OMIM Entry – * 188060 – TROMBOSPONDIN I; THBS1

szöveg

a Trombospondin I egy multimoduláris szekretált fehérje, amely az extracelluláris mátrixhoz kapcsolódik, és számos biológiai funkcióval rendelkezik, beleértve egy erős antiangiogén aktivitást. Egyéb trombospondin gének közé tartoznak a trombospondinok II (THBS2; 188061), III (THBS3; 188062) és IV (THBS4; 600715).

a Trombospondin (THBS) egy homotrimer glikoprotein, diszulfidhoz kötött alegységekkel 180 kD. A THBS-t először a vérlemezkék alfa-granulátumának komponenseként írták le, amely a vérlemezke aktiválásakor szabadul fel. Kétértékű kationok jelenlétében kapcsolódik a vérlemezke membránhoz, és szerepet játszik a vérlemezke aggregációban. A THBS azonban nem korlátozódik a vérlemezkékre. Szintetizálódik és szekretálódik az extracelluláris mátrixba való beépüléshez számos sejt, beleértve az endothel sejteket, a fibroblasztokat, a simaizomsejteket és a II-es típusú pneumocitákat. A THBS kötődik a heparinhoz, a szulfatidokhoz, a fibrinogénhez, a fibronektinhez, a plazminogénhez és az V típusú kollagénhez. Dixit et al. (1986) az emberi THBS N-terminális 376 aminosavmaradékait kódoló cDNS jellemzéséről számolt be. Asch et al. (1987) azonosított egy 88-kD glikoproteint, amely arra a következtetésre jutott, hogy sejtes THBS receptorként működik. Frazier (1987) áttekintette a trombospondin molekuláris szerkezetét.

valós idejű RT-PCR alkalmazásával Hirose et al. (2008) mind a THBS1, mind a THBS2 specifikus és magas expressziós szintjét észlelte az emberi intervertebrális lemezszövetben.

de Fraipont et al. (2000) az angiogenezisben részt vevő 3 fehérje citoszolkoncentrációját mérte, nevezetesen a vérlemezke-eredetű endothel sejt növekedési faktor (PDECGF; 131222), VEGFA (192240) és THBS1 43 humán sporadikus mellékvesekéreg-daganat sorozatában. A daganatokat adenomák, átmeneti daganatok vagy karcinómák közé sorolták. A pdecgf/timidin-foszforiláz szintek nem különböztek szignifikánsan e 3 csoport között. Az adenomák száz százalékában és az átmeneti daganatok 73% – ában a VEGFA-koncentráció a 107 ng/g fehérje küszöbérték alatt volt, míg a karcinómák 75% – ánál a VEGFA-koncentráció meghaladta ezt a küszöbértéket. Hasonlóképpen, az adenomák 89% – a mutatott THBS1 koncentrációt az 57 mikrog/g fehérje küszöbérték felett, míg a carcinomáknak csak 25% – a, az átmeneti tumormintáknak pedig 33% – a. Az IGF2 (147470) túlzott expressziója, a mellékvesekéreg-karcinómák gyakori genetikai változása szignifikánsan korrelált a magasabb VEGFA és az alacsonyabb THBS1 koncentrációkkal. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a THBS1 expresszió csökkenése olyan esemény, amely megelőzi a VEGFA expresszió növekedését az adrenokortikális tumor progressziója során. Az alacsony THBS1 és normál VEGFA szinttel rendelkező premalignus tumorok populációja az antiangiogén terápiák szelektív célpontja lehet.

az angiogenezis természetes inhibitorai képesek blokkolni a patológiás neovaszkularizációt anélkül, hogy károsítanák a már létező érrendszert. Volpert et al. (2002) kimutatta, hogy 2 ilyen inhibitor, a thrombospondin I és a pigment epithelium-származtatott faktor (172860) a FAS/FAS ligandum (134637; 134638) által közvetített apoptózistól az angiogenezis blokkolásához vezet. Mindkét inhibitor felszabályozta a FasL-t az endothel sejteken. A FasL alapvető partnerének, a Fas receptornak az expressziója alacsony volt a nyugalmi endothel sejtekben és erekben, de az angiogenezis induktorai nagymértékben fokozták, ezáltal specifikusan érzékenyítve a stimulált sejteket apoptózisra az inhibitor által generált FasL. A thrombospondin I és a pigment epithelium eredetű faktor antiangiogén aktivitása mind in vitro, mind in vivo a FAS és a FasL ezen kettős indukciójától és az ebből eredő apoptózistól függött. Volpert et al. (2002) arra a következtetésre jutott, hogy ez a példa a pro – és antiangiogén faktorok közötti együttműködésre az angiogenezis gátlásában egy magyarázatot ad az inhibitorok azon képességére, hogy kiválasszák az átalakuló kapillárisokat a pusztuláshoz.

Volpert et al. (2002) megállapította, hogy az Id1 (600349) a tsp1 transzkripció erős inhibitora egér embrionális fibroblasztokban. Id1 null egerekben a tsp1 szabályozatlan expressziója az angiogenezis elnyomásához vezetett.

kemoterápiás gyógyszerek krónikusan beadott daganathordozó egerek egy gyakori menetrend dózisban lényegesen alacsonyabb, mint a maximális tolerálható dózis (azaz metronomic adagolás) okozhat tartós és erős antiangiogén hatások célzás endothel sejtek újonnan növekvő tumor erek. Bocci et al. (2003) megállapította, hogy az endothel sejtek in vitro elhúzódó expozíciója számos különböző rákellenes szer alacsony koncentrációinak a tsp1 jelentős indukcióját okozta. A keringő Tsp1 növekedését a metronomikus alacsony dózisú ciklofoszfamiddal kezelt humán daganatot hordozó súlyos kombinált immunhiányos egerek plazmájában is kimutatták. Az alacsony dózisú folyamatos ciklofoszfamid antiangiogén és tumorellenes hatása elveszett a tsp1-null egerekben, míg ezek a hatások megmaradtak ugyanazon gyógyszer maximális tolerált dózisának alkalmazásával. Bocci et al. (2003) arra a következtetésre jutott, hogy a TSP1 legalább néhány alacsony dózisú metronomikus kemoterápiás kezelés antiangiogén hatásainak másodlagos közvetítője.

Christopherson et al. (2005) megállapította, hogy az éretlen, de nem érett asztrociták kifejezték a TSP1-et és a TSP2-t, és ezek a TSP-k elősegítették a központi idegrendszer (CNS) szinaptogenezisét in vitro és in vivo. A tsp-k ultrastrukturálisan normális szinapszisokat indukáltak, amelyek preszinaptikusan aktívak, de posztszinaptikusan csendesek voltak, és más, még azonosítatlan asztrocita eredetű jelekkel együtt működtek, hogy funkcionális szinapszisokat hozzanak létre. Ezek a vizsgálatok a TSP-ket a központi idegrendszer szinaptogén fehérjéiként azonosították, bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy az asztrociták fontos szerepet játszanak a fejlődő központi idegrendszer szinaptogenezisében, és azt sugallták, hogy a TSP1 és a TSP2 megengedő kapcsolóként működik, amely a központi idegrendszer szinaptogenezisét szorozza meg azáltal, hogy lehetővé teszi a neuronális molekulák szinapszisokká való összeállását a központi idegrendszer fejlődésének egy meghatározott ablakán belül.

Isenberg et al. (2005) megállapította, hogy az endogén Tsp1 korlátozta az angiogén választ a nitrogén-monoxidra (NO) egér izom explant vizsgálatokban. Humán köldökvénás endothel sejtekben a TSP1 a nem indukált kemotaxis, adhézió és proliferáció hatékony antagonistája volt. A TSP1 antagonizálta ezeket a cGMP-függő endoteliális válaszokat a NO-ra mind a cGMP jelátvitel előtt, mind utána.

Ridnour et al. (2005) megállapította, hogy az NO lassú és hosszan tartó felszabadulása különböző koncentrációkban háromfázisú választ váltott ki a tsp1 fehérje expressziójában az emberi köldökvénás endothel sejtekben. A TSP1 expressziója 0,1 mikromoláris NO-nál csökkent, 100 mikromoláris NO-nál visszaállt, majd 1000 mikromoláris NO-nál ismét csökkent. Ugyanezek a körülmények az ERK (lásd ERK1, vagy MAPK3; 601795) és a MAP kináz-foszfatáz-1 (DUSP1; 600714) TP53 (191170) foszforilációjának és inverz kétfázisú válaszainak dózisfüggő növekedését eredményezték. Az alacsony dózisú NO növekedésserkentő aktivitása és a TSP1 expresszió szuppressziója egyaránt ERK-függő volt. Ridnour és mtsai. (2005) arra a következtetésre jutott, hogy dózisfüggő pozitív és negatív visszacsatolási hurkok léteznek az NO és a TSP1 között.

cDNS mikroarray használatával Thakar et al. (2005) megállapította, hogy a tsp1 volt az átirat, amely a legmagasabb indukciót mutatta 3 órával az ischaemia/reperfúzió (IR) után sérülés patkány és egér vesében. A Northern blot analízis azt mutatta, hogy a tsp1 expresszió a vizsgálat megkezdésekor nem volt kimutatható, a 3.és 12. órában indukált, és a reperfúzió 48. órájában visszatért a kiindulási szintre. Az immuncitokémiai festés azt mutatta, hogy a sérült proximális tubulusok voltak a tsp1 expressziójának domináns helye az IR sérülésben, és hogy a Tsp1 kolokalizálódott aktivált kaszpáz-3-mal (600636). Tisztított Tsp1 hozzáadása normál patkány vese proximális tubulus sejtekhez vagy ATP depléciónak kitett sejtekhez in vitro indukált sérülés, valamint a tsp1 kiütése egerekben jelentős védelmet nyújtott az IR sérülés okozta veseelégtelenség és a tubuláris károsodás ellen. Thakar et al. (2005) arra a következtetésre jutott, hogy a TSP1 a vese ischaemiás károsodásának szabályozója, és szerepet játszik az ischaemiás veseelégtelenség patofiziológiájában.

a taxánok, mint például a taxol és a docetaxel, a kemoterápiás szerek olyan családja, amelyek daganatellenes hatással rendelkeznek a daganatos megbetegedések széles körében. Lih et al. (2006) kimutatta, hogy a TXR1 (PRR13; 610459) gátolta a taxán által kiváltott apoptózist a tumorsejtekben a tsp1 termelésének transzkripciós csökkentésével. Csökkent TXR1 szint vagy kezelés TSP1 vagy egy TSP1 mimetikus peptid szenzibilizálta a sejteket taxán citotoxicitásra azáltal, hogy aktiválta a jelátvitelt a CD47-en keresztül (601028), míg a CD47 funkcióval való interferencia csökkentette a taxán által kiváltott sejthalált. A txr1 és a TSP1 sejtes bősége fordítottan változott, és a taxol citotoxicitása negatív korrelációt mutatott a TXR1 expresszióval, és pozitív korrelációt mutatott a TSP1 expresszióval 13 vizsgált rákos sejtvonal közül 19-ben. Lih et al. (2006) arra a következtetésre jutott, hogy a TXR1 a TSP1 gyártásának szabályozója.

Staniszewska et al. (2007) a humán THBS1-et az alfa-9 (ITGA9; 603963)/béta-1 (ITGB1; 135630) integrin ligandumaként azonosította, és egy integrinkötő helyet azonosítottak a THBS1 N-terminális doménjén (NTD) belül. Az NTD kötődése az alfa-9/béta-1 integrin aktivált jelátviteli fehérjéket, például ERK1/ERK2 (MAPK1; 176948) és paxillint (PXN; 602505) expresszáló humán dermális mikrovaszkuláris endothel sejtekhez. Az alfa-9/béta-1 integrin monoklonális antitest vagy kígyóméreg dezintegrin általi blokkolása gátolta a sejtproliferációt és az NTD által kiváltott sejtvándorlást. A THBS1 NTD állatmodellekben neovaszkularizációt is indukált, és ezt a proangiogén aktivitást az alfa-9/béta-1 inhibitorok gátolták.

Wolf et al. (1990) kimutatta, hogy a trombospondin I. típusú ismétlődő alegységeit szimmetrikus exonok kódolják, a heparinkötő domént pedig egyetlen exon kódolja. A THBS1 üzenetet 21 exon kódolja.

in situ hibridizációval, Jaffe et al. (1990) feltérképezte a THBS1 gént az emberi 15q15-re, a rokon gént pedig az egér 2.kromoszómájára (F régió). Wolf et al. (1990) a THBS1 gént 15q11-qter-re lokalizálta az ember-rágcsáló szomatikus sejt hibridek Déli elemzésével.

a thrombospondin I in vivo funkciójának feltárása, Lawler et al. (1998) megzavarta a Thbs1 gént homológ rekombinációval az egér genomjában. Ezeknek az egereknek a vérlemezkéi teljesen hiányosak voltak a Thbs1 proteinben; a trombin által kiváltott thrombocyta aggregáció azonban nem csökkent. A hiányos egerek a gerinc enyhe és változó lordotikus görbületét mutatták, amely a születéstől kezdve nyilvánvaló volt. A keringő fehérvérsejtek számának növekedését is kimutatták, a legnagyobb százalékos növekedést a monociták és az eozinofilek mutatják. Bár más fő szervek nem mutattak olyan rendellenességeket, amelyek összhangban lennének a thbs1 magas expressziójával a tüdőben, Lawler et al. (1998) megfigyelt rendellenességek az egerek tüdejében, amelyekben nincs Thbs1. Kiterjedt akut és szervező tüdőgyulladás neutrofilek és makrofágok által kifejlesztett 4 hetes korban. A makrofágok hemosiderin-re festettek, jelezve, hogy diffúz alveoláris vérzés fordult elő. Később a neutrofilek száma csökkent, és a hemosiderint tartalmazó makrofágok számának feltűnő növekedését figyelték meg a többszörös Vonalú epitheliális hiperpláziával, valamint a kollagén és az elasztin lerakódásával összefüggésben. Az eredmények azt mutatták, hogy a THBS1 részt vesz a tüdő normális homeosztázisában.

az endogén angiogén inhibitor thrombospondin I részvételének megállapítása a tumor progressziójában, Rodriguez-Manzaneque et al. (2001) olyan emlődaganatra hajlamos egereket generált, amelyek vagy hiányoztak, vagy kifejezetten túlexpresszálták a thbs1-et az emlőmirigyben. A Tumor terhelése és érrendszere jelentősen megnőtt a Thbs1-hiányos állatokban, és a tumoron belüli kapillárisok kitágultak és szinuszosak voltak. Ezzel szemben a Thbs1 túlexpresszorok késleltetett tumor növekedést mutattak, vagy hiányoztak az őszinte tumor fejlődés. A Thbs1 hiánya a vascularis endotheliális növekedési faktor (VEGF; 192240) és a VEGFR2 (191306) receptor és az aktív mátrix metalloproteináz-9 (MMP9; 120361) magasabb szintjeinek fokozódását eredményezte, amely molekula korábban kimutatták, hogy elősegíti mind az angiogenezist, mind a tumor inváziót. In vitro a pro-MMP9 enzimatikus aktivációját a Thbs1 gátolta. Ezek az eredmények együttesen az angiogenezis endogén inhibitorainak védő szerepét támasztották alá a tumor növekedésében, és szerepet játszottak a Thbs1-ben a metalloproteináz-9 aktiváció és a VEGF jelátvitel in vivo szabályozásában.

Tran és Neary (2006) megállapították, hogy az extracelluláris ATP a p2ry4 receptorok (300038) aktiválásával stimulálta a tsp1 expresszióját és felszabadulását patkány kortikális asztrocitákban, és hogy ezt a nukleotid-indukált növekedést a protein-kináz jelátviteli utak közvetítették. Azt is megállapították, hogy a tsp1 expressziója megnövekedett a mechanikai törzs után a központi idegrendszeri trauma in vitro modelljével, és hogy a növekedés ismét a P2 receptoroktól és a protein kináz jelátviteltől függ.