Войти
рецептор тромбоксана (TP), также известный как простаноидный рецептор TP представляет собой белок, который у человека кодируется геном TBXA2R . Рецептор тромбоксана является одним из пяти классов простаноидных рецепторов и был первым клонированным эйкозаноидным рецептором. Рецептор TP получил свое название от своего предпочтительного эндогенного лиганда тромбоксан A 2.
Ген , ответственный за управление синтезом тромбоксанового рецептора, TBXA2R, расположен на хромосоме 19 в положении p13.3, охватывает 15 килобаз и содержит 5 экзонов. TBXA2R кодирует члена суперсемейства G-протеинов семи трансмембранных рецепторов.
Результаты молекулярной биологии предоставили окончательные доказательства наличия двух человеческих рецепторов TP подтипы. Первоначально клонированный TP из плаценты (длина 343 аминокислоты) известен как α изоформа и вариант сплайсинга, клонированный из эндотелия (с 407 аминокислотами), названный β-изоформой. Первые 328 аминокислот одинаковы для обеих изоформ, но β-изоформа имеет расширенный C-концевой цитоплазматический домен. Обе изоформы частично стимулируют клетки путем активации семейства G-белков Gq. Однако по крайней мере в некоторых типах клеток TPα также стимулирует клетки, активируя G-белки семейства Gs, тогда как TPβ также стимулирует клетки, активируя G-белки класса Gi. Это приводит к стимуляции или ингибированию, соответственно, активности аденилатциклазы и тем самым к очень разным клеточным ответам. Различия в их С-концевой последовательности хвоста также допускают значительные различия в интернализации двух рецепторов и, таким образом, десенсибилизации (т. Е. Потери G-белка и, следовательно, способности стимулировать клетки) после активации агонистом; TP β, но не TP α подвергается интернализации, индуцированной агонистами.
Экспрессия изоформ α и β неодинакова внутри или между разными типами клеток. Например, тромбоциты экспрессируют высокие концентрации α-изоформы (и обладают остаточной РНК для β-изоформы), в то время как экспрессия β-изоформы в этих клетках не документирована. Β-изоформа экспрессируется в эндотелии человека. Более того, каждая изоформа TP может физически объединяться с: a) другой изоформ с образованием гомодимеров TPα-TPα или TPβ-TPβ, которые способствуют более сильной передаче сигналов в клетке, чем достигается их мономерными аналогами; b) их противоположная изоформа для образования гетеродимеров TPα-TPβ, которые активируют больше клеточных сигнальных путей, чем изоформа или гомодимер; и c) с рецептором простациклина (т.е. IP-рецептором) с образованием гетеродимеров TP-IP, которые по отношению к гетеродимерам TPα-IP запускают особенно интенсивную активацию аденилциклазы. Последний эффект на аденилциклазу может служить для подавления стимулирующих действий TPα и, следовательно, некоторых из его потенциально вредных действий.
Мыши и крысы экспрессируют только изоформу TPα. Поскольку эти грызуны используются в качестве животных моделей для определения функций генов и их продуктов, отсутствие у них двух изоформ TP ограничивает понимание индивидуальных и различных функций каждой изоформы рецептора TP.
Исторически участию рецепторов TP в функции тромбоцитов уделялось наибольшее внимание. Однако теперь ясно, что рецепторы TP обнаруживают широкое распространение в разных типах клеток и среди разных систем органов. Например, рецепторы TP были локализованы, в частности, в сердечно-сосудистой, репродуктивной, иммунной, легочной и неврологической тканях.
