UNC-5 - UNC-5

Netrin/DCC reseptörü
tanımlayıcılar
Sembol Netrin/DCC reseptörü
membran 1137

UNC-5 , UNC-6 dahil olmak üzere netrinler için bir reseptördür . Netrinler, akson rehberliğinde yer alan bir protein sınıfıdır . UNC-5, aksonları yönlendirmek için itmeyi kullanırken , diğer netrin reseptörü UNC-40, aksonları netrin üretiminin kaynağına çeker.

netrinlerin keşfi

Netrin terimi ilk olarak 1990 yılında Caenorhabditis elegans'ta yapılan bir çalışmada kullanılmış ve UNC-6 olarak adlandırılmıştır. 1994 yılında kemirgenler üzerinde yapılan çalışmalar, netrinlerin rehberlik ipuçları için hayati önem taşıdığını belirlemiştir. UNC-6'nın omurgalı ortoloğu, netrin-1, kemirgen embriyo omuriliğinde ventral orta hatta doğru hareket eden aksonlar için önemli bir kılavuz ipucu olarak belirlendi. Netrin-1, akson rehberliği, hücre göçü, morfogenez ve anjiyogenez fonksiyonları ile embriyonik gelişimin kritik bir bileşeni olarak tanımlanmıştır . En son araştırmalar, hayvanlarda ifade edilen 5 tip netrin olduğunu bulmuştur. UNC-5'in ektotopik ifadesi, kısa veya uzun menzilli itme ile sonuçlanabilir.

akson rehberliği

Gelişmekte olan sinir sisteminde aksonların hedeflerine yönlendirilmesinde hedef hücreler tarafından salgılanan yayılabilir kemotropik faktörleri içerdiğine inanılmaktadır . Omuriliğin ventral orta hattındaki taban plakası hücreleri, yayılabilir bir faktör veya spinal komissural aksonların büyümesini destekleyen ve bu aksonları in vitro olarak çeken faktörler salgılar . Son çalışmalar, birkaç akson yönlendirme mekanizmasının tüm hayvanlarda yüksek oranda korunduğunu gösterirken, diğerleri genel anlamda hala korunmuş olsalar da, ayrıntılı bir mekanik düzeyde güçlü evrimsel farklılık göstermektedir . UNC-6 netrin ve reseptörü UNC-5'in ekspresyonu, C. elegans'ta öncü aksonlara ve göç eden hücrelere rehberlik etmek için gereklidir . Netrinler , aktivitelerini 2 farklı reseptör aracılığıyla ileten akson yönlendirme molekülleridir . UNC-5'in işlevi, diğer reseptör UNC-40 (veya Kolorektal Kanserde Silinmiş ) aksonları UNC-6 üretim kaynağına çekerken aksonları itmektir . Bu gibi yöntemler, antikor boyama, transgen ekspresyonu ve mikro-dizi analizi UNC-5 DA9 motor nöronların ifade ettiğini doğrulamıştır. Caenorhabditis elegans'daki sekiz çift kemosensör nöron , kemosensör organlardan giren floresan boyalarını alır. Boya ile doldurulduğunda, bu nöronların süreçleri ve hücre gövdeleri, canlı hayvanlarda floresan mikroskobu ile incelenebilir . Bu teknik kullanılarak beş gen tanımlandı: unc-33, unc-44, unc-51, unc-76 ve unc-106. Bu genlerin, mutantlarda amfid ve fazmit aksonlarının büyümesini etkilediğini bulduk.

hücre göçü

Caenorhabditis elegans'ta hermafrodit distal uç hücre göçünde , anteroposterior ve dorsoventral eksenler arasında değişen hareketlerinin oryantasyonu ile ayırt edilen üç faz vardır . Deney, UNC-5'in ikinci göç aşamasıyla çakıştığını ve erken ifadenin UNC-6'ya bağımlı bir şekilde dönüşe yol açacağını göstermiştir. Bu aynı zamanda, UNC-5'i düzenleyen mekanizmanın, UNC-6 netrin rehberliği işaret yanıtı için kritik olduğunu gösterir. Normalde dorsoventral eksen boyunca aksonları yönlendirmesine rağmen , UNC-40, ön arka eksen boyunca hücre göçlerini etkilemek için SAX-3 ile birlikte seçilebilir. VAB-8 proteini, bir yukarı akış olarak tanımlanır düzenleyici UNC-40 ve tanımlar mekanizması için polarite akson ve hücre içinde göç .

