Tín hiệu thụ thể RET: Chức năng phát triển, bệnh chuyển hóa và ung thư
Dec 11, 2023
Trừu tượng:CácRETgen tiền ung thư mã hóa thụ thểtyrosine kinasenhững thay đổi của chúng là nguyên nhân gây ra nhiều bệnh ung thư và rối loạn phát triển ở người, bao gồm ung thư tuyến giáp, ung thư phổi không phải tế bào nhỏ, đa u nội tiết loại 2 và Hirschsprung'bệnh s. Các thụ thể RET được kích hoạt về mặt sinh lý bởi các phối tử họ yếu tố thần kinh có nguồn gốc từ dòng tế bào thần kinh đệm (GDNF) liên kết với thụ thể họ GDNF của thụ thể lõi, (GFR,). Báo hiệu qua GDNF/ GFR,1/Phức hợp bậc ba RET đóng vai trò quan trọng trongsự phát triển của hệ thần kinh ruột,thậnvà đường tiết niệu, cũng như khả năng tự đổi mới của tế bào gốc sinh tinh. Ngoài ra, một phối tử khác, tăng trưởng diffyếu tố quyết định-15 (GDF15), đã được chứng minh là liên kết với GFR,-like và kích hoạt RET, điều chỉnh trọng lượng cơ thể. GDF15 là một cytokine phản ứng với stress và nồng độ huyết thanh của nó tăng caoffchuyển hóa và hội chứng chán ăn- suy nhược. Hơn nữa, sự phát triển gần đây của RET-specifichất ức chế c kinase đóng góp dấu hiệufikhông thể tiến bộ trong việc điều trị bệnh nhân mắc bệnhRET- Ung thư biến đổi Đánh giá này tập trung vào vai trò rộng lớn của RET trong sự phát triển, các bệnh chuyển hóa và ung thư.
Từ khóa: RET protooncogene, phối tử họ GDNF, ung thư, bệnh Hirschsprung,sự phát triển của thận, kiểm soát trọng lượng cơ thể
NHẬN CHIẾT XUẤT CISTANCHE HỮU CƠ TỰ NHIÊN VỚI 25% ECHINACOSIDE VÀ 9% ACTEOSIDE ĐIỀU TRỊ NHIỄM TRÙNG THẬN
1. Giới thiệu
Chúng tôi đã xác định RET (Được sắp xếp lại trong quá trình truyền máu) là một gen gây ung thư được kích hoạt bằng quá trình sắp xếp lại DNA vào năm 1985.1) RET mã hóa một tyrosine kinase xuyên màng với một miền ngoại bào duy nhất bao gồm bốn miền giống cadherin và một vùng giàu cysteine với 16 gốc cystein trong một dải của 120 axit amin (Hình 1).2)–4) Sự ghép nối thay thế trong vùng 3B tạo ra ba dạng đồng phân khác nhau (1072, 1106 và 1114 axit amin) với các axit amin ngắn (9 axit amin, RET9), axit amin trung gian (43 axit amin) , RET43) và đuôi carboxyl dài (51 axit amin, RET51), tương ứng, 5) và mức biểu hiện của RET43 được báo cáo là thấp so với RET9 và RET51. Theo quan sát đối với cadherin, các ion Ca2D liên kết với các miền giống cadherin và những miền này cần thiết để kích hoạt RET bởi GDNF và neurturin (NRTN).4),6)
Sau khi kích hoạt RET bởi các phối tử họ GDNF (GFL), dư lượng tyrosine cụ thể trong miền nội bào của nó sẽ được tự phosphoryl hóa. Ít nhất 14 trong số 18 gốc tyrosine trong miền nội bào có thể được phosphoryl hóa và một số trong số chúng đại diện cho vị trí gắn kết của các protein tiếp hợp chính, dẫn đến việc kích hoạt các đường truyền tín hiệu quan trọng (Hình 2).4),7),8) Ví dụ, tyrosine 1062 được phosphoryl hóa làm trung gian cho sự liên kết của các protein tiếp hợp SHC và FRS2, chịu trách nhiệm kích hoạt các đường dẫn tín hiệu RAS/MAPK và/hoặc PI3K/AKT.9)–11) Tyrosine 1015 được phosphoryl hóa làm trung gian cho sự liên kết của phospholipase C. (PLC.), dẫn đến hoạt hóa protein kinase C.12). Những con đường này đóng vai trò quan trọng trong quá trình di chuyển, tăng sinh, sống sót và biệt hóa tế bào.
