Введение

Гени, кодирующие белки, в виде Homo sapiens Tropomyosin receptor kinase A (TrkA), также известный как высокоаффинный рецептор нервного фактора роста, нейротрофный рецептор тирозинкиназы типа 1 или TRK1 трансформирующий тирозинкиназный белок - это белок, который у людей кодируется геном NTRK1. Этот ген кодирует члена семейства нейротрофных тирозинкиназных рецепторов (NTKR). Эта киназа является мембранным рецептором, который при связывании с нейротрофином фосфорилирует себя (автофосфорилирование) и участников пути MAPK. Наличие этой киназы приводит к дифференциации клеток и может играть роль в определении подтипов сенсорных нейронов. Мутации в этом гене связаны с врожденной нечувствительностью к боли при ангидрозе, самоосаживающимся поведением, интеллектуальной инвалидностью и/или когнитивными нарушениями и некоторыми видами рака. Были обнаружены альтернативные варианты транскрипционного сплайса этого гена, но на сегодняшний день охарактеризованы только три.

Функция и взаимодействие с NGF

TrkA является каталитическим рецептором высокой аффинитета для нейротрофина, фактора роста нервов, или "NGF". Как киназа, TrkA является посредником в многочисленных эффектах NGF, которые включают в себя дифференциацию нейронов, нейронную пролиферацию, реакцию ноцицепторов и предотвращение запрограммированной гибели клеток. Связывание NGF с TrkA приводит к индуцированной лигандом димеризации, и предлагаемый механизм, с помощью которого этот рецептор и лиганд взаимодействуют, заключается в том, что два рецептора TrkA связываются с одним лигандом NGF. TrkA имеет пять связывающих доменов на внеклеточной части, а домен TrkA d5 складывается в иммуноглобулиноподобный домен, который является критическим и адекватным для связывания NGF. Два пути, по которым этот комплекс способствует росту, - это путь Ras/MAPK и путь PI3K/Akt. Все эти рецепторы активируются белковыми факторами роста нерва, или нейротрофинами. Кроме того, существуют другие нейротрофические факторы, структурно связанные с NGF: BDNF (для нейротрофического фактора, полученного из мозга), NT 3 (для нейротрофина 3) и NT 4 (для нейротрофина 4). В то время как TrkA опосредует действие NGF, TrkB связывается и активируется BDNF, NT 4 и NT 3. Кроме того, TrkC связывается и активируется NT 3. В одном исследовании ген Trk был удален из эмбриональных стволовых клеток мышей, что привело к тяжелым неврологическим заболеваниям, в результате чего большинство мышей умерли через месяц после рождения. Таким образом, Trk является посредником процессов развития и роста NGF и играет важную роль в развитии нервной системы во многих организмах. Кроме TrkA, существует еще один рецептор NGF, называемый " LNGFR " (от " Рецептор низкоаффинного фактора роста нерва "). В отличие от TrkA, LNGFR играет несколько менее четкую роль в биологии NGF. Некоторые исследователи показали, что LNGFR связывается и служит "своем" для нейротрофинов. Таким образом, клетки, которые экспрессируют как LNGFR, так и рецепторы Trk, могут иметь большую активность, поскольку они имеют более высокую "микроконцентрацию" нейротрофина. Однако было также показано, что в отсутствие коэкспрессированного TrkA LNGFR может сигнализировать клетке о гибели через апоптоз, поэтому клетки, экспрессирующие LNGFR в отсутствие рецепторов Trk, могут скорее умереть, чем жить в присутствии нейротрофина.

Роль в болезни

Существует несколько исследований, которые подчеркивают роль TrkA в различных заболеваниях. В одном исследовании, проведенном на двух моделях крысы, ингибирование TrkA с помощью AR786 привело к уменьшению отека суставов, повреждения суставов и боли, вызванной воспалительным артритом. Увеличение TrkA и фактора роста нервов связано с расстройством пищеварения и желудочными симптомами у пациентов, поэтому это увеличение может быть связано с развитием функциональной диспепсии. Было показано, что генные слияния с участием NTRK1 являются онкогенными, что приводит к активации конститутивной TrkA. В исследовании Vaishnavi A. et al. предполагается, что слияния NTRK1 происходят в 3,3% случаев рака легких, как было оценено с помощью секвенирования следующего поколения или флуоресцентной гибридизации in situ.

Регулирование

Уровни отдельных белков могут регулироваться системой "убиквитин/протеазомы". В этой системе небольшой (78 kd) белок, называемый "убиквитин", прикрепляется к целевому белку и, таким образом, нацелен на разрушение структурой, называемой "протеазомой". TrkA является мишенью для разрушения, опосредованного протеазомой, " E3 убиквитин лигазой " под названием NEDD4 2. Этот механизм может быть отличным способом контроля выживания нейрона. Степень и, возможно, тип убиквитинирования TrkA могут регулироваться другим, несвязанным рецептором NGF, p75NTR.

Лиганды

Утверждается, что небольшие молекулы, такие как амитриптилин и производные гамбогиновой кислоты, активируют TrkA. Амитриптилин активирует TrkA и способствует гетеродимеризации TrkA и TrkB в отсутствие NGF. Связывание амитриптилина с TrkA происходит в богатом лейцином регионе (LRR) внеклеточного домена рецептора, который отличается от места связывания NGF. Амитриптилин обладает нейротрофной активностью как in vitro, так и in vivo (модель мыши). Гамбогиновый амид, производная гамбогиновой кислоты, избирательно активирует TrkA (но не TrkB и TrkC) как in vitro, так и in vivo путем взаимодействия с цитоплазматическим доменом сосновой мембраны TrkA.

Роль в раковых заболеваниях

TrkA играет двойную роль в раке. TrkA первоначально клонировался из опухоли толстой кишки; рак возник через транслокацию, которая привела к активации домена TrkA-киназы. Хотя первоначально он был идентифицирован как онкогенный синтез в 1982 году, только недавно возник интерес к семейству Trk, так как он связан с его ролью в раковых заболеваниях человека из-за идентификации NTRK1 (TrkA), NTRK2 (TrkB) и NTRK3 (TrkC) генных синтезов и других онкогенных изменений в ряде типов опухолей. Предполагается, что механизм активации онкогена Human Trk включает в себя сгибание его киназного домена, что приводит к тому, что рецептор остается конститутивно активным. В отличие от этого, Trk A также может вызвать дифференциацию и спонтанную регрессию рака у младенцев. Энтректиниб (ранее RXDX 101) - это исследовательский препарат, разработанный компанией Ignyta, Inc., который обладает потенциальной противоопухолевой активностью. Это селективный ингибитор тирозинкиназы пантрк-рецепторов (ТКИ), направленный на слияние генов в trkA, trkB и trkC (кодируемых генами NTRK1, NTRK2 и NTRK3), который в настоящее время находится на стадии 2-ой фазы клинических испытаний. " Ларотректиниб " является ингибитором всех рецепторов Trk (TrkA, TrkB и TrkC), и препарат используется для лечения опухолей с Trk- слияниями. Клиническое исследование, анализирующее эффективность препарата, показало, что ларотректиниб является эффективным противоопухолевым средством и эффективно работает независимо от возраста пациента или типа опухоли; кроме того, препарат не имеет длительных побочных эффектов, что подчеркивает полезность этого препарата при лечении слияний Trk.