Введение

Белки млекопитающих, обнаруженные в Homo sapiens E selectin, также известные как антиген CD62 как член семьи E (CD62E), молекула адгезии эндотелиальных лейкоцитов 1 (ELAM 1) или молекула адгезии лейкоцитов эндотелиальных клеток 2 (LECAM2), является молекулой адгезии клеток selectin, выраженной только на эндотелиальных клетках, активированных цитокинами. Как и другие селектины, он играет важную роль в воспалении. У человека, E selectin кодируется геном SELE.

Структура

E selectin имеет кассетную структуру: N-терминал, домен лектина типа C, домен EGF (эпидермальный фактор роста), 6 единиц домена Sushi (повтор SCR), трансмембранный домен (TM) и внутриклеточный цитоплазматический хвост (цито). Трехмерная структура области связывания лигандов человеческого E-селектина была определена с разрешением 2,0 Å в 1994 году. Структура показывает ограниченный контакт между двумя доменами и координацию Ca2+, не предсказанную другими лектинами типа C. Анализ структуры/функции показывает определенную область и специфические боковые цепи аминокислот, которые могут участвовать в связывании лигандов. В 2000 году был решен вопрос о связке E-селектина с сиалил-Льюис-X (SLeX; NeuNAcα2,3Galβ1,4[Fucα1,3]GlcNAc) тетрасахаридом.

Ген и регуляция

У человека, E selectin кодируется геном SELE. Его домен лектина типа C, EGF-подобный, SCR-повторяющиеся и трансмембранные домены каждый кодируется отдельными экзонами, тогда как цитозольный домен E-селектин происходит от двух экзонов. Локус E-селектина флангирует локусу L-селектина на хромосоме 1. В отличие от P-селектина, который хранится в пузырьках, называемых телами Вейбеля-Паладе, E-селектин не хранится в клетке и должен быть транскрибирован, переведен и транспортирован на поверхность клетки. Производство E- селектина стимулируется экспрессией P- селектина, который, в свою очередь, стимулируется фактором некроза опухоли α (TNFα), интерлейкином 1 (IL 1) и липополисахаридом (LPS). Для экспрессии E- селектина на поверхности эндотелиальных клеток требуется около двух часов после распознавания цитокинов. Максимальная экспрессия E- селектина достигает максимума примерно через 612 часов после стимуляции цитокинами, и уровни возвращаются к исходному уровню в течение 24 часов. Было обнаружено, что фитоэстрогены, растительные соединения с эстрогеноподобной биологической активностью, такие как генистеин, формонетин, биоханин А и дайдзеин, а также смесь этих фитоэстрогенов способны снижать E selectin, а также VCAM 1 и ICAM 1 на поверхности клеток и в культуре надплавающего вещества.

Лиганды

E selectin распознает и связывается с сиалированными углеводами, присутствующими на поверхностных белках некоторых лейкоцитов. Лиганды E- селектин экспрессируются нейтрофилами, моноцитами, эозинофилами, эффекторами памяти T, такими как лимфоциты, и естественными клетками-киллерами. Каждый из этих типов клеток обнаружен в острых и хронических воспалительных участках в связи с экспрессией E- селектина, что связано с привлечением E- селектина к таким воспалительным участкам. Эти углеводы включают членов семейств Льюиса X и Льюиса A, обнаруженных на моноцитах, гранулоцитах и Т-лимфоцитах. Гликопротеин ESL 1, присутствующий на нейтрофилах и миелоидных клетках, был первым контррецептором для E selectin, который был описан. Это вариант тирозинкиназы FGF- гликорецептора, что повышает вероятность того, что его связывание с E- селектином участвует в инициировании передачи сигналов в связанных клетках. Лиганд гликопротеина P- селектин 1 (PSGL 1), полученный из человеческих нейтрофилов, также является лигандом высокой эффективности для эндотелия, экспрессируемого E- селектином при потоке. Он способствует ролированию лейкоцитов на активированном эндотелии вокруг воспаленной ткани. И ESL 1, и PSGL 1 должны содержать сиалил Льюиса a/x для связывания с E/P селектинами. Выявлено, что E selectin способствует адгезии опухолевых клеток к эндотелиальным клеткам, связываясь с лигандами E selectin на опухолевых клетках. Лиганды E- селектини также играют роль в метастазировании рака. Роль этих двух лигандов E- селектин в метастазировании in vivo плохо определена и еще предстоит убедительно доказать. PSGL 1 был обнаружен на поверхности клеток метастатической опухоли предстательной железы в костях, что позволяет предположить, что он может играть функциональную роль в тропизме костной ткани клеток опухоли предстательной железы. В раковых клетках CD44, рецептор смерти 3 (DR3), LAMP1 и LAMP2 были идентифицированы как лиганды E selectin, присутствующие на клетках рака толстой кишки, а CD44v, Mac2 BP и ганглиозиды были идентифицированы как лиганды E selectin, присутствующие на клетках рака молочной железы. На человеческих нейтрофилах гликосфинголипид NeuAcα2 3Galβ1 4GlcNAcβ1 3[Galβ1 4(Fucα1 3)GlcNAcβ1 3]2[Galβ1 4GlcNAcβ1 3]2Galβ1 4GlcβCer (и тесно связанные структуры) являются функциональными рецепторами E-селектина.

