Т-клеток. Мутации, влияющие на RANK, были связаны с детским злокачественным остеопетрозом у людей, мышей и кошек.

Структура

RANK представляет собой 616 аминокислотный трансмембранный белок I типа. Его внеклеточный домен состоит из 184 аминокислот, его трансмембранный домен имеет 21 аминокислоту, а его цитоплазматический домен состоит из 383 аминокислот. Как и другие члены семейства TNFR, он имеет четыре внеклеточных псевдоповторяющихся домена (CRD), богатых цистеином. Он имеет 40% идентичности аминокислоты с CD40. RANK кодируется на человеческой хромосоме 18q22.1. Он показывает 85% гомологичности между мышиными и человеческими гомологами. Связывание RANKL с RANK тримеризирует рецептор и активирует сигнальный путь. Комплекс RANK RANKL образует гетерогексамерический комплекс. Только два из четырех РАНК-ЦРД находятся в прямом контакте с РАНКЛ. Большинство остатков комплекса являются гидрофильными. В отличие от других членов TNFSF, каждое поверхностное взаимодействие в RANK RANKL является непрерывным. RANKL связывается с RANK, который затем связывается с TRAF6. TRAF6 стимулирует активацию с jun N терминальной киназы (JNK) и ядерного фактора каппа b (NF κB), которые вызывают дифференциацию и активацию остеокластов. Эта система сбалансирована относительной экспрессией OPG к RANKL, которые сильно регулируются многими факторами, включая гормоны, иммунные сигналы и факторы роста. Перевыражение RANKL может вызвать перепроизводство и активацию остеокластов, которые разрушают кость. Баланс между RANKL и OPG является целевой терапией во многих заболеваниях, включая остеопороз, связанный с дефицитом эстрогена, ревматоидный артрит, болезнь Педжета, пародонтальную болезнь, опухоли костей и злокачественные новообразования.

Терморегуляция

Также было показано, что РАНК играет ключевую роль в сигнализации терморегуляции у женщин, которая, по-видимому, регулируется половыми гормонами яичников. РАНК экспрессируется в ключевых областях мозга, связанных с терморегуляцией. Инеактивация RANK в этих областях приводит к потере температурной реакции на повышенные уровни RANKL. Также было показано, что он является критическим медиатором реакции лихорадки на липополисахариды, вызванные лихорадкой, и провоспалительных цитокинов IL 1B и TNFα. Эта ключевая роль системы RANK RANKL может связывать остеопороз и приливы, которые рассматриваются как симптомы гормональных изменений у женщин после менопаузы.

Развитие молочной железы

RANK конститутивно экспрессируется в эпителиальной ткани молочной железы. Кальций, передаваемый от матери к плоду и новорожденному, обеспечивается деградацией женской кости за счет повышенной остеокластической активности, которая регулируется осью RANK/RANKL. RANKL также работает через RANK, чтобы обеспечить сигналы пролиферации и выживания для продвижения заключительных стадий развития молочных желез в лактации. Дисфункциональные РАНК или РАНКЛ вызывают остановку дифференциации и расширения альвеолярных связок в зрелые лобуло-альвеолярные молочные структуры, что приводит к прекращению производства молока.

Рак

Сообщалось, что RANK и RANKL экспрессируются в некоторых клеточных линиях рака молочной железы и рака простаты. Экспрессия RANKL в инфильтрирующих Т-клетках внутри карциномы молочной железы активирует экспрессию RANK в новообразовательных эпителиальных клетках молочной железы, которые стимулируют метастазирование. Экспрессия RANKL в этих клетках и экспрессия RANK в клетках кости может быть биологическим представлением идеи Семена и почвы Педже. Сродство RANK к RANKL может быть причиной того, что эти раковые заболевания имеют тенденцию к метастазированию в кости. После того, как опухоль засевается в кости, опухолевые клетки стимулируют резорбцию кости, выделяя такие факторы, как RANKL, или побуждая окружающую строму экспрессировать факторы роста. Эти факторы роста затем повышают выработку RANKL, что приводит к остеокластогенезу и разрушению кости. Уничтожение кости высвобождает больше факторов роста и RANKL, которые вызывают больше остеокластогенеза, вызывая порочный круг разрушения кости, который наблюдается в метастатических опухолях кости.