Войти
Рилин (RELN ) - это большой секретированный внеклеточный матрикс гликопротеин, который помогает регулировать процессы миграции нейронов и позиционирования в развивающемся мозге с помощью контроля ing межклеточные взаимодействия. Помимо этой важной роли в раннем развитии, рилин продолжает работать в мозге взрослого человека. Он модулирует синаптическую пластичность, усиливая индукцию и поддерживая долгосрочную потенциацию. Он также стимулирует развитие дендритов и дендритных шипов и регулирует продолжающуюся миграцию нейробластов, образующихся в участках нейрогенеза взрослых, таких как субвентрикулярные и субгранулярные зоны. Он обнаружен не только в головном мозге, но и в печени, щитовидной железе, надпочечнике, фаллопиевой трубе, грудь и на сравнительно более низких уровнях в ряде анатомических областей.
Было высказано предположение, что рилин участвует в патогенезе нескольких заболеваний мозга. Было обнаружено, что экспрессия белка значительно ниже при шизофрении и психотическом биполярном расстройстве, но причина этого наблюдения остается неясной, поскольку исследования показывают, что психотропные препараты сами по себе влияет на выражение reelin. Более того, эпигенетические гипотезы, направленные на объяснение измененных уровней экспрессии рилина, противоречивы. Полное отсутствие катушки вызывает форму лиссэнцефалии. Рилин также может играть роль в болезни Альцгеймера, височной эпилепсии и аутизме.
Название Рилина происходит от ненормального покачивания походки из reeler, у которых позже было обнаружено дефицит этого мозгового белка и которые были гомозиготными по мутации гена RELN. Первичный фенотип, связанный с потерей функции рилина, - это нарушение позиционирования нейронов во всей развивающейся центральной нервной системе (ЦНС). Мыши гетерозиготные по гену рилина, хотя и имеют небольшие нейроанатомические дефекты, демонстрируют эндофенотипические признаки, связанные с психотическими расстройствами.
Воспроизвести медиа Видео: мутанты мышей Reeler, впервые описанные в 1951, автор DSFalconer, позже было обнаружено отсутствие белка рилина. 
Срезы мозга нормальных мышей и Reeler. Мутантные мыши предоставили понимание основных молекулярных механизмов развитие центральной нервной системы. Полезные спонтанные мутации были впервые идентифицированы учеными, которые интересовались двигательным поведением, и оказалось, что относительно легко проверить однопометников на предмет мышей, у которых были трудности с передвижением по клетке. Было обнаружено несколько таких мышей, которым были даны описательные имена, такие как reeler, weaver, lurcher, нервная и staggerer.
Мышь «reeler » была впервые описана в 1951 году Д.С. Фалконер в Эдинбургском университете как спонтанный вариант, возникший в колонии по крайней мере умеренно инбредных белоснежных пузатых мышей в 1948 году. Гистопатологические исследования в 1960-х годах. выявили, что мозжечок мышей Reeler резко уменьшился в размере, в то время как нормальная ламинарная организация, обнаруженная в нескольких областях мозга, нарушена. 1970-е годы привели к открытию инверсии клеточного слоя в неокортексе мыши, что привлекло больше внимания к мутации Рилера.
В 1994 году с помощью инсерционного мутагенеза был получен новый аллель рилера. Это обеспечило первый молекулярный маркер локуса локуса, позволяющий картировать ген RELN на хромосоме 7q22, а затем клонировать и идентифицировать. Японские ученые успешно вывели антитела против экстрактов нормального мозга у мышей Риллера, позже было обнаружено, что эти антитела являются специфическими моноклональными антителами к рилину, и были названы CR-50 (маркер Кахаля-Ретциуса 50). Они отметили, что CR-50 специфически реагировал с нейронами Кахаля-Ретциуса, функциональная роль которых до того времени была неизвестна.
Рецепторы рилина, рецептор 2 аполипопротеина E (ApoER2)) и рецептор липопротеинов очень низкой плотности (VLDLR) были обнаружены Троммсдорфом, Герцем и его коллегами, которые первоначально обнаружили, что цитозольный адаптерный белок Dab1 взаимодействует с цитоплазматическим доменом членов семейства рецепторов LDL. Затем они показали, что мыши с двойным нокаутом для ApoER2 и VLDLR, которые оба взаимодействуют с Dab1, имели дефекты коркового слоя, аналогичные дефектам в reeler.
нижестоящий путь рилина был дополнительно выяснен с помощью других мутантных мышей, включая yotari и scrambler. Эти мутанты имеют фенотип, сходный с фенотипом мышей reeler, но без мутации в reelin. Затем было продемонстрировано, что ген отключенного гомолога 1 мыши (Dab1 ) ответственен за фенотипы этих мутантных мышей, поскольку белок Dab1 отсутствовал (yotari) или был едва обнаружен (scrambler) у этих мутантов. Направленное разрушение Dab1 также вызывает фенотип, сходный с фенотипом reeler. Точное определение DAB1 как основного регулятора сигнального каскада рилина запустило утомительный процесс расшифровки его сложных взаимодействий.
Затем последовала серия спекулятивных отчетов, связывающих генетические вариации и взаимодействия рилина с шизофренией, Болезнь Альцгеймера, аутизм и другие очень сложные дисфункции. Эти и другие открытия в сочетании с перспективой раскрытия эволюционных изменений, которые позволили создать человеческий мозг, значительно усилили исследования. По состоянию на 2008 год, примерно через 13 лет после открытия гена, кодирующего этот белок, сотни научных статей посвящены множеству аспектов его структуры и функционирования.
Исследования показывают, что рилин отсутствует в синаптических пузырьках и секретируется посредством конститутивного секреторного пути, сохраняясь в секреторных пузырьках Гольджи. Скорость высвобождения рилина не регулируется деполяризацией, но строго зависит от скорости его синтеза. Эта взаимосвязь аналогична той, о которой сообщается для секреции других белков внеклеточного матрикса.
Во время развития мозга рилин секретируется в коре и гиппокампе так называемым Cajal -Клетки Ретциуса, клетки Кахаля и клетки Ретциуса. Рилин-экспрессирующие клетки в пренатальном и раннем постнатальном мозге преимущественно обнаруживаются в маргинальной зоне (MZ) коры и во временной зоне (SGL), что в наибольшей степени проявляется у человека, а также в гиппокампе и верхних маргинальных слоях. слой зубчатой извилины.
В развивающемся мозжечке рилин сначала экспрессируется во внешнем слое гранулярных клеток (EGL), а затем происходит миграция гранулярных клеток во внутренний имеет место слой гранулярных клеток (IGL).
Достигнув пика сразу после рождения, синтез рилина впоследствии резко снижается, становясь более диффузным по сравнению с отчетливо ламинарной экспрессией в развивающемся мозге. Во взрослом мозге рилин экспрессируется ГАМК -ергическими интернейронами коры и глутаматергическими нейронами мозжечка, а также несколькими существующими клетками Кахаля-Ретциуса. Среди ГАМКергических интернейронов рилин, по-видимому, обнаруживается преимущественно в тех, которые экспрессируют кальретинин и кальбиндин, например, горизонтальный и клетки Мартинотти, но не парвальбумин -экспрессирующие клетки, такие как люстра или нейроны корзины. В белом веществе также обнаружено, что небольшая часть белка окрашивается положительно на экспрессию рилина.
Схема белка рилина Вне мозга рилин обнаруживается в крови взрослых млекопитающих, печени, гипофиз промежуточная часть и надпочечники хромаффинные клетки. В печени рилин локализуется в звездчатых клетках печени. Экспрессия рилина увеличивается при повреждении печени и возвращается к норме после ее восстановления. В глазах рилин секретируется ганглиозными клетками сетчатки, а также обнаруживается в эндотелиальном слое роговицы. Так же, как и в печени, его экспрессия увеличивается после травмы.
Белок также продуцируется одонтобластами, которые представляют собой клетки на краях пульпы зуба. Рилин здесь обнаруживается как во время одонтогенеза, так и в зрелом зубе. Некоторые авторы предполагают, что одонтобласты играют дополнительную роль в качестве сенсорных клеток, способных передавать болевые сигналы к нервным окончаниям. Согласно гипотезе, рилин участвует в процессе, усиливая контакт между одонтобластами и нервными окончаниями.
Структура двух мышиных повторов рилина, как показано Рентгеновская кристаллография и электронная томография. Рилин состоит из 3461 аминокислоты с относительной молекулярной массой 388 кДа. Он также обладает активностью сериновой протеазы. Ген RELN мыши состоит из 65 экзонов, охватывающих приблизительно 450 kb. Один экзон, кодирующий только две аминокислоты около С-конца белка, подвергается альтернативному сплайсингу, но точное функциональное влияние этого неизвестно. В структуре гена идентифицированы два сайта инициации транскрипции и два сайта полиаденилирования.
Белок рилина начинается с сигнального пептида длиной 27 аминокислот, за которым следует область, имеющая сходство с F-спондином (домен reeler ), помеченный на схеме как «SP», и областью, уникальной для reelin, отмеченной как «H». Далее идет 8 повторов из 300–350 аминокислот. Они называются повторами катушки и имеют мотив фактора роста эпидермиса в центре, разделяя каждый повтор на два субповтора, A (повтор BNR / Asp-бокса ) и B (EGF-подобный домен ). Несмотря на это прерывание, два субдомена находятся в прямом контакте, в результате чего получается компактная общая структура.
Конечный домен reelin содержит высокоосновную и короткую C-концевую область (CTR, помеченную "+") с длиной 32 аминокислоты. Этот регион является высококонсервативным и на 100% идентичен у всех исследованных млекопитающих. Считалось, что CTR необходим для секреции рилина, потому что мутация Orleans reeler, в которой отсутствует часть 8-го повтора и весь CTR, не может секретировать белок неправильной формы, что приводит к его концентрации в цитоплазме. Однако другие исследования показали, что CTR не важен для самой секреции, но мутанты, лишенные CTR, были гораздо менее эффективны в активации последующих сигнальных событий.
Рилин расщепляется in vivo в двух сайтах, расположенных после доменов 2 и 6 - примерно между повторами 2 и 3 и между повторами 6 и 7, в результате чего получается три фрагмента. Это расщепление не снижает активность белка, поскольку конструкции, состоящие из предполагаемых центральных фрагментов (повторы 3–6), связываются с рецепторами липопротеинов, запускают фосфорилирование Dab1 и имитируют функции рилина во время развитие корковой пластинки. Более того, процессинг рилина эмбриональными нейронами может быть необходим для правильного кортикогенеза.
Когда они проходят через ростральный миграционный поток, нейробласты удерживаются вместе, вероятно, частично за счет связывание тромбоспондина-1 с рецепторами рилина ApoER2 и VLDLR. Когда они прибывают к месту назначения, группы рассредоточиваются на катушке, а клетки вычеркивают свои индивидуальные пути. Фрагмент иллюстрации из Lennington et al., 2003. Основными функциями рилина являются регуляция кортикогенеза и позиционирования нейрональных клеток в пренатальном периоде, но белок также продолжает играть роль у взрослых. Рилин обнаружен во многих тканях и органах, и можно примерно разделить его функциональные роли по времени экспрессии и по локализации его действия.
Ряд ненервных тканей и органы экспрессируют рилин во время развития, причем экспрессия резко снижается после формирования органов. Роль белка здесь в значительной степени не изучена, потому что у мышей с нокаутом не обнаруживается серьезной патологии в этих органах. Роль Рилина в растущей центральной нервной системе подробно описана. Он способствует дифференцировке клеток-предшественников в радиальную глию и влияет на ориентацию ее волокон, которые служат проводниками для мигрирующих нейробластов. Положение слоя клеток, секретирующих рилин, важно, потому что волокна ориентируются в направлении его более высокой концентрации. Например, рилин регулирует развитие специфичных для слоев связей в гиппокампе и энторинальной коре.
Рилин контролирует направление роста радиальной глии. Фрагмент иллюстрации из Nomura T. et al., 2008. Клетки, экспрессирующие рилин (красный), на C стимулируют рост зеленых глиальных волокон, а на B, где эритроциты не экспрессируют рилин., радиальная глия более беспорядочная. У млекопитающих кортикогенез - это еще один процесс, в котором рилин играет главную роль. В этом процессе временный слой, называемый предварительной пластиной, разделяется на маргинальную зону вверху и вспомогательную пластину внизу, а пространство между ними заполняется нейронными слоями по схеме «наизнанку». Такое расположение, при котором вновь созданные нейроны проходят через осевшие слои и располагаются на одну ступень выше, является отличительной чертой мозга млекопитающих, в отличие от эволюционно более старой коры головного мозга рептилий, в которой слои расположены "снаружи-внутрь" мода. Когда reelin отсутствует, как у мутантной мыши reeler, порядок кортикальных слоев становится примерно инвертированным, и более молодые нейроны оказываются неспособными пройти осевшие слои. Нейроны субпластинки не могут остановиться и вторгаются в самый верхний слой, создавая так называемую суперпластинку, в которой они смешиваются с клетками Кахаля-Ретциуса и некоторыми клетками, обычно предназначенными для второго слоя.
Повышенные изменения экспрессии рилина морфология мигрирующих нейронов: в отличие от круглых нейронов с короткими ветвями (C) они принимают биполярную форму (D) и прикрепляются (E) к волокнам радиальной глии, которые проходят в направлении экспрессирующих рилин клетки. Nomura T. et al., 2008. Нет единого мнения относительно роли рилина в правильном расположении кортикальных слоев. Первоначальная гипотеза о том, что белок являетсястоп-сигналом для мигрирующих клеток, подтверждается его способностью вызывать диссоциацию, его ролью в утверждении слоя компактных гранулярных клеток в гиппокампе, а также тем фактом, что мигрирующие нейробласты уклоняются от рилин- богатые районы. Но эксперимент, в котором кортикогенез у мышей протекал нормально, несмотря на неправильное расположение секретирующего слоя рилина и отсутствие доказательств того, что рилин влияет на конусы роста и передние края нейронов, заставляет предложить некоторые дополнительные гипотезы. Согласно одному из них, рилин делает клетки более восприимчивыми к некоторому, пока не описанному каскаду позиционной передачи сигналов.
Рилин также может быть правильное позиционирование нейронов в спинномозге : согласно одному исследованию, местоположение и уровень его экспрессии влияет на движение симпатических преганглионарных нейронов.
Считается, что эти бактерии действуют на мигрирующие нейрональные предшественники и таким образом контролируют правильное положение клеток в коре и других структурах мозга. Предлагаемая роль - один из сигналов диссоциации для нейронных групп, позволяющий им разделиться и перейти от тангенциальной передачи цепи к радиальной индивидуальной передаче. Диссоциация отделяет мигрирующие нейроны от клеток, которые создают их проводники, превращая их в отдельные клетки, которые могут ударить в одиночку, чтобы найти свое окончательное положение.
Вверху: типичное изображение иммунореактивности соматических катушек, обнаруженное в 12-дневные нейроны гиппокампа in vitro. Внизу: иммунофлуоресценция катушки (красный), наложенная MAP2 контрастным красителем (зеленый). Фрагмент иллюстрации из Campo et al., 2009. Рилин принимает изменение конфигурации рецептора NMDA, увеличивая подвижность NR2B -содержание рецепторов, таким образом, уменьшение времени, которое они проводят в синапсе. Было высказано предположение, что это может быть частью механизма, лежащего в основе «переключателя NR2B-NR2A», который наблюдается в мозге во время его постнатального развития. Продолжающаяся секреция рилина ГАМКергические нейронамипокампа необходима для поддержания низкого уровня NR2B-рецепторов NMDA.
В нервной системе взрослого рилин играет важнейшую роль в двух случаях. участки активного нейрогенеза, субвентрикулярная зона и зубчатая извилина. У некоторых видов нейробласты из субвентрикулярной зоны мигрируют цепями в ростральном миграционном потоке (RMS), чтобы достичь обонятельной луковицы, где рилин диссоциирует их на отдельные клетки, которые могут двигаться дальше индивидуально. Они меняют способ перемещения с тангенциального радиального и начинают использовать волокна радиальной глии в направляющих. Существуют исследования, показывающие, что вдоль самого RMS два рецептора, ApoER2 и VLDLR, и их внутриклеточный адаптер DAB1 функционируют независимо от рилина, скорее всего благодаря влиянию недавно предложенного лиганда, тромбоспондина-1. Зубчатой извилине взрослого человека рилин обеспечивает ориентиры для новых нейронов, которые постоянно прибывают в слой гранулярных клеток из субгранулярной зоны, сохраняя компактность слоя.
Рилин также играет роль в мозге взрослого человека, модулируя корковый слой. пирамидный нейрон дендритный шип плотность экспрессии, разветвление дендритов и экспрессия долговременной потенциации, поскольку его секреция диффузно продолжается ГАМКергическими кортикальными интернейронами, которые происхождение восходит к медиальному ганглиозному возвышению.
Во взрослом организме ненейральная экспрессия гораздо менее распространена, но резко возрастает при повреждении некоторых органов. Точная функция активации катушек после травмы все еще исследуется.
клетки Кахаля-Ретциуса, как это сделал Кахаль в 1891 году. Развитие отдельного слоя этих катушек. секретирующие клетки играли роль роль в эволюции мозга. 
Развитие нейронов: млекопитающих (слева) и птицы (справа) имеют разные паттерны экспрессии рилина (розовый). Nomura T. et al., 2008. Взаимодействия Reelin-DAB1 могли сыграть ключевую роль в структурной эволюции коры, которая эволюционировала из одного слоя в общем предшественнике амниот во множестве -слойная кора современных млекопитающих. Исследования показывают, что экспрессия рилина повышается по мере усложнения коры головного мозга, достигла максимума в человеческом мозге, в котором секретирующие рилин клетки Кахаля-Ретциуса имеют значительно более сложную аксональную ветвь. Рилин присутствует в конечном мозге всех исследованных позвоночных, но паттерн его экспрессии сильно различается. Например, у рыбок данио вообще нет клеток Кахаля-Ретциуса; вместо этого белок секретируется другими нейронами. Эти клетки не образуют особого слоя у земноводных, и радиальная миграция в их головном мозге очень слабая.
По мере того, как кора головного мозга становится более сложной и извилистой, миграция по волокнам радиальной глии становится более для правильного ламинирования. Считается, что появление отчетливого слоя, играет важную роль в этой эволюции. Существуют противоречивые данные относительно важности этого слоя, которые объясняются в литературе либо наличием дополнительного сигнального позиционного механизма, который взаимодействует с каскадом катушек, либо предположением, что мыши, которые используются в таких экспериментах, имеют избыточную секрецию. рилина по сравнению с более локализованным синтезом в головном мозге человека.
Клетки Кахаля-Ретциуса, большая часть которых исчезает примерно во время рождения, коэкспрессируют рилин с геном HAR1, который, как считается, подвергся наиболее значительным эволюционным изменениям у людей по сравнению с шимпанзе, Как наиболее "эволюционно ускоренными" генами из ускоренных областей человека. Также есть свидетельства того, что варианты гена DAB1 были недавний выборочный анализ в китайских популяциях.
Основной каскад передачи сигналов рилина (ApoER2 и VLDLR) и его взаимодействие с LIS1. Zhang et al., 2008. SFK : Киназы семейства Src.. JIP : JNK-взаимодействующий белок 1 Рилина Считается, что контроль межклеточных взаимодействий опосредуется связыванием рилина с двумя членами семейства генов рецепторов липопротеинов низкой плотности : VLDLR и ApoER2. Два основных рецептора рилина, по-рецептору выполняют несколько разных ролей: VLDLR проводит стоп-сигнал, в то время как ApoER2 важен для поздних неокорльных нейронов. Также было показано, что N-концевой участок рилина, сайт, отличный от участка рилина, который, как показано, связан с VLDLR / ApoER2, связывается с рецептором альфа-3-бета-1 интегрина. Предположение, что прото кадгерин CNR1 ведет себя как рецептор рилина, было опровергнуто.
Как члены суперсемейства липопротеиновых рецепторов, и VLDLR, и ApoER2 имеют в своей структуре домен интернализации, называемый мотивом. После связывания с рецепторами рилин интернализуется посредством эндоцитоза, и N-концевой фрагмент повторно секретируется. Этот фрагмент может служить постнатально для предотвращения быстрого роста апикальных дендритов пирамидных нейронов кортикального слоя II / III, действуя по пути, независимому от канонических рецепторов рилина.
Рецепторы рилина присутствуют как на нейронах, так и на глиальные клетки. Кроме того, радиальная глия экспрессирует такое же количество ApoER2, но в десять раз меньше VLDLR. рецепторы интегрина бета-1 на глиальных клетках играют более важную роль в нейронных слоях, чем те же рецепторы на мигрирующих нейробластах.
Рилин-зависимое усиление долговременной потенциации вызывается взаимодействием ApoER2 с рецептором NMDA. Это взаимодействие происходит, когда ApoER2 имеет область, кодируемую экзоном 19. Ген ApoER2 альтернативно сплайсируется, причем вариант, используя экзон 19, более активно продуцируется в периоды активности. Согласно одному исследованию, экспрессия рилина в гиппокампе повышается, когда возникает необходимость в хранении памяти, поскольку деметилазы открывают ген RELN. Активация роста дендритов рилином, очевидно, осуществляется через Src киназы семейства и зависит от экспрессии белков семейства Crk, что согласуется с взаимодействием Crk и CrkL с фосфорилированным тирозином Dab1. Кроме того, сообщалось, что модель мыши с рекомбинацией Cre-loxP, у которой отсутствуют Crk и CrkL в большинстве нейронов, имеет фенотип reeler, что указывает на что Crk / CrkL лежат между DAB1 и Akt в сигнальной цепи reelin.
Рилин активирует сигнальный каскад Notch-1, вызывая экспрессию FABP7 и побуждая клетки-предшественники предполагать фенотипчевой глии. Кроме того, кортикогенез in vivo во многом зависит от процесса рилина эмбриональными нейронами, которые, как считается, секретируют некоторые еще не идентифицированные металлопротеиназы, которые освобождают центральную сигнальную часть белка. Некоторые другие неизвестные протеолитические механизмы могут также играть роль. Предполагается, что полноразмерный рилин прилипает к волокнам внеклеточного матрикса на более низких уровнях, а центральные фрагменты, когда они освобождаются за счет разрушения катушки, способны проникать на более низкие уровни. Возможно, что по мере того, как нейробласты достигают более высоких уровней, они останавливают свою миграцию либо из-за повышенной комбинированной экспрессии всех форм рилина, либо из-за специфического механизма действия полноразмерных молекул рилина и его гомодимеры.
Внутриклеточный адаптер DAB1 связывается с VLDLR и ApoER2 через мотив и участвует в передаче сигналов рилина через эти рецепторы липопротеинов. Он фосфорилируется киназами Src и Fyn и, по-видимому, стимулирует цитоскелет актин правильную форму, влияетя на долюторов интегрина на поверхности клетки, что приводит к к к изменению адгезии. Фосфорилирование DAB1 приводит к его убиквитинированию и предшествующей деградации, и это объясняет повышенные уровни DAB1 в отсутствие рилина. Такая отрицательная обратная связь считается для правильного кортикального ламинирования. Активированные двумя антителами, VLDLR и ApoER2 вызывают фосфорилирование DAB1, но, по-предположительно, без последовательной деградации и без восстановления фенотипа reeler, и это может указывать на то, что часть сигнала передается независимо от DAB1.
Рилин стимулирует клетки-предшественники дифференцироваться в радиальной глию, индуцируя экспрессию маркера радиальной глии BLBP, воздействуя на каскад NOTCH1. Фрагмент иллюстрация из Keilani et al., 2008. Белок, играющий роль в лизэнцефалии и, соответственно, называемый LIS1 (PAFAH1B1 ), как было показано, взаимодействует с внутриклеточным сегментом VLDLR, таким образом реагируя на активацию пути рилина.
Было показано, что молекулы рилина образуют большой белковый комплекс, связанный с дисульфидной связью гомодимер. Если гомодимер не образует, эффективное фосфорилирование тирозина DAB1 in vitro не удается. Более, два основных рецептора рилина способны образовывать кластеры, которые, скорее, играют основную роль в передаче сигналов, вызывая, в свою очередь, димеризацию или олигомеризацию внутриклеточного адаптера DAB1. В исследовании было показано, что такая кластеризация активирует сигнальную цепь даже в отсутствии самого рилина. Кроме того, сам рилин может разрезать пептидные связи, удерживающие вместе другие белки, будучи сериновой протеазой , и это может влиять на процессы клеточной адгезии и миграции. Передача сигналов рилина приводит к фосфорилированию взаимодействующего с актином белка кофилина 1 по ser3; это может стабилизировать актиновый цитоскелет и закрепить ведущие процессы мигрирующих нейробластов, предотвращая их дальнейший рост.
Циклин-зависимой киназой 5 (Cdk5), основным регулятором миграции нейронов и позиционирование, как известно, фосфорилируют DAB1 и другие цитозольные мишени передачи сигналов рилина, такие как Tau, которые могут быть активированы также посредством индуцированной рилином дезактивации GSK3B и NUDEL, связанный с Lis1, одной из целей DAB1. LTP индукция рилином в срезах гиппокампа не удается при нокаутах p35. P35 является ключевым активатором Cdk5, и двойные нокауты p35 / Dab1, p35 / RELN, p35 / ApoER2, p35 / VLDLR демонстрируют повышенный дефицит миграции нейронов, указывая на синергетическое действие reelin → ApoER2 / VLDLR → DAB1 и p35 / p39 → Cdk5. в нормальном кортикогенезе.
Нарушения гена RELN считаются причиной редкой формы лиссэнцефалии с мозжечком. гипоплазия классифицируется как микролисэнцефалия, называемая синдромом Нормана-Робертса. Мутации нарушают сплайсинг транскрипта мРНК RELN , что приводит к низким или неопределяемым количествам белка рилина. Фенотип у этих пациентов характеризовался гипотонией, атаксией и задержкой в развитии с отсутствием неподдерживаемого сидения и глубокой умственной отсталостью с незначительным развитием речи или без него. Также присутствуют судороги и врожденная лимфедема. В 2007 году была описана новая хромосомная транслокация, вызывающая синдром.
Снижение экспрессии рилина и его мРНК в мозге больных шизофренией были зарегистрированы в 1998 и 2000 годах и независимо подтверждены в посмертных исследованиях гиппокампа, мозжечка, базальных ганглиев и коры головного мозга. Снижение может достигать 50% в некоторых областях мозга и связано со снижением экспрессии фермента GAD-67 , который катализирует переход глутамата в ГАМК. Уровни рилина и его изоформ в крови также изменяются при шизофрении, наряду с расстройствами настроения, согласно одному исследованию. Снижение префронтальной экспрессии мРНК рилина при шизофрении оказалось наиболее статистически значимым нарушением, обнаруженным в многоцентровом исследовании, проведенном в 2001 г. в 14 отдельных лабораториях Консорциумом нейропатологов Фонда Стэнли.
Эпигенетическое гиперметилирование ДНК у пациентов с шизофренией предлагается как причина уменьшения, в соответствии с наблюдениями 1960-х годов, что введение метионина больным шизофренией приводит к глубокому обострению симптомов шизофрении у шестидесяти - семидесяти процентов пациентов. Предлагаемый механизм является частью «эпигенетической гипотезы патофизиологии шизофрении», сформулированной группой ученых в 2008 г. (Д. Грейсон; А. Гуидотти; Э. Коста ). Посмертное исследование, сравнивающее экспрессию ДНК-метилтрансферазы (DNMT1 ) и мРНК рилина в кортикальных слоях I и V пациентов с шизофренией и здоровой контрольной группе, продемонстрировало, что в слое V уровни как DNMT1, так и Reelin были нормальный, тогда как в слое I DNMT1 был в три раза выше, вероятно, приводя к двукратному снижению экспрессии Reelin. Есть свидетельства того, что изменение является избирательным, и DNMT1 сверхэкспрессируется в рилин-секретирующих ГАМКергических нейронах, но не в их глутаматергических соседях. Ингибиторы метилирования и ингибиторы гистондеацетилазы, такие как вальпроевая кислота увеличивает уровень мРНК рилина, в то время как лечение L-метионином подавляет фенотипическую экспрессию рилина.
Одно исследование указали на активацию гистондеацетилазы HDAC1 в гиппокампе пациентов. Гистоновые деацетилазы подавляют промоторы генов; На мышиных моделях было показано, что гиперацетилирование гистонов деметилирует промоторы как рилина, так и GAD67. Было показано, что ингибиторы DNMT1 у животных увеличивают экспрессию как рилина, так и GAD67, и как ингибиторы DNMT, так и ингибиторы HDAC, как было показано в одном исследовании, активируют оба гена со сравнимой зависимостью от доз и времени. Как показывает одно исследование, накопитель S-аденозилметионина (SAM) в префронтальной коре головного мозга пациентов в два раза выше, чем в коре головного мозга. SAM, являясь донором метильной группы, актив для активности DNMT, может еще больше изменить эпигенетический контроль экспрессии гена.
Область хромосомы, в которой находится ген RELN, связывает с шизофренией, а сам геном генетического заболевания в большом исследовании, которое показало, что полиморфизм rs7341475 увеличивает риск заболеваний у женщин, но не у мужчин. Согласно исследованию, женщины с однонуклеотидным полиморфизмом (SNP) примерно в 1,4 раза чаще заболевают. Аллельные вариации RELN также коррелировали с рабочей памятью, памятью и исполнительными функциями в нуклеарных семьях, один из членов страдает шизофренией. Позднее была воспроизведена ассоциация с рабочей памятью. В одном небольшом исследовании несинонимичный полиморфизм гена был связан с пациентом левого и правого желудочков.
Одно исследование показало, что у рецепторов снижен уровень одного изторов рилина, VLDLR, периферические лимфоциты. Через шесть месяцев антипсихотической терапии экспрессия повысилась; по мнению авторов, периферические уровни VLRLR может служить надежным периферическим биомаркером шизофрении.
Учитывая роль рилина в стимулировании дендритогенеза, были высказаны предположения, что локализованный дефицит дендритного позвоночника, наблюдаемый при шизофрении, может быть частично связан с подавлением рилина.
Путь рилина также может быть связан с шизофренией и другими психотическими расстройствами через его взаимодействие с генами риска. Одним из примеров является фактор нейрональной транскрипции NPAS3, нарушение которого связано с шизофренией и неспособностью к обучению. Нокаутные мыши, лишенные NPAS3 или аналогичного белка NPAS1, значительно более низкие уровни рилина; точный механизм этого неизвестен. Другим примером является связанный с шизофренией ген MTHFR, нокауты у мышей демонстрируют пониженные уровни рилина в мозжечке. В том же духе стоит отметить, что ген, кодирующий субъединицу NR2B, на которую предположительно влияет рилин в процессе онтогенетического изменения состава рецепторов NMDA NR2B->NR2A, является одним из самых сильных рисков гены-кандидаты. Другой общий аспект между NR2B и RELN заключается в том, что оба они могут регулироваться транскрипционным фактором TBR1.
гетерозиготная мышь-рилер, которая гаплонедостаточна для гена RELN имеет несколько общих нейрохимических и поведенческих аномалий с шизофренией и биполярным расстройством, но точное значение этих поведенческих изменений у мышей для патофизиологии шизофрении остается спорным.
Как описано ранее, рилин играет решающую роль. роль в модулировании ранней миграции нейробластов во время развития мозга. Доказательства измененного положения нервных клеток в мозге пациентов с посмертной шизофренией и изменений в генных регуляторных сетях, которые контролируют миграцию клеток, предполагают потенциальную связь между измененной экспрессией рилина в ткани мозга пациента и разрушенной клеткой. миграция во время развития мозга. Чтобы смоделировать роль рилина в контексте шизофрении на клеточном уровне, клетки, полученные из обонятельной нейросферы, были получены из носовых биопсий пациентов с шизофренией и сравнены с клетками из здоровой контрольной группы.. Клетки, полученные от пациентов с шизофренией, имеют пониженные уровни мРНК и белка рилина по сравнению со здоровыми контрольными клетками, но экспрессируют ключевые рецепторы рилина и дополнительный белок DAB1. При выращивании in vitro клетки, полученные от пациентов с шизофренией, были неспособны реагировать на рилин, нанесенный на поверхности культуры ткани ; Напротив, клетки, полученные из здоровых контролей, были способны изменять свою миграцию клеток при воздействии рилина. В дальнейшем эта работа показала, что отсутствие реакции миграции клеток в клетках, полученных от пациентов, было вызвано неспособностью клетки производить достаточное количество фокальных адгезий подходящего размера при контакте с внеклеточным рилином. Необходимы дополнительные исследования клеточных моделей шизофрении, чтобы изучить функцию рилина или его отсутствие в патофизиологии шизофрении.
Снижение экспрессии RELN с одновременной активацией DNMT1 типично для биполярного расстройства с психозом, но не характерно для пациентов с большая депрессия без психоза, что может говорить о специфической связи изменения с психозами. Одно исследование предполагает, что, в отличие от шизофрении, такие изменения обнаруживаются только в коре головного мозга и не влияют на более глубокие структуры у пациентов с психотическим биполярным расстройством, поскольку было обнаружено, что их базальные ганглии имеют нормальные уровни DNMT1, и впоследствии уровни как рилина, так и GAD67 были в пределах нормы.
В генетическом исследовании, проведенном в 2009 году, предварительные данные, требующие дальнейшей репликации ДНК, показали, что вариации гена RELN (SNP) могут быть связаны с предрасположенностью к биполярному расстройству у женщин.
Аутизм - это расстройство нервного развития, которое обычно вызывается мутациями в нескольких местах, вероятно, вызвано факторами окружающей среды. Роль рилина при аутизме еще не решена.
Рилин первоначально в 2001 году участвовал в исследовании, обнаружившем связь между аутизмом и полиморфным GGC / CGG повторением предшествующим кодон инициатора 5 'ATG гена RELN в итальянской популяции. Более длинные триплетные повторы в 5'-области были связаны с увеличением предрасположенности к аутизму. Однако другое исследование 125 семей с множественной заболеваемостью и 68 семей с единичной заболеваемостью, проведенное в следующем году, не обнаружило существенной разницы между длиной полиморфных повторов в пораженной и контрольной группе. Хотя с помощью теста на семейную ассоциацию было обнаружено, что более крупные аллели рилина передаются больным детям чаще, чем ожидалось. Дополнительное исследование, в котором изучались 158 субъектов немецкого происхождения, также не обнаружило доказательств полиморфизма триплетных повторов, связанных с аутизмом. А более крупное исследование 2004 года, в котором участвовало 395 семей, не обнаружило связи между аутичными субъектами и тройным повторением CGG, а также размером аллеля по сравнению с возрастом первого слова. В 2010 году большое исследование с использованием данных из 4 европейских когорт обнаружило некоторые доказательства связи между аутизмом и полиморфизмом RELN.
Исследования трансгенных мышей предполагают наличие связи, но не
Было обнаружено, что снижение экспрессии рилина в образцах ткани гиппокампа от пациентов с височной эпилепсией напрямую коррелировало со степенью дисперсии гранулярных клеток (GCD), основной особенности заболевания, которая отмечается у 45–73% пациентов. Дисперсия, согласно небольшому исследованию, связана с гиперметилированием промотора RELN. Согласно одному исследованию, длительные припадки на крысиной модели мезиальной височной эпилепсии привели к потере рилин-экспрессирующих интернейронов и последующей эктопической миграции цепи и аберрантной интеграции клеток зубчатых гранул новорожденных. Без reelin нейробласты, мигрирующие по цепи, не могут должным образом отделиться. Более того, согласно одному исследованию, в модели эпилепсии, индуцированной каинатом, экзогенный рилин предотвращал GCD.
Рецепторы рилина ApoER2 и VLDLR принадлежат к семейству генов рецептора LDL. Все члены этого семейства являются рецепторами для аполипопротеина E (ApoE). Поэтому их часто синонимично называют «рецепторами ApoE». ApoE встречается в 3 распространенных изоформах (E2, E3, E4) в человеческой популяции. ApoE4 является основным генетическим фактором риска позднего начала болезни Альцгеймера. Эта сильная генетическая ассоциация привела к предположению, что рецепторы ApoE играют центральную роль в патогенезе болезни Альцгеймера. Согласно одному исследованию, паттерны экспрессии рилина и гликозилирования изменяются при болезни Альцгеймера. В коре головного мозга пациентов уровни рилина были на 40% выше по сравнению с контрольной группой, но уровни белка в мозжечке оставались нормальными у тех же пациентов. Этот результат согласуется с более ранним исследованием, показывающим присутствие рилина, связанного с амилоидными бляшками, на модели трансгенных мышей с БА. Большое генетическое исследование 2008 года показало, что вариабельность гена RELN связана с повышенным риском болезни Альцгеймера у женщин. Количество рилин-продуцирующих клеток Кахаля-Ретциуса значительно снижается в первом кортикальном слое пациентов. Было показано, что рилин взаимодействует с белком-предшественником амилоида и, согласно одному исследованию in vitro, способен противодействовать Aβ-индуцированному ослаблению активности NMDA-рецептора. Это модулируется изоформами ApoE, которые избирательно изменяют рециклинг ApoER2, а также рецепторов AMPA и NMDA.
паттерны метилирования ДНК часто изменяются в опухолях, и ген RELN может быть затронуты: согласно одному исследованию, в раке поджелудочной железы экспрессия подавлена вместе с другими компонентами пути рилина. В том же исследовании перерезание пути рилина в раковых клетках, которые все еще экспрессируют рилин, привело к увеличению подвижности и инвазивности. Напротив, при раке простаты экспрессия RELN является чрезмерной и коррелирует с оценкой Глисона. Ретинобластома представляет собой другой пример сверхэкспрессии RELN. Этот ген также неоднократно мутировал в случаях острого лимфобластного лейкоза.
Одно исследование ассоциации на уровне всего генома указывает на возможную роль вариации гена RELN в отосклероз, аномальное разрастание кости среднего уха. При статистическом поиске генов, которые по-разному экспрессируются в головном мозге устойчивых к церебральной малярии мышей по сравнению с мышами, чувствительными к церебральной малярии, Delahaye et al. обнаружили значительную активацию как RELN, так и DAB1 и высказали предположение о возможных защитных эффектах такой сверхэкспрессии. В 2020 году в исследовании сообщалось о новом варианте гена RELN (S2486G), который был связан с анкилозирующим спондилитом в большой семье. Это предположило потенциальное понимание патофизиологического участия рилина через пути воспаления и остеогенеза в анкилозирующем спондилите, и это могло бы расширить горизонт в сторону новых терапевтических стратегий. Исследование 2020 г., проведенное Юго-западным медицинским центром UT, предполагает, что уровни циркулирующего рилина могут коррелировать с тяжестью и стадиями рассеянного склероза, и что снижение уровней рилина может быть новым способом лечения рассеянного склероза.
Экспрессия рилина контролируется рядом факторов помимо самого количества клеток Кахаля-Ретциуса. Например, фактор транскрипции TBR1 регулирует RELN вместе с другими содержащими генами генами. На более высоком уровне было обнаружено, что усиление материнского ухода коррелирует с экспрессией рилина у крысят; такая корреляция наблюдалась в гиппокампе и коре головного мозга. Согласно одному сообщению, длительное воздействие кортикостероном значительно снижает экспрессию рилина в гиппокампе мышей, открытие, возможно, относящееся к гипотетической роли кортикостероидов в депрессии. Одно небольшое патологоанатомическое исследование обнаружило повышенное метилирование гена RELN в неокортексе людей, прошедших период полового созревания, по сравнению с теми, кто еще не вступил в период созревания.
По мере того, как рилин вводится вовлечены в ряд заболеваний головного мозга, и его проявление обычно измеряется посмертно, поэтому важна оценка возможных эффектов лекарств.
Согласно эпигенетической гипотезе, лекарства, которые сдвигают баланс в пользу деметилирования обладают потенциалом облегчить предполагаемое подавление RELN и GAD67, вызванное метилированием. В одном исследовании было показано, что клозапин и сульпирид, но не галоперидол и оланзапин, увеличивают деметилирование обоих генов у мышей, предварительно получавших l-метионин. вальпроевая кислота, ингибитор гистондеацетилазы, когда, принимаемый в сочетании с нейролептиками, дает некоторые преимущества. Но есть исследования, противоречащие основной посылке эпигенетической гипотезы, и исследование Fatemi et al. не показывает увеличения экспрессии RELN под действием вальпроевой кислоты; это указывает на необходимость дальнейшего исследования.
Fatemi et al. провели исследование, в котором уровни мРНК RELN и белка рилина были измерены в префронтальной коре головного мозга крыс после 21-дневного внутрибрюшинных инъекций следующих препаратов:
| Экспрессия рилина | клозапин | флуоксетин | Галоперидол | Литий | Оланзапин | Вальпроевая кислота |
|---|---|---|---|---|---|---|
| белок | ↓ | ↔ | ↓ | ↓ | ↑ | ↔ |
| мРНК | ↑ | ↑ | ↓ | ↑ | ↑ | ↓ |
В 2009 году Fatemi et al. опубликовали более подробную работу на крысах, принимавших то же лекарство. Здесь, помимо самого рилина, была измерена корковая экспрессия нескольких участников (VLDLR, DAB1, GSK3B ), а также экспрессия GAD65 и GAD67.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Рилином. |
 | Найдите reelin в Wiktionary, бесплатном словаре. |
ученый, открывший ген и белок рилина
