CD90 - CD90
Thy-1 или CD90 ( С блеском D ifferentiation 90 ) представляет собой 25-37 к Да в значительной степени N-гликозилированные, гликозилфосфатидилинозитолы (GPI) якорь законсервированного клеточной поверхности белка с одним V- образным, как доменом иммуноглобулина , первоначально обнаружен в виде тимоцитов антигена. Thy-1 можно использовать в качестве маркера для различных стволовых клеток и аксональных отростков зрелых нейронов . Структурное исследование Thy-1 привело к основанию суперсемейства иммуноглобулинов , самым маленьким членом которого он является, и привело к некоторому начальному биохимическому описанию и характеристике якоря GPI позвоночных, а также к первой демонстрации тканеспецифического дифференциального гликозилирования.
Открытие и номенклатура
Антиген Thy-1 был первым идентифицированным маркером Т-клеток. Thy-1 был открыт Рейфом и Алленом в 1964 году во время поиска гетерологичных антисывороток против лейкозных клеток мыши , и они показали, что он присутствует на тимоцитах мышей, Т-лимфоцитах и нейронных клетках. Первоначально он был назван тета (θ) антигеном, затем Thy-1 ( антиген дифференцировки THYmocyte 1 ) из-за его предварительной идентификации в тимоцитах (предшественниках Т-клеток в тимусе ). Человеческий гомолог был выделен в 1980 году в виде белка 25 кДа (p25) линии Т-лимфобластоидных клеток MOLT-3, связывающегося с антисывороткой против тимоцитов обезьяны. Открытие Thy-1 у мышей и людей привело к последующему открытию многих других маркеров Т-клеток, что очень важно для области иммунологии, поскольку Т-клетки (наряду с В-клетками) являются основными клеточными компонентами адаптивного иммунного ответа. .
Консервативный ген и его аллели
Thy-1 сохранялся на протяжении всей эволюции позвоночных и даже у некоторых беспозвоночных, при этом гомологи описаны у многих видов, таких как кальмары , лягушки , куры , мыши , крысы , собаки и люди .
Ген Thy-1 расположен в хромосоме 11q 22.3 человека (хромосома мыши 9qA5.1). В AceView он занимает 6,82 КБ, от 119294854 до 119288036 (NCBI 37, август 2010 г.), на обратной стороне. Этот локус очень близок к генам CD3 и CD56 / NCAM . Некоторые считают, что может иметь место функциональное значение картирования как этого гена, так и дельта-субъединицы CD3 (T3D) на хромосоме 11q у человека и хромосоме 9 у мыши, хотя гомологии нет (на самом деле это предположение привело к его локализации в хромосоме 11q - область хромосомы человека, синтеничная хромосоме 9 мыши, которая содержала T3D). У мышей существует два аллеля : Thy1.1 (Thy 1a, CD90.1) и Thy1.2 (Thy 1b, CD90.2). Они отличаются только одной аминокислотой в положении 108; аргинин в Thy-1.1 и глютамин в Thy-1.2. Thy 1.2 выражается большинство штаммов мышей, в то время как Thy1.1 выражается некоторые , как AKR / J и ЛП линий мышей .
Белок
Основной белок 25 кДа (исключая тяжелое гликозилирование) Thy-1 грызунов имеет длину 111 или 112 аминокислот и N-гликозилирован по трем сайтам (в отличие от только двух сайтов гликозилирования Thy-1 человека). Предшественник Thy1 162aa (мышиный, 161 для человека) имеет сигнальную последовательность из 19 аминокислот (aa 1-19) и С-концевой трансмембранный домен из 31 аминокислоты (aa 132-162), который присутствует в форме, но удаляется при переносе 112 аминокислота (20-131 аминокислотных остатков) зрелого пептида к якорю GPI, который будет присоединяться через аминокислоту 131.
Некоторые из обычных моноклональных антител, используемых для обнаружения этого белка, представляют собой клоны OX7, 5E10, K117 и L127. Было несколько сообщений о перекрестной реакции моноклональных антител Thy1 с некоторыми элементами цитоскелета: анти-Thy-1.2 с актином в клетках сумчатых, мышиных и человеческих и анти-Thy-1.1 с виментином , и предполагалось, что это связано с гомологией последовательностей в проведенных исследованиях. более 20 лет назад.
Thy-1, как и многие другие заякоренные в GPI белки, может высвобождаться специальными типами фосфолипазы C, например PI-PLC (фосфатидилинозитолфосфолипаза C или PLC β). он также может участвовать в переносе от клетки к клетке заякоренных белков GPI, таких как CD55 и CD59 .
Гликозилирование
Thy-1 - один из наиболее сильно гликозилированных мембранных белков с содержанием углеводов до 30% от его молекулярной массы. Thy1 у большинства видов имеет 3 сайта N-гликозилирования (Asn 23, 74 и 98), но не имеет O-гликозилирования. Состав углеводных фрагментов Thy-1 значительно различается между различными тканями или даже между клетками одной и той же линии на разных стадиях дифференцировки: например, галактозамин только в Thy-1 мозга, сиаловая кислота в Thy-1 тимуса в гораздо большем количестве, чем Thy в мозге. -1, что тоже увеличивается параллельно созреванию Т-лимфоцитов. В этом отношении существует еще одна историческая ассоциация: Thy1 оказался первым гликопротеином, в котором была продемонстрирована специфичность варианта гликозилирования на инвариантном белке клеточного типа. Анализ дифференциального гликозилирования Thy-1 из мозга и тимуса показал, что все сложные N-связанные структуры различались между двумя формами, наложенными на сайт-специфичное общее ядро. В случае Thy1 этот паттерн ядра был составлен из Asn23, несущего в основном олигоманнозные структуры, Asn74, несущего наиболее протяженные сложные структуры, и Asn98, несущего меньшую сложную структуру. Структура сахарных остатков в якоре GPI и связанные с ними этерифицированные структуры (например, дополнительные жирные кислоты и спирты) также могут зависеть от типа клеток и видов.
Выражение
Экспрессия Thy1 варьируется между видами. Среди клеток, которые, как сообщается, обычно экспрессируют Thy-1, находятся тимоциты (предшественники Т-клеток в тимусе ) и протимоциты CD34 (+); нейроны , мезенхимальные стволовые клетки , гемопоэтические стволовые клетки , NK-клетки , мышиные Т-клетки , эндотелий (в основном в венулах высокого эндотелия или HEV, где происходит диапедез), почечные мезангиальные клетки клубочков , циркулирующие метастатические клетки меланомы , фолликулярные дендритные клетки (FDC), фракция фибробластов и миофибробластов .
Подробное выражение Thy-1
- У мышей Thy-1 также обнаруживается на тимоцитах, периферических Т-клетках, миобластах, эпидермальных клетках и кератиноцитах. Это один из «пан-маркеров Т-клеток» (мышей), таких как CD2 , CD5 и CD28 .
- У людей Thy-1 также экспрессируется эндотелиальными клетками, клетками гладкой мускулатуры, субпопуляцией CD34 + клеток костного мозга и пуповинной кровью, сердечными фибробластами и кроветворными клетками, происходящими из печени плода.
- Thy-1 присутствует во фракции клеток мозга и во фракции фибробластов большинства изученных видов позвоночных.
- Нервная ткань : экспрессия Thy-1 в нервной системе преимущественно нейрональная, но некоторые глиальные клетки также экспрессируют Thy-1, особенно на более поздних стадиях своей дифференцировки. Одно исследование сравнивало экспрессию Thy-1 в четырех линиях нейрональных клеток человека, двух линиях нейроглиальных клеток и свежих опухолевых клетках нейронального происхождения и обнаружило, что три из четырех линий нейрональных клеток, все линии нейроглиальных клеток и 80% опухолей имеют быть сильно положительным для Thy-1. Доступны отчеты ELISA по конкретным частям мозга, которые показывают самые высокие концентрации белка Thy1 в полосатом теле и гиппокампе , за которыми следуют неокортекс , мозжечок , спинной мозг , сетчатка и зрительный нерв . Промотор Thy1 часто считается «специфическим для мозга». «Нейрон-специфический» промотор Thy1 мыши использовался для управления «специфической для мозга» принудительной экспрессией белков, например мутированного белка-предшественника амилоида (АРР), в качестве трансгенных животных моделей болезни Альцгеймера . Экспрессия Thy-1 в головном мозге регулируется в процессе развития. Уровни Thy-1 в мозге новорожденных крыс, а также в развивающемся мозге человека низки по сравнению с мозгом взрослого человека. В течение первых нескольких недель постнатального развития уровни Thy-1 увеличиваются экспоненциально по мере созревания мозга.
- Экспрессия Thy-1 в лимфоидной ткани сильно различается у разных видов. У людей экспрессия Thy-1 ограничена только небольшой популяцией кортикальных тимоцитов и не экспрессируется в зрелых человеческих Т-клетках. Вероятно, это самый распространенный гликопротеин тимоцитов мышей: около одного миллиона копий на клетку, покрывающую до 10–20% поверхности клетки . Кортикальные тимоциты мыши экспрессируют более высокие уровни Thy-1, чем медуллярные тимоциты, которые, в свою очередь, экспрессируют больше, чем клетки лимфатических узлов (~ 200 000 копий на клетку). Сходный профиль временной экспрессии обратного развития наблюдается у Т-клеток крыс, хотя Thy-1 крысы теряется на более ранней стадии созревания Т-клеток. Thy-1 экспрессируется только на тимоцитах у крыс (в отличие от тимоцитов и спленоцитов у мышей). Третий интрон гена Thy-1 мыши имеет область из 36 пар оснований, которая рекрутирует факторы ядерной транскрипции, такие как Ets-1-подобный NF, экспрессируемый в тимоцитах и спленоцитах. Гомологичная область гена крысы лишена Ets-1-подобного сайта связывания NF, но вместо этого связывает другой NF, экспрессируемый в тимоцитах крысы, но не в спленоцитах.
Индукция экспрессии Thy-1
- Агенты, индуцирующие экспрессию Thy1 , включают: тимопоэтин , тимозин , простагландины , фактор роста нервов , IL-1 , TNF , PMA , ионофор Ca2 + и диацилглицерин (DAG).
Локализация
Как GPI-заякоренный белок Thy-1 присутствует во внешнем листке липидных рафтов в клеточной мембране. В случае нейронов он, как известно, сильно экспрессируется в зрелом аксоне. Аксона бугор может выступать в качестве барьера для его бокового распространения , даже если оно не имеет трансмембранный сегмента. Предполагается, что Thy-1 взаимодействует с G-ингибирующими белками, членом киназы семейства Src (SFK) c-fyn и тубулином в липидных рафтах. У крыс и мышей белок Thy-1 присутствует в соме (теле клетки) и дендритах нейронов, но не экспрессируется на аксонах до завершения роста аксонов и снова временно подавляется во время повреждения аксонов. Матрица ВИЧ-1 совместно локализуется с Thy-1 в липидных рафтах, в месте отпочкования вирусных частиц из клеток, и Thy-1 встраивается в вирусные частицы в результате этого процесса.
Функция
Функция Thy-1 еще полностью не выяснена. Предполагается, что он играет роль во взаимодействиях клетка-клетка и клетка-матрица, включая рост нейритов, регенерацию нервов, апоптоз , метастазирование , воспаление и фиброз .
Роль в познании
Мыши с нокаутом Thy-1 (KO) жизнеспособны и выглядят совершенно нормальными. Они демонстрируют нормальное социальное взаимодействие и нормальное обучение в лабиринте, но не могут учиться по социальным сигналам (например, узнавая от других мышей, какие продукты безопасны для употребления по сравнению с мышами дикого типа). Этот отказ может быть устранен трансгенной экспрессией Thy-1 или фармакологической обработкой антагонистами рецептора ГАМК (A). Это предполагает, что мыши Thy-1 KO обладают избыточным ГАМКергическим ингибированием в зубчатой извилине и региональным ингибированием долгосрочной потенциации.
