Vakuolaarinen ATPaasi (V-ATPaasi) on moniyksikköinen ATP-ohjattu protonipumppu, joka happamoittaa solunsisäisiä vesikkeleitä ja solunulkoista miljöötä ja on siten osallisena useissa biologisissa toiminnoissa. Aiemmissa katsauksissa on kuvattu tyylikkäästi V-ATPaasin rakenne ja toiminta . Tässä katsauksessa tarkastellaan viimeaikaista kirjallisuutta, joka koskee V-ATPaasin toimintaa ja osallistumista erilaisiin soluprosesseihin normaalissa fysiologiassa painottaen syöpää. Esittelemme myös yksityiskohtaisesti Notchin ja muiden signalointireittien säätelyä V-ATPaasin avulla paljastaen V-ATPaasin tähän asti vähemmän tunnetun tehtävän solujen signaloinnissa.

Alayksikön isoformit

Rakenteellisesti V-ATPaasi on pyörivä nanomoottori, joka koostuu useista alayksiköistä, joilla kullakin on useita isoformeja . Alayksiköt on järjestetty kahteen domeeniin: perifeeriseen V1-domeeniin, joka vastaa ATP:n hydrolyysistä, ja integraaliseen kalvodomeeniin VO, joka toimii protonien translokaatiossa. V-ATPaasin rakenne on hyvin konservoitunut kaikissa eukaryoottisoluissa, ja se osallistuu erilaisiin toimintoihin eri lajeissa. Nisäkkäillä V1-domeenissa on kahdeksan eri alayksikköä (A, B, C, D, E, F, G ja H), kun taas VO-domeeni koostuu kuudesta eri alayksiköstä (a, c, c’, c”, d, e). V-ATPaasin toimintaa ja säätelyä ohjaa solunsisäisten vesikkelien ja solunulkoisen ympäristön happamuuden erilainen vaatimus. Pumpun tehokkuuden vähentämiseksi tai lisäämiseksi V-ATPaasi säätelee ATP-hydrolyysin ja protonipumppauksen välistä kytkentää. Tämän prosessin saa aikaan V-ATPaasin a-alayksikkö . Samoin V-ATPaasin solu- ja lokerokohtainen kohdentaminen riippuu myös a-alayksikön isomuodoista. VOa on 100 kDa:n integraalinen kalvoproteiini, jolla on N-terminaalinen sytosolinen häntä ja 9 transmembraanidomeenia. A-alayksiköstä on tunnistettu neljä isoformia (a1, a2, a3 ja a4), joilla on erilainen vesikulaari- ja solutyyppijakauma. VOa1 ilmentyy synaptisissa vesikkeleissä ja VOa2 solunsisäisissä vesikkeleissä, kuten golgissa ja varhaisissa endosomeissa. VOa3 ilmentyy osteoklastien plasmakalvolla, kun taas VOa4 ilmentyy munuaisten välikalvosolujen plasmakalvolla. Lisäksi alayksikön ”a” N-terminaali on tärkeä motiivi, joka sitoo V1-domeenin kalvoon, ja sen on myös raportoitu olevan ainutlaatuinen pH-anturi lysosomeissa. Aliyksikön ’a’ ilmentyminen ja isomuodon lokalisaatio on kriittinen tekijä V-ATPaasin toiminnan kannalta .

V-ATPaasin fysiologinen toiminta

V-ATPaasi ilmentyy ubikvitaalisesti, ja se suorittaa moninaisia biologisia funktioita useimpien kudosten soluissa vesikulaarisen, lumenaalisen ja solunulkoisen happamuuden lisäämisen kautta . Saavuttaakseen lukuisia solutoimintoja V-ATPaasi helpottaa protonien paikallista keskittymistä endosyyttisten ja eksosyyttisten reittien happamiin vesikkeleihin .

Vesikulaarinen happamoituminen

Endosomit ja lysosomit

V-ATPaasi tunnetaan parhaiten roolistaan solunsisäisten vesikkelien, kuten endosomien ja lysosomien, happamoitumisessa. Endosomien pinnalla V-ATPaasi happamoittaa ja siten moduloi tärkeitä soluprosesseja, kuten reseptorien endosytoosia ja vesikkelikauppaa . V-ATPaasin suorittama endosomien happamoituminen on ratkaisevan tärkeää reseptoriligandikompleksien endosyyttisen internalisaation kannalta. Signaalinannon käynnistymisen jälkeen endosomien alhaisempi pH vapauttaa ligandin kierrättämällä sen plasmakalvolle . Lysosomeissa V-ATPaasit auttavat ylläpitämään matalaa pH:ta 4,5, ja ne ovat myös tärkeitä vastasyntetisoitujen happohydrolaasien kuljetuksessa Golgista lysosomeihin. Lisäksi makrofagien fagosomit ja kasvainsolujen autofagosomit ovat myös riippuvaisia V-ATPaasin ylläpitämästä happamasta pH:sta hajottavien entsyymien aktiivisuudelle näissä lokeroissa.

Golgi

Eksosyyttisen ja endosyyttisen koneiston lajittelu alkaa Golgi-kompleksista. On tärkeää, että useimmat proteiinit käyvät läpi glykosylaation, joka on ratkaiseva posttranslationaalinen modifikaatio golgin laitteistossa . V-ATPaasin a2-alayksikön mutaatiot johtavat cutis laxaan, autosomaaliseen resessiiviseen ryppyisen ihon oireyhtymään, jossa solunulkoisten matriisiproteiinien glykosylaatio on heikentynyt . Vaikka V-ATPaasi on geneettisesti korreloitu glykosylaatiovirheeseen, tarkkaa suhdetta golgin happamoitumisen ja proteiinien kypsymisen välillä ei ole tutkittu.

Erikoistuneet vesikkelit

V-ATPaasi on merkittävä proteiini, joka ilmentyy tiettyjen solutyyppien erikoistuneissa osastoissa. Neurotransmission aikana V-ATPaasi tuottaa ratkaisevan tärkeän protonien käyttövoiman, joka on välttämätön synaptisten vesikkelien muodostumiselle ja sitä seuraavalle välittäjäaineiden kertymiselle . Haimasoluissa V-ATPaasi-riippuvainen happamoituminen on tärkeää insuliinin eksosytoosille . V-ATPaasi säätelee myös vesikkelijärjestelmän fissio-fuusio-tasapainoa olemalla vuorovaikutuksessa liukoisen NSF-kiinnitysproteiinireseptorin (Soluble NSF Attachment protein Receptor, SNARE) ja GTPaasin kanssa .

Luminaalinen happamoituminen

V-ATPaasit tunnistettiin alunperin solunsisäisistä vesikkeleistä, mutta plasmamembraanissa sijaitsevien V-ATPaasien merkitys on kasvanut valtavasti . Munuaisten proksimaalisen tubuluksen epiteelisoluissa V-ATPaasin a4-isomuoto ylläpitää happoemästasapainoa ja virtsan happamoitumista (systeeminen asidoosi) . Vastaavasti lisäkivesten kirkkaissa soluissa plasmakalvon V-ATPaasi happamoittaa luminaalista osastoa ja auttaa siittiöiden kypsymisessä ja varastoinnissa . Luun osteoklasteissa lysosomaalinen V-ATPaasi translokoituu plasmakalvoon luun resorption aikana happamoittaakseen rakkuloita . Plasmasmaalinen V-ATPaasi on ratkaisevan tärkeä korvan hammasvälien solujen, nenän epiteelisolujen ja näön toiminnalle . V-ATPaasin toimintahäiriö liittyy patologisiin tiloihin, kuten munuaisten tubulaariseen asidoosiin, kuurouteen, hajuaistin heikkenemiseen ja osteoporoosiin Kaavio, jossa hahmotellaan V-ATPaasin roolia vesikulaarisessa ja luminaalisessa happamoitumisessa, on esitetty kuvassa . 1.

Kuva 1
kuvio1

V-ATPaasin fysiologinen rooli luminaalisessa happamoitumisessa. Hahmotellaan V-ATPaasin osallistumista lukuisiin erikoistuneisiin soluprosesseihin, kuten luun resorptioon, munuaisten toimintaan, siittiöiden kypsymiseen, synnynnäisiin immuunivasteisiin ja neurotransmissioon. a Luun resorptio: Osteoklastien plasmakalvolla sijaitseva V-ATPaasi välittää solunulkoista happamoitumista luun demineralisaatiota varten luun resorption aikana. b Munuaisten toiminta: Munuaisissa interkaloituneet solut ylläpitävät systeemistä asidoosia ja saavat aikaan virtsan happamoitumisen apikaalikalvolla ilmentyvien V-ATPaasien protonipumppausaktiivisuuden avulla. c Sperman kypsyminen: Lisäkiveksissä V-ATPaasia ilmentävät kirkkaat solut happamoittavat luumenia, mikä on ratkaisevan tärkeää siittiöiden asianmukaisen kypsymisen ja liikkuvuuden kannalta. d Sisäsyntyiset immuunivasteet: V-ATPaasin välityksellä tapahtuvalla vesikulaarisella happamoitumisella on tärkeä rooli neutrofiilirakeiden kulkeutumisessa ja eksosytoosissa V-ATPaasi ilmentyy konstitutiivisesti monosyyttien ja aktivoituneiden lymfosyyttien plasmakalvolla, ja se vaikuttaa pH:han liittyviin tulehdusreaktioihin. e Neurotransmissio: V-ATPaasi tuottaa ratkaisevan tärkeän protonimoottorivoiman, joka on välttämätön synaptisten vesikkelien muodostumiselle ja sitä seuraavalle välittäjäaineiden kertymiselle. V-ATPaasi tarjoaa ratkaisevan sähkökemiallisen potentiaalin, joka on välttämätön neurotransmittereiden kertymiselle erittäviin synaptisiin vesikkeleihin

Rooli syövässä

Viime aikoina plasmakalvon V-ATPaaseja on tutkittu laajalti syövän yhteydessä, jossa ne auttavat ylläpitämään kasvulle suotuisaa emäksistä solunsisäistä elinympäristöä ja invaasion leviämiselle suotuisaa hapanta solunulkoista ympäristöä . Kasvaimissa V-ATPaasin ilmentymisen on osoitettu olevan suurempaa rinta-, eturauhas-, keuhko-, munasarja-, maksa-, haima-, melanooma- ja ruokatorvisyöpien proliferoivien syöpäsolujen etureunassa . Erityisesti rintasyöpäsolut ilmentävät V-ATPaasia plasmakalvolla happamoittaakseen solunulkoisen tilan, ja V-ATPaasin kvantitatiivinen ilmentyminen korreloi solulinjan invasiivisuuden ja metastaattisen potentiaalin kanssa . V-ATPaasin tarkka osuus kasvavaan kasvaimeen saavutetaan sen vaikutuksen kautta jäljempänä käsiteltyihin molekulaarisiin mekanismeihin/reitteihin.

Immunomodulaatio

Vakuolaarisen ATPaasin a2-isoformilla (VOa2 tai a2V) on immunomoduloiva rooli raskaudessa ja syövässä. Tutkimukset, joissa a2V on mukana lisääntymisbiologiassa, paljastivat tämän molekyylin tähän asti tuntemattoman roolin normaalissa siittiöiden kypsymisessä ja tuotannossa sekä alkion implantoitumisessa . Kasvaimen mikroympäristössä a2V:n N-terminaalinen domeeni polarisoi makrofagit kasvaimeen liittyviksi makrofageiksi (M2-tyyppi) ja stimuloi erilaisia monosyyttien alaryhmiä endosytoosireitin kautta . Näiden havaintojen jälkeen osoitettiin lisäksi, että a2V:n puute kasvainsoluissa muuttaa kasvaimen mikroympäristön makrofagipopulaatiota ja vaikuttaa kasvaimen kasvuun in vivo . a2V:tä ilmentyy neutrofiilien primäärisissä granuloissa, ja se auttaa ylläpitämään pH:ta eksosyyttisessä reitissä neutrofiilien aktivaation aikana . Ihmisen neutrofiilien käsittely a2V:n N-terminaalisella rekombinanttipeptidillä (a2NTD) edisti neutrofiilien migraatiota ja polarisaatiota . Yhdessä nämä tutkimukset korostavat V-ATPaasin immunomodulatorista roolia voimakkaiden immuunivasteiden aikaansaamisessa.

Warburg-ilmiö

Syövän tunnusmerkki on Warburg-ilmiö, jossa solut siirtyvät oksidatiivisesta fosforylaatiosta aerobiseen glykolyysiin . Useat tutkimukset viittaavat hypoteesiin, että syöpäsolut ovat riippuvaisia V-ATPaasista enemmän kuin muista pH:n säätelijöistä, kuten Na+H+-vaihtimista, bikarbonaattikuljettajista ja protonilaktaattisymportaattisymportaattoreista, saavuttaakseen suotuisan emäksisen solunsisäisen pH:n ja happaman solunulkoisen pH:n . Sytosolin alkalisoituminen aktivoi glykolyysiä samalla kun se tukahduttaa oksidatiivista fosforylaatiota . Lisäksi joitakin glykolyysiin liittyviä onkogeenejä, kuten Hypoxia Induced Factor (HIF-1), säätelee V-ATPaasin aiheuttama pH:n muutos .

Happoproteaasit

Kasvainten solunulkoisen happamoitumisen seurauksena aktivoituvat happoproteinaasit, jotka ovat entsyymejä, jotka pilkkovat solunulkoista matriksia kasvaimen invaasion aikana . Nämä entsyymit kuuluvat happamien proteinaasien luokkaan, kuten kathepsiinit , matriisimetalliproteinaasit (MMP) ja gelatinaasit, ja ne ovat aktiivisia happamassa pH:ssa. Lisäksi happamassa pH:ssa aktiivisten solunsisäisten entsyymien, kuten γ-sekretaasin, aktiivisuutta lisää myös V-ATPaasin lisääntynyt aktiivisuus vesikkeleissä . Myöhemmin tämä johtaa onkogeenisten reittien, kuten Notchin, säätelyhäiriöihin.

Lääkeresistenssi ja V-ATPaasi-inhibiittorit

Kasvainmikroympäristön muuttunut pH voi vaikuttaa herkkyyteen kemoterapeuttisille lääkkeille . Antrasykliinien ja alkaloidien pKa on 7-8 ja ne sisäistyvät endosomaaliseen lokeroon . Viimeaikaiset tiedot viittaavat siihen, että V-ATPaasi-inhibiittoreiden käyttö ei ainoastaan aiheuta sytosolisen pH:n muutoksia, jotka johtavat solukuolemaan, vaan myös tehostavat lääkkeiden imeytymistä, mikä tekee niistä tehokkaan osan syövän yhdistelmähoidosta. Munasarjasyövässä a2V ilmentyy syöpäsolujen etureunassa ja moduloi MMP9:n aktiivisuutta. Lisäksi a2V edistää sisplatiinivälitteistä lääkeresistenssiä munasarjasyövässä, ja a2V:n selektiivinen esto voisi olla tehokas strategia kemoresistentin munasarjasyövän hoidossa. V-ATPaasin estäjät bafilomysiini ja konkanamysiini kuuluvat pleomakrolidien luokkaan, jotka kohdistuvat VO-sektoriin ja estävät tehokkaasti V-ATPaasin toimintaa. Hiljattain on raportoitu, että Apicularen ja archazolidit ovat voimakkaita ja spesifisiä V-ATPaasin estäjiä . Kaikilla saatavilla olevilla pienimolekyylisillä inhibiittoreilla on kuitenkin huomattava toksisuus, kun otetaan huomioon V-ATPaasin osallistuminen solujen normaaliin fysiologiaan . Siksi spesifisten neutraloivien vasta-aineiden kehittäminen soluspesifisesti ilmentyvää a-alayksikön isoformia vastaan voisi olla tehokas vaihtoehto suoran V-ATPaasi-inhibition aikaansaamiseksi ja samalla myös monilääkeresistenssin torjumiseksi epäsuorasti yhdistelmäkäytön avulla.

Autofagia

Autofagia on prosessi, jossa autofagosomien lysosomeihin kuljettamat tavarat hajotetaan tai kierrätetään selektiivisesti . Kasvainsolut osoittavat vaihtelevaa riippuvuutta autofagiasta niiden edetessä primaarikasvaimesta pitkälle metastaattiseen kiinteään kasvaimeen . Autofagiset prosessit toimittavat hajotettavaksi merkittyjä solulastia lysosomeihin. V-ATPaasin protonipumppausaktiivisuus on vastuussa lysosomaalisten happohydrolaasien aktivoinnista, jotka hajottavat autofagosomeista otetun lastin . Vaikka tutkimukset osoittavat, että autofagia edellyttää toimivaa V-ATPaasia, ja V-ATPaasin estäjää bafilomysiiniä käytetään klassisena autofagian estäjänä, V-