Введение

Ген, кодирующий белки у вида Homo sapiens Рецептор эритропоэтина (EpoR) - это белок, который у людей кодируется геном EPOR. EpoR представляет собой пептид 52 кДа с одной углеводной цепью, в результате чего на поверхности клеток, реагирующих на EPO, обнаруживается приблизительно 56 57 кДа белка. Он является членом семейства рецепторов цитокинов. EpoR пре существует в виде димеров. Первоначально считалось, что эти димеры образуются при взаимодействии внеклеточных доменов, однако теперь предполагается, что они образуются при взаимодействии трансмембранного домена и что первоначальная структура участка внеклеточного взаимодействия обусловлена условиями кристаллизации и не изображает родную конформацию. Связывание лиганда эритропоэтина (ЭПО) 30 кДа изменяет конформационное изменение рецептора, в результате чего происходит аутофосфорилирование киназ Jak2, которые предварительно связаны с рецептором (т. е. EpoR не обладает внутренней активностью киназы и зависит от активности Jak2). В настоящее время наиболее известной функцией ЭПОР является стимулирование пролиферации и спасение эритроидных (красных кровяных клеток) от апоптоза.

Выживаемость эритроидов

Основная роль EpoR заключается в стимулировании пролиферации клеток-предшественников эритроидов и спасении эритроидов-предшественников от клеточной смерти. ЭпоР-индуцированная сигнализация Jak2 Stat5, вместе с транскрипционным фактором GATA 1, индуцирует транскрипцию про- выживающего белка Bcl xL. Кроме того, EpoR замешан в подавлении экспрессии рецепторов смерти Fas, Trail и TNFa, которые негативно влияют на эритропоэз. На основании имеющихся данных до сих пор неизвестно, вызывает ли Epo/EpoR непосредственно "пролиферацию и дифференциацию" эритроидных прогенеров in vivo, хотя такие прямые эффекты были описаны на основе in vitro.

Дифференциация эритроидов

Считается, что дифференциация эритроидов в первую очередь зависит от наличия и индукции эритроидов транскрипционных факторов, таких как GATA 1, FOG 1 и EKLF, а также подавления миелоидных/лимфоидных транскрипционных факторов, таких как PU.1. Прямое и значительное воздействие сигналов EpoR, в частности, на индукцию специфических генов эритроидов, таких как бета-глобин, было в основном неуловимым. Известно, что GATA 1 может индуцировать экспрессию EpoR. В свою очередь, сигнальный путь PI3 K/AKT EpoR увеличивает активность GATA 1.

Цикл/пролиферация клеток эритроидов

Индукция пролиферации EpoR, вероятно, зависит от типа клеток. Известно, что EpoR может активировать митогенные сигнальные пути и может привести к пролиферации клеток в эритролейкемических клеточных линиях in vitro, различных неэритроидных клетках и раковых клетках. До сих пор нет достаточных доказательств того, что in vivo сигнализация EpoR может стимулировать клеточное деление эритроидных прародителей или что уровни Epo могут модулировать клеточный цикл. Последующие стадии дифференцировки (от проэритробласта до ортохроматического эритробласта) включают в себя уменьшение размера клетки и, в конечном итоге, выброс ядра, и, вероятно, зависят от сигнализации EpoR только для их выживания. Кроме того, некоторые данные о макроцитозе при гипоксическом стрессе (когда ЭПО может увеличиться в 1000 раз) свидетельствуют о том, что митоз фактически пропускается на более поздних эритроидных стадиях, когда экспрессия ЭПОР низка / отсутствует, чтобы обеспечить резерв красных кровяных телец в экстренных случаях как можно скорее. Такие данные, хотя иногда косвенные, утверждают, что существует ограниченная способность к распространению в ответ на ЭПО (а не на другие факторы). В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что EpoR при дифференцировке эритроидов может функционировать в первую очередь как фактор выживания, в то время как его влияние на клеточный цикл (например, скорость деления и соответствующие изменения в уровнях циклинов и ингибиторов Cdk) in vivo ожидает дальнейшей работы. Однако в других клеточных системах EpoR может обеспечивать специфический пролиферативный сигнал.

Привязанность мультипотентных прародителей к эритроидной линии

Роль EpoR в связи с родословной пока неясна. Экспрессия EpoR может распространяться на гематопоэтические стволовые клетки. Неизвестно, играет ли сигнализация EpoR разрешительную (т. е. индуцирует только выживание) или инструктивную (т. е. повышает регуляцию эритроидных маркеров для блокирования прародителей на заранее определенном пути дифференцировки) роль в ранних, мультипотентных прародителях для получения достаточного количества эритробластов. Современные публикации в этой области предполагают, что это в основном попустительно. Было показано, что генерация прогенитаторов BFU e и CFU e нормальна у эмбрионов грызунов, выбитых либо для Epo, либо для EpoR. Аргумент против такого отсутствия требований заключается в том, что в ответ на Эпо или гипоксический стресс число ранних эритроидных стадий, BFU e и CFU e, резко увеличивается. Однако неясно, является ли это указательным сигналом или, опять же, сигналом разрешения. Еще один момент заключается в том, что сигнальные пути, активируемые EpoR, являются общими для многих других рецепторов; замена EpoR пролактиновым рецептором поддерживает выживание эритроидов и дифференцировку in vitro. В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что привязанность к эритроидной линии, вероятно, не происходит из-за пока неизвестной инструктивной функции EpoR, а, возможно, из-за ее роли в выживании на стадиях мультипотентных прародителей.

Исследования мутаций Эпорецепторов на животных

Мыши с укороченной EpoR жизнеспособны, что предполагает, что активность Jak2 достаточна для поддержки базального эритропоэза путем активации необходимых путей без необходимости в местах стыковки фосфотирозина. EpoR H форма EpoR сокращения содержит первый, и, что можно утверждать, самый важный тирозин 343, который служит сайтом стыковки для молекулы Stat5, но не имеет остальной части цитоплазматического хвоста. Эти мыши демонстрируют повышенный эритропоэз, что согласуется с идеей о том, что рекрутинг фосфатазы (и, следовательно, отключение сигнализации) является аберрантным у этих мышей. Рецептор EpoR HM также не имеет большинства цитоплазматических доменов и содержит тирозин 343, который мутировал в фенилаланин, что делает его непригодным для эффективного стыковки и активации Stat5. Эти мыши страдают анемией и плохо реагируют на гипоксический стресс, например, на лечение фенилгидразином или инъекцию эритропоэтина. Сообщалось, что эритропоэтин поддерживает эндотелиальные клетки и способствует развитию опухолевой ангиогенезы, поэтому дисрегуляция EpoR может влиять на рост некоторых опухолей. Однако эта гипотеза не является общепринятой.