| Орган / ткань | Клетки / клеточные линии | |
|---|---|---|
| Распределение рецепторов TP | Легкое, селезенка, матка, плацента, аорта, сердце, кишечник, печень, глаз, тимус, почки, спинной мозг, мозг | тромбоциты, моноциты крови, клубочковые мезангиальные клетки, олигодендроциты, сердечные миоциты, афферентный симпатический нерв Окончания в сердце, эпителиальные клетки, клетки Hela, гладкомышечные клетки, эндотелиальные клетки, трофобласты, клетки Шванна, астроциты, мегакариоциты, клетки Купфера, эритролейкемические мегакариоциты человека (HEL), клетки K562 (клетки хронической миелогенной лейкемии человека, клетки гепатобластомы) Незрелые тимоциты, EL-4 (линия Т-клеток мыши), клетки астроцитомы |
Стандартные простаноиды имеют следующие относительные эффективности как лиганды рецептора в связывании и активации TP: TXA 2=PGH2 >>PGD2 = PGE2 = PGF2alpha = PGI2. Поскольку TXA 2 очень нестабилен, связывание рецепторов и биологические исследования TP проводят со стабильными аналогами TXA 2, такими как I-BOP и U46619. Эти два аналога имеют половину их максимальной связывающей способности и клеточно-стимулирующей активности при ~ 1 и 10-20 наномоляр соответственно; предполагается, что TXA 2 и PGH2 (который также является нестабильным) обладают связывающей и клеточно-стимулирующей активностями в этом диапазоне. PGD2, PGE2, PGF2alpha и PGI2 обладают связывающей и стимулирующей способностями, которые в>1000 раз слабее, чем I-BOP, и поэтому предполагается, что они не обладают заметной способностью стимулировать TP in vivo. 20-Гидроксиэйкозатетраеновая кислота (20-HETE) является полным агонистом, а некоторые изопростаны, например 8-изо-PGF2 альфа и 8-изо-PGE2 являются частичными агонистами рецептора TP. В моделях на животных и тканях человека они действуют через TP, чтобы стимулировать реакцию тромбоцитов и стимулировать сокращение кровеносных сосудов. Синтетические аналоги TXA 2, которые активируют TP, но относительно устойчивы к спонтанной и метаболической деградации, включают SQ 26655, AGN192093 и EP 171, каждый из которых обладает связывающей и активирующей способностями к TP, подобными I-BOP.
Некоторые синтетические соединения связываются, но не активируют ТР, и тем самым ингибируют его активацию путем активации лигандов. Эти антагонисты рецепторов включают I-SAP, SQ-29548, S-145, домитробан и вапипрост, все из которых обладают сродством к связыванию TP, аналогичным I-BOP. Другими известными антагонистами рецепторов ТР являются Сератродаст (AA-2414), Терутробан (S18886), PTA 2, 13-APA, GR-32191, Сулотробан (BM -13177), SQ-29,548, SQ-28,668, ONO-3708, отсек U3405, EP-045, BMS-180,291 и S-145. Многие из этих антагонистов рецепторов TP были оценены как потенциальные терапевтические агенты для лечения астмы, тромбоза и гипертензии. Эти оценки показывают, что антагонисты рецепторов TP могут быть более эффективными, чем препараты, которые избирательно блокируют продукцию ингибиторов тромбоксансинтазы TXA 2. Этот, казалось бы, парадоксальный результат может отражать способность PGH2, продукция которого не блокируется ингибиторами, заменять TXA 2 при активации TP. Были обнаружены новые антагонисты рецепторов TP, которые также обладают активностью в снижении продукции TXA 2 за счет ингибирования циклооксигеназ, и они разрабатываются для тестирования на животных моделях.
TP классифицируется как сократительный тип простеноидного рецептора на основании его способности сокращать различные типы тканей, содержащих гладкие мышцы, такие как ткани легких, кишечника и матки. TP сокращает гладкую мускулатуру и стимулирует различные реакции в широком диапазоне других клеточных типов путем связывания и мобилизации одного или нескольких семейств белков G-белка класса регулируемых рецептором клеточных сигнальных молекул. При связывании с TXA 2, PGH 2 или другими его агонистами, TP мобилизует членов семейства:
После активации этих путей способность рецепторов ТР к клеточной стимуляции быстро меняется на противоположный в результате процесса, называемого гомологичной десенсибилизацией, т.е. ТП больше не может мобилизовать свои мишени G-белка или дополнительно стимулировать функцию клеток. Впоследствии β, но не α изоформа TP претерпевает интернализацию рецептора . Эти события подавления рецептора запускаются G-протеин-связанными киназами рецептора, мобилизованными во время активации TP-рецептора. Агенты, не зависящие от рецептора TP, которые стимулируют клетки к активации протеинкиназ C или протеинкиназ A, также могут подавлять TP в процессе, называемом гетерологичной десенсибилизацией. Например, простациклин I2 (PGI2) -индуцированная активация его рецептора простациклина (IP) и простагландин D2 -индуцированная активация его простагландинового рецептора DP1. вызывают десенсибилизацию рецептора TP путем активации протеинкиназ A, в то время как простагландин F2alpha -индуцированная активация его рецептора простагландина F и простагландин E2 -индуцированная активация его рецептор простагландина EP1 рецептор десенсибилизирует TP, активируя протеинкиназы C. Эти реакции десенсибилизации служат для ограничения действия агонистов рецептора, а также общей степени возбуждения клеток.
В дополнение к своей способности к подавляя TPα, рецептор IP активирует сигнальные пути клеток, которые противодействуют тем, которые активируются TP. Кроме того, рецептор IP может физически объединяться с рецептором TPα с образованием гетеродимерного комплекса IP-TPα, который при связывании с TXA 2 активирует преимущественно IP-связанные сигнальные пути клеток. Таким образом, природа и степень многих клеточных ответов на активацию TP-рецептора модулируются IP-рецептором, и эта модуляция может служить для ограничения потенциально вредных эффектов активации TP-рецептора (см. Следующий раздел о функциях).
Исследования с использованием животных, генетически модифицированных с отсутствием рецептора TP, и изучение действия агонистов и антагонистов этого рецептора у животных, а также на ткани животных и человека показывают, что TP выполняет различные функции у животных и что эти функции также выполняются или служат как парадигма для дальнейшего изучения на людях.
Человеческие и животные тромбоциты, стимулированные различными агентами, такими как тромбин, продуцируют ТХА 2. Ингибирование этой продукции значительно снижает конечную адгезию агрегацию и дегрануляцию тромбоцитов (то есть секрецию содержимого гранул) на исходный стимул. Кроме того, тромбоциты мышей, лишенных рецепторов TP, имеют аналогичные дефектные реакции адгезии, агрегации и дегрануляции, и эти мыши с дефицитом TP не могут образовывать стабильные сгустки крови и, как следствие, проявляют тенденцию к кровотечению. ТР, как показывают исследования, является частью петли положительной обратной связи, которая действует, чтобы способствовать адгезии тромбоцитов, агрегации, дегрануляции и индуцированным тромбоцитами ответам свертывания крови in vitro и in vivo. Направленные на тромбоциты функции TP во многих отношениях противоположны функциям IP-рецептора. Это дополнительно указывает (см. Предыдущий раздел), что баланс между осями TXA 2 -TP и PGI 2 -IP способствует регулированию функции тромбоцитов, свертыванию крови и кровотечению.
Исследования на моделях животных показывают, что активация рецептора TP сокращает клетки гладких мышц сосудов и воздействует на сердечные ткани, увеличивая частоту сердечных сокращений, вызывая сердечные аритмии и вызывая миокардиальные ишемия. Эти эффекты могут лежать в основе, по крайней мере частично, защитных эффектов нокаута гена TP у мышей. Мыши TP (- / -): a) устойчивы к кардиогенному шоку, вызванному инфузией агониста TP, U46619, или простагландина и тромбоксана A 2 предшественник, арахидоновая кислота ; b), частично защищенный от сердечного повреждения, вызванного гипертензией, у мышей с дефицитом IP -рецепторов, питающихся диетой с высоким содержанием соли; c) предотвращено развитие индуцированной ангиотензином II и индуцированной метиловым эфиром N-нитроаргинина гипертензии наряду с ассоциированной гипертрофией сердца; г) резистентность к сосудистому повреждению, вызванному повреждением наружной сонной артерии, вызванным баллонным катетером; д) менее вероятно развитие тяжелой дисфункции микроциркуляции печени, вызванной TNFα, а также повреждение почек, вызванное TNFα или бактериальным эндотоксином ; и f) медленное развитие сосудистого атеросклероза у мышей с нокаутом гена ApoE. Кроме того, антагонисты рецептора TP уменьшают размер инфаркта миокарда в различных моделях этого заболевания на животных и блокируют сердечную дисфункцию, вызванную обширной ишемией тканей в моделях животных удаленного ишемического прекондиционирования. Таким образом, TP имеет широкий спектр функций, которые имеют тенденцию быть вредными для сердечно-сосудистой сети у животных и, скорее всего, у людей. Однако функции TP не всегда повреждают сердечно-сосудистую систему: у мышей с истощенными рецепторами TP наблюдается увеличение сердечного повреждения, а также смертность из-за инфекции трипаносомы cruzi. Механизм (ы) этого предполагаемого защитного эффекта и его применимость к людям еще не известны.
20-гидроксиэйкозатетраеновая кислота (20-HETE), продукт арахидоновой кислоты, образованный омега-гидроксилазы цитохрома P450 и некоторые изопростаны, которые образуются в результате неферментативной атаки свободных радикалов на арахидоновую кислоту, сужают препараты артерий грызунов и человека, напрямую активируя TP. Хотя он значительно менее эффективен, чем тромбоксан А2 в активации этого рецептора, исследования на препаратах мозговых артерий крыс и человека показывают, что усиление кровотока через эти артерии вызывает выработку 20-НЕТЕ, который, в свою очередь, связывает рецепторы ТР, сужая эти сосуды и тем самым уменьшая их кровоизлияние.. Предполагается, что действуя в качестве последнего, 20-НЕТЕ действует как аналог ТХА 2 для регулирования кровотока к мозгу и, возможно, другим органам. Изопростаны образуются в тканях, испытывающих острый или хронический окислительный стресс, например, в местах воспаления и артериях больных диабетом. Высокие уровни изопростанов образуются в ишемических или других поврежденных кровеносных сосудах и, действуя через TP, могут стимулировать артериальное воспаление и разрастание гладких мышц; Предполагается, что эта ось изопростан-TP способствует развитию атеросклероза и, следовательно, сердечных приступов и инсультов у людей.
Активация рецептора TP сокращает препараты гладких мышц бронхов, полученные на животных моделях а также людей и сокращает дыхательные пути в моделях животных. В модели астмы у мышей (т.е. гиперчувствительности к овалабумину) антагонист рецептора TP уменьшал количество эозинофилов, инфильтрирующих легкие, о чем судили по их содержанию в жидкости бронхоальвеолярного лаважа и в модели астмы, вызванной пылевым клещом., делеция TBXA2R предотвращала развитие сокращения дыхательных путей и легочных реакций эозинофилии на аллерген. Другие агонисты рецептора TP также снижали реактивность бронхов дыхательных путей к аллергену, а также уменьшали симптомы у добровольцев с астмой. Рецептор TP, по-видимому, играет важную роль в проастматическом действии лейкотриена C4 (LTC4): у сенсибилизированных овальбумином мышей лейкотриен C4 увеличивал количество эозинофилов в бронхоальвеолярном лаваже. жидкости и одновременно снизил процентное содержание эозинофилов в крови, но эти реакции не наблюдались у мышей с дефицитом TBXA2R. LTC4 также стимулировал экспрессию в легких провоспалительных молекул внутриклеточной адгезии, ICAM-1 и VCAM-1 с помощью механизма, зависимого от рецептора TP. Эти данные свидетельствуют о том, что TP способствует развитию астмы на животных моделях, по крайней мере, частично, опосредуя действия LTC4. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, могут ли антагонисты рецепторов TP быть полезными для лечения астмы и других синдромов сужения дыхательных путей, таких как хронические обструктивные заболевания легких у людей.
Наряду с PGF2α, действующим через его рецептор FP, TXA 2, действуя через TP, сокращает препараты гладких мышц матки от грызунов и людей. Поскольку матка человека теряет свою чувствительность к PGP2α, но не к TXA 2 на ранних стадиях родов при естественных родах, предполагается, что агонисты TP могут быть полезны для лечения преждевременных родов.
Активация рецепторов TP стимулирует провоспалительные реакции эндотелиальных клеток сосудов, такие как повышенная экспрессия белков адгезии на поверхности клетки (т.е. ICAM-1, VCAM-1 и E-selectin ); стимулирует апоптоз (т.е. гибель клеток) CD4 + и CD8 + лимфоцитов; вызывает хемокинез (т.е. движение клеток) нативных Т-клеток ; и ухудшает адгезию дендритных клеток к Т-клеткам, тем самым ингибируя зависимую от дендритных клеток пролиферацию Т-клеток. Мыши с дефицитом TP демонстрируют повышенный ответ контактной гиперчувствительности к DNFB тимоциты в тимусе этих дефицитных мышей устойчивы к индуцированному липополисахаридом апоптозу.. У мышей с истощенным рецептором TP также постепенно развивается возрастная обширная лимфаденопатия и, как следствие, усиление иммунных ответов на чужеродные антигены. Эти исследования показывают, что передача сигналов TXA2-TP действует как негативный регулятор взаимодействий DC-T-клеток и, возможно, тем самым приобретает приобретенный иммунитет у мышей. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы перенести эти исследования на мышах на людей.
Описана повышенная экспрессия циклооксигеназ и их потенциальное участие в прогрессировании различных раковых заболеваний человека. Некоторые исследования предполагают, что нижестоящий метаболит этих циклооксигеназ TXA 2 вместе с его рецептором TP вносят вклад в опосредование этого прогрессирования. Активация TP стимулирует пролиферацию, миграцию, неоваскуляризацию, инвазивность и метастазирование опухолевых клеток в моделях животных, моделях клеток животных и человека и / или образцах тканей человека при раке простаты, груди, легких, толстой кишки, мозга, и мочевой пузырь. Эти результаты, хотя и наводящие на размышления, нуждаются в трансляционных исследованиях, чтобы определить их отношение к указанным раковым заболеваниям человека.
Было обнаружено, что в отдельных случаях людей со склонностью к кровотечениям от легкой до умеренной степени мутации в TP связаны с дефектами связывания этих рецепторов TXA 2 аналоги, активирующие сигнальные пути клеток и / или функциональные ответы тромбоцитов не только на агонисты TP, но также и на агенты, которые стимулируют тромбоциты с помощью TP-независимых механизмов (см. раздел «Геномика» ниже).
Антагонист рецептора TP Сератродаст продается в Японии и Китае для лечения астмы. Пикотамид, двойной ингибитор синтеза TP и TXA 2, лицензирован в Италии для лечения клинического тромбоза артерий и заболеваний периферических артерий. Эти препараты еще не лицензированы для использования в других странах.
В то время как функциональная роль передачи сигналов рецептора TP в различных гомеостатических и патологических процессах была продемонстрирована на животных моделях, на людях эта роль была продемонстрирована в основном в отношении функции тромбоцитов, свертывания крови, и гемостаз. Также предполагается, что TP участвует в регуляции кровяного давления и кровотока в органах человека; эссенциальная и вызванная беременностью гипертензия; сосудистые осложнения из-за серповидноклеточной анемии; другие сердечно-сосудистые заболевания, включая сердечный приступ, инсульт и заболевания периферических артерий ; сокращение матки при родах; и модуляция врожденных и адаптивных иммунных ответов, включая те, которые способствуют различным аллергическим и воспалительным заболеваниям кишечника, легких и почек. Однако многие исследования на животных моделях и тканях, подтверждающие эти предполагаемые функции, еще предстоит доказать, что они напрямую применимы к заболеваниям человека. Исследования, чтобы предоставить эти доказательства, в первую очередь основываются на определении того, являются ли антагонисты рецепторов TP клинически полезными. Однако эти исследования сталкиваются с проблемами, связанными с тем, что препараты, которые косвенно нацелены на TP (например, Нестероидные противовоспалительные препараты, которые блокируют производство TXA 2) или которые обходят TP (например, P2Y12 антагонисты, которые ингибируют активацию тромбоцитов, и кортикостероиды и антагонисты рецептора цистеиниллейкотриена 1, которые подавляют аллергические и / или воспалительные реакции) являются эффективными средствами лечения многих предположительно TP-зависимых заболеваний. Эти препараты, вероятно, будут дешевле и могут иметь более серьезные побочные эффекты, чем препараты, нацеленные на TP. Эти соображения могут помочь объяснить, почему относительно мало исследований изучали клиническую полезность лекарств, нацеленных на TP. Следующие исследования трансляции антагонистов TP были проведены или продолжаются:
В дополнение к вышеуказанным антагонистам TP, лекарства, которые обладают двойным ингибирующим действием на что они блокируют не только TP, но также блокируют фермент, ответственный за выработку TXA2 2, тромбоксан-A-синтазы, находятся в стадии клинической разработки. Эти исследования двойных ингибиторов включают:
Было обнаружено несколько изолированных и / или унаследованных случаев у пациентов, страдающих кровоточащим диатезом от легкой до умеренно тяжелой степени. быть ассоциированным с мутациями в гене TBXA2R, которые приводят к нарушениям экспрессии, субклеточной локализации или функции его продукта TP. Эти случаи включают:
Вариации однонуклеотидного полиморфизма (SNP) в th ген TBXA2R был связан с аллергическими и сердечно-сосудистыми заболеваниями; к ним относятся:
.. 
.. 