Hình 1. Kích hoạt RET bởi các phối tử họ GDNF (GFL) liên kết với thụ thể họ GDNF của thụ thể lõi, (GFR,). GDNF, NRTN, ARTN và PSPN liên kết ưu tiên với GFR,1, GFR,2, GFR,3 và GFR,4 tương ứng. Phức hợp tín hiệu GDNF/GFR,1/RET rất cần thiết cho sự phát triển của hệ thần kinh ruột, thận và đường tiết niệu cũng như khả năng tự đổi mới/sự sống sót của tế bào gốc sinh tinh. Phức hợp GDF15/GFRAL/RET đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát trọng lượng cơ thể. GDNF, yếu tố dinh dưỡng thần kinh có nguồn gốc từ dòng tế bào thần kinh đệm; NRTN, thần kinh; ARTN, artemin; PSPN, persephin; GDF15, hệ số khác biệt hóa tăng trưởng-15; GFRAL, thụ thể họ GDNF, giống như; CLD, miền giống cadherin; CRD, miền giàu cystein.
RET là gen gây ra nhiều loại bệnh ở người.5) Đột biến điểm kích hoạt RET là nguyên nhân gây ra sự phát triển của hội chứng ung thư di truyền đa u nội tiết loại 2 (MEN2), phát triển thành ung thư biểu mô tuyến giáp thể tuỷ (MTC) và u tủy thượng thận.13 )–16) Kích hoạt RET bằng cách sắp xếp lại gen được tìm thấy trong ung thư biểu mô tuyến giáp dạng nhú (PTC), ung thư biểu mô phổi không phải tế bào nhỏ (NSCLC), ung thư biểu mô nội ống tuyến nước bọt và các bệnh ung thư khác.17)–24) Ngoài ra, điểm bất hoạt RET đột biến hoặc mất đoạn dẫn đến sự phát triển của bệnh Hirschsprung (HSCR),25),26), là một dị tật bẩm sinh đặc trưng bởi chứng mất hạch có chiều dài thay đổi của đoạn xa của đường tiêu hóa. Cho đến nay, các cơ chế phân tử qua đó đột biến RET dẫn đến phát triển bệnh đã được nghiên cứu rộng rãi.
2. Kích hoạt RET bởi các phối tử họ GDNF
Vào năm 1993, GDNF đã được tinh chế và nhân bản thành một yếu tố dinh dưỡng thần kinh giúp tăng cường khả năng sống sót của các tế bào thần kinh dopaminergic não giữa.27) GDNF là một thành viên xa của siêu họ yếu tố tăng trưởng biến đổi-O (TGF-O) và ba protein khác của GFL, bao gồm NRTN, artemin (ARTN) và persephin (PSPN) đã được xác định.28) Bốn phối tử họ này thể hiện sự đồng nhất khoảng 40% axit amin với nhau và có thể kích hoạt RET kinase. Tuy nhiên, GFL không thể liên kết trực tiếp với RET, nhưng các thụ thể lõi gắn với GPI có tên là GFR,1–4 là cần thiết cho sự liên kết của chúng.28)–32) GDNF, NRTN, ARTN và PSPN liên kết tốt hơn với GFR,1, GFR,2, GFR,3 và GFR,4, tương ứng (Hình 1), mặc dù nhiễu xuyên âm xảy ra ở một mức độ nhất định giữa các cặp phối tử và thụ thể lõi.8) Sự hình thành phức hợp ba ngôi GFL-GFR,-RET 2:2:2 dẫn đến kích hoạt tín hiệu nội bào, hỗ trợ sự tồn tại và biệt hóa của các tế bào thần kinh khác nhau, bao gồm tế bào thần kinh cảm giác và tự chủ ngoại biên cũng như tế bào thần kinh vận động trung tâm và tế bào thần kinh dopaminergic.28) Phân tích cryo-EM gần đây đã chứng minh rằng vùng ngoại bào của RET được gấp lại và đóng gói trong một Hình dạng 'kẹp chữ C', được ổn định nhờ các tương tác rộng rãi giữa các miền. Do hình dạng kẹp chữ C độc đáo này, hai phân tử RET được tuyển vào GFL-GFR dimeric, các phức hợp và hai miền RET giàu cysteine được đưa đến gần nhau, từ đó thúc đẩy sự hình thành mờ hơn và kích hoạt hoạt động của tyrosine nội bào miền kinase.33)–35)
Gần đây hơn, một thành viên khác của siêu họ TGF-O, GDF15 (còn được gọi là MIC-1) đã được phát hiện là liên kết với GFR, giống (GFRAL) với ái lực cao và sau đó kích hoạt RET (Hình 1).36 ) Tầm quan trọng của tổ hợp tín hiệu này được mô tả chi tiết trong một phần riêng biệt.
3. Vai trò của tín hiệu GDNF/GFR,1/RET trong sự phát triển của hệ thần kinh ruột và bệnh Hirschsprung
Chuột thiếu Gdnf-, Gfr,- và Ret có chung kiểu hình được đặc trưng bởi sự thiếu tế bào thần kinh đường ruột trong toàn bộ đường tiêu hóa và chứng bất sản hoặc rối loạn chức năng thận.37)–42) Phát hiện này cho thấy rõ tầm quan trọng của việc truyền tín hiệu thông qua GDNF/GFR, Các thụ thể đa thành phần 1/RET đang được phát triển (Hình 1). Chúng tôi và những người khác đã phát hiện ra rằng tyrosine 1062 được phosphoryl hóa ở đuôi đầu cuối carboxyl RET đại diện cho vị trí gắn kết cho một số protein tiếp hợp như SHC và FRS2 và rất quan trọng để kích hoạt các con đường RAS/MAPK và PI3K-AKT (Hình 2).5 ) Chuột đột biến Ret trong đó tyrosine 1062 được thay thế bằng phenylalanine biểu hiện những khiếm khuyết nghiêm trọng của tế bào thần kinh ruột ở ruột vàthận nhỏ, cho thấy vai trò quan trọng của việc truyền tín hiệu qua tyrosine 1062 trong quá trình hình thành cơ quan.43),44)
Hệ thống thần kinh ruột (ENS) bắt nguồn từ mào thần kinh, chủ yếu ở cấp độ phế vị. Các tế bào có nguồn gốc từ mào thần kinh xâm lấn ruột trước và bắt đầu quá trình di chuyển dài theo đuôi về phía cuối đại tràng.45) Ngoài việc di chuyển rộng rãi, việc thiết lập ENS đòi hỏi sự tăng sinh tế bào, sự biệt hóa và hình thành mạng lưới được kiểm soát bởi các tế bào thần kinh ruột biệt hóa. Trong quá trình tạo phôi, các tế bào có nguồn gốc mào thần kinh ruột di chuyển (ENCDC) biểu hiện RET và GFR,1. Gdnf mRNA được biểu hiện ở trung mô của ruột và có nhiều trong dạ dày vào ngày phôi thai thứ 9,5 và kéo dài đến manh tràng vào ngày phôi thai thứ 10,5, cho thấy vai trò của GDNF như một chất hấp dẫn hóa học đối với sự di chuyển ENCDC.
RET là gen gây bệnh chính gây ra HSCR (tỷ lệ lưu hành: 1/5000 ca sinh sống),25),26) là một dị tật bẩm sinh của ENS thiếu tế bào thần kinh ruột chủ yếu ở đoạn xa của đường tiêu hóa. Dựa vào độ dài của đoạn không hạch, HSCR được phân thành hai nhóm: HSCR đoạn ngắn (bệnh nhân bị mất hạch đến tận điểm nối trực tràng sigma) và HSCR đoạn dài (bệnh nhân bị mất hạch ngoài điểm nối trực tràng sigma). Đột biến RET được tìm thấy ở khoảng 50% bệnh nhân mắc HSCR gia đình và 10–20% các trường hợp lẻ tẻ.45) Đáng chú ý, có mối liên quan rõ ràng giữa đột biến RET và HSCR lâu dài, chứng mất hạch toàn bộ đại tràng và chứng mất hạch toàn bộ đường ruột. Một loạt các đột biến sai nghĩa, vô nghĩa và dịch khung đã được xác định dọc theo toàn bộ chuỗi mã hóa của RET, nhưng dữ liệu phân tích tổng hợp cho thấy đột biến RET trong HSCR thường được tìm thấy nhiều hơn ở exon 10 (7,55%), 13 (11,32%), và 15 (7,55%).46) Những đột biến này làm bất hoạt và loại bỏ tín hiệu RET, nguyên nhân dẫn đến sự di chuyển và tăng sinh của ENCDC trong quá trình tạo phôi. Các phân tích sinh hóa và sinh học tế bào đã làm sáng tỏ các cơ chế khác nhau mà qua đó các đột biến tên lửa RET gây ra HSCR (Hình 2).47) (1) Các đột biến trong miền ngoại bào RET làm suy giảm biểu hiện bề mặt tế bào của nó, rất có thể là do protein RET không gấp nếp.48 )–50) (2) Các đột biến của Cys609, 611, 618 và 620 có thể dẫn đến sự phát triển của cả HSCR (mất chức năng) và đa u tân sinh nội tiết loại 2A (MEN2A) (tăng chức năng) gây ra bởi sự biểu hiện bề mặt tế bào của RET trong ENCDC bị suy giảm và sự giảm thiểu cộng hóa trị trong các tế bào C tuyến giáp (được mô tả bên dưới trong phần về đột biến RET trong ung thư).5) (3) Các đột biến trong miền tyrosine kinase gần như làm xáo trộn hoàn toàn hoặc một phần RET kinase hoạt động, dẫn đến sự suy giảm của RAS/MAPK, PI3K/AKT và/hoặc PLC. các đường truyền tín hiệu.51)–53) (4) Các đột biến ở đuôi carboxyl làm thay đổi sự liên kết của các protein tiếp hợp như SHC.54),55) Ngoài trình tự mã hóa, các vùng không mã hóa của gen RET đóng vai trò vai trò then chốt trong sự phát triển của HSCR. Một dạng đa hình chất tăng cường intron phổ biến (RET D3, hoặc rs2435357) đã được xác định, đây là một yếu tố rủi ro đối với HSCR và làm suy yếu biểu hiện RET.56) Tính đa hình phổ biến này cũng có thể tương tác với các biến đổi di truyền khác, điều chỉnh kiểu hình HSCR và có thể giải thích sự thất bại trong việc xác định các đột biến trình tự mã hóa trong phần lớn các trường hợp HSCR, ngay cả ở những bệnh nhân thuộc các gia đình có mối liên kết với RET.
Nrtn- và Gfr,2-những con chuột bị thiếu hụt có biểu hiện giảm số lượng tế bào thần kinh cơ ruột ở ruột non và giảm đáng kể khả năng phân bổ cholinergic ở tuyến nước bọt và tuyến lệ. GDNF và NRTN được coi là gen HSCR nhạy cảm hiếm gặp, đôi khi kết hợp với đột biến RET.57),58)
4. Vai trò của tín hiệu GDNF/GFR,1/RET trong sự phát triển của bệnh thận và dị tật thận
Tín hiệu GDNF qua trung gian RET đã được chứng minh làcần thiết cho sự phát triển của thận.59) Trong quá trình phát triển ban đầu, RET và GFR,1 được biểu hiện dọc theo ống Wolffian (WD), trong khi GDNF được biểu hiện ở trung mô metanephric (MM) liền kề với phần đuôi của WD (Hình 3). Chồi niệu quản (UB) xuất hiện từ phần đuôi của WD, xâm nhập vào MM và bắt đầu phân nhánh nhiều lần. Đáng chú ý, RET được thể hiện cao ở một khu vực cụ thể của WD nơi xảy ra sự hình thành UB (Hình 3B) và sau đó ở đầu phân nhánh UB trong MM (Hình 3C). Trong toàn bộ quá trìnhsự phát triển của thận, các đầu UB dường như được hình thành hoàn toàn bởi các tế bào biểu hiện RET phản ứng với GDNF trong MM, trong khi thân UB phần lớn bao gồm các tế bào âm tính Ret (Hình 3D),60),61) cho thấy biểu thức RET vẫn ổn -điều chỉnh trong quá trình phân nhánh UB. Trong trường hợp không có gen Gdnf, Ret hoặc Gfr,1, hậu quả thường gặp nhất là sự hình thành UB không thành công, dẫn đến tình trạng bất sản hoặc rối loạn chức năng thận và dị tật niệu quản (không có niệu quản, niệu quản nhỏ, niệu quản kết nối bất thường, v.v.).37 )–42) Một số chuột đột biến Ret cho thấy khả năng phân nhánh UB giảm do ảnh hưởng đến RAS/MAPK, PI3K/AKT và/hoặc PLC. path.8),43),62) Ngoài ra, các yếu tố phiên mã ETV4 và ETV5 được xác định là thành phần chính của mạng lưới gen ở hạ lưu RET nhằm thúc đẩy quá trình hình thành phân nhánh.63),64)
Hình 3. Sự di chuyển của tế bào phụ thuộc RET trong quá trình hình thành và phân nhánh chồi niệu quản (UB). Các tế bào dương tính với RET (màu xanh) ban đầu được phân tán dọc theo ống trung thận (ống Wolffian, WD) (A). Các tế bào dương tính với RET bắt đầu di chuyển để hình thành UB chính và ống trung thận bụng đã cạn kiệt các tế bào dương tính với RET (B). Khi UB phát triển, các tế bào dương tính với RET hình thành các đầu UB trong khi các tế bào âm tính với RET theo sau và tạo thành thân UB (C, D).
Một báo cáo trước đây cho thấy các đột biến RET dị hợp tử được tìm thấy ở khoảng 30% trong số 29 bào thai người bị suy thận hai bên hoặc một bên (BRA hoặc URA) và một đột biến GDNF dị hợp tử ở một bào thai mắc URA.65). một loạt lớn gồm 105 trường hợp, bao gồm 90 thai nhi mắc BRA hoặc URA và thiểu sản thận đối bên hoặc thận loạn sản đa nang chỉ báo cáo 7 đột biến tiềm ẩn trong trình tự mã hóa RET (6,6%) và không có đột biến ở GDNF. 66)
Các dị tật bẩm sinh của thận và đường tiết niệu (CAKUT) chiếm 40–50% bệnh thận mãn tính ở trẻ em. CAKUT bao gồm một loạt các dị tật cấu trúc do khiếm khuyết về hình thái của thận và/hoặc đường tiết niệu. Một nghiên cứu trên 122 bệnh nhân còn sống, bao gồm nhiều CAKUT khác nhau, đã tìm thấy các biến thể RET hoặc GDNF ở khoảng 5% bệnh nhân.67) Hơn nữa, trong một nhóm lớn gồm 749 cá nhân từ 650 gia đình mắc CAKUT, các exon mã hóa của 17 CAKUT- chiếm ưu thế đã được biết đến gen gây bệnh đã được phân tích. Trong số đó, 37 đột biến dị hợp tử khác nhau ở 12 trong số 17 gen được kiểm tra đã được phát hiện ở 47 bệnh nhân từ 41 trong số 650 họ (6,3%), trong đó chỉ có ba đột biến ở RET (0,5%).68) Những phát hiện này chỉ ra rằng Đột biến RET ít liên quan đến CAKUT hơn dự kiến.
5. Vai trò của tín hiệu GDF15/GFRAL/RET trong việc kiểm soát trọng lượng cơ thể
GDF15 là thành viên của họ TGF-O và có liên quan đến việc điều chỉnh trọng lượng cơ thể.36) Việc sử dụng GDF15 cho chuột béo phì làm giảm lượng thức ăn và trọng lượng cơ thể, chứng tỏ tác dụng chống béo phì của nó.69) GDF15 là một hormone gây căng thẳng và nồng độ của nó trong huyết tương tăng theo tuổi tác, tập luyện cường độ cao, béo phì, hút thuốc và mang thai. Mức độ cao hơn cũng được quan sát thấy trong các bệnh khác nhau ở người, bao gồm bệnh tim mạch, bệnh thận mãn tính, tiểu đường, nhiều bệnh ung thư tiến triển và nhiễm trùng nghiêm trọng (Hình 4).70)–72)
Vào năm 2017, thụ thể của GDF15 đã được bốn phòng thí nghiệm nghiên cứu của công ty dược phẩm xác định là GFRAL, biểu hiện của nó được phát hiện trong các tế bào thần kinh của vùng não sau (AP) và nhân của đường đơn độc (NTS), dẫn đến giảm lượng thức ăn lượng ăn vào và trọng lượng cơ thể ở chuột.73)–76) Đáng chú ý hơn, GDF15-GFRAL yêu cầu RET tyrosine kinase làm thụ thể tín hiệu để điều chỉnh trọng lượng cơ thể. GDF15 liên kết với GFRAL bắt đầu quá trình phosphoryl hóa RET, dẫn đến việc kích hoạt ERK1/2, AKT, PLC. và FOS (Hình 4). Sự đồng biểu hiện của RET và GFRAL trong AP và NTS đã được xác nhận bằng phân tích lai tại chỗ.
Trong điều kiện cân bằng nội môi, động vật sử dụng các mạch thần kinh vùng dưới đồi để duy trì trọng lượng cơ thể bằng cách tích hợp các tín hiệu trao đổi chất và nội tiết tố từ ngoại vi. Tuy nhiên, trong điều kiện căng thẳng, chúng sử dụng một con đường thần kinh thay thế để thay đổi quá trình trao đổi chất.36),77) Nồng độ GDF15 trong huyết tương tăng cao được quan sát thấy trong nhiều bệnh mãn tính ở người và có liên quan đến việc giảm cân trong cơ thể. Trong các bệnh ung thư tiến triển, mức độ lưu hành của GDF15 tăng lên tới 10–100-gấp và gây ra hội chứng chán ăn-suy nhược (Hình 4). Suy nhược được định nghĩa là một hội chứng chuyển hóa liên quan đến tình trạng hao mòn khối lượng cơ nạc cực kỳ không chủ ý có hoặc không mất khối lượng mỡ. GDF15 hiện được coi là tác nhân chính gây ra chứng suy nhược được quan sát thấy ở bệnh nhân ung thư. Tuy nhiên, không có loại thuốc nào được phê duyệt cho tình trạng này. Gần đây, một kháng thể đơn dòng nhắm vào GFRAL và ức chế tín hiệu RET đã được phát triển. Kháng thể này đã ngăn chặn sự tương tác do GDF15-điều khiển giữa RET với GFRAL và chứng suy nhược liên quan đến ung thư bằng cách đảo ngược quá trình oxy hóa lipid quá mức ở chuột mang khối u.78) Các thử nghiệm lâm sàng tiếp theo về thuốc nhắm vào con đường GDF15-GFRAL sẽ làm sáng tỏ việc điều trị bệnh nhân mắc chứng suy nhược liên quan đến ung thư.
Dịch vụ hỗ trợ của Wecistanche-Nhà xuất khẩu cistanche lớn nhất ở Trung Quốc:
Email:wallence.suen@wecistanche.com
Whatsapp/Điện thoại:+86 15292862950
Mua sắm để biết thêm thông số kỹ thuật
https://www.xjcistanche.com/cistanche-shop
NHẬN CHIẾT XUẤT CISTANCHE HỮU CƠ TỰ NHIÊN VỚI 25% ECHINACOSIDE VÀ 9% ACTEOSIDE ĐIỀU TRỊ NHIỄM TRÙNG THẬN
