文摘
Heterotrimeric G-protein-coupled受体(GPCRs)是细胞内信号的重要介质,控制大量的生理过程,是最大的一类蛋白质药物的目标。Chemokine-induced巨噬细胞,血管壁的招聘是早期病理事件在动脉粥样硬化的进展。白细胞激活和趋化性细胞招聘由趋化因子介导的多个GPCRs结扎。监管限制GPCR信号是至关重要的血管炎症和涉及互动GPCR等下游蛋白激酶(GRKs) arrestin蛋白质和监管机构的g蛋白信号(该公司)的蛋白质。这些已成为新介质的动脉粥样化形成功能在掩饰,脱敏,终止趋化因子受体信号。针对趋化因子信号通过这些蛋白质可能提供新的策略来改变动脉粥样硬化斑块形成和斑块生物学。
1。介绍
GPCRs不同家庭的七个transmembrane-spanning受体激活细胞内信号途径耦合到heterotrimeric g。他们代表最大的家庭细胞表面受体之一~ 1000由哺乳动物基因组编码和大量的目标当前的治疗药物(1,2]。GPCRs激活多种配体包括神经递质,趋化因子、激素、钙离子和感官刺激。因此,他们控制的许多生理过程如感官知觉、神经传递、增殖,细胞生存,和趋化性。鉴于GPCR信号是如此普遍,各种GPCR亚型可以控制不同的反应;这个系统需要调节受体的脱敏等过程,掩饰,终止信号。在本文中,我们将概述GPCR的激活机制的主要焦点是chemokine-mediated GPCR信号在动脉粥样硬化。GPCR的监管,GPCR相互作用的蛋白质将突出显示的例子为动脉粥样硬化炎症实验模型提供见解。
2。动脉粥样硬化斑块发展
动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病的大中型动脉的特点是氧化低密度脂蛋白的积累(oxLDL)在动脉壁内和累进炎性细胞浸润3,4]。单核细胞进入网站内皮炎症和分化成巨噬细胞胆固醇积累形成泡沫细胞(5,6]。因此,脂肪条纹病变发展和持续增长到fibrofatty斑块通过继续招聘和分化的单核细胞和巨噬细胞5,6]。淋巴细胞和血管平滑肌细胞(VSMCs)迁移到形成一个内膜纤维帽,将脂质核心存款和泡沫细胞的细胞渗透7]。坏死细胞的积聚导致的形成一个非细胞坏死核心稳定的纤维帽(8]。先进的动脉粥样硬化病变进一步复杂帽的钙化和降解基质金属蛋白酶(MMPs)使斑块容易断裂(8,9]。不稳定斑块破裂释放的高度病变的形成血栓的内容循环和引发血小板活化、凝血级联,导致血栓形成斑块部位(10,11]。这可能会导致血管阻塞,血液流动的限制,随后引发灾难性的临床事件,如心肌梗死。
白细胞招聘及其监管的关键作用,趋化因子已经优雅地在动脉粥样硬化的实验模型。研究动脉粥样硬化的进展,基因打靶技术创造了小鼠模型的hyperlipidaemia允许荷载分配的方式评估疾病进展(12]。载脂蛋白E (ApoE)和低密度脂蛋白受体(Ldlr)基因敲除小鼠模型动脉粥样硬化的血浆胆固醇水平升高,当食物喂食高脂肪食物(和饮食的情况)由于受损的脂蛋白清除由于配体(ApoE)或受体(LDLR)删除13]。这些特征明显的鼠标模型倾向于发展在整个动脉系统病变在特定的网站(14]。观察到人类,这些网站是局部弯曲和扩展区域的低剪切应力在血管壁(15,16),如主动脉根、头臂动脉动脉和主动脉弓。研究和小鼠模型给了我们一个了解斑块形成和发展的重要的细胞过程,确定了白细胞招聘的关键分子,特别是在趋化因子家族,利用基因目标或这些分子及其受体的拮抗剂。越来越多的基因干预措施针对通路的下游趋化因子受体也正在探索这些和其他炎症模型。