Роль в воспалении

Во время воспаления E selectin играет важную роль в привлечении лейкоцитов к месту повреждения. Локальное высвобождение цитокинов IL 1 и TNF α макрофагами в воспаленной ткани вызывает переэкспрессию E- селектина на эндотелиальных клетках близлежащих кровеносных сосудов. Лейкоциты в крови, экспрессирующие правильный лиганд, связываются с низкой аффинностью с E-селектином, также под давлением кровотока, вызывая "кручение" лейкоцитов по внутренней поверхности кровеносного сосуда, поскольку возникают временные взаимодействия и разрушаются. По мере прогрессирования воспалительного ответа химиокины, выделяемые поврежденной тканью, попадают в кровеносные сосуды и активируют рулонные лейкоциты, которые теперь могут плотно связываться с эндотелиальной поверхностью и начинают проникать в ткань. Это привело к гипотезе, что раковые клетки секретировали воспалительные цитокины, такие как IL 1β или TNFα, для индукции E selectin в удаленных метастатических участках. Эта индукция позволит циркулирующим опухолевым клеткам остановиться в стимулированных местах, прокатиться вдоль активированного эндотелия, экстравазации и образовать метастазы. Исследования показали, что связывание E selectin с раковыми клетками толстой кишки коррелирует с увеличением метастатического потенциала, и что раковые клетки нескольких типов опухолей связывают E selectin с использованием гликопротеинов или гликолипидных лигандов, обычно экспрессируемых на иммунных клетках. Исследования также описали механистический каскад, при котором раковые клетки сначала связывают E selectin при скоростях сдвига потока: связывание E selectin приводит к взаимодействию, подобному велькро, позволяющему раковым клеткам связываться с интегралином более высокой аффинности, что в конечном итоге приводит к тесному связыванию между опухолевыми клетками и активированным эндотелием. Хотя многочисленные данные in vitro и клинические исследования продолжают поддерживать эту гипотезу о метастазировании рака, вызванном E selectin, исследования метастазирования рака in vivo показали, что E selectin knockout только минимально влияет на адгезию лейкозных клеток к кости сразу после инъекции. В то время как экспериментальные метастазы в легких не подвержены генетической делеции E- селектина. Кроме того, исследования также показали, что рост первичной опухоли у мышей с нокаутом E selectin увеличивается. Этот парадокс был недавно решен трио исследований, показывающих, что E selectin только конститутивно экспрессируется в эндотелии костного мозга, где, как полагают, выполняет функции, жизненно важные для гематопоэза. которые захватываются клетками, метастазирующими в костной ткань, а не в другие места. Эти данные подтверждают текущие клинические исследования по ингибированию метастазирования костного рака молочной железы с помощью блокаторов E selectin. Сложность биологии лиганда E- селектин может также играть роль в этих несоответствующих результатах in vitro и in vivo. По крайней мере 15 различных гликопротеиновых и гликолипидных субстратов для E selectin были описаны на различных раковых клетках, в то время как только n гликокан Glg1 (Esl1) был показано, чтобы опосредовать костные метастазы. Другие лиганды или их комбинации могут приводить к различным механизмам в процессе метастазирования рака. Помимо прямого взаимодействия с опухолевыми клетками, индукция E- селектин в ответ на цитокины, локально секретируемые раковыми клетками, позволяет специфически нацеливать на опухоль конъюгированные наночастицы sLeX или тиоаптамеры, содержащие противоопухолевые полезные нагрузки. Кроме того, E selectin может также привлекать моноциты к первичным опухолям или метастазам в легкие, чтобы способствовать возникновению воспалительной протуморовой микросреды. Блокирование этих взаимодействий или возможность перемещения CAR-Т-клеток в E-selectin-положительные участки могут быть перспективными для будущих терапевтических разработок.

Критическая болезнь полиневромиопатия

В случаях повышенного уровня глюкозы в крови, например при сепсисе, экспрессия E- селектина выше, чем обычно, что приводит к увеличению микрососудистой проницаемости. Более высокая проницаемость приводит к отеку (отек) скелетного эндотелия (линейки кровеносных сосудов), что приводит к ишемии скелетной мышцы (ограничение кровоснабжения) и, в конечном итоге, к некрозу (клетковой смерти). Эта основная патология является причиной симптоматического заболевания - критической полиневромиопатии (CIPNM). Традиционные китайские травяные лекарства, как берберин, снижают регуляцию E-селектина.

Привязанность патогена

Исследование показывает, что привязанность Porphyromonas gingivalis к эндотелиальным клеткам пуповиной вены человека увеличивается при индукции экспрессии E- селектин TNF α. Антитела к E selectin и sialyl LewisX подавляли привязанность P. gingivalis к стимулированным HUVEC. Мутанты P. gingivalis, не обладающие OmpA, подобным белкам Pgm6/ 7, имели сниженную приверженность к стимулированным HUVEC, но мутанты с дефицитом фимбрий не были затронуты. Элецином опосредованная адгеренция P. gingivalis активировала эндотелиальный экзоцитоз. Эти результаты свидетельствуют о том, что взаимодействие между селектином E хозяина и возбудителем Pgm6/ 7 опосредует прикрепление P. gingivalis к эндотелиальным клеткам и может вызвать сосудистое воспаление.

Острый коронарный синдром

Иммуногистохимические экспрессии E- селектина и PECAM 1 были значительно повышены в интимном состоянии у уязвимых бляшек в группе острого коронарного синдрома (АКС), особенно в неоваскулярных эндотелиальных клетках, и положительно коррелировали с плотностью воспалительных клеток, что позволяет предположить, что PECAM 1 и E- селектин могут играть важную роль в воспалительной реакции и развитии уязвимых бляшек. Полиморфизм E selectin Ser128Arg связан с ACS и может быть фактором риска развития ACS.

Индукция с использованием никотина

Курение сильно коррелирует с повышенной вероятностью атеросклероза, вызывая эндотелиальную дисфункцию. В эндотелиальных клетках различные молекулы клеточной адгезии, включая E selectin, повышают регуляцию при воздействии никотина, вызывающего привыкание компонента табачного дыма. Никотиностимулированная адгезия моноцитов к эндотелиальным клеткам зависит от активации α7 nAChRs, β Arr1 и cSrc, регулируемого повышением транскрипции гена E selectin, опосредованного E2F1. Поэтому такие средства, как RRD 251, которые могут нацеливаться на активность E2F1, могут иметь потенциальную терапевтическую пользу против атеросклероза, вызванного сигаретным дымом.

Аневризма мозга

Также было обнаружено, что экспрессия E-селектина увеличивается в тканях с разрывом аневризмы головного мозга. E selectin может быть важным фактором, участвующим в процессе образования и разрыва аневризмы головного мозга, способствуя воспалению и ослаблению стенки мозговой артерии.

Как биомаркер

E selectin также является новым биомаркером для метастатического потенциала некоторых видов рака, включая колоректальный рак и рецидивы.