oluşum

Büyüme

Bir deney unc-5 için gerekli olup olmadığını belirlemek için yapıldı lokalizasyonu ve presinaptik DA9 bileşenler. Unc-5::intron::unc-5 transgeninin UNC-5 mutant hayvanlarda bir mislokalizasyon kusuru üzerindeki etkisi 25 °C'de test edilirken, mislokalizasyon kusurunun önemli ölçüde kurtarıldığı gözlemlendi. Mutant hayvanlarda ventral ve dorsal göçler bozulur ancak boyuna hareketler etkilenmez. Transgen bu sıcaklıkta UNC-5 üretemediği için bu kurtarma işleminin 16 °C'de gerçekleşmediğini keşfettiler. Bu, uygun çünkü Şekil olduğu mislocalization kusur nedeniyle L4 sıcaklıktaki bir değişikliğe olan larva DA9 tam olarak gelişmiş sonra oluşan bir aşamasında. Bu, UNC-5'in yalnızca aksonları yönlendirmek için erken büyüme evresi için gerekli olduğunu göstermektedir. UNC-5 , erken kutuplaşma ve rehberlikten bağımsız olarak GFP::RAB-3'ün polarize lokalizasyonunu korumada yeni bir işlev sunar . UNC-6 netrinin presinaptik bileşenlerin lokalizasyonu için bilgi sağlayıp sağlamadığını doğrudan test ederken ilginç bir keşif yapıldı. egl-20::unc-6 transgeni, DA9 dorsal aksonunun genişlemiş bir asinaptik bölgesini oluşturur. Ayrıca, genişletilmiş asinaptik alanın kısmen UNC-5'te restore edildiğini gözlemlediler; bu , UNC-5'in, presinaptik bileşenlerin ektopik UNC-6'nın dışlanmasına aracılık etmek için DA9'da hücreden bağımsız olarak hareket ettiğini gösterir. UNC-6 gradyan ventral ve düşük yüksek dorsal ve kapsamına almaktadır dendrit ve ventral akson DA9 arasında. UNC-6'nın yakın zamanda C. elegans hermafrodite özgü nöronal hücre gövdesinin ilk polarizasyonuna neden olduğu bulundu . Bu deneyin bulguları, UNC-6 ve UNC-5'in DA9'da iki farklı işlevi koordine ettiğini ve akson yönlendirmesi tamamlandıktan sonra netrinin ifade edildiğini göstermektedir. Wnt fibroblast büyüme faktörü gibi hücre dışı ipuçları , sinaptik bileşenlerin birleşmesini tetiklemek için sinaptik ortaklar arasındaki temastan gelen sinaps oluşumunun geleneksel görüşüyle ​​çelişerek sinaps oluşumunu teşvik edebilir . UNC-5 gibi inhibitör faktörler, sinaptik bileşenlerin oluşumunda ve sürdürülmesinde önemli roller oynar.

Aksosomatik bir sinaps oluşturulduğunda sinirsel bir bağlantı oluşur.

yetişkin ifadesi

Sıçan omuriliklerinde yapılan bir çalışmada , embriyoda ölçülen daha düşük seviyelere kıyasla artan netrin-1, UNC-5 homolog seviyeleri gözlendi . Bu çalışmadan , kuzey leke analizi ile çoklu mRNA transkriptleri tespit edildi . Bu bulgu, netrin reseptörlerinin alternatif olarak eklenmiş mRNA'lar tarafından kodlanabileceğini düşündürmektedir . Embriyonik gelişim sırasında , yetişkin modelde iki tane varken sadece bir ekleme varyantı tespit edilir. Bu bulguların sonuçları, UNC-5 homologlarının yetişkin omuriliğinde netrin-1 sinyal iletiminin birincil yöntemini oluşturduğunu göstermektedir . Bu, netrin-1'in yetişkin beyninde önemli bir rol oynadığını ve terapötik uygulamalar için potansiyele sahip olduğunu göstermektedir .

plastisite

Büyüme konisi rehberliğine benzer şekilde, sinaps oluşumu, dorsal akson göçünü engelleyen bir UNC-6 gradyanı aracılığıyla UNC-5 tarafından belirtilir . Dendritik filopodia , sinaptogenez sırasında dendritik şafttan uzanır ve sanki bir presinaptik aksona uzanıyormuş gibi görünür . Bir aksona bağlanma görünümüne rağmen, tam sinaptik oluşum için hücre sinyali hala gereklidir. Omurilik yaralanmasından sonra aksonal büyümede UNC-5'in rolünü belirlemek için bir deney yapıldı. Netrin ifade edilir nöronların kortikospinal ve rubrospinal projeksiyonlar ve intrinsik ile nöronların ait omurilik önce ve yaralanma sonrasında karşılaştırılır. In vitro test ederken , miyelindeki netrin-1'i nötralize etmek için omurilikten UNC-5 reseptör gövdeleri alınır . Bu, spinal motor nöronları eksprese eden UNC-5'ten nörit büyümesini arttırır .

UNC-129

UNC-129, C. elegans'taki dönüştürücü büyüme faktörü ailesinde, dönüştürücü büyüme faktörü β'yı (TGF-β) kodlayan bir liganddır . UNC-6 gibi, öncü aksonları C. elegans'ın dorsoventral ekseni boyunca yönlendirir . TGF-β, ventralde değil, sadece vücut duvarı kaslarının dorsal sıralarında eksprese edilir. UNC-129'un kastan ektotopik ekspresyonu, bozulmuş büyüme konisi ve hücre göçleriyle sonuçlanır . Bu, UNC-129'un akson rehberliği için gerekli olan dorsoventral polaritenin ifadesine aracılık etmekten sorumlu olduğunu göstermektedir . Son bulgular, UNC-129'un UNC-6'nın uzun menzilli itici rehberliğinden de sorumlu olduğunu göstermiştir . Bu mekanizma, tek başına UNC-5'i inhibe ederken UNC-40 sinyalini geliştirir. Bu , UNC-129 eğiminde yukarı doğru hareket ederken büyüme konilerinde UNC-6'ya duyarlılıkta bir artışa neden olur . UNC-129 , Caenorhabditis elegans'ta akson rehberliği ve rehberli hücre göçleri için gerekli olan dorsoventral polarite bilgisinin ifadesine aracılık eder .

Dendritik kendinden kaçınma

Son zamanlarda, hücreye özgü zar proteinleri karşılıklı itmeyi tetiklediğinden , dendritlerin örtüşmediği ve aktif olarak birbirlerinden kaçındıkları bulundu. Bununla birlikte, UNC-6 sinyalinin yokluğunda, dendritler birbirini itememiştir. Bu bulgu, UNC-6'nın gelişim aşamasında akson ve dendritik rehberlik için kritik olduğu fikrini desteklemektedir . Kendinden kaçınmanın UNC-6 gerektirdiği, ancak UNC-6 dereceli bir sinyal gerektirmediği de bilinmektedir. Bir ventral için dorsal UNC-6 gradyan ekspresyonu ve dendritik kendini kaçınma bir bağımsız için gerekli değildir gradyan . UNC-40'a bağlanan UNC-6, kısa menzilli rehberlik ipucu olarak farklı özellikler ve işlevler üstlenir.

Omurgalı lamininler

Netrinler , omurgalı lamininlerle aynı terminal yapısını paylaşırlar, ancak minimal olarak ilişkili görünürler. Taban zarı tertibatı türler arasında, Omurgalı laminin-1 (α1β1γ1) ve laminin-10 (α5β1γ1), iki adet gibi Caenorhabditis elegans lamininlere, olan embriyonik ifade edilir ve montaj bazal membran için esastır. Temel birleştirme işlemi sırasında lamininler , LN alanları aracılığıyla polimerize edildikten sonra G alanları aracılığıyla hücre yüzeyine demirlenir . Netrinler, bu işlem sırasında heterotropik LN alanı etkileşimlerinde yer alır; bu, yapı olarak benzer olmasına rağmen, iki ailenin işlevlerinin farklı olduğunu gösterir.

Uygulamalar

tümör oluşumu

Netrin-1 ve reseptörleri DCC ve UNC-5 , apoptozun indüksiyonu veya baskılanması regülasyonu için yeni bir mekanizma göstermektedir . Kanıtlar, insanlarda bu sinyal yolunun sıklıkla etkisiz hale getirildiğini göstermektedir. Son 15 yılda, tartışmalı veriler DCC'nin gerçekten bir tümör baskılayıcı gen olup olmadığını kesin olarak ortaya koyamadı . Bununla birlikte, DCC'nin hücre ölümünü tetiklediği ve yakın zamanda kolorektal tümörijenezde rol oynayan bir molekül olan netrin-1 için bir reseptör olduğuna dair son gözlemler . Omuriliğin organizasyonu sırasında DCC ve netrin-1'in yerleşik rolü, DCC inaktivasyonunun tümörijenezde önemli bir rol oynayabileceği pozisyonuna başka bir meydan okuma olarak görülebilir. DCC fonksiyonları hakkında son gözlemler , hücre içi sinyal DCC potansiyel katkısı olan ilgiyi yeniledik etkisiz hale için kanser . Veriler, netrin ligandları tarafından bağlandığında, DCC'nin aşağı akış sinyal yollarını aktive edebileceğini ve netrinin olmadığı veya düşük seviyelerde olduğu ortamlarda DCC'nin apoptozu teşvik edebileceğini göstermektedir . Bağlama onun için Netrin-1'in reseptör inhibe tümör baskılayıcı p53'ün bağlı apoptoz . Bu gibi reseptörler, indükleyici olma özelliğini apoptozu yokluğunda ligand dolayısıyla oluşturma, hücre bağlı durumunu ligandı . Bu nedenle, netrin-1 sadece nöronlar için kemotropik bir faktör değil, aynı zamanda bir hayatta kalma faktörü olabilir. Bu keşif, netrin-1 reseptör yolaklarının tümörijenezde önemli bir rol oynadığını göstermektedir.

Schwann hücreleri

Bir çalışma etkisini belirlemek için gerçekleştirilmiştir Netrin -1 üzerinde Schwann hücre proliferasyonu . Unc5b, RT4 schwannoma hücrelerinde ve yetişkin primer Schwann hücrelerinde eksprese edilen tek reseptördür ve netrin-1 ve Unc5b'nin hasarlı siyatik sinirde eksprese edildiği bulunmuştur . Ayrıca, netrin -1 ile indüklenen Schwann hücre proliferasyonunun , RNAi ile Unc5b ekspresyonunun spesifik inhibisyonu tarafından bloke edildiği de bulundu . Bu veriler, netrin-1'in hasarlı periferik sinirlerdeki Schwann hücreleri için endojen bir trofik faktör olabileceğini düşündürmektedir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma