سیگنالینگ رسپتورهای سایتوکاین های خونسازی

خونسازی از دوره جنینی تا زمان بزرگسالی طی یک سری مراحل تمایز و تکثیر رخ می دهد ، جایی که سلولهای توانمند ، چند قدرت و متعهد به انواع مختلف سلولهای خونی بالغ و عملکردی تبدیل می شوند. در هر مرحله از این فرایند ، یک سلول پیش ساز باید قبل از تمایز بیشتر در یک مسیر مشخص تقسیم و گسترش یابد تا سطح حالت پایدار هر نوع سلول را حفظ کند. سلولهای بنیادی خونساز مقدمات این سلسله مراتب را ایجاد می کنند و به تعداد ثابت در مغز استخوان حفظ می شوند. از سلول‌های بنیادی چند ظرفیتی دو نوع سلول جدا می‌شود :

  • سلول‌های رده لنفوئیدی که لنفوسیت‌های نوع B و T را می‌سازند.
  • سلول‌های رده میلوئیدی که این سلول‌ها در راه تکاملی خود تبدیل به چندین نوع سلول می‌شوند. سلول‌های کلنی ساز که رده مگاکاریوسیتی را می‌سازند و در پایان پلاکت‌ها را بوجود می‌آورند.سلول های کلنی ساز که رده های گرانولوسیت و مونوسیت را می سازند.سلول های کلنی ساز که رده ی ائوزینوفیلی و بازوفیلی را می سازند.سلول های کلنی ساز که رده ی اریتروئیدی را می سازند.

همانطور که میدانیم رشد و تمایز سلول های خونساز توسط گروهی از عوامل محلول شناخته شده به عنوان سیتوکین ها انجام می شود. سیتوکین ها گروهی از فاکتورهای رشد پلی پپتیدی هستند که به گیرنده های هم رده آنها متصل می شوند و وقایع سیگنالینگ داخل سلولی را که منجر به تعدیل بیان ژن می شود ، واسطه می کنند. اکثر گیرنده های سیتوکین از یک مجتمع چند واحدی تشکیل شده اند: یک زیر واحد اتصال لیگاند و منحصر به فرد و یک زیر واحد انتقال دهنده سیگنال ، که ممکن است از لحاظ ساختاری مشابه سایر اعضای خانواده فوق العاده گیرنده سیتوکین باشد. دومین متوسط خارج سلولی تقریباً 210 اسید آمینه را شامل می شود و حاوی یک یا چند بقایای سیستئین (C) محافظت شده است.

علاوه بر این ، یک توالی محافظت شده دوم از تریپتوفان-سرین-X-تریپتوفان-سرین (W-S-X-W-S) ، که در آن X به هر گونه باقی مانده اسید آمینه غیر محافظت شده اشاره دارد ، در انتهای C وجود دارد. از نظر ساختاری ، این منطقه از دو مدل فیبرونکتین نوع III نیز تشکیل شده است. یک منطقه لولا این دو مدل را به هم متصل می کند که هر کدام تقریباً 100 اسید آمینه را تشکیل می دهند. پیش بینی شده است که این منطقه ، جایگاه موتیف W-S-X-W-S نیز میباشد ، که به عنوان یک حوزه تعامل لیگاند عمل می کند. تجزیه و تحلیل جهش سایت هدایت شده در منطقه لولا ، به ویژه موتیف W-S-X-WS ، ظرفیت اتصال لیگاند گیرنده ها را از بین می برد یا تا حد زیادی کاهش می دهد. ).دومین های سیتوپلاسمی گیرنده های سیتوکین در مناطق پروگزیمال غشای خود ، به ویژه در مناطقی که جعبه 1 یا غنی از پرولین نامیده می شوند ، از یک شباهت محدود برخوردار هستند ( جعبه 1 / نقوش غنی از پرولین با دنباله Al-Ar – Pro – X– Al – Pro – X – Pro یا Ar – X – X – X – Al – Pro – X – Pro مشخص می شوند . جایی که Al=aliphatic ؛ Ar=aromatic ) . این قسمتهای گیرنده برای عملکرد مناسب گیرنده و واسطه سیگنالهای میتوژنیک حیاتی هستند. در مقابل ، ناحیه دیستال غشایی نیز برای تمایز لازم است.

