Фактори росту ендотеліальних клітин (vegf): реалізація мітогенного сигналу через специфічні рецептори

Людський VEGF-A ген утворений 9 екзонами альтернативно сплайсингу розділеними на 7 інтронів. Альтернативний сплайсинг екзонів призводить до утворення 4 різних лізоформ.

VEGF165, переважаюча ізоформа, не містить залишків, що кодуються екзоном 6, тоді як VEGF₁₂₁ не містить залишків, що кодуються екзонами 6 і 7. Рис. 4 узагальнює властивості VEGF ізоформ.

Рівень кисню грає ключову  роль в регуляції експресії різних генів. VEGF експресія мРНК індукується  за низьких значень рівня кисню  при різних патофізіологічних умовах. В даний час встановлено, що фактор, індукції гіпоксії (HIF-1) є ключовим медіатором гіпоксичних відповідей [3]. Кисень сприяє гідроксилюванню HIF-1 залишку проліну (вимога для асоціації зVHL).

Діяльність RTKs регулюється наявністю  лігандів. Особливістю ліганду VEGF-A є регуляція його рівнів дії при  умовах гіпоксії. Гіпоксія дає стабілізацїю факторів, що нею ініціюються (HIFs), і  зв'язуються з конкретними промоторними елементи, які присутні в промоторній VEGFA12 області. Аналогічним чином, активізація VEGFR1 безпосередньо регулюється HIF. Експрессія VEGFR3 регулюється під час диференціації  ембріональних стовбурових клітин.

Як і в інших RTKs, передача сигналів за допомогою VEGFRs ініціюється  при зв'язуванні ковалентно пов'язаного  ліганд димеру з позаклітинним доменом  рецептора. Ця взаємодія рецепторів сприяє гомо- і гетеродимеризації з наступною активацією внутрішньоклітинного домену кінази.

Використання сайту фосфорилювання регулюється залежно від ангіогенного стану ендотеліальних клітин (для VEGFR2) або регулюється конкретним лігандом (для VEGFR1), або гетеродимеризацією (для VEGFR3).  Зв'язування сигнальних молекул  з певними сайтами фосфорилювання, ініціює сигнальні каскади, що призводить до створення конкретних біологічних реакцій. Спосіб ініціювання певних ланцюгів сигналізації неясний. 

Різні домени трансмембранних (TMDs) димеризацій, отримані з онкогенних варіантів рецепторів, активують VEGFR2. Такі TMD будують орієнтовані мономери рецептора шляхом внутрішньомембранних взаємодій, обумовлених зарядженими  амінокислотами. Таким чином, активація RTK вимагає спеціальної орієнтації рецепторних мономерів в активному  димері.

Активація RTK, призводить до фосфорилювання специфічних залишків тирозину, розташованих у внутрішньоклітинному білямембранному домені,

кіназному домені - вставці  і карбокси-залишки рецептора. Подальша взаємодія між VEGFRs і подальшими сигнальними  ефекторами опосередковується Src гомологом-2 (SH-2) і фосфотирозин-зв'язуючими доменами [4]. Сайти Y1054 і Y1059, розташоваі в активаційній петлі, класифіковані як сайти автофосфорилювання, важливі для каталітичної активності кіназного рецептора.

Сайт-спрямований мутагенез  призводить до ідентифікації Y801 і Y1175 як сайтів зв'язування фосфоліпази С-γ (PLC-γ). Фосфорилювання і активація PLC-γ  викликає утворення діацилгліцерину і інозитолтрифосфату, які стимулюють протеїнкіназy С.

 

 

 

 

 

 

ВИСНОВКИ

 

        В  роботі було проаналізовано механізми передачі мітогенних сигналів через тирозинкіназні рецептори. Показано важливість подальших досліджень факторів ендотеліального росту для діагностики новоутворень, пов’язаних з ангіогенезом, так і для прогнозування перебігу пухлинного процесу. Зокрема, не вивчені детально реакції клітини на впровадження генетичних конструкцій, немає загальновизнаних висновків про безпеку та ефективність таких конструкцій. Клінічне застосування клітинних технологій вимагає ретельного аналізу і обґрунтування нових підходів протипухлинної терапії.

        VEGF–гомодимерний, сильно гліколізований білок, є мітогеном  ендотеліальних клітин, рівень його підвищується в тканинах, де активно йде васкуляризація, його рецептори експресуються на ендотеліальних клітинах-мішенях.

        VEGF впливає на розвиток нових кровоносних судин зв'язуючись з двома близькими за будовою мембранними тирозинкіназними рецепторами (рецептором-1 VEGF і рецептором-2 VEGF) і активуючи їх. Ці рецептори експресуються клітинами ендотелію стінки кровоносних судин.

       VEGF ліганд запускає сигнальний каскад, який в кінцевому підсумку стимулює зростання ендотеліальних клітин судини, їх виживання і проліферацію. Зв’язування VEGF з рецептором VEGFR-2 веде до активації каскаду різних сигнальних шляхів. Така взаємодія призводить до каскаду реакцій та включення генів, що втягуються в опосередкування процесів проліферації та міграції клітин ендотелію.VEGFR-2 є основним медіатором EК мітогенезу та виживання, а також ангіогенезу і проникності капілярів. На противагу цьому, VEGFR-1 не передає ефективного мітогенного сигналу в ЕК, і це може, особливо під час раннього ембріонального розвитку, виконати інгібуючу роль, ізолюючи VEGF і запобігаючи його взаємодії з VEGFR-2.

Зв'язування сигнальних молекул  з  певними сайтами фосфорилювання, ініціює сигнальні каскади, що призводить до створення конкретних біологічних  реакцій. Спосіб ініціювання певних ланцюгів сигналізації залишається  невивченим. 

         Більші  ізоформи перебувають у латентному  стані у позаклітинному матриксі  до того моменту, як вони  вивільняються під дією протеолітичних  ферментів. Цей процес підвищує місцеві концентрації VEGF-A в процесі росту і перебудови тканин і бере участь в активації ангіогенного включення до деяких пухлин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Holmes K., Roberts O. L., Thomas A.M., Cross M. J. Vascular endothelial growth factor receptor-2: structure, function, intracellular signalling and therapeutic inhibition. – 2012. –  Vol. 19, № 10. – P. 15-19.
2. Anand Swaroop, Emily Y. Chew, Catherine Bowes Rickman, and Goncalo R. Abecasis.’’Unraveling a multifactorial late-onset disease: from genetic susceptibility to disease mechanisms for age-related macular degeneration”. Annu Rev Genomic Hum Genet, 2009.
3. Review Article VEGF SplicedVariants,“Possible role of anti-angiogenesis therapy”.  Hindawi Publishing Corporation Journal of Nucleic Acids Volume 2012, Article ID 162692, University of Nice Sophia Antipolis, Institute of Development and Cancer Research, Centre Antoine Lacassagne, July 2011.
4. Nature reviews, Molecular cell biology. Department of Genetics and Pathology, Rudbeck Laboratory, Dag Hammarskjöldv.  Uppsala, Sweden Correspondence. L.C.-W. Anna-Karin Olsson, Anna Dimberg, Johan Kreuger and Lena Claesson-Welsh. Volume 7, May 2006, 359.
5. A.D. Thornton, P. Ravn, M. Winslet, K. Chester. “Angiogenesis inhibition with bevacizumab and the surgical management of colorectal cancer”. British Journal of Surgery Society, 2006, Vol.93, Issue 12, P.1456-63.
6. Плотников О. О. “Ангиогенез: общие сведения”. Биология и медицина, 2009.
7. Петрова Л.В., Кушлинский Н.Е., Ильина Л.В. Фактор роста эндотелия сосудов как показатель гипоксии тканей. Вестник дерматологии и венерологии. 2004, №5.
8. Pearson G, Robinson F, Beers Gibson T, Xu BE, Karandikar M, Berman K. “Mitogen-activated protein (MAP) kinase pathways: regulation and physiological functions”. Endocr. Rev. 22 (2): 153–83.