OMIM Entry – * 188060-TROMBOSPONDIINI I; THBS1

teksti

Trombospondiini I on multimodulaarinen erittyvä proteiini, joka liittyy solunulkoiseen matriisiin ja jolla on erilaisia biologisia toimintoja, mukaan lukien voimakas antiangiogeeninen vaikutus. Muita trombospondiinigeenejä ovat trombospondiinit II (THBS2; 188061), III (THBS3; 188062) ja IV (THBS4; 600715).

Trombospondiini (THBS) on homotrimeerinen glykoproteiini, jonka disulfidisidoksinen alayksikkö on 180 kD. THBS kuvattiin ensin verihiutaleiden alfa-raeosana, jota vapautuu verihiutaleiden aktivoituessa. Se liittyy verihiutaleiden kalvoon kaksiarvoisten kationien läsnä ollessa ja sillä on rooli verihiutaleiden aggregaatiossa. THBS ei kuitenkaan rajoitu verihiutaleisiin. Sitä syntetisoidaan ja erittyy solunulkoiseen matriisiin useiden solujen, kuten endoteelisolujen, fibroblastien, sileälihassolujen ja tyypin II pneumosyyttien, kautta. THBS sitoo hepariinia, sulfatideja, fibrinogeeniä, fibronektiinia, plasminogeenia ja tyypin V kollageenia. Dixit ym. (1986) raportoitu Luonnehdinta cDNA koodaus N-terminaalinen 376 aminohappo jäämiä ihmisen THBS. Asch ym. (1987) tunnisti 88-kD glykoproteiinin, jonka he totesivat toimivan solun THBS-reseptorina. Frazier (1987) tarkasteli trombospondiinin molekyylirakennetta.

käyttämällä reaaliaikaista RT-PCR: ää, Hirose et al. (2008) havaittu erityisiä ja korkeita ilmentymistasoja sekä thbs1 ja THBS2 ihmisen nikamavälilevykudoksessa.

De Fraipont et al. (2000) mitattiin sytosolipitoisuudet 3 proteiineja mukana angiogeneesi, nimittäin verihiutaleiden johdettu endoteelisolujen kasvutekijä (pdecgf; 131222), VEGFA (192240), ja THBS1 sarjassa 43 ihmisen sporadinen lisämunuaiskuoren kasvaimia. Kasvaimet luokiteltiin adenoomiksi, siirtymäkauden kasvaimiksi tai karsinoomiksi. PDECGF / tymidiinifosforylaasiarvot eivät poikenneet merkitsevästi näiden kolmen ryhmän välillä. Sata prosenttia adenoomista ja 73 prosenttia siirtymäkauden kasvaimista osoitti VEGFA-pitoisuuksia alle raja-arvon 107 ng/g proteiinia, kun taas 75% karsinoomista oli VEGFA-pitoisuuksia tämän raja-arvon yläpuolella. Vastaavasti 89 prosentissa adenoomista thbs1-pitoisuudet ylittivät kynnysarvon 57 mikrog/g proteiinia, kun taas vain 25 prosentissa karsinoomista ja 33 prosentissa siirtymäkauden kasvainnäytteistä thbs1-pitoisuudet ylittivät raja-arvon 57 mikrog / g. IGF2 (147470) – yliekspressio, yleinen adrenokortikaalisten karsinoomien geneettinen muutos, korreloi merkitsevästi suurempien VEGFA-ja pienempien THBS1-pitoisuuksien kanssa. Kirjoittajat päättelivät, että thbs1-ekspression väheneminen on tapahtuma, joka edeltää VEGFA-ekspression lisääntymistä adrenokortikaalisen kasvaimen etenemisen aikana. Premalignanttien kasvainten populaatio, jolla on alhainen THBS1 ja normaali VEGFA-taso, voi olla selektiivinen kohde antiangiogeneettisille hoidoille.

angiogeneesin Luonnolliset estäjät pystyvät estämään patologisen uuvaskularisaation vahingoittamatta jo olemassa olevaa verisuonistoa. Volpert ym. (2002) osoitti, että 2 tällaista inhibiittoria, trombospondiini I ja pigmenttiepiteelistä johdettu tekijä (172860), saavat spesifisyyden uudismuutosastioihin riippuvuudestaan FAS/Fas-ligandista (134637; 134638) välittyvästä apoptoosista, joka estää angiogeneesiä. Molemmat estäjät säätelivät Fasl: ää endoteelisoluissa. Fasl: n olennaisen kumppanin, Fas-reseptorin, ilmentyminen oli vähäistä rauhoitetuissa endoteelisoluissa ja aluksissa, mutta angiogeneesin induktorit tehostivat sitä suuresti, mikä erityisesti herkisti stimuloidut solut inhibiittorien tuottaman FasL: n apoptoosille. Trombospondiini I: n ja pigmenttiepiteelistä johdetun tekijän antiangiogeeninen aktiivisuus sekä in vitro että In vivo riippui tästä FAS: n ja FasL: n kaksoisinduktiosta ja siitä johtuvasta apoptoosista. Volpert ym. (2002) totesi, että tämä esimerkki pro – ja antiangiogeneettisten tekijöiden yhteistyöstä angiogeneesin estämisessä tarjoaa yhden selityksen estäjien kyvylle valita remodeling-kapillaareja tuhottavaksi.

Volpert ym. (2002) todettiin, että Id1 (600349) on voimakas tsp1-transkription estäjä hiiren alkion fibroblasteissa. Id1 null-hiirillä tsp1: n ylisääntely johti angiogeneesin tukahduttamiseen.

kemoterapeuttiset lääkkeet, jotka annetaan kroonisesti tuumoria kantaville hiirille käyttäen usein suurinta siedettyä annosta huomattavasti alhaisempia annoksia (metronominen annostelu), voivat aiheuttaa pitkäkestoisia ja voimakkaita antiangiogeenisiä vaikutuksia kohdistamalla ne kasvavien kasvainverisuonten endoteelisoluihin. Bocci ym. (2003) todettiin, että endoteelisolujen pitkäaikainen altistuminen useiden eri syöpälääkkeiden alhaisille pitoisuuksille in vitro aiheutti huomattavaa Tsp1-induktiota. Tsp1: n lisääntymistä verenkierrossa havaittiin myös ihmisen kasvainta kantavien vaikeahoitoisten yhdistelmähiirten plasmassa, joita hoidettiin metronomisella pieniannoksisella syklofosfamidilla. Pieniannoksisen jatkuvan syklofosfamidin antiangiogeneettiset ja kasvainten vastaiset vaikutukset hävisivät Tsp1-null-hiirillä, kun taas nämä vaikutukset säilyivät käyttämällä suurinta siedettyä annosta samaa lääkettä. Bocci ym. (2003) totesi, että TSP1 on toissijainen välittäjä antiangiogeneettisten vaikutusten ainakin joidenkin pieni annos metronomic kemoterapia hoito.

Christopherson ym. (2005) havaitsi, että kypsymättömät mutta ei kypsät astrosyytit ilmaisivat TSP1: tä ja TSP2: ta, ja nämä TSPs: t edistivät keskushermoston synaptogeneesiä in vitro ja In vivo. Tsp: t indusoivat ultrarakenteellisesti normaaleja synapseja, jotka olivat presynaptisesti aktiivisia, mutta postsynaptisesti hiljaisia ja toimivat yhdessä muiden, vielä tunnistamattomien, astrocyte-johdettujen signaalien kanssa tuottaakseen toiminnallisia synapseja. Näissä tutkimuksissa TSPs tunnistettiin keskushermoston synaptogeenisiksi proteiineiksi, saatiin näyttöä siitä, että astrosyytit ovat tärkeitä synaptogeneesin edistäjiä kehittyvässä keskushermostossa, ja ehdotettiin, että TSP1 ja TSP2 toimivat sallivana kytkimenä, joka kertaa keskushermoston synaptogeneesin mahdollistamalla hermosolumolekyylien kerääntymisen synapseiksi tietyssä keskushermoston kehitysvaiheessa.

Isenberg ym. (2005) todettiin, että endogeeninen Tsp1 rajoitti angiogeenistä vastetta typpioksidille (NO) hiirellä tehdyissä lihasreplanttimäärityksissä. Ihmisen napalaskimon endoteelisoluissa TSP1 oli voimakas indusoimattoman kemotaksian, adheesioiden ja proliferaation antagonisti. TSP1 antagonisoi nämä cGMP-riippuvaiset endoteelivasteet NO: lle sekä cGMP-signaloinnin alku-että loppupäässä.

Ridnour ym. (2005) havaitsi, että NO: n hidas ja pitkäaikainen vapautuminen eri pitoisuuksina tuotti kolmivaiheisen vasteen TSP1-proteiinin ilmentymisessä ihmisen napalaskimon endoteelisoluissa. TSP1: n ilmentyminen väheni 0, 1 mikromolaarisella NO: lla, kiihtyi uudelleen 100 mikromolaarisella NO: lla ja väheni jälleen 1 000 mikromolaarisella NO: lla. Nämä samat olosuhteet lisäsivät annosriippuvaisesti erk: n (KS.ERK1 tai MAPK3; 601795) ja KARTTAKINAASIFOSFATAASI-1: n (DUSP1; 600714) fosforylaatiota ja käänteistä kaksifaasista vastetta TP53 (191170). Pieniannoksisen NO: n kasvua stimuloiva aktiivisuus ja TSP1: n ilmentymisen tukahduttaminen olivat molemmat ERK-riippuvaisia. Ridnour ym. (2005) totesi, että NO: n ja TSP1: n välillä on annosriippuvaisia positiivisia ja negatiivisia takaisinkytkentäsilmukoita.

käyttäen cDNA-mikrorakenteita, Thakar et al. (2005) todettiin, että Tsp1 oli transkriptio, joka osoitti suurimman induktion 3 tunnin kuluttua iskemian/reperfuusiovaurion (IR) jälkeen rotan ja hiiren munuaisissa. Northern blot-analyysi osoitti, että Tsp1: n ilmentyminen ei ollut havaittavissa lähtötilanteessa, indusoitui 3 ja 12 tunnin kohdalla ja palautui lähtötilanteeseen 48 tunnin reperfuusion jälkeen. Immunosytokemiallinen värjäys osoitti, että loukkaantuneet proksimaaliset tubulukset olivat vallitseva Tsp1: n ilmentymiskohta IR-vammassa ja että Tsp1 kolokalisoitui aktivoidulla kaspaasi-3: lla (600636). Puhdistetun Tsp1: n lisääminen rotan munuaisten proksimaalisten tubulussolujen normaaleihin soluihin tai soluihin, joihin kohdistui ATP: n vajaus in vitro aiheutunut vamma, ja Tsp1: n tyrmäys hiirillä antoivat merkittävän suojan IR-vaurion aiheuttamaa munuaisten vajaatoimintaa ja tubulusvauriota vastaan. Thakar ym. (2005) totesi, että TSP1 on munuaisten iskeemisen vaurion säätelijä ja sillä on rooli iskeemisen munuaisten vajaatoiminnan patofysiologiassa.

taksaanit, kuten taksoli ja dosetakseli, ovat solunsalpaajaperhe, jolla on antineoplastisia vaikutuksia moniin eri syöpiin. Lih ym. (2006) osoitti, että txr1: n (PRR13; 610459) säätely haittasi taksaanin aiheuttamaa apoptoosia kasvainsoluissa transkriptioiden avulla TSP1: n tuotantoa. Alentuneet TXR1-tasot tai hoito TSP1: llä tai tsp1: llä mimeettisellä peptidillä herkisti solut taksaanisytotoksisuudelle aktivoimalla signalointia CD47: n (601028) kautta, kun taas cd47: n toiminnan häiriöt vähensivät taksaanin aiheuttamaa solukuolemaa. Txr1: n ja TSP1: n runsaus soluissa vaihteli käänteisesti, ja taksolisytotoksisuus osoitti negatiivista korrelaatiota TXR1: n ilmentymiseen ja positiivista korrelaatiota TSP1: n ilmentymiseen 13: ssa tutkituista 19 syöpäsolulinjasta. Lih ym. (2006) totesi, että TXR1 on TSP1: n tuotannon säätelijä.

Staniszewska ym. (2007) yksilöi ihmisen THBS1: n alfa-9: n (ITGA9; 603963)/beeta-1: n (ITGB1; 135630) integriinin ligandiksi, ja he tunnistivat integriinisitoutumispaikan thbs1: N N-terminaalialueella (NTD). NTD: n sitoutuminen ihmisen ihon kautta tuleviin mikrovaskulaarisiin endoteelisoluihin, jotka ilmentävät alfa-9/beeta-1-integriinin aktivoimia signalointiproteiineja, kuten ERK1/ERK2 (MAPK1; 176948) ja paxilliinia (PXN; 602505). Alfa-9/beeta-1-integriinin estäminen monoklonaalisella vasta-aineella tai käärmeenmyrkyllä esti solujen proliferaatiota ja NTD: n aiheuttamaa solusiirtymää. THBS1 NTD indusoi myös neovaskularisaatiota eläinmallijärjestelmissä, ja alfa-9/beeta-1-estäjät estivät tätä proangiogeenistä toimintaa.

susi ym. (1990) osoitti, että trombospondin tyypin I toistavat alayksiköt koodataan symmetrisillä eksoneilla ja että hepariinia sitova domeeni koodataan yhdellä eksonilla. Thbs1-sanomaa koodaa 21 eksonia.

By in situ hybridization, Jaffe et al. (1990) kartoitti thbs1-geenin ihmisen 15q15: een ja kognaattigeenin hiiren kromosomiin 2 (alue F). Wolf ym. (1990) paikansi Thbs1-geenin 15q11-qter: iin eteläisellä ihmisen ja jyrsijän somaattisten solujen hybridien analyysillä.

trombospondiini I: n toiminnan tutkimiseen in vivo, Lawler ym. (1998) häiritsi thbs1-geeniä homologisella rekombinaatiolla hiiren genomissa. Näiden hiirten trombosyyttiarvojen thbs1-proteiini oli täysin puutteellista; trombiinin aiheuttama verihiutaleiden aggregaatio ei kuitenkaan pienentynyt. Puutteellisilla hiirillä oli lievä ja vaihteleva selkärangan lordoottinen kaarevuus, joka oli ilmeistä syntymästä lähtien. He osoittivat myös verenkierrossa olevien valkosolujen määrän lisääntyneen, ja monosyyttien ja eosinofiilien prosentuaalinen kasvu oli suurin. Vaikka muut tärkeimmät elimet eivät osoittaneet thbs1: n voimakkaaseen ilmentymiseen viittaavia poikkeavuuksia keuhkoissa, Lawler et al. (1998)niiden hiirten keuhkoissa havaittiin poikkeavuuksia, joilta puuttui Thbs1. 4 viikon ikään mennessä kehittynyt laaja akuutti ja organisoiva keuhkokuume, johon liittyy neutrofiileja ja makrofageja. Makrofagit värjäytyivät hemosideriinille, mikä viittaa siihen, että esiintyi diffuusia alveolaarista verenvuotoa. Myöhemmin neutrofiilien määrä väheni ja havaittiin hemosideriiniä sisältävien makrofagien määrän silmiinpistävää lisääntymistä, joka liittyi monilinjaiseen epiteelin hyperplasiaan ja kollageenin ja elastiinin laskeumaan. Tulokset osoittivat, että thbs1 on mukana normaalissa keuhkojen homeostaasissa.

endogeenisen angiogeenisen inhibiittorin trombospondiini I: n osallistumisen kasvaimen etenemiseen, Rodriguez-Manzaneque ym. (2001) tuotettu nisäkasvain-altis hiiriä, jotka joko puuttui, tai erityisesti yliekspressed, thbs1 rintarauhaseen. Kasvaimen taakka ja verisuonitus lisääntyivät merkittävästi thbs1-puutteellisilla eläimillä, ja kasvaimen hiussuonet näyttivät laajentuneilta ja sinimuotoisilta. Sen sijaan thbs1-yliekspressoreissa kasvaimen kasvu hidastui tai kasvain kehittyi suoraan. Thbs1: n puuttuminen johti verisuonten endoteelin kasvutekijän (VEGF; 192240) ja sen reseptorin VEGFR2: n (191306) ja aktiivisen matriisin metalloproteinaasi-9: n (MMP9; 120361) suurempaan yhteyteen. Thbs1 tukahdutti pro-MMP9: n entsymaattisen aktivaation in vitro. Yhdessä nämä tulokset osoittivat angiogeneesin endogeenisten estäjien suojaavan roolin kasvaimen kasvussa ja yhdistivät Thbs1: n metalloproteinaasi-9-aktivaation ja VEGF-signaloinnin in vivo-säätelyyn.

Tran ja Neary (2006) havaitsivat, että solunulkoinen ATP, aktivoimalla p2ry4-reseptoreita (300038), stimuloi Tsp1: n ilmentymistä ja vapautumista rotan aivokuoren astrosyyteissä ja että tämä nukleotidien aiheuttama nousu välittyi proteiinikinaasi-signalointireittien kautta. He havaitsivat myös, että Tsp1-ekspressio lisääntyi mekaanisen rasituksen jälkeen käyttäen keskushermoston trauman in vitro-mallia ja että kasvu oli jälleen riippuvainen P2-reseptoreista ja proteiinikinaasi-signaloinnista.