3所示。趋化因子在动脉粥样硬化
招聘触发炎症细胞的趋化因子的生产斑块内微环境(3]。趋化因子是一个家庭的小分子量蛋白质分为四个亚科的~ 8 - 12 kDa基于保守的半胱氨酸残基的位置结构(C、CC、科学家和CX3C) (17,18]。主要的CC和科学家趋化因子类有一个高度保守的三级结构,特点是一个灵活的n端,紧随其后的是半胱氨酸图案,三个β床单,c端α螺旋(19]。n端,包含一个地区称为N-loop,最重要的是结合形成趋化因子受体相互作用和随后激活(20.]。趋化因子受体信号通过G-protein-coupled (GPCRs),到目前为止,有50个已知的趋化因子和19个已知的趋化因子受体,指示功能冗余在趋化因子家族(21]。趋化因子可以绑定多个受体以同样的方式,一个单独的趋化因子受体可以绑定多个趋化因子。这种补偿机制导致类似的功能通过不同的趋化因子受体配对反应背后的无数chemokine-signalling途径在体内平衡和炎症。
趋化因子释放内皮细胞、肥大细胞、血小板、巨噬细胞和淋巴细胞。他们是可溶性蛋白质,产生一个信号肽裂解前分泌的细胞(17]。趋化因子结合粘多糖(笑话)在细胞表面或细胞外基质(ECM)用来对付他们,促进趋化因子梯度的形成(22]。脉管系统,在剪切流条件下,这是必要的,为当地在内皮细胞的趋化因子的浓度。趋化因子与相应的受体相互作用形式,是高度表达在白细胞和能够直接顺序白细胞走私事件:从骨髓动员外渗血,通过迁移到组织。在炎症过程中,促炎细胞因子(例如,TNF -α白细胞介素(IL) -α/β)、细菌(脂多糖)和病毒(dsRNA)诱导趋化因子的生产产品,然后吸引白细胞炎症的网站(23]。控制白细胞招募一代的免疫反应是至关重要的,但不恰当的交易可以导致慢性炎症性疾病的发展。
趋化因子和趋化因子受体参与动脉粥样硬化;在斑块形成的起始阶段白细胞粘附和趋化性,在发展和回归。众所周知,科学家和CC趋化因子表达在小鼠和人类动脉粥样硬化斑块,并发展与炎性趋化因子及其受体的表达增加hyperlipidaemic小鼠主动脉内(3]。对小鼠的研究缺乏趋化因子和趋化因子受体在ApoE或LDLr基因敲除背景突出显示功能的作用很多招募白细胞的趋化因子损伤。例如,老鼠与CCL2或CCR2不足或白细胞CCR2-deficiency在动脉粥样硬化中所有显示减少损伤的形成背景主动脉根(24- - - - - -27]。在两个前小鼠模型,这种衰减伴随着巨噬细胞数量减少在主动脉根。除了调节巨噬细胞迁移到斑块,趋化因子在动脉粥样硬化也控制淋巴细胞功能。
与t淋巴球浸润淋巴细胞激活发生在病变进展,通常观察到先进的病变(28]。CD4和CD8 t淋巴球调节适应性免疫应答通过分泌TNF -α和干扰素-γ复活后的演讲oxLDL肽抗原呈递细胞,巨噬细胞和树突细胞(29日,30.]。Ccr1缺乏的背景proatherogenic效应,导致增加主动脉根损伤发展和早期浸润,表明转向一种炎性Th1(辅助)反应(31日]。相比之下,Ccr5缺乏的背景能保护小鼠免受食源性动脉粥样硬化病变的形成是伴随着减少单核细胞和t淋巴球浸润Ccr5−−/主动脉根(31日]。许多趋化因子及其受体在动脉粥样硬化的实验模型强调已广泛地查阅其他地方(3,32- - - - - -34]。
