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Die vakuoläre ATPase (V-ATPase) ist eine ATP-getriebene Protonenpumpe mit mehreren Untereinheiten, die intrazelluläre Vesikel und das extrazelluläre Milieu ansäuert und dadurch an einer Vielzahl biologischer Funktionen beteiligt ist. In früheren Übersichtsarbeiten wurden Struktur und Funktion der V-ATPase auf elegante Weise beschrieben. Hier wird die aktuelle Literatur über die Funktion der V-ATPase und ihren Beitrag zu verschiedenen Zellprozessen in der normalen Physiologie mit Schwerpunkt auf Krebs untersucht. Außerdem stellen wir im Detail die Regulierung von Notch und anderen Signalwegen durch die V-ATPase vor und zeigen dabei eine bisher weniger bekannte Funktion der V-ATPase bei der Zellsignalisierung auf.

Untereinheiten-Isoformen

Strukturell ist die V-ATPase ein rotierender Nanomotor, der aus mehreren Untereinheiten besteht, die jeweils mehrere Isoformen aufweisen. Die Untereinheiten sind in zwei Domänen angeordnet: eine periphere V1-Domäne, die für die ATP-Hydrolyse verantwortlich ist, und eine integrale Membrandomäne VO, die für die Protonenverschiebung zuständig ist. Die Struktur der V-ATPase ist in allen eukaryontischen Zellen in hohem Maße konserviert und ist bei verschiedenen Arten an unterschiedlichen Funktionen beteiligt. Bei Säugetieren besteht die V1-Domäne aus acht verschiedenen Untereinheiten (A, B, C, D, E, F, G und H), während die VO-Domäne aus sechs verschiedenen Untereinheiten (a, c, c‘, c“, d, e) zusammengesetzt ist. Die unterschiedlichen Anforderungen an die Ansäuerung in intrazellulären Vesikeln und im extrazellulären Milieu bestimmen Funktion und Regulierung der V-ATPase. Zur Verringerung oder Erhöhung der Pumpeneffizienz steuert die V-ATPase die Kopplung zwischen ATP-Hydrolyse und Protonenpumpen. Dieser Prozess wird durch die ‚a‘-Untereinheit der V-ATPase herbeigeführt. Auch die zell- und kompartmentspezifische Ausrichtung der V-ATPase hängt von den Isoformen der ‚a‘-Untereinheit ab. VOa ist ein integrales 100-kDa-Membranprotein mit einem N-terminalen cytosolischen Schwanz und 9 Transmembrandomänen. Es wurden vier Isoformen der ‚a‘-Untereinheit (a1, a2, a3 und a4) mit unterschiedlicher vesikulärer und zellulärer Verteilung identifiziert. VOa1 wird in synaptischen Vesikeln exprimiert, VOa2 in intrazellulären Vesikeln wie Golgi und frühen Endosomen. VOa3 wird auf der Plasmamembran von Osteoklasten exprimiert, während VOa4 auf der Plasmamembran von interkalierten Nierenzellen exprimiert wird. Darüber hinaus ist der N-Terminus der Untereinheit ‚a‘ ein wichtiges Motiv, das die V1-Domäne an die Membran bindet, und es wurde auch berichtet, dass er ein einzigartiger pH-Sensor in Lysosomen ist. Die Expression und Isoform-Lokalisierung der Untereinheit ‚a‘ ist entscheidend für das Funktionieren der V-ATPase.

Physiologische Funktion der V-ATPase

Die V-ATPase wird ubiquitär exprimiert und erfüllt verschiedene biologische Funktionen in Zellen der meisten Gewebe durch vesikuläre, luminale und extrazelluläre Ansäuerung. Um zahlreiche zelluläre Funktionen zu erfüllen, erleichtert die V-ATPase die lokale Konzentration von Protonen in sauren Vesikeln der endozytischen und exozytischen Wege.

Vesikuläre Ansäuerung

Endosomen und Lysosomen

Die V-ATPase ist am besten für ihre Rolle bei der Ansäuerung von intrazellulären Vesikeln wie Endosomen und Lysosomen bekannt. An der Oberfläche von Endosomen säuert die V-ATPase an und moduliert dadurch wichtige zelluläre Prozesse wie die Endozytose von Rezeptoren und den vesikulären Transport. Die Ansäuerung von Endosomen durch V-ATPase ist entscheidend für die endozytische Internalisierung von Rezeptor-Ligandenkomplexen. Nach der Initiierung der Signalübertragung wird der Ligand durch den niedrigeren pH-Wert in den Endosomen freigesetzt und zur Plasmamembran zurückgeführt. In Lysosomen tragen V-ATPasen dazu bei, den niedrigen pH-Wert von 4,5 aufrechtzuerhalten, und sind auch für den Transport von neu synthetisierten sauren Hydrolasen aus dem Golgi in die Lysosomen wichtig. Auch Phagosomen und Autophagosomen in Makrophagen bzw. Tumorzellen sind auf den sauren pH-Wert angewiesen, der von der V-ATPase aufrechterhalten wird, um die Aktivität der abbauenden Enzyme in diesen Kompartimenten zu gewährleisten.

Golgi

Die Sortierung der exozytischen und endozytischen Maschinerie beginnt im Golgi-Komplex. Wichtig ist, dass die meisten Proteine im Golgi-Apparat einer Glykosylierung unterzogen werden, einer entscheidenden posttranslationalen Modifikation. Mutationen in der a2-Untereinheit der V-ATPase führen zu Cutis Laxa, einem autosomal rezessiven, faltigen Hautsyndrom, bei dem eine gestörte Glykosylierung von extrazellulären Matrixproteinen beobachtet wird. Obwohl die V-ATPase genetisch mit einem Glykosylierungsdefekt in Verbindung gebracht wurde, ist die genaue Beziehung zwischen der Ansäuerung der Golgis und der Proteinreifung noch nicht erforscht worden.

Spezialisierte Vesikel

V-ATPase ist ein wichtiges Protein, das in spezialisierten Kompartimenten bestimmter Zelltypen exprimiert wird. Während der Neurotransmission liefert die V-ATPase die entscheidende Protonenmotivationskraft, die für die Bildung synaptischer Vesikel und die anschließende Akkumulation von Neurotransmittern erforderlich ist. In den Zellen der Bauchspeicheldrüse ist die V-ATPase-abhängige Ansäuerung wichtig für die Insulinexozytose. Die V-ATPase steuert auch das Gleichgewicht zwischen Spaltung und Fusion des Vesikelsystems, indem sie mit dem löslichen NSF Attachment Protein Receptor (SNARE) und der GTPase interagiert.

Luminale Ansäuerung

V-ATPasen wurden zunächst auf intrazellulären Vesikeln identifiziert, aber die Bedeutung der V-ATPasen der Plasmamembran hat enorm zugenommen. In den Epithelzellen des proximalen Tubulus der Niere sorgt die a4-Isoform der V-ATPase für das Säure-Basen-Gleichgewicht und die Ansäuerung des Urins (systemische Azidose). In ähnlicher Weise säuert die V-ATPase der Plasmamembran in den klaren Zellen der Nebenhoden das Luminalfach an und trägt zur Reifung und Speicherung der Spermien bei. In den Osteoklasten des Knochens verlagert sich die lysosomale V-ATPase während der Knochenresorption zur Plasmamembran, um die Lakunen anzusäuern. Die plasmalemmale V-ATPase ist für die Funktion der Interdentalzellen des Ohrs, der Epithelzellen der Nase und des Sehvermögens von entscheidender Bedeutung. Eine Fehlfunktion der V-ATPase wird mit pathologischen Zuständen wie renaler tubulärer Azidose, Taubheit, Beeinträchtigung des Geruchssinns und Osteoporose in Verbindung gebracht. Ein Schema, das die Rolle der V-ATPase bei der vesikulären und luminalen Ansäuerung skizziert, ist in Abbildung 1 dargestellt. 1.

Rolle bei Krebserkrankungen

In jüngster Zeit wurde die V-ATPase der Plasmamembran bei Krebserkrankungen eingehend untersucht, wo sie dazu beiträgt, ein für das Wachstum günstiges alkalisches intrazelluläres Milieu und ein für die Invasion günstiges saures extrazelluläres Milieu aufrechtzuerhalten. In Tumoren hat sich gezeigt, dass die Expression von V-ATPase an der Spitze proliferierender Krebszellen von Brust-, Prostata-, Lungen-, Eierstock-, Leber-, Pankreas-, Melanom- und Speiseröhrenkrebs höher ist. Speziell Brustkrebszellen exprimieren V-ATPase auf der Plasmamembran, um den extrazellulären Raum anzusäuern, und die quantitative Expression von V-ATPase korreliert mit der Invasivität und dem metastatischen Potenzial der Zelllinie. Der genaue Beitrag der V-ATPase zum Wachstum des Tumors wird durch ihren Einfluss auf die nachstehend erörterten molekularen Mechanismen/Pfade erreicht.

Immunmodulation

Die a2-Isoform der vakuolären ATPase (VOa2 oder a2V) spielt eine immunmodulatorische Rolle bei Schwangerschaft und Krebs. Studien über a2V in der Reproduktionsbiologie haben eine bisher unbekannte Rolle dieses Moleküls bei der normalen Spermienreifung und -produktion sowie bei der Einnistung des Embryos ans Licht gebracht. In der Mikroumgebung von Tumoren polarisiert die N-terminale Domäne von a2V Makrophagen zu den tumorassoziierten Makrophagen (Typ M2) und stimuliert verschiedene Monozyten-Untergruppen über den Endozytose-Weg. Im Anschluss an diese Erkenntnisse wurde ferner nachgewiesen, dass ein Mangel an a2V in Tumorzellen die ansässige Makrophagenpopulation in der Tumormikroumgebung verändert und das Tumorwachstum in vivo beeinträchtigt. a2V wird auf den primären Granula von Neutrophilen exprimiert und trägt zur Aufrechterhaltung des pH-Werts im exozytischen Weg während der Aktivierung von Neutrophilen bei. Die Behandlung menschlicher Neutrophiler mit rekombinantem N-terminalen Peptid von a2V (a2NTD) förderte die Migration und Polarisierung der Neutrophilen. Zusammengenommen unterstreichen diese Studien die immunmodulatorische Rolle der V-ATPase bei der Auslösung starker Immunantworten.

Warburg-Effekt

Ein Kennzeichen von Krebs ist der Warburg-Effekt, bei dem Zellen von der oxidativen Phosphorylierung zur aeroben Glykolyse übergehen. Mehrere Studien deuten auf die Hypothese hin, dass Krebszellen mehr als andere pH-Regulatoren wie Na+H+-Austauscher, Bikarbonat-Transporter und Protonen-Laktat-Symporter von der V-ATPase abhängig sind, um einen günstigen alkalischen intrazellulären und sauren extrazellulären pH-Wert zu erreichen. Die Alkalisierung des Zytosols aktiviert die Glykolyse und unterdrückt die oxidative Phosphorylierung. Darüber hinaus werden einige mit der Glykolyse zusammenhängende Onkogene wie Hypoxia Induced Factor (HIF-1) durch die von der V-ATPase induzierte pH-Änderung reguliert.

Säureproteasen

Eine Folge der extrazellulären Ansäuerung in Tumoren ist die Aktivierung von Säureproteinasen, d.h. Enzymen, die die extrazelluläre Matrix während der Tumorinvasion spalten. Diese Enzyme gehören zur Klasse der sauren Proteinasen wie Cathepsine , Matrix-Metallo-Proteinasen (MMP) und Gelatinasen und sind bei saurem pH-Wert aktiv. Außerdem wird die Aktivität intrazellulärer Enzyme wie der γ-Sekretase, die bei saurem pH-Wert aktiv sind, durch eine erhöhte Aktivität der V-ATPase in den Vesikeln verstärkt. In der Folge führt dies zu einer Dysregulation onkogener Signalwege wie Notch.

Medikamentenresistenz und V-ATPase-Inhibitoren

Ein veränderter pH-Wert der Mikroumgebung des Tumors kann die Empfindlichkeit gegenüber Chemotherapeutika beeinflussen. Anthracycline und Alkaloide haben einen pKa-Wert von 7 bis 8 und werden in das endosomale Kompartiment internalisiert. Jüngste Daten deuten darauf hin, dass der Einsatz von V-ATPase-Inhibitoren nicht nur zytosolische pH-Veränderungen verursacht, die zum Zelltod führen, sondern auch die Aufnahme von Medikamenten verbessert und damit eine wirksame Komponente der kombinatorischen Behandlung von Krebs darstellt. Bei Eierstockkrebs wird a2V an der Spitze der Krebszellen exprimiert und moduliert die Aktivität von MMP9. Darüber hinaus trägt a2V zur Cisplatin-vermittelten Medikamentenresistenz bei Eierstockkrebs bei, und eine selektive Hemmung von a2V könnte als effiziente Strategie zur Behandlung von chemoresistentem Eierstockkrebs dienen. Die V-ATPase-Hemmer Bafilomycin und Concanamycin gehören zu einer Klasse von Pleomacroliden, die auf den VO-Sektor abzielen und die V-ATPase-Aktivität wirksam hemmen. Kürzlich wurde berichtet, dass Apicularen und Archazolide potente und spezifische Inhibitoren der V-ATPase sind. In Anbetracht der Beteiligung der V-ATPase an der normalen Zellphysiologie weisen jedoch alle verfügbaren niedermolekularen Inhibitoren eine erhebliche Toxizität auf. Daher könnte die Entwicklung spezifischer neutralisierender Antikörper gegen die Isoform der ‚a‘-Untereinheit, die eine zellspezifische Expression aufweist, eine effiziente Alternative sein, um eine direkte Hemmung der V-ATPase herbeizuführen und gleichzeitig die Multiresistenz indirekt durch kombinatorischen Einsatz anzugehen.

Autophagie

Autophagie ist der Prozess des selektiven Abbaus oder Recyclings von Gütern, die von Autophagosomen an Lysosomen abgegeben werden. Tumorzellen sind in unterschiedlichem Maße von der Autophagie abhängig, wenn sie sich vom Primärtumor zum hochgradig metastasierenden soliden Tumor entwickeln. Die für den Abbau markierten Zellfrachten werden durch autophagische Prozesse an die Lysosomen abgegeben. Die Protonenpumpaktivität der V-ATPase ist für die Aktivierung lysosomaler saurer Hydrolasen verantwortlich, die die von den Autophagosomen aufgenommene Fracht abbauen. Obwohl Studien darauf hinweisen, dass für die Autophagie eine funktionelle V-ATPase erforderlich ist, und der V-ATPase-Inhibitor Bafilomycin als klassischer Inhibitor der Autophagie eingesetzt wird, ist die genaue Rolle der V-ATPase bei der Membrandynamik des autophagischen Flusses noch nicht geklärt. In einer kürzlich durchgeführten Studie wurde berichtet, dass die Behandlung mit Bafilomycin, das die Aktivität sowohl der V-ATPase als auch der Ca2+-Pumpe SERCA-Pumpe hemmt, zu einer Blockade des autophagischen Flusses führte, während Lysosomen mit V-ATPase-Mangel immer noch in der Lage waren, mit Autophagosomen zu verschmelzen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die V-ATPase eher am Abbau der autophagischen Ladung in den Lysosomen als am autophagischen Fluss beteiligt ist, und unterstreichen die Notwendigkeit, spezifische Inhibitoren und Genmanipulationstechniken zu entwickeln, um die genaue Rolle der V-ATPase in verschiedenen wichtigen Zellprozessen zu untersuchen.

Signaling

Der endolysosomale Weg ist sowohl für die positive als auch für die negative Regulierung von Signalwegen wichtig. Der erste bekannte Bericht über die Beteiligung der V-ATPase an der Signalübertragung stammte aus einer Studie, die zeigte, dass die Hemmung der V-ATPase durch Bafilomycin die Internalisierung des EGFR beeinflusste. Seitdem wurde die V-ATPase mit der Signaltransduktion im Zusammenhang mit der Regulierung von m-TOR (mammalian Target Of Rapamycin), Wnt, TGF-β und Notch-Signalen in Verbindung gebracht.

Notch-Signalen

Der vielleicht am besten untersuchte Signalweg, der von der V-ATPase reguliert wird, ist Notch. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Notch-Signalweg für seine Aktivierung, die Aufrechterhaltung und den Abbau von Schlüsselmediatoren des Weges auf den endolysosomalen Weg angewiesen ist. Die V-ATPase hält das zelluläre pH-Gleichgewicht aufrecht und spielt eine wichtige Rolle bei der Endozytose, der Proteaseaktivierung und dem Proteinabbau. Insbesondere a2V (Untereinheit der V-ATPase – VOa2) wurde zuvor in frühen Endosomen lokalisiert – dem Ort der Endozytose von Rezeptoren. Nach der Ligandenbindung nimmt der Notch-Rezeptor den endozytischen Weg und wird zur Aktivierung durch Proteasen gespalten. Später werden die Rezeptoren in den Lysosomen abgebaut. In Drososphila führen Mutationen in Vps25, einer Komponente der ESCRT-Maschinerie, die die endosomale Sortierung von Signalrezeptoren steuert, zu einer Anhäufung des Notch-Rezeptors in Endosomen und verstärken die Notch-Signalisierung. In einer Studie, in der Drosophila-Mutationen von Hrs, einer weiteren Komponente von ESCRT, analysiert wurden, akkumuliert Notch in Endosomen, verursacht aber keine ektopische Aktivierung der Notch-Signalgebung. Der Verlust der Autophagie führt zur Aktivierung des Notch-Signals in den Follikelzellen des Drosophila-Eisstocks, da der Notch-Abbau gestört ist. Im Gegensatz zu diesen Berichten wurde in einer unabhängigen Studie festgestellt, dass Mutationen in Rabconnection-3 die protonenpumpende Aktivität der V-ATPase stören und Notch nach der S2-Spaltung in späten Endosomen akkumulieren, wodurch die Notch-Signalgebung in Drosophila- und Säugetierzellen reduziert wird. Diesen Erkenntnissen folgten weitere Berichte in Drosophila, die darauf hinweisen, dass die V-ATPase durch die Ansäuerung des endolysosomalen Weges für die Aktivierung von Notch in Endosomen sowie für den Abbau von Notch in Lysosomen erforderlich ist. Während der Entwicklung von Säugetieren führte die Expression einer dominant negativen Untereinheit der V-ATPase in neuralen Vorläufern zu einer Verringerung der Notch-Signalisierung und zu einer Verarmung der neuralen Stammzellen, was zu einer neuronalen Differenzierung führte. Kürzlich wurde in Studien an Astrozyten in der Netzhaut von Nuc1-mutierten Ratten eine Dysregulation der Notch-Signalübertragung festgestellt. Die Verringerung der Notch-Signalübertragung war auf mutiertes βA3/A1-Crystallin zurückzuführen, das die V-ATPase-Aktivität reguliert, was zu einer Beeinträchtigung der endosomalen Ansäuerung und der γ-Sekretase-Aktivität führt und dadurch die Geschwindigkeit der Notch-Rezeptorverarbeitung beeinträchtigt. Dies ist ein interessanter Befund, wenn man bedenkt, dass sich die Rolle der V-ATPase beim Sehen erst jetzt herausstellt. Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die Regulierung der Notch-Signalübertragung durch die V-ATPase sowohl positive als auch negative Auswirkungen haben kann, je nach der betroffenen zellulären Lokalisierung der V-ATPase-Aktivität (Endosomen vs. Lysosomen) und der Abhängigkeit der Notch-Rezeptorverarbeitung vom endosomalen Weg. Obwohl der Crosstalk zwischen V-ATPase und Notch im Zusammenhang mit der von der V-ATPase abhängigen endolysosomalen Ansäuerung untersucht wurde, die die Notch-Signalisierung beeinflusst, legt ein neuerer Bericht nahe, dass die Regulierung auch umgekehrt erfolgen könnte. Die Autoren vermuten, dass Presinilin1 (PS1), eine Komponente des γ-Sekretase-Enzymkomplexes, der für die Spaltung des Notch-Rezeptors und des β-Amyloid-Peptids verantwortlich ist, physisch mit der VOa1-Isoform der V-ATPase interagiert und diese vom endoplasmatischen Retikulum zu den Lysosomen lenkt. Unsere Studien haben ergeben, dass die V-ATPase die Notch-Signalübertragung bei Brustkrebs und der Entwicklung der Brustdrüse reguliert. a2V wird auf der Oberfläche proliferierender Brustepithelzellen und dreifach negativer Brustkrebszellen (TNBC) exprimiert, was auf seine Rolle bei der Zellproliferation während der normalen Entwicklung und bei Krankheiten hinweist. Bei TNBC verstärkt die Hemmung von a2V die Notch-Signalübertragung, indem sie den lysosomalen und autophagischen Abbau des Notch-Rezeptors blockiert. Der Verlust von a2V in der Brustdrüse von Mäusen führt zu einer abnormalen Notch-Aktivierung und beeinträchtigt die Morphogenese der Gänge, was zu Laktationsstörungen führt. Die Notch-Signalübertragung wird während vorzeitiger Wehen, die durch eine Infektion mit PGN + Poly(I:C) ausgelöst werden, aktiviert, was zu einer Hochregulierung entzündungsfördernder Reaktionen führt, und ihre Hemmung verbessert das Überleben lebender Föten im Mutterleib. Außerdem wurde bei Frühgeburten, die durch eine Entzündungsreaktion auf eine LPS-Injektion ausgelöst wurden, eine Hochregulierung von Notch-bezogenen Entzündungsreaktionen und eine Herunterregulierung von Angiogenesefaktoren beobachtet. Sowohl in den Infektions- als auch in den entzündlichen Frühgeburtsmodellen konnten wir den Phänotyp durch Behandlung mit γ-Sekretase-Inhibitoren (GSI) retten. Dies ebnet den Weg für eine wichtige zukünftige Richtung, zumal GSI ein effizienter Inhibitor der Notch-Signalübertragung ist und derzeit in klinischen Studien für verschiedene Krebsarten getestet wird. Damit wird deutlich, dass der V-ATPase- und Notch-Signalweg bei der normalen Entwicklung und bei Krankheiten wie Alzheimer und verschiedenen Krebsarten eine wichtige Rolle spielt.

Wnt-Signalweg

Der Wnt-Signalweg spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung von Zellen und Geweben, der Polarität und Differenzierung. Beim Menschen wurde eine Dysregulation des Wnt-Signalwegs mit Krebs in Verbindung gebracht. Ein klassisches Beispiel für eine dysregulierte Wnt-Signalübertragung ist Darmkrebs, bei dem der Verlust von Adenomatous Polyposis Coli (APC), einem negativen Regulator der Wnt-Signalübertragung, die Tumorentstehung auslöst. Während der Signalübertragung wirken Wnt-Liganden auf die Zielzellen, indem sie an Frizzed, Fz und LRP (Low Density Lipoprotein), einen Zelloberflächen-Rezeptorkomplex, binden, was zur Demontage von Glycogen-Synthase-Kinas (GSK-3) und zur anschließenden Freisetzung von β-Catenin führt. β-Catenin ist der wichtigste nachgeschaltete Vermittler des Wnt-Wegs, der Wnt-Ziel-Onkogene wie c myc und cyclinD1 aktiviert. Der (P) RR, Pro Renin Receptor, auch ATP6ap2 genannt, fungiert als Anpassungsmolekül zwischen V-ATPase und dem Wnt-Rezeptorkomplex LRP 5/6. In Xenopus und Drosophila wurde gezeigt, dass die V-ATPase mit dem LRP 5/6-Rezeptorkomplex interagiert und dass sowohl die genetische Ausschaltung als auch die pharmakologische Hemmung der V-ATPase die Signaltransduktion beeinträchtigen und die zelluläre Reaktion auf Wnt-Signale deutlich reduzieren. Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass die V-ATPase indirekt den Wnt-Signalvermittler β-Catenin und den Notch-Vermittler NICD durch Autophagie reguliert.

TGF-β-Signalübertragung

Mutationen im a2V-Gen verursachen das autosomal rezessive Cutis Laxa (ACL)-Syndrom, bei dem die Patienten eine verminderte Menge an extrazellulären Matrixproteinen wie Kollagen aufweisen, was zu einem faltigen Hautphänotyp führt. Eine mechanistische Untersuchung der Mutationen, die für Cutis Laxa beim Menschen verantwortlich sind, hat ergeben, dass die a2P405L-Mutation im Vergleich zum Wildtyp instabil und defekt im Golgi-Trafficking ist. Darüber hinaus weisen Berichte auf einen Glykosylierungsdefekt in ACL hin, der zu einer erhöhten Förderung des transformierenden Wachstumsfaktors-beta (TGF-β) bei diesen Patienten mit a2V-Mutationen führt. V-ATPase fördert den TGF-β-induzierten epithelial-mesenchymalen Übergang von proximalen Tubulusepithelzellen der Ratte . Zusätzlich zu seiner Wirkung auf den Notch-Signalweg aktivierte die a2V-Hemmung den Wnt-Signalweg in TNBC und den TGF-β-Signalweg in Brustepithelzellen . Dies deutet darauf hin, dass die Rolle von a2V bei der Modulation von Signalvermittlern nicht ausschließlich auf Notch beschränkt ist. Darüber hinaus zeigten diese Mäuse auch eine Verringerung des Gesamtkollagens aufgrund einer gestörten Glykosylierung.

mTOR-Signalübertragung

Bei der mTOR-Signalübertragung erkennen die Serin-Threonin-Kinase mTOR und andere Komponenten des mTOR-Komplexes 1 (mTORC1) die Verfügbarkeit von Aminosäuren, zellulären Stress und modulieren das Wachstum.Nach einer Stimulation durch Aminosäuren aktiviert die V-ATPase die Aktivität des Guanin-Austauschfaktors (GEF) von Ragulator gegenüber RagA, was wiederum die GTP-Hydrolyse von RagC fördert. Das GTP-gebundene RagA und das GDP-geladene RagC rekrutieren gemeinsam mTORC1 an die lysosomale Oberfläche. Aktiviertes mTORC1 reagiert auf Wachstumsfaktorsignale und steuert den Übergang vom Zelltod zur Proliferation. Ein kürzlich erschienener Bericht legt nahe, dass der Osteoklasten-Protonenpumpen-Regulator Atp6v1c1 das Wachstum von Brustkrebs durch Aktivierung des mTORC1-Signalwegs und die Knochenmetastasierung durch Erhöhung der V-ATPase-Aktivität fördert.