Введение

Ректорецептор нейротрофина p75 (p75NTR) был впервые идентифицирован в 1973 году как рецептор низкоаффинного фактора роста нервов (LNGFR) до открытия того, что p75NTR связывал другие нейротрофины так же хорошо, как и фактор роста нервов. p75NTR - это рецептор нейротрофического фактора. Нейротрофические факторы связывают нейротрофины, включая фактор роста нервов, нейротрофин 3, нейротрофический фактор, полученный из мозга, и нейротрофин 4. Все нейротрофины связываются с p75NTR. Это также включает незрелые про-нейротрофиновые формы. Нейротрофические рецепторы, включая p75NTR, отвечают за обеспечение надлежащей плотности и соотношения целевых показателей развивающихся нейронов, уточняя более широкие карты в развитии в точные связи. p75NTR участвует в путях, способствующих выживанию и гибели нейронов. который в настоящее время содержит около 25 рецепторов, включая фактор некроза опухоли 1 (TNFR1) и TNFR2, Fas, RANK и CD40. Все члены суперсемейства TNFR содержат структурно связанные богатые цистеином модули в своих ЭЦД. p75NTR является необычным членом этого семейства из-за его склонности к димеризации, а не тримеризации, из-за его способности действовать как тирозинкиназный корецептор, и потому что нейротрофины структурно не связаны с лигандами, которые обычно связывают членов семейства TNFR. Действительно, за исключением p75NTR, практически все члены семейства TNFR предпочтительно связываются с тримерическими трансмембранными лигандами типа II, которые являются членами суперсемейства лигандов TNF.

Структура

p75NTR - трансмембранный белок I типа с молекулярной массой 75 кДа, определяемый гликозилированием через N и O связки в внеклеточной области. Он состоит из внеклеточного домена, трансмембранного домена и внутриклеточного домена. Внеклеточный домен состоит из стеблевого домена, соединяющего трансмембранный домен и четырех повторяющихся доменов, богатых цистеином, CRD1, CRD2, CRD3 и CRD4; которые имеют отрицательный заряд, свойство, которое облегчает связывание нейротрофинов. Внутриклеточная часть - это глобальная область, известная как область смерти, которая состоит из двух наборов перпендикулярных спиралей, расположенных в наборах из трех. Он соединяет трансмембранный домен через гибкий ссылочный регион N терминального домена. Важно отметить, что в отличие от домена смерти I типа, обнаруженного в других белках TNFR, домен внутриклеточной смерти II типа p75NTR не ассоциируется. Это было ранним признаком того, что p75NTR не сигнализирует о смерти через тот же механизм, что и домены смерти TNFR, хотя способность домена смерти p75NTR активировать других вторых мессенджеров сохраняется.

Взаимодействие с нейротрофинами

Нейротрофины, которые взаимодействуют с p75NTR, включают NGF, NT 3, BDNF и NT 4/5. Связывание нейротрофинов с p75NTR, помимо апоптотической сигнализации, может также способствовать выживанию нейронов (например, через активацию NF kB). Существует несколько мишени Akt, которые могут играть роль в посредничестве в выживании, зависящем от p75NTR, но одна из наиболее интригующих возможностей заключается в том, что индукционная фосфорилирование киназы 1 (IKK1) играет роль в индукции NF kB.

Сенсорное развитие

Недавние исследования показали, что LNGFR играет ряд ролей, в том числе в развитии глаз и сенсорных нейронов, а также в восстановлении мышечных и нервных повреждений у взрослых. Были выявлены две отдельные подпопуляции обонятельных клеток с высокой или низкой экспрессией рецептора нервного фактора роста низкой аффинитета на поверхности клеток (p75).

Сортилин

Сортилин необходим для многих реакций, способствующих апоптозу p75NTR, функционируя как корецептор для связывания нейротрофинов, таких как BDNF. Проневротрофины (такие как проBDNF) особенно хорошо связываются с p75NTR при наличии сортилина.

Переслушивание с рецепторами Trk

Когда p75NTR инициирует апоптоз, связывание NGF с тропомиозин-рецепторной киназой A (TrkA) может свести на нет апоптотические эффекты p75NTR. Активация пути p75NTR c Jun киназы (вызывающая апоптоз) подавляется, когда NGF связывается с TrkA. Активация p75NTR NF kB, способствующая выживанию, не влияет на связывание NGF с TrkA.