除了在斑块发展良好定义的角色,通过白细胞招募的规定,新角色的趋化因子在细胞保留甚至斑块回归变得明显。分子和信号导致保留的细胞内斑块知之甚少,但有新兴的证据表明,趋化因子,例如,残雪3CL1作为化学引诱物,为单核细胞粘附分子,与人类单核细胞分化成巨噬细胞和t淋巴球调节需要oxLDL和巨噬细胞、泡沫细胞粘附冠状动脉平滑肌细胞(smc) [35,36]。这表明巨噬细胞保留在动脉粥样硬化斑块的潜在作用。
最近的动脉粥样硬化斑块回归时回归模型由hyperlipidaemia正常化的外科斑块转移到野生型动物或通过基因干预,趋化因子可能控制射流的脂质拉登巨噬细胞(37]。在回归环境中,巨噬细胞已被证明具有树突状态和移民引流淋巴结CCR7-dependent的方式(37]。
从这些研究中,很明显,趋化因子信号在白细胞中扮演一个重要的功能贩卖动脉粥样硬化的发病机制。尽管有超过20年的研究趋化因子和趋化因子受体在动脉粥样硬化药物还没有得到许可的。尽管化合物如mln - 120, anti-CCR2单克隆抗体在发展,有相对较少的趋化因子抑制剂由于大量多个chemokine-chemokine受体配对(38]。识别机制,调节下游趋化因子信号转导通路将揭示动脉粥样硬化的潜在治疗靶点。
4所示。GPCR活化和信号转导
GPCR的一般范式激活绑定的受体激动剂受体诱发的细胞外域构象七跨膜生成域的变化。这有助于与细胞内的交互heterotrimeric g,使传输的信号。Heterotrimeric g组成的α,β,γ子单元。
激活后,GPCRs作为鸟嘌呤核苷酸交换因子(gef) Gα亚基导致鸟苷二磷酸(GDP)三磷酸鸟苷(三磷酸鸟苷)交换1]。这导致的离解GTP-bound Gα从G亚基βγ形成,从而使两个子单元传播下游信号转导通路(图1)。有23个已知的哺乳动物Gα蛋白质分为四大亚科:Gαs, Gαi / o, Gαq / 11, Gα12/13。大多数趋化因子调节的信号通过Gα我的蛋白质,尽管几个被假定与替代Gα如G蛋白质α问[39,40]。
5。Chemokine-Mediated GPCR信号
Chemokine-stimulated GPCRs可以发起多个下游效应器,最终导致肌动蛋白两极分化,形状改变,细胞运动。刺激Gα我子单元会导致钙通道的激活和抑制腺嘌呤环化酶和环磷酸腺苷(营)生产41]。然而,它是Gβγ所需的子单元,趋化性(42]。这些单元的激活可以触发一个数量的效应器如GPCR信号激酶(GRKs)、离子通道和磷脂酶C -β(PLC -β)[41]。PLC -β催化磷脂酰肌醇(3、4、5)联结(皮普3肌醇联结(IP)3)和甘油二酯(DAG)。知识产权3会释放钙从内质网(ER)商店,和DAG可以激活蛋白激酶C (PKC),这是参与受体调节通过磷酸化和脱敏。此外,克α和Gβγ子单元可以激活磷酸肌醇3-kinase (PI3K)独立,导致激酶的活化,Akt和增殖蛋白激酶(MAPKs) [43]。
PI3K磷酸化磷脂酰肌醇(4、5)酮糖(皮普2皮普)3在细胞膜44,45]。皮普的增加3包含PIP3-pleckstrin本地化招聘结果的信号蛋白同源性(PH)域44]。这些蛋白质然后开车肌动蛋白聚合,前沿的细胞形态学变化,导致极化和前进对趋化因子的浓度最高44,46]。鉴于GPCRs的广泛行动,GPCR表情至关重要,活化和信号是由细胞监管严格控制机制。
6。监管GPCRs
6.1。监管GPCRs:掩饰
GPCR信号可以调节受体表达水平的内在化的过程,其目的是为了减少的量可用GPCRs在细胞表面)差别(对这些基因,从而衰减受体介导的信号。配体激活后,胞内域受体磷酸化的激酶第二信使激酶和GRKs等。这目标他们掩饰通过核内体进入细胞内溶酶体降解[47]。除了退化,在某些情况下,内源性由endosomal-associated脱去磷酸受体磷酸化酶(resensitisation)和回收细胞表面(1,48]。
