OMIM Entry – * 188060-THROMBOSPONDIN I; THBS1

TEXT

Thrombospondin I este o proteină secretată multimodulară care se asociază cu matricea extracelulară și posedă o varietate de funcții biologice, inclusiv o activitate antiangiogenă puternică. Alte gene de trombospondină includ trombospondinele II (THBS2; 188061), III (THBS3; 188062) și IV (THBS4; 600715).

Trombospondina (THBS) este o glicoproteină homotrimerică cu subunități legate de disulfură de 180 kD. THBS a fost descris pentru prima dată ca o componentă a alfa-granulei trombocitelor, eliberată la activarea trombocitelor. Este asociat cu membrana plachetară în prezența cationilor bivalenți și are un rol în agregarea plachetară. THBS nu se limitează la trombocite, cu toate acestea. Este sintetizat și secretat pentru încorporarea în matricea extracelulară de o varietate de celule, inclusiv celule endoteliale, fibroblaste, celule musculare netede și pneumocite de tip II. THBS leagă heparina, sulfatidele, fibrinogenul, fibronectina, plasminogenul și colagenul de tip V. Dixit și colab. (1986) a raportat Caracterizarea unui ADNc care codifică n-terminal 376 reziduuri de aminoacizi ale THBS umane. Asch și colab. (1987) au identificat o glicoproteină 88-kD pe care au concluzionat că funcționează ca receptor celular THBS. Frazier (1987) a revizuit structura moleculară a trombospondinei.

folosind RT-PCR în timp real, Hirose și colab. (2008) a detectat niveluri specifice și ridicate de Expresie atât a THBS1, cât și a THBS2 în țesutul discului intervertebral uman.

de Fraipont și colab. (2000) a măsurat concentrațiile citosolice a 3 proteine implicate în angiogeneză, și anume, factorul de creștere a celulelor endoteliale derivate din trombocite (PDECGF; 131222), VEGFA (192240) și THBS1 într-o serie de 43 de tumori adrenocorticale sporadice umane. Tumorile au fost clasificate ca adenoame, tumori de tranziție sau carcinoame. Valorile PDECGF / timidin fosforilazei nu au fost semnificativ diferite între aceste 3 grupuri. O sută la sută din adenoame și 73% din tumorile de tranziție au prezentat concentrații de VEGFA sub valoarea pragului de 107 ng/g proteină, în timp ce 75% din carcinoame au avut concentrații de VEGFA peste această valoare de prag. În mod similar, 89% din adenoame au prezentat concentrații THBS1 peste valoarea pragului de 57 microg/g proteină, în timp ce doar 25% din carcinoame și 33% din probele tumorale de tranziție au făcut acest lucru. Supraexpresia IGF2 (147470), o modificare genetică comună a carcinoamelor adrenocorticale, a fost corelată semnificativ cu concentrații mai mari de VEGFA și THBS1 mai mici. Autorii au concluzionat că o scădere a expresiei THBS1 este un eveniment care precede o creștere a expresiei VEGFA în timpul progresiei tumorii adrenocorticale. Populația de tumori premaligne cu niveluri scăzute de THBS1 și niveluri normale de VEGFA ar putea reprezenta o țintă selectivă pentru terapiile antiangiogene.

inhibitorii naturali ai angiogenezei sunt capabili să blocheze neovascularizarea patologică fără a afecta vasculatura preexistentă. Volpert și colab. (2002) a demonstrat că 2 astfel de inhibitori, trombospondina I și factorul derivat din epiteliul pigmentar (172860), derivă specificitatea pentru remodelarea vaselor din dependența lor de ligandul Fas/Fas (134637; 134638)-apoptoza mediată pentru a bloca angiogeneza. Ambii inhibitori au reglat FasL pe celulele endoteliale. Expresia partenerului esențial al FasL, receptorul Fas, a fost scăzută în celulele și vasele endoteliale în repaus, dar mult îmbunătățită de inductorii angiogenezei, sensibilizând astfel în mod specific celulele stimulate la apoptoză prin FasL generat de inhibitor. Activitatea antiangiogenică a trombospondinei I și a factorului derivat din epiteliul pigmentar, atât in vitro, cât și in vivo, a fost dependentă de această dublă inducție a Fas și FasL și de apoptoza rezultată. Volpert și colab. (2002) a concluzionat că acest exemplu de cooperare între factorii pro – și antiangiogeni în inhibarea angiogenezei oferă o explicație pentru capacitatea inhibitorilor de a selecta capilarele de remodelare pentru distrugere.

Volpert și colab. (2002) a constatat că Id1 (600349) este un inhibitor puternic al transcripției Tsp1 în fibroblastele embrionare de șoarece. La șoarecii nuli Id1, expresia reglată în sus a Tsp1 a dus la suprimarea angiogenezei.

medicamentele chimioterapeutice administrate cronic șoarecilor purtători de tumori utilizând o schemă frecventă la doze substanțial mai mici decât doza maximă tolerată (adică dozare metronomică) pot provoca efecte antiangiogene susținute și puternice prin direcționarea celulelor endoteliale ale vaselor de sânge tumorale nou în creștere. Bocci și colab. (2003) a constatat că expunerea prelungită a celulelor endoteliale in vitro la concentrații scăzute ale mai multor agenți anticanceroși diferiți a determinat inducerea marcată a Tsp1. Creșteri ale Tsp1 circulant au fost, de asemenea, detectate în plasma șoarecilor imunodeficienți combinate severe cu tumori umane tratați cu ciclofosfamidă metronomică cu doze mici. Efectele antiangiogene și antitumorale ale ciclofosfamidei continue cu doze mici au fost pierdute la șoarecii Tsp1-null, în timp ce aceste efecte au fost reținute prin utilizarea unei doze maxime tolerate de același medicament. Bocci și colab. (2003) a concluzionat că TSP1 este un mediator secundar al efectelor antiangiogene ale cel puțin unor regimuri de chimioterapie metronomică cu doze mici.

Christopherson și colab. (2005) a constatat că astrocitele imature, dar nu mature, au exprimat TSP1 și TSP2, iar aceste tsp au promovat sinaptogeneza sistemului nervos central (SNC) in vitro și in vivo. Tsp-urile au indus sinapse ultrastructurale normale care au fost active presinaptic, dar silențioase postsinaptic și au lucrat în concert cu alte semnale derivate din astrocite, încă neidentificate, pentru a produce sinapse funcționale. Aceste studii au identificat TSPs ca proteine sinaptogene ale SNC, au furnizat dovezi că astrocitele sunt contribuitori importanți la sinaptogeneză în cadrul SNC în curs de dezvoltare și au sugerat că TSP1 și TSP2 acționează ca un comutator permisiv care timpează sinaptogeneza SNC, permițând moleculelor neuronale să se asambleze în sinapse într-o fereastră specifică de dezvoltare a SNC.

Isenberg și colab. (2005) a constatat că tsp1 endogen a limitat răspunsul angiogen la oxidul nitric (NO) în testele explante ale mușchilor mouse-ului. În celulele endoteliale ale venei ombilicale umane, TSP1 a fost un antagonist puternic al chemotaxiei, aderenței și proliferării induse de NO. TSP1 a antagonizat aceste răspunsuri endoteliale dependente de cGMP la NO atât în amonte, cât și în aval de semnalizarea cGMP.

Ridnour și colab. (2005) a constatat că eliberarea lentă și prelungită a NO la diferite concentrații a produs un răspuns trifazic în expresia proteinei TSP1 în celulele endoteliale ale venei ombilicale umane. Expresia TSP1 a scăzut la 0,1 micromolar NO, a revenit la 100 micromolar NO și a scăzut din nou la 1.000 micromolar NO. Aceleași condiții au produs o creștere dependentă de doză a fosforilării TP53 (191170) și a răspunsurilor bifazice inverse ale ERK (vezi ERK1 sau MAPK3; 601795) și MAP kinază fosfatază-1 (DUSP1; 600714). Activitatea de stimulare a creșterii dozei mici de NO și suprimarea expresiei TSP1 au fost ambele dependente de ERK. Ridnour și colab. (2005) a concluzionat că există bucle de feedback pozitive și negative dependente de doză între NO și TSP1.

folosind microarrays ADNc, Thakar și colab. (2005) a constatat că Tsp1 a fost transcrierea care prezintă cea mai mare inducție la 3 ore după leziunea ischemiei/reperfuziei (IR) la rinichii de șobolan și șoarece. Analiza Northern blot a demonstrat că expresia Tsp1 a fost nedetectabilă la momentul inițial, indusă la 3 și 12 ore și a revenit la momentul inițial la 48 de ore de reperfuzie. Colorarea imunocitochimică a arătat că tubulii proximali răniți au fost locul predominant de exprimare a Tsp1 în leziunea IR și că Tsp1 colocalizat cu caspaza-3 activată (600636). Adăugarea de tsp1 purificat la celulele tubulare proximale normale ale rinichilor de șobolan sau la celulele supuse epuizării ATP leziuni induse in vitro și eliminarea Tsp1 la șoareci a oferit o protecție semnificativă împotriva insuficienței renale induse de leziuni IR și a leziunilor tubulare. Thakar și colab. (2005) a concluzionat că TSP1 este un regulator al leziunilor ischemice în rinichi și joacă un rol în fiziopatologia insuficienței renale ischemice.

Taxanii, cum ar fi taxolul și docetaxelul, sunt o familie de agenți chimioterapeutici care au efecte antineoplazice împotriva unei game largi de tipuri de cancer. Lih și colab. (2006) a arătat că reglarea în sus a TXR1 (PRR13; 610459) a împiedicat apoptoza indusă de taxan în celulele tumorale prin reglarea transcripțională a producției de TSP1. Scăderea nivelurilor de TXR1 sau tratamentul cu tsp1 sau cu o peptidă mimetică TSP1 celule sensibilizate la citotoxicitatea taxanului prin activarea semnalizării prin CD47 (601028), în timp ce interferența cu funcția CD47 a redus moartea celulară indusă de taxan. Abundența celulară a TXR1 și TSP1 a variat invers, iar citotoxicitatea taxolului a arătat o corelație negativă cu expresia TXR1 și o corelație pozitivă cu expresia TSP1 în 13 din 19 linii de celule canceroase examinate. Lih și colab. (2006) a concluzionat că TXR1 este un regulator al producției TSP1.

Staniszewska și colab. (2007) au identificat thbs1 uman ca ligand pentru Alfa-9 (ITGA9; 603963)/beta-1 (ITGB1; 135630) integrină și au identificat un situs de legare a integrinei în domeniul n-terminal (NTD) al THBS1. Legarea NTD la celulele endoteliale microvasculare dermice umane care exprimă proteine de semnalizare activate de integrină alfa-9/beta-1, cum ar fi ERK1/ERK2 (MAPK1; 176948) și paxilină (PXN; 602505). Blocarea integrinei alfa-9 / beta-1 de către anticorpul monoclonal sau veninul de șarpe dezintegrina a inhibat proliferarea celulelor și migrația celulară indusă de NTD. THBS1 NTD a indus, de asemenea, neovascularizarea în sistemele model animale, iar această activitate proangiogenă a fost inhibată de inhibitorii alfa-9/beta-1.

Wolf și colab. (1990) a arătat că subunitățile repetate de tip I ale trombospondinei sunt codificate de exoni simetrici și că domeniul de legare a heparinei este codificat de un singur exon. Mesajul THBS1 este codificat de 21 de exoni.

prin hibridizare in situ, Jaffe și colab. (1990) a cartografiat gena THBS1 la 15q15 umană și gena înrudită la cromozomul 2 de șoarece (Regiunea F). Wolf și colab. (1990) a localizat gena THBS1 la 15q11-qter prin analiza sudică a hibrizilor de celule somatice om-rozătoare.

pentru a explora funcția trombospondinei I in vivo, Lawler și colab. (1998) a perturbat gena Thbs1 prin recombinare omoloagă în genomul șoarecelui. Trombocitele de la acești șoareci au fost complet deficitare în proteina Thbs1; cu toate acestea, agregarea plachetară indusă de trombină nu a fost diminuată. Șoarecii deficienți au prezentat o curbură lordotică ușoară și variabilă a coloanei vertebrale, care a fost evidentă de la naștere. De asemenea, au prezentat o creștere a numărului de globule albe circulante, monocitele și eozinofilele având cele mai mari creșteri procentuale. Deși alte organe majore nu au prezentat anomalii în concordanță cu niveluri ridicate de exprimare a Thbs1 în plămâni, Lawler și colab. (1998) au observat anomalii în plămânii șoarecilor lipsiți de Thbs1. Pneumonie acută și organizatorică extinsă cu neutrofile și macrofage dezvoltată până la vârsta de 4 săptămâni. Macrofagele colorate pentru hemosiderină, indicând faptul că a avut loc hemoragie alveolară difuză. Ulterior, numărul de neutrofile a scăzut și s-a observat o creștere izbitoare a numărului de macrofage care conțin hemosiderină asociată cu hiperplazia epitelială cu mai multe linii și depunerea de colagen și elastină. Rezultatele au indicat faptul că THBS1 este implicat în homeostazia pulmonară normală.

pentru a stabili participarea inhibitorului angiogen endogen trombospondin I în progresia tumorii, Rodriguez-Manzaneque și colab. (2001) a generat șoareci predispuși la tumori mamare care fie nu aveau, fie în mod specific supraexprimate, Thbs1 în glanda mamară. Sarcina tumorală și vasculatura au fost semnificativ crescute la animalele cu deficit de Thbs1, iar capilarele din interiorul tumorii au apărut dilatate și sinusoidale. În schimb, supraexpresoarele Thbs1 au arătat o creștere tumorală întârziată sau nu aveau o dezvoltare tumorală sinceră. Absența Thbs1 a dus la o asociere crescută a factorului de creștere endotelial vascular (VEGF; 192240) cu receptorul său VEGFR2 (191306) și niveluri mai ridicate de metaloproteinază cu matrice activă-9 (MMP9; 120361), o moleculă demonstrată anterior pentru a facilita atât angiogeneza, cât și invazia tumorală. In vitro, activarea enzimatică a pro-MMP9 a fost suprimată de Thbs1. Împreună, aceste rezultate au susținut un rol protector al inhibitorilor endogeni ai angiogenezei în creșterea tumorii și au implicat Thbs1 în reglarea in vivo a activării metaloproteinazei-9 și a semnalizării VEGF.

Tran și Neary (2006) au constatat că ATP extracelular, prin activarea receptorilor P2RY4 (300038), a stimulat expresia și eliberarea Tsp1 în astrocitele corticale de șobolan și că această creștere indusă de nucleotide a fost mediată de căile de semnalizare a protein kinazei. De asemenea, au descoperit că expresia Tsp1 a fost crescută după tulpina mecanică folosind un model in vitro al traumei SNC și că creșterea a fost din nou dependentă de receptorii P2 și de semnalizarea protein kinazei.