Активация NF-kB

NF kB является фактором транскрипции, который может быть активирован p75NTR. Фактор роста нервов (NGF) - это нейротрофин, который способствует росту нейронов, и в отсутствие NGF нейроны умирают. Нейронную смерть при отсутствии NGF можно предотвратить активацией NF kB. Фосфорилированная киназа IκB связывается с NF kB и активирует его, прежде чем отделиться от NF kB. После отделения IκB деградирует, а NF kB продолжает поступать в ядро, чтобы инициировать транскрипцию, способствующую выживанию. NF kB также способствует выживанию нейронов в сочетании с NGF. p75NTR ассоциируется с ингибитором диссоциации Rho GDP (RhoGDI), а RhoGDI ассоциируется с RhoA. Взаимодействие с Nogo может усилить связь между p75NTR и RhoGDI. Связывание нейротрофина с p75NTR ингибирует ассоциацию RhoGDI и p75NTR, тем самым подавляя высвобождение RhoA и способствуя удлинению роста конуса (ингибируя подавление актина RhoA).

Сигнальный путь JNK

Связывание нейротрофина с p75NTR активирует канал передачи сигналов c Jun N терминальных киназ (JNK), вызывая апоптоз развивающихся нейронов. JNK, через ряд промежуточных агентов, активирует p53 и p53 активирует Bax, что инициирует апоптоз. TrkA может предотвратить апоптоз JNK-пути, опосредованный p75NTR.

Сигнальный путь JNK-Bim-EL

JNK может непосредственно фосфорилировать Bim EL, сплайсирующую изоформу Bcl 2, взаимодействующую с медиатором клеточной гибели (Bim), которая активирует апоптотическую активность Bim EL. Активация JNK необходима для апоптоза, но c jun, белок в сигнальном пути JNK, не всегда требуется. В процессе апоптоза, члены суперсемейства рецепторов TNF собирают индукционный сигнальный комплекс (DISC), в котором TRADD или FADD связываются непосредственно с доменом смерти рецептора, что позволяет агрегировать и активировать каспазу 8 и последующую активацию каскада каспаз. Однако индукция Caspase 8 не участвует в апоптозе, вызванной p75NTR, но Caspase 9 активируется во время убийства, вызванного p75NTR.

Амиотрофический латеральный склероз

Амиотрофический латеральный склероз (АЛС) - это нейродегенеративное заболевание, характеризующееся прогрессирующим мышечным параличом, отражающим дегенерацию моторных нейронов в первичной моторной коре, кортикоспинальных трактах, стволе мозга и спинном мозге. В одном исследовании, в котором использовались мыши с мутантами супероксид-дисмутазы 1 (SOD1), модель БАС, в которой развивается тяжелая нейродегенерация, экспрессия p75NTR коррелировала с степенью дегенерации и замедленным прогрессированием заболевания.

Болезнь Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера (БО) является наиболее распространенной причиной деменции у пожилых людей. Болезнь Альцгеймера - это нейродегенеративное заболевание, характеризующееся потерей когнитивных функций, мышления, памяти, рассуждений и поведенческих способностей до такой степени, что оно мешает повседневной жизни и деятельности человека. Нейропатологические признаки болезни Альцгеймера включают амилоидные бляшки и нейрофибрилляционные узлы, которые приводят к гибели нейронов. Исследования на животных моделях болезни Альцгеймера показали, что p75NTR способствует вызванному амилоидом β повреждению нейронов. У людей с болезнью Альцгеймера, как предполагается, увеличение экспрессии p75NTR относительно TrkA является причиной потери холинергических нейронов. Увеличение уровня proNGF в АД указывает на то, что среда нейротрофинов благоприятна для передачи сигналов p75NTR/сортилин и поддерживает теорию о том, что возрастное повреждение нервов способствует сдвигу к передаче сигналов, опосредованной proNGF. Это исследование также показало, что сигнализация NGFR у людей связана с возрастом и коррелирует с пролиферативным потенциалом нейронных прародителей.

Роль в раковых стволовых клетках

p75NTR был включен в качестве маркера раковых стволовых клеток при меланоме и других раковых заболеваниях. Было показано, что клетки меланомы, пересаженные в мышиную модель с иммунодефицитом, требуют экспрессии CD271 для развития меланомы. Было также показано, что генное вытеснение CD271 устраняет свойства стволовых клеток меланомы и снижает геномную стабильность, что приводит к снижению миграции, опухолеобразности, пролиферации и индукции апоптоза. Кроме того, повышенные уровни CD271 были отмечены в клетках метастатической меланомы мозга, тогда как резистентность к ингибитору BRAF вемурафениб предположительно выбирает для высокозлокачественных клеток метастатической меланомы мозга и легких. Недавно экспрессия p75NTR (NGFR) была связана с прогрессирующим внутричерепным заболеванием у пациентов с меланомой.