趋化因子能够影响趋化因子受体掩饰和回收。CCR7订婚时,被有效地性CCL19相比其他配体CCL21, CCL19诱发更大的磷酸化作用的受体(49,50]。的招聘arrestin蛋白质后,所述磷酸化是先决条件49]。掩饰的CCR7 / CCL19 arrestin-dependent CCR7 / CCL21[机制而不是49]。然而,不需要掩饰的受体细胞的迁移,报道在野生型许等人的研究中,缺乏和磷酸化N-formyl肽受体失败在U937髓细胞性没有缺陷趋化作用formyl-methionyl leucyl苯丙氨酸(49,51]。微分作用受体回收还可以调节GPCR信号和细胞反应的大小通过一个或多个选择性趋化因子受体。CCL5原因CCR1、CCR3和CCR5掩饰,但通过不同的途径,这样CCR3部分降解和回收而CCR5是完全回收在嗜酸性粒细胞(52,53]。的影响在活的有机体内交易尚不清楚,但也导致趋化作用,趋化因子可以通过hyporesponsiveness诱导保留。如果细胞迁移到炎症的网站,成为局部的,他们可能不能够响应其它趋化因子,通过相同的受体和信号停止运动,直到遇到另一个趋化因子信号(52]。
有趣的是,一些受体有能力继续信号或其他启动信号转导途径在endosomal贩卖(48]。这可以通过过度的信号有干扰,促进炎性疾病。截断趋化因子受体CXCR4变体涉及免疫缺陷心血来潮(疣、低丙球蛋白血症、感染和Myelokathexis)综合症,能够调节趋化反应但无法脱敏和内化54]。这种机制被认为改变白细胞的功能在心血来潮,自受体激活g有效,导致增强CXCL12-induced趋化作用[54,55]。这似乎导致中性粒细胞异常保留的骨髓。此外,趋化因子受体CXCR4是一个很好的例子,如何受到监管GPCR信号受体二聚作用。野生型和截断趋化因子受体CXCR4之间形成的形成被认为占增加信号CXCL12激活,无法被内源性(54]。除了掩饰,受体二聚/ oligomerisation可以影响受体激动剂的亲和力,力量,和受体磷酸化,并可能因此调节GPCR的功能反应(56,57]。趋化因子受体二聚体和寡聚物已确定在CC和科学家亚科(58]。很多研究已经完成了细胞系表达CCR2和/或CCR5和评估配体结合在细胞表达CCR2/5形成(59]。趋化因子受体在G homodimerisation结果αi-mediated信号(图1),而趋化因子受体heterodimerisation诱导的存在两个不同的趋化因子,激活Gαq信号(60]。这可能会导致下游激活不同的蛋白效应器。
内吞作用的快速进程的差别,对这些GPCRs密切相关的过程的脱敏调节GPCRs在功能层面上,因为他们都是增强GPCR的胞内域之间的交互和heterotrimeric g蛋白和胞质蛋白,如GRKs arrestins,该蛋白质。背后的过程chemokine-mediated GPCR掩饰、脱敏和终止以数据突出显示2和3。
6.2。Arrestins
Arrestin蛋白质作为适配器在GPCRs受体激活和磷酸化后,通过两个过程和函数的脱敏。首先,绑定的arrestins磷酸化sterically块受体和受体蛋白相互作用[61年]。其次,arrestin绑定目标的GPCR网格蛋白涂层坑在细胞表面导致后续受体掩饰为退化核内体,去磷酸化,并回收回膜(62年,63年)(图2)。β-arrestin 1基因表达调节脾细胞和肠系膜淋巴结后诱导的炎症性疾病,在大鼠佐剂关节炎(64年]。在淘汰赛的研究中,β-arrestin 2缺乏钙信号和GTPase活性增加,中性粒细胞展览伴随着减少受体CXCR2掩饰在应对处于受控65年]。招募中性粒细胞增加以应对处于空气中袋模型来评估在活的有机体内趋化作用[65年]。β-arrestin 2缺乏t淋巴球减少趋化因子受体CXCR4 / CXCL12介导的迁移在体外;确认早期趋化性有重要作用在肺内炎症在活的有机体内(66年]。在活的有机体内研究已经证明,β-arrestin 2参与了过敏性哮喘,因为allergen-treated基因敲除小鼠没有积累Th2细胞在肺部炎症的特征在哮喘66年]。
Arrestins功能独立于受体的脱敏。Arrestins多功能蛋白质,连接不同的细胞内信号效应器,尤其是MAPK系统。β-arrestin 2超表达在人类胚胎肾(HEK) -293和海拉细胞增强了在体外迁移到CXCL12增加p38 MAPK激活(67年]。这种机制背后p38 MAPK函数趋化作用尚不清楚,但可能出现通过f -肌动蛋白的磷酸化帽结合蛋白(67年]。综合来看,这些研究都意味着一个更复杂的角色arrestins趋化因子信号的不同方面和白细胞招聘和疾病防护和nonprotective角色。在心血管炎症,β-arrestin 2水平增加在人类动脉粥样硬化动脉相比种非动脉(68年]。LDLr基因敲除模型动物研究表明β-arrestin 2是proatherogenic [69年]。β-arrestin 小鼠主动脉后12周中减少动脉粥样硬化发展一种西方饮食与降低SMC内容在主动脉根病变。动脉内膜SMC增殖和迁移到与动脉粥样硬化的发展表明arrestins调节这一过程。
6.3。监管GPCRs:脱敏
脱敏疗法是一个监管机制在控制受体活动,衰减信号长时间或反复刺激(70年]。存在两种类型的脱敏疗法:同源和异源。同源的脱敏发生在一个特定的受体激动剂受体引起损失的反应和磷酸化的结果GRKs和随后的受体β-arrestin行动。多的证据来自在体外系统,高浓度的配体所需同源的脱敏以及是否发生这种情况在活的有机体内还有待确定。相比之下,不等的脱敏疗法是指一个受体的激活导致多个受体脱敏的活跃或者不活跃的形式等激酶蛋白激酶A (PKA)和蛋白激酶C (PKC)刺激的第二信使[62年,71年]。PKA和PKC直接解开GPCRs g细胞内磷酸化的丝氨酸和苏氨酸残基在胞内循环和GPCR的羧基端(47]。GRKs和的重要性β-arrestins趋化因子介导的反应证实了基因敲除和overexpressing老鼠GPCR磷酸化,脱敏,掩饰都受到影响。本文讨论的调控蛋白列于表1在动脉粥样硬化的背景下。受体的脱敏是一个重要的反馈机制预防急性或慢性受体过度刺激,可能导致异常的细胞信号。
6.4。GRKs
GRKs使磷酸化兴奋剂GPCRs占领,从而增加了受体的亲和力arrestin-dependent绑定(61年)(图2)。这导致受体蛋白解偶联亚和受体掩饰(62年]。与第二messenger-dependent蛋白质激酶,更高浓度的受体激动剂必须使磷酸化,使感觉迟钝受体通过这个途径62年]。几GRKs显示高表达在免疫细胞(GRK2, 3, 5, 6)及其表达水平调节炎症(2]。在体外研究促炎细胞因子il - 6和干扰素-γ在差别引起GRK2蛋白质对这些人类外周血单核细胞(PBMCs)和GRK2 GRK6水平减少PBMCs在类风湿性关节炎(RA)患者和脾细胞实验小鼠模型的多发性硬化症(MS) (2]。t淋巴球增加了迁移趋化因子CCL3和亚兰(77年]。这表明,在炎症时增加促炎症介质;这是GRK2/5/6的差别可能导致对这些活动在活的有机体内(61年]。在非病理性炎症,这是所需控制的趋化因子刺激,但在慢性炎症,这可能会导致增强的趋化因子信号和细胞浸润增加炎症的网站。
相比之下,增强GRK活动与心血管疾病包括高血压和心脏肥大有关。的upregulationGRK2在nonmyocyte心肌细胞与增强β1-adrenergic受体信号与心力衰竭(78年]。中性粒细胞显示增强钙信号和白三烯B4 (LTB4)和CXCL12趋化现象的反应在体外(79年,80年]。小鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎的发展急性发作(运算单元)伴随着显著增加细胞渗透在脊髓81年]。纯合子的GRK2−−/老鼠是embryonically致命(78年]。GRK2+ /−t淋巴球显示增加钙动员、迁移和下游Akt和细胞外signal-regulated激酶(Erk1/2)信号CCR5配体(77年]。
基于这些发现,它可能是预期的目标删除会导致增强的趋化因子信号传播炎症细胞招聘在活的有机体内增加动脉粥样硬化病变的形成与hyperlipidaemia老鼠。相反这些发现,动脉粥样硬化是减毒老鼠haemopoietic不足GRK2+ /−,这是伴随着坏死核心大小(下降了79%72年]。有趣的是,巨噬细胞病变的内容GRK2+ /−老鼠明显大于控制老鼠的% MOMA-2阳性染色。然而,缺一个条件GRK2 /粒细胞巨噬细胞特定的转基因模型(LysM-Cre GRK2液氧/液氧)没有显示任何的不仅仅是动脉粥样硬化的差异表明巨噬细胞表型观察到负责骨髓嵌合体(72年]。此外,循环单核细胞减少老鼠,凸显GRK2在单核细胞动员和可能的潜在作用占增加斑块巨噬细胞中观察到的内容老鼠。
GRK2相比,antiatherogenic GRK5活动,GRK5−−/ 老鼠相比,增加病变区域老鼠通过两个不同的程控调节机制在单核细胞/巨噬细胞和smc (73年]。在smc, GRK5能够促进退化non-GPCR proatherogenic受体,血小板源生长因子受体-β(PDGFRβ)在溶酶体中被认为减少PDGF-mediated SMC增殖和迁移73年]。GRK5调节单核细胞趋化性;体外GRK5−−/单核细胞迁移到CCL2增加,GPCR的配体,CCR2和集落刺激因子- 1,CSFR-1的配体,受体酪氨酸激酶(73年]。CCL2-mediated白细胞迁移有助于动脉粥样硬化病变进展和负责增加巨噬细胞病变的内容GRK5−−/老鼠。这些发现强调了潜在机制在单核细胞保留和移民后跨内皮迁移和现在的新策略限制动脉粥样硬化病变进展。
6.5。监管GPCRs:终止信号
GPCR信号可以终止的脱敏掩饰紧随其后。然而,进一步的监管导致信号终止与该蛋白质可通过g蛋白交互。在过去的十年里,已经有越来越多的证据表明该蛋白质的重要性导致信号终止,没有相互作用的受体本身,而是由G行动α与受体亚基耦合。趋化因子受体Gα我子单元存在于白细胞,Gαi2和Gαi3在小鼠淋巴细胞和巨噬细胞(主要是表达2,82年]。G的监管αi-signalling通路在活的有机体内免疫系统的正常运行,需要正确的归航的细胞淋巴器官和细胞贩运炎症(网站83年]。G的失活α子单元是由一系列的过程,如G的内在的GTPase活性α蛋白质水解三磷酸鸟苷占国内生产总值(GDP),使heterotrimer改革(41]。这个过程可以加速了该蛋白质作为GTPase激活蛋白(差距),从而促进蛋白失活通过下调细胞内重复配体刺激(84年)(图3)。
目前,有30个已知的哺乳动物该蛋白家族成员,分为八个亚科基于序列的同源性(85年]。亚蛋白质包含一个守恒~ 120氨基酸残基该域或RGS-like域;然而,同源区域外这一领域被认为是共享在每一个亚科。该蛋白质发挥GTPase激活通过绑定该域的GTP-binding域的Gα蛋白质。Gα活性部位是由三个开关区域的激活和解除激活期间发生构象变化从三磷酸鸟苷占国内生产总值(GDP)绑定状态84年]。该域稳定的过渡态切换区域的Gα亚基在绑定但不接触绑定三磷酸鸟苷,因此并不直接参与催化(84年,86年]。通过改变构象的活跃的Gα三磷酸鸟苷复杂,该蛋白能加速GTPase三磷酸鸟苷水解的速度,> 2000倍之多在体外(84年]。考虑到广泛的表达该蛋白在一些组织和许多细胞功能由GPCRs,该蛋白质已确定有至关重要的作用在信号通路参与心血管,phototransduction和中枢神经系统功能。鉴于该蛋白质的效力在调制GPCR函数,该蛋白质的失调可能会导致病态动脉粥样硬化等疾病。目前,出版工作在有限的角色该蛋白质在炎性疾病,但我们将讨论新兴数据对该控制白细胞功能,为动脉粥样硬化提供见解。
在心血管系统中,RGS2和RGS5控制生理调节血压和心脏节律性反应,而表达的变化Rgs3和Rgs4一直伴随着人类心脏衰竭(87年]。RGS1与心血管疾病有关,特别是在炎症趋化因子的信号。Rgs1信使rna表达了报道患者的左心室心肌扩张和缺血性心肌病(88年),信使rna转录也存在于感染性动物的心脏和主动脉(89年]。
新兴的证据RGS1特别是在动脉粥样硬化的作用提供了一些人类研究测量Rgs1血管疾病的基因表达。在炎症,增加趋化因子信号可以通过overactivation导致疾病进展和单核巨噬细胞的招募。
愤怒等人发现Rgs1信使rna upregulation发达钙化的主动脉瓣狭窄(90年]。基因阵列研究探讨斑块破裂,稳定和不稳定人体颈动脉粥样硬化斑块被检查。Rgs1信使rna被发现与斑块不稳定性(调节的1274年]。同样,基因表达分析人类动脉粥样硬化和冠状动脉nonatherosclerotic,还测量了增加Rgs1表达在动脉粥样硬化冠状动脉(76年]。我们实验室的研究已经确定了Rgs1的差异表达基因16-week-old的胸主动脉粥样硬化老鼠,而8-week-old老鼠(未发表的数据)。Rgs1表达与动脉粥样硬化斑块进展有关,而且这些结果与巨噬细胞标记物的表达,CD68指示的作用Rgs1在巨噬细胞的功能。
RGS1调节的作用在活的有机体内趋化现象的反应一直在强调的研究老鼠。这些研究仅限于淋巴细胞和淋巴结的淋巴球归航控制,因为RGS1生发中心(中高度表达91年]。然而,这提供了一个洞察潜在作用的白细胞功能。这些中心的迁移激活淋巴细胞是由他们的表达不同的趋化因子受体CXCR4和CXCR5等(92年]。另外在体外,淋巴细胞趋化性和钙动员增加展示给CXCL12和CXCL1391年]。趋化因子暴露后,他们仍然保持这种夸张的反应这些趋化因子由于受损的脱敏82年,91年]。这些差异支持改变在活的有机体内函数作为老鼠表现出过度的生发中心形成后antibody-secreting细胞免疫和异常交易,暗示不适当的招聘细胞生发中心在体液免疫反应(91年]。总的来说,这些研究提供证据,RGS1白细胞贩卖的关键调节器,表达下调对持续的趋化因子的响应信号的关键。
进一步最近的证据作用的RGS1白细胞趋化作用比较复杂。在评估在活的有机体内迁移,三氯化氮等人使用parabiotic老鼠调查天真和监管早期(Treg)迁移93年]。幼稚淋巴细胞亚群相比更容易迁移。趋化性的幼稚t淋巴球的差别是与对这些RGS1,而亚被RGS1的高表达的特征。这表明RGS1可能增加的脱敏的增加和减少淋巴细胞迁移的能力(93年]。最近的一项研究表明,RGS1表达在人类肠道t淋巴球更高外周血淋巴细胞)相比,它能减少肠道t淋巴球迁移到淋巴归航趋化因子(94年]。此外,当和野生型t淋巴球在结肠炎模型Rag2缺乏的老鼠缺乏成熟的淋巴细胞,Rgs1缺陷显示保护表型指示RGS1在早期滞留在肠道内的潜在作用[94年]。proatherogenic角色存在t淋巴球,因为缺乏这种细胞抑制动脉粥样硬化病变发展(95年]。这些研究在淋巴细胞会给我们一个洞察RGS1在动脉粥样硬化的作用。有针对性的Rgs1删除可能会导致巨噬细胞趋化因子增强信号由于缺乏脱敏导致增加的趋化作用。这可能传播炎症细胞招聘在活的有机体内这将增加动脉粥样硬化病变的形成Rgs1−−/小鼠动脉粥样硬化的背景。
7所示。结论
的许多在活的有机体内研究强调了调控蛋白的重要性在趋化因子生物学和失调GPCR信号可能导致的职业和antiatherogenic反应。这表明,增强或受损的脱敏和信号终止GPCRs会导致白细胞贩卖炎症改变。他们的角色在控制白细胞招募的病理机制可能产生深入的招聘和保留白细胞在动脉粥样硬化斑块的网站。理解这一层的控制和特异性疾病生物学的理解可以帮助我们进一步理解表达的特异性是通过这种广泛的系统,这个系统允许我们目标疗法。
针对这些下游监管途径,我们需要了解当抑制或增强的活动是必需的,鉴于对方角色的调节蛋白在动脉粥样硬化小鼠。杂合的GRK2+ /−老鼠LDLr背景减少了动脉粥样硬化(72年),和超表达GRK2与心力衰竭(96年),这意味着抑制GRK2将是有益的。目前,GRK2/3家庭受到抑制,但是这已经被证明无效的由于缺乏选择性抑制剂(96年]。相比之下,在神经系统疾病,基因治疗已提高了作为一个潜在的工具增强GRK6活动过度(96年]。GRK5将是一个理想的目标治疗活性老鼠增加了动脉粥样硬化(73年]。然而,增强活动的GRK5/6背后的机制需要进一步说明他们的细胞浓度,退化和转录,目前是投机。
调节趋化因子信号通过瞄准该蛋白质仍处于早期发展,需要更多的了解他们的生理调节。目前的研究集中在改变该蛋白质相互作用与Gα蛋白质亚基或改变特定的本地化或表达该蛋白在细胞类型(97年]。考虑到该公司的监管在不同的细胞和蛋白表达,他们的行为在不同的Gα蛋白质,它可能会达到一个很高的目标特异性。例如,抑制RGS1在炎症组织的抑制剂,可能导致增强的Gα我信号可能防止细胞通常会保留炎症进展。不同的该蛋白抑制剂或电位器需要减弱或增强蛋白行动,和可能性已经被钟和Neubig[详细讨论98年]。趋化因子生物相比,GPCR调节蛋白在动脉粥样硬化中的作用仍然有限,但随着新的实验小鼠模型的发展在过去的五年里,这一领域将扩大,使小说在心血管治疗策略的发现炎症。
确认
这项工作是由英国心脏基金会(RG / 10/15/28578), (RG / 07/003/23133)和威康信托(091504 / Z / 10 / Z), (090532 / Z / 09 / Z)和国家卫生研究所研究(NIHR)和牛津大学生物医学研究中心。