Регуляция роста аксонов
Сшивание антител против Thy-1 может способствовать росту нейритов, который зависит от активации кальциевых каналов G {альфа} и L- и N-типов. Лиганд, стимулирующий рост нейритов на астроцитах, еще не идентифицирован, но предполагается, что ингибирующим лигандом являются интегрины. Thy1 является одним из известных лигандов бета-3 интегринов . Взаимодействие thy1, экспрессируемого на созревающих аксонах, с интегринами бета 3, экспрессируемыми на зрелых астроцитах, может быть причиной остановки роста аксонов.
Активация Т-клеток
Перекрестное связывание молекул Thy-1 в мембранном рафте в контексте сильной костимулирующей передачи сигналов через CD28 в Т-клетках мыши может в некоторой степени действовать как замещающий активирующий сигнал для передачи сигналов рецептора Т-клеток. И наоборот, он может заменить активацию через TCR костимуляцией CD28.
Апоптоз / некроз
Агрегация Thy1, вызванная перекрестным связыванием антител, вызывает гибель тимоцитов и мезангиальных клеток, главным образом, за счет апоптоза, несмотря на активацию Bcl2. Гибель мезангиальных клеток, по-видимому, является апоптозом при окрашивании TUNEL или окрашиванием аннексином V, но электронная микроскопия позволяет предположить, что это некроз .
Антитела-мишень для животной модели гломерулонефрита
Внутривенная инъекция в одну хвостовую вену антитела (мышиный моноклональный IgG OX7) против Thy1.1 крысам используется в качестве стандартной животной модели для получения экспериментального мезангиопролиферативного гломерулонефрита, который широко известен в области нефрологии как antiThy1 GN .
Подавление опухоли
Также было доказано, что он является супрессором некоторых опухолей. Вероятно, этому способствует его действие в повышающей регуляции тромбоспондина , SPARC ( остеонектина ) и фибронектина . Однако также предполагалось, что он способствует экстравазации циркулирующих клеток меланомы. Было показано, что в случае рака простаты он экспрессируется в строме, ассоциированной с раком, но не в нормальной строме, и было высказано предположение, что он потенциально может помочь в нацеливании лекарств, специфичных для рака [1] .
Роль в клеточной адгезии, экстравазации, миграции
Действуя через несколько интегринов и, вероятно, через несколько еще неизвестных рецепторов, Thy-1 опосредует адгезию лейкоцитов и моноцитов к эндотелиальным клеткам и фибробластам, клетки меланомы к эндотелию и тимоциты к эпителию тимуса. Экспрессия Thy1 происходит при активации эндотелиальных клеток. Было показано, что он взаимодействует с интегрином лейкоцитов Mac1 (CD11b / CD18) и может играть роль в возвращении и привлечении лейкоцитов.
Модулирующий фиброз
Роль Thy-1 в фиброзе и дифференцировке фибробластов может иметь некоторые тканевые вариации. При фиброзе легких уровень Thy-1 подавляется в стимулированных фибробластах. Мыши с нокаутом Thy1 имеют повышенный фиброз в легких. Фиброз, индуцированный химиотерапевтическим агентом блеомицином , также увеличивается у этих мышей.
Другие роли
Мыши с нокаутом Thy-1 также демонстрируют нарушенные кожные иммунные ответы и аномальное развитие сетчатки: истончение внутреннего ядерного, внутреннего плексиформного, ганглиозного слоя и слоев наружного сегмента сетчатки.
Использование в биологии стволовых клеток
Thy-1 можно рассматривать как суррогатный маркер для различных типов стволовых клеток (например, гемопоэтических стволовых клеток или HSC). Это один из популярных комбинаторных поверхностных маркеров для FACS стволовых клеток в сочетании с другими маркерами, такими как CD34 . У людей Thy-1 экспрессируется, среди прочего, на нейронах и HSC. Он считается основным маркером плюрипотентности HSC в соответствии с CD34. В HSC человека все клетки Thy1 являются CD34-положительными. Thy 1 также является маркером других типов стволовых клеток, например: мезенхимальных стволовых клеток, печеночных стволовых клеток («овальных клеток»), стволовых клеток кератиноцитов, предполагаемых предшественников эндометрия / (?) Стволовых клеток.
использованная литература
внешние ссылки
- Расположение генома человека THY1 и страница сведений о гене THY1 в браузере генома UCSC .