گیرنده های سیتوکین

می توان آنها را بر اساس تعداد زیر واحد ها و یا وجود یک یا چند زیر واحد مشترک به گروه هایی تقسیم کرد :

  • آنهایی که از طریق gp130 یا یک زیر واحد مربوط به gp130 سیگنال می شوند
  • آنهایی که از طریق زیرگروههای مشترک زنجیره گاماسی و بتا و زیرواحد اتصال لیگاند آلفا سیگنال می شوند
  • آنهایی که از طریق یک زنجیره واحد سیگنال می شوند
  • آنهایی که از طریق دو یا چند زیر واحد سیگنال می شوند
  • آنهایی که از طریق زیر واحد gp140b و یک زیر واحد اتصال دهنده لیگاند سیگنال می شوند

خانواده gp130 : سیتوکین هایی که از طریق gp130 یا یک زیر واحد مربوط به gp130 سیگنال می شوند

گیرنده های اینترلوکین -6 (IL-6) ، IL-11 ، IL-12 ، کاردیوتروپین-1 ، فاکتور نوروتروفیک مژگانی ، انکوستاتین M و فاکتور مهار کننده لوسمی ، همه از طریق یک زنجیره b مشترک gp130 نامیده می شوند ، جدا از این سیگنال gp130 مشترک – انتقال زیر واحد ، هر یک ازگیرنده های فوق الذکر دارای یک زیر واحد منحصر به فرد و خاص اتصال دهنده لیگاند است.

خانواده گیرنده های اینترلوکین 2 :  سیتوکین هایی که از طریق یک زیر زنجیره مشترک و اتصال زیر لیگاند آلفا و بتا و گاما سیگنال می شوند

گیرنده IL-2 (IL-2R) از سه زیر واحد a ، b و g تشکیل شده است که زنجیره g (زنجیره IL-2Rg) توسط گیرنده های IL-4 ، IL-7 ، IL-9 مشترک است و IL-15. هر یک از این گیرنده ها ، مشابه IL-2R ، از سه زیر واحد تشکیل شده است که اصطلاحاً آنها را a ، b و g می نامند. از این میان ، یک زیر واحد به عنوان زیر واحد اتصال لیگاند عمل می کند ، در حالی که زیرواحدهای b- و g به عنوان زیر واحد های انتقال دهنده سیگنال عمل می کنند. زنجیره IL-2Rg با Janus kinase-3 (JAK3) ارتباط برقرار می کند و جهش در زنجیره IL-2Rg یا JAK3 منجر به یک گیرنده غیر عملکردی می شود ، که سیگنالینگ را از طریق IL-2 ، IL-7 ، IL-9 و لغو می کند و IL-15 .

خانواده هورمون رشد : سیتوکین هایی که از طریق یک زنجیره واحد سیگنال می شوند

این خانواده شامل گیرنده های هورمون رشد ، پرولاکتین (PRL) ، اریتروپویتین (EPO) ، فاکتور محرک گرانولوسیتکتولی و ترومبوپویتین است. این گیرنده ها از یک زیر واحد منفرد تشکیل شده اند که پس از اتصال لیگاند ، همودیمر تشکیل می دهند. اگرچه از نظر ساختاری مشابه هستند ، اما با لیگاندهای گیرنده های دیگر واکنش متقابل نشان نمی دهند و سیگنالهایی را که برای یک سیتوکین خاص مشخص هستند ، منتقل می کنند.

خانواده اینترفرون: سیتوکین هایی که از طریق دو یا چند زیر واحد سیگنال می شوند

این خانواده شامل گیرنده های اینترفرون آلفا و بتا و گاما است و IL-10R است. IFNGR همچنین دارای دو زنجیره IFNGR1 و IFNGR2 است. IL10R شامل دو زنجیره IL10R1 و IL-10R2 است. در مورد این گیرنده ها ، هر دو زیر واحد به عنوان اجزای انتقال دهنده سیگنال گیرنده عمل می كنند و به پروتئین های سیگنالینگ پایین دست مانند JAK ها و مبدل های سیگنال و فعال كننده های رونویسی (STAT) متصل می شوند.

خانواده gp140: سایتوکاین هایی که از طریق زیر واحد gp140b و یک زیر واحد اتصال دهنده لیگاند سیگنال می شوند

این خانواده شامل گیرنده های سیتوکین ، IL-3 ، IL-5 و عامل تحریک کلنی ماکروفاژ گرانولوسیت است. ژن های IL-3 و GM-CSF که در منطقه 5q کروموزوم 5 قرار دارند با بدخیمی های خونساز همراه بوده و اهمیت این سیتوکین ها را در سیگنالینگ خونساز برجسته می کنند .گیرنده های این سیتوکین ها دارای یک زنجیره اتصال لیگاند هستند و از زیر واحد انتقال سیگنال b (gp140) مشترک برخوردار هستند.

مسیرهای انتقال سیگنال توسط سایتوکاین ها فعال می شوند

گیرنده های سیتوکین فاقد فعالیت کاتالیزوری هستند. با این وجود ، تعامل یک سیتوکین با گیرنده آن به سرعت باعث فسفوریلاسیون تیروزین گیرنده و انواع پروتئین های سلولی می شود ، که نشان می دهد این گیرنده ها سیگنال های خود را از طریق تیروزین کینازهای سلولی منتقل می کنند مانند Janus kinases یا JAKs .

Janus kinases

چهار عضو از خانواده JAK وجود دارد ، JAK1 ، JAK2 ، JAK3 و TYK2. از این میان ، TYK2 اولین بود که کشف شد  و شباهت زیادی به تیروزین کینازهای شناخته شده داشت. اندکی پس از آن ، cDNA های رمزگذار JAK1 ، JAK2 و JAK3  با استفاده از استراتژی های مختلف شبیه سازی جدا شدند . ساختار منحصر به فرد JAK ها به وضوح آنها را از سایر اعضای خانواده پروتئین تیروزین کیناز متمایز می کند . جذاب ترین ویژگی این پروتئین ها وجود دو دومین Jak homology (JH) ، JH1 و JH2 است که دارای همسانی گسترده با حوزه های تیروزین کیناز هستند. اگرچه دومین JH1 یک دومین تیروزین کیناز کاربردی است ، دومین JH2 ، علیرغم داشتن بسیاری از اسیدهای آمینه محافظت شده که از ویژگی های کینازهای عملکردی است ، به دلیل عدم وجود باقی مانده هایی که که برای فعالیت کاتالیزوری و اتصال به نوکلئوتید مورد نیاز است، فاقد هرگونه فعالیت تیروزین کیناز است. با این حال ، اکنون مشخص شده است که این دمین شبه کیناز نقش مهمی در تنظیم فعالیت پروتئین های خانواده JAK و سیگنالینگ ناشی از سیتوکین بازی می کند.

برای مثال حذف دومین JH۲ در هردو Jak۲ و Jak۳ منجر به افزایش فسفریلاسیون این mutants می شود و نشان می‌دهد که این حوزه برای مهار فعالیت اساسی این پروتئین‌ها مورد نیاز است. مطالعات اضافی وجود سه منطقه بازدارنده (1-3)  که فعالیت autoinhibitory این کیناز و همچنین یک سایت جدید فسفوریلاسیون در تیروزین 570  که پاسخ به سیتوکین ها را تنظیم می کند نشان می دهد . روی هم رفته ، این مطالعات نشان می دهد که دومین JH2 در توانایی JAK ها برای تنظیم خود و همچنین واسطه پاسخ های ناشی از سیتوکین حیاتی است.

اهمیت دومین JH۲ در تنظیم فعالیت JAK اخیرا در بیمارانی که از اختلالات myeloproliferative رنج می‌برند به طور خاص مورد تاکید قرار گرفته‌است . اعتقاد بر این است که جهش نقش مهاری را که دومین JH2 بر روی JH1 دارد ، به هم می زند ، به موجب آن حلقه فعال سازی JH1 ، ساختاری را به کار میگیرد که می تواند توسط یک مولکول مجاور JAK2V617F فسفریله شود. در نتیجه ، سلولهایی که این پروتئین را بیان می کنند ، سطح JAK2 فعال شده فسفریله را افزایش می دهند. علاوه بر این ، تعدادی از بیماران مبتلا به ضعف ایمنی ترکیبی شدید جهش هایی در حوزه JH2 JAK3 دارند ، که بیشتر نشان دهنده نقشی است که این دامنه در تنظیم پروتئین های JAK بازی می کند.

N-terminal JAKs حاوی دو موتیف است ، یک دومین Src homology-2 (SH2) و یک باند چهار نقطه-یک ، Ezrin ، Radixin ، Moesin (FERM). دومین 2SH شامل حوزه‌های3 JH و 4JH می باشد و FERM شامل حوزه های JH6 و JH7 می باشد . دومین FERM فعالیت کاتالیزوری را تنظیم می کند و واسطه ارتباط با گیرنده ها و پروتئین های دیگر است. باقیمانده های موجود در حوزه JH7 واسطه اتصال به جعبه 1 / منطقه غنی از پرولین از گیرنده های سیتوکین است . علاوه بر این، این تعامل بین گیرنده‌های JAKs و سیتوکین در نهایت موقعیت یابی و جابجایی گیرنده را تنظیم می‌کند. به طور خاص ، بیان سطح گیرنده EPO را می توان با دامنه FERM JAK2 تنظیم کرد ، و نشان داده شده است که هر دو JAK2 و TYK2 با تسهیل بیان آن در سطح سلول ، تخریب پروتئازومی گیرنده ترومبوپویتین را مهار می کنند. . در سال 2006 باقي مانده تريوزين تنظيمي را در JAK2 ، Y119 شناسايي كرده اند كه در صورت فسفوريلاسيون پس از ديمر شدن گيرنده ، باعث جدا شدن پروتئين از گيرنده و تخريب آن مي شود. بنابراین ، دومین های JAK FERM می توانند به طور مثبت و منفی توانایی پروتئین را برای واسطه پاسخ به سایتوکاین ها تنظیم کنند.

گیرنده ها بسترهای اولیه فعال سازی کینازهای Janus هستند

وقتی سایتوکاین با گیرنده تعامل برقرار می کند ، JAK ها طی یک سری مکانسیم های ناشناخته ای فسفریله می شوند و فعال . این تیروزین کیناز فعال شده ، تیروزین های گیرنده را مورد هدف قرار داده و آن ها را فسفریله می کنند و این سایت های فسفوتیروزین به عنوان مکان اتصال به مولکول هایی هست که دارای دومین SH2 هستند مانند STAT, SHC , Grb2 و …. .

مبدل و فعال کننده رونویسی سیگنال

محققان یک مسیر سیگنالینگ را رمزگشایی کردند که در داخل سیتوپلاسم آغاز می شود اما به سرعت به هسته منتقل می شود تا رونویسی ژن های هدف را فعال کند. این مسیر سیگنالینگ گروهی از عوامل رونویسی را مبدل ها و فعال کننده های رونویسی سیگنال نامیده می شود یا STAT ها. STATها می توانند طی واکنش های آلترنایتیو اسپلایسینگ اشکال اضافی STAT-1 و -3 را ایجاد کند. بنابراین ، دو ایزوفرم STAT-1 شرح داده شده است که به عنوان STAT-1a یا p91 و STAT-1b یا p84 نامیده می شوند. STAT-3 همچنین به دو شکل وجود دارد که اصطلاحاً STAT-3a و -3b نامیده می شود ، با توابع فعال سازی رونویسی متفاوت . همچنین STAT4  به دو شکل وجود دارد ، اصطلاحاً STAT-4a و -4b. دو ایزوفرم STAT-5 ، اصطلاحاً STAT-5a و -5b ، توسط دو ژن جداگانه رمزگشایی می شوند که به طور پیوسته به هم مرتبط هستند.

STAT ها دارای یک ساختار مدولار با شش دامنه کاملاً مشخص ، از جمله یک دامنه محافظت شده با ترمینال N ، یک دامنه کوئل کوئل ، یک دامنه اتصال DNA ، یک منطقه اتصال دهنده ، یک دامنه SH2 و یک دامنه فعال سازی ترمینال C هستند.

منطقه N ترمینال STAT به خوبی در بین اعضای خانواده حفظ شده و به نظر می رسد برای عملکرد STAT حیاتی باشد ، زیرا نشان داده شده است که حذف های کوچک در این منطقه توانایی فسفوریلاسیون STAT را از بین می برد. دومین مارپیچ از یک ترکیب آلفا هلیکس ساخته شده است که عملکردهای آن در اتصال به گیرنده و ارتباط آن با پروتئین های تنظیم کننده است. DNA-binding domain دومینی است که با DNA ارتباط برقرار می کند و باعث تعدیل بیان ژن می شود. دومین فاصله انداز یا Linker دومینی است که فضای مناسب و ساختار مناسبی بین دایمر و دومین DNA-binding ایجاد می کند. دومین SH2 ، که در بین STAT ها بسیار محافظت می شود ، نقش بسیار مهمی در سیگنالینگ STAT برای به کارگیری STAT ها در مجتمع های گیرنده فعال و تعامل با کینازهای JAK و Src دارد. علاوه بر این ، برای همسان سازی و هترو دیمریزاسیون STAT مورد نیاز است . دومین انتقال فعال سازی در بین اعضای خانواده متفاوت است و همانطور که از نام آن مشخص است ، فعال سازی رونویسی ژن های هدف را تعدیل می کند.

در یک سلول غیرتحریکی ، STAT ها پروتئین های سلولی و مونومری هستند که در حالت فسفریله نشده هستند. تحریک سیتوکین باعث فسفوریلاسیون باقیمانده تیروزین بر روی گیرنده می شود که از طریق حوزه های SH2 به عنوان سایت های متصل به STAT ها عمل می کنند. هنگامی که به گیرنده متصل شد ، همه اعضای خانواده STAT در پاسخ به تحریک سیتوکین در یک تیروزین C- ترمینال محافظت شده ، ، به عنوان مثال در مورد STAT-5، Y694، تیروزین فسفریله می شوند. به نظر می رسد فسفوریلاسیون این تیروزین توسط گیرنده های فاکتور رشد و همچنین توسط کینازهای JAK و Src حاصل می شود ، این بستگی به ماهیت نوع سلول و فعل و انفعالات لیگاند / گیرنده دارد.

این شکل از فسفوریلاسیون از طریق برهم کنش دامنه SH2 یک مولکول STAT با باقیمانده فسفوتیروزین دیگر باعث همسان سازی و هترو دیمریزاسیون STAT می شود. پس از فسفوریلاسیون ، STAT های دیمر شده سپس قادر به جابجایی در هسته هستند. . علاوه بر فسفوریلاسیون تیروزین ، چندین STAT توسط فسفوریلاسیون سرین در یک موتیف PSMP محافظت شده تنظیم می شود ، که در حوزه فعال سازی قرار دارد. فسفوریلاسیون سرین C- ترمینال توسط چندین سیتوکین تحریک می شود و توسط کینازهای سرین / ترئونین واسطه از جمله کیناز پاسخ دهنده خارج سلول ، p38 ، JNK و پروتئین کیناز Cd.

سیگنالینگ سیتوکین و مبدل سیگنال و فعال کننده فعال سازی رونویسی توسط Janus kinases و Src family kinases

تحریک IL-3 منجر به فعال شدن JAK2 و فسفوریلاسیون آن و همچنین فعال سازی STAT-5a و -5b می شود و مطالعات جهش نشان داده اند که JAK2 برای فعال سازی STAT ضروری است . با این حال ، یک جهش C-terminal از زیر واحد bc شرح داده شده است که می تواند JAK2 را فعال کند اما قادر به فعال کردن STAT5 نیست ، نشان می دهد که فعال کردن JAK2 به تنهایی برای فعال سازی STAT-5 کافی نیست . نقشی برای کینازهای Src در فعال سازی STAT اولین بار توسط مطالعاتی با هدف بررسی مکانیسم های مولکولی مرتبط با تحول با واسطه Src پیشنهاد شد. سلولهای NIH3T3 (یک خط سلولی که از فیبروبلاست های موش گرفته شده است و به طور خودبهخودی جاودانه اند و برای آزمایش های سلول بنیادی استفاده می شوند ) تبدیل شده به روش V-Src بصورت سازنده بیان کننده STAT-3 فسفریله شده با تیروزین هستند و مطالعات in vitro نشان داده است که v-Src می تواند به STAT-3 (فسفوریلات) متصل شود . در این مدل ، فعال سازی STAT3 توسط یک جهش منفی غالب از Src مسدود می شود ، اما از JAK-2 جلوگیری نمی شود .

این حوادث آینه رویدادهای سیگنالینگ ناشی از تحریک IL-3 است ، به موجب آن همان STAT ها فعال می شوند و c-Src درون زا با آنها ارتباط دارد و فعال سازی STAT-3 را واسطه می کند. روی هم رفته ، این نتایج نشان می دهد که کینازهای خانواده Src واسطه فسفوریلاسیون STAT-3 به واسطه فعل و انفعالات IL-3R هستند و نقش مهمی در مسیرهای انتقال سیگنال مرتبط با تکثیر سلول های میلوئیدی دارند. این نتایج همچنین حاکی از آن است که فعال سازی STAT-3 به دنبال تحریک سیتوکین برخی سلولهای خونساز ممکن است مسیر بسیار متفاوتی از آنچه با STAT-5 دیده می شود را دنبال کند. در حالی که یک یا هر دو ایزوفرم STAT-5 به طور مستقیم با JAK2 ارتباط برقرار می کنند ، که به نوبه خود واسطه فسفوریلاسیون آنها است ، فعال سازی STAT-3 ممکن است به تعامل آن با c-Src نیاز داشته باشد ، که به نوبه خود واسطه فسفوریلاسیون آن است. JAK ها یا کینازهای Src ، بسته به ماهیت STAT که در حال فعال شدن است ، سپس فسفوریلاسیون تیروزین و فعال سازی پروتئین های STAT را القا می کنند.

اهداف مبدل سیگنال و فعال کننده رونویسی

تعداد ژن های پاسخ دهنده STAT بسیار زیاد است. با این حال ، بسته به نوع پروتئین STAT بیان شده و نوع سلولی که در آن بیان می شود ، ماهیت ژن های هدف سرکوب شده و یا فعال شده می تواند متفاوت باشد یا به طرز قابل توجهی مشابه باشد.

به نظر می رسد STAT1 دارای خواص سرکوب کننده تومور است و به همین ترتیب ، نشان داده شده است که تنظیم مثبت بیان کاسپازها را تنظیم می کند و ژنهای خانواده ضد عفونی کننده Bcl-2 را منفی تنظیم می کند و همچنین نشان داده شده است که به عنصر پاسخ دهنده STAT واقع در p21 (CDKN1A) متصل است که برای تنظیم منفی فعالیت کیناز CDK2 ، آنزیمی مهم که واسطه پیشرفت چرخه سلولی است ، متصل می شود .

 نشان داده شده است که STAT-3 و -5 هر دو نقش اصلی را در تحول سلولی دارند و از این رو جای تعجب نیست که این پروتئین ها بیان ژنهایی را تنظیم می کنند که فرایندهایی مانند تکثیر ، آپوپتوز و آنژیوژنز را کنترل می کنند. بسته به نوع سلول و سیتوکین ، STAT3 بیان ژن هایی مانند خانواده Bcl-2 ، survivin و Fas را تنظیم می کند و آپوپتوز را سرکوب می کند. در یک مدل میلوما ، فعال سازی ST-3 با واسطه IL-6 منجر به تنظیم مجدد Bcl-xL می شود ، در حالی که فعال شدن مشابه STAT-3 در لنفوسیت های T منجر به تنظیم مجدد رونویسی Mcl-1 ، یکی دیگر از اعضای خانواده2 Bcl – می شود همچنین نشان داده شده است که STAT-3 به پروموتر ژن Survivin ، عضوی از مهارکننده های آپوپتوز در خانواده (IAP) متصل می شود و بیان آن را تنظیم می کند . به نظر می رسد STAT-3 ژن های مهم برای تنظیم چرخه سلولی را نیز تنظیم می کند که شامل MYC و سیکلین D1 است .

مسیرهای دیگری که توسط سایتوکاین ها فعال می شوند

IL-3 و همچنین تعدادی دیگر از سیتوکاین ها مسیرهای انتقال سیگنال متعددی را فعال می کنند ، از جمله مسیرهای Ras و PI3K.

مسیر RAS : پس از تحریک IL-3 ، مولکول آداپتور Shc به سرعت فسفریله می شود و با زیر واحد bc فسفریله IL3R مرتبط می شود. تحریک IL-3 همچنین منجر به فسفوریلاسیون تیروزین اینوزیتول فسفاتاز (SHIP) می شود که یک مجموعه با Shc ، Grb2 و Sos را تشکیل می دهد . mSos ، یک عامل تبادل نوکلئوتیدی برای Ras ارتباط برقرار می کند. به دنبال آن فعال سازی Ras و c-Raf و همچنین فعال سازی پس از آن در پایین دست MAPK ها ، کیناز-1 ، -2 و p38 پاسخ دهنده خارج سلول انجام می شود. فعال سازی این آبشار در افزایش بیان فاکتورهای رونویسی c-fos و c-jun و فعال سازی STAT ها به اوج خود می رسد. پروتئین های STAT به عنوان بسترهایی برای MAPK استفاده می شوند که به موجب آنها باقیمانده سرین C- ترمینال محافظت شده در حوزه های فعال سازی آنها توسط MAPK و پروتئین کیناز C فسفریله می شود.

مسیر PI3K : همان منطقه از زیر واحد bc که مسئول فعال سازی مسیر Ras است در سیگنالینگ از طریق PI3K نقش دارد. PI3K با زیر واحد bc ارتباط برقرار می کند و این تعامل ممکن است توسط پروتئین آداپتور p80 تحت تأثیر قرار گیرد. پروتئین آداپتور p80 به عنوان داربستی عمل می کند که با زنجیره bc و زیرواحد p85 کینازهای PI3K و Src در سلولهای تحریک شده با IL-3 تعامل دارد. PI3K باعث تبدیل فسفاتیدیل اینوزیتول 4 و 5 بیس فثسفات به فسفاتیدیل 3و4و5 بیس فسفات می شود . پروتئین های پایین دست که توسط مسیرهای PI3K پس از تحریک IL-3 استخدام می شوند شامل AKT هستند. فعال شدن وابسته به PI3K پروتئین کیناز AKT در پاسخ به تحریک IL-3 در چندین رده سلول مشاهده شده است و این مطالعات نقش این مسیر را در انتقال سیگنال های زنده ماندن سلول در پاسخ به IL-3 نشان می دهد .

تنظیم منفی توسط پروتئین تیروزین فسفاتازها پروتئین تیروزین فسفاتازها (PTP)

سه نوع PTP نشان داده شده است که مسیرهای JAK-STAT را منفی تنظیم می کند.

فسفاتازهای حاوی SH2 هستند. (SHPs)، SHP1 (که قبلاً PTP1C نامیده می شد) و SHP2 (که قبلاً PTP1D نامیده می شد). هر یک با وجود دو دامنه SH2 علاوه بر یک حوزه کاتالیزوری فسفاتاز C- ترمینال مشخص می شود. SHP1 در درجه اول در سلولهای خونساز بیان می شود ، در حالی که الگوی بیان SHP2 در همه جا بیشتر است. این پروتئین ها ، که از طریق ارتباط دامنه های SH2 خود با باقی مانده های فسفوتیروزین عمل می کنند ، نشان داده شده است که رسپتورهای سیتوکین فعال و JAK ها را که به مجتمع های گیرنده جذب شده اند ، دفسفریله می کند. دفسفوریلاسیون گیرنده ها همچنین از ارتباط آنها با STAT جلوگیری می کند و بنابراین این یک روش غیر مستقیم مهار STAT است. همچنین نشان داده شده است كه SHP ها مستقیماً JAK ها را متصل می كنند و واسطه دفسفوریلاسیون آنها می شوند . تجزیه و تحلیل دقیق نشان داده است که تیروزین SHP2 توسط JAK1 و JAK2 فسفریله می شود اما نه توسط JAK3 ، در Y304 و Y327 از طریق ارتباط مستقیم . ارتباط SHP-2 و JAK نیازی به دامنه SH2 SHP2 یا دامنه JH2 JAKs ندارد ، اما به منطقه N ترمینال پروتئین های JAK و مناطق شامل باقیمانده اسید آمینه 232-272 بر روی پروتئین SHP2 نیاز دارد. جالب توجه است ، به نظر می رسد فعالیت فسفاتاز SHP-2 برای فعل و انفعالات JAK-SHP2 غیر ضروری باشد ، زیرا جهش هایی که SHP2 را غیرفعال می کنند تعامل بین SHP2 و JAK را از بین نمی برند.

PTPase غشایی CD45 است که در تمام دودمان خونساز در تمام مراحل رشد بسیار بیان می شود و تنظیم کننده اصلی سیگنالینگ گیرنده آنتی ژن در سلولهای T و B است. . در شرایط آزمایشگاهی 45CD به طور مستقیم به JAKs متصل می‌شود و  dephosphorylatesمی کند و به طور منفی تکثیر سلولی IL – ۳ و واکنش‌های ضد ویروسی وابسته به IFN ، و IL-4 / ضد CD40 را کنترل می‌کند.

فسفوتیروزین فسفاتاز 1B و پروتئین سلول T تیروزین فسفاتاز (TC-PTP) . فسفوتیروزین فسفاتاز 1B در شبکه آندوپلاسمی قرار دارد و در چندین بافت بیان می شود. TC-PTP در درجه اول در انواع سلولهای خونساز بیان می شود و به دلیل اتصال متناوب به دو شکل وجود دارد. p45 (TC45 یا TC-PTPa) در هسته قرار دارد ، در حالی که ایزوفرم طولانی تر p48 (TC48 یا TC-PTP1b) سیتوپلاسمی است. پروتئین های فسفوتیروزین فسفاتاز 1B و TC-PTP باقیمانده تیروزین را در حلقه فعال سازی JAK تشخیص می دهند اگرچه ویژگی برای باقی مانده های اطراف متفاوت است. از این رو ، JAK2 و TYK2 بسترهای فیزیولوژیکی فسفوتیروزین فسفاتاز 1B هستند  ، در حالی که JAK1 و JAK3 بسترهایی برای TC-PTP هستند. همچنین نشان داده شده است که TC-PTPa باعث غیرفعال کردن STAT-1 ، STAT-3 و STAT-6 می شود.

تنظیم منفی ژانوس کیناز توسط مهارکننده های سیتوکین که پروتئین های خانواده را سیگنال می کند

پروتئین های SOCS، پروتئین های کوچکی هستند که دارای دومین های SH2 مرکزی و جعبه های SOCS / CIS C-terminal هستند . هشت عضو از خانواده SOCS ، CIS و SOCS1–7 وجود دارد. سه روش کلی وجود دارد که این پروتئین ها فعالیت JAK – STAT را تنظیم می کنند. اولین ، رقابت با JAK ها و STAT ها برای اتصال به گیرنده ها است. ، CIS با چندین گیرنده سیتوکین  از جمله گیرنده Epo در ارتباط است. در این حالت ، CIS به محل اتصال STAT-5 گیرنده متصل می شود (در Y401) ، از اتصال STAT-5 جلوگیری می کند و سیگنالینگ واسطه STAT-5 را مهار می کند . SOCS5 همچنین با IL-4R ارتباط برقرار می کند و با مکانیزم مشابه سیگنالینگ واسطه JAK1 را مهار می کند . روش دوم که پروتئین های SOCS به طور منفی سیگنالینگ JAK-STAT را تنظیم می کنند با اتصال مستقیم به JAK است. SOCS1 از طریق دامنه SH2 خود در حلقه فعال سازی JAK2 به Y1007 متصل می شود. در اصل به عنوان تنظیم کننده های منفی سیگنالینگ IL-6 شناخته شده است. سومین راهی که پروتئین های SOCS از طریق آن می توانند مسیرهای JAK-STAT را مهار کنند ، ترویج استفاده از Ubiquitination و متعاقب آن تخریب JAK ها با واسطه پروتئازوم است. پروتئین های SOCS به عنوان بخشی از یک کمپلکس یوبی کویتین لیگاز E3 و در شرایط آزمایشگاهی عمل می کنند ، نشان داده شده است که  SOCS1 میتواند  JAK2 را برای ubiquitination هدف قرار می دهد.

تنظیم منفی مبدل های سیگنال و فعال کننده رونویسی توسط مهارکننده پروتئین پروتئین های فعال STAT : پروتیین‌های خانواده STAT فعال شده (PIAS)

این پروتئین‌ها حاوی موتیف ترکیب N – ترمینال، یک دومین – انگشت روی و یک دومین اسیدی – Cترمینال است. پنج پروتیین PIAS وجود دارند (PIAS۱، PIASx، PIAS۳a و – β، PIASy)، و همه اینها به STAT فعال شده و dimers  متصل می شوند . PIAS1 و PIAS3 به ترتیب با STAT-1 و -3 ارتباط دارند و مستقیماً اتصال DNA را مهار می كنند. PIASx با STAT-4 ارتباط برقرار می کند ، PIASy با مکانیزم دیگری عمل می کند که به موجب آنها آنها جذب سرکوبگرهای رونویسی مانند دی استیلازهای هیستون (HDAC) را در پروموتور های ژنهای هدف خود تنظیم می کنند.

اشکال دیگر تنظیم منفی

به تازگی ، یک لیگاز E3 یوبی کویتین جدا شده است که پروتئین های STAT را برای تخریب واسطه پروتئازوم هدف قرار می دهد.

Hematopoietic cytokine receptor signaling

0 پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟
خیالتان راحت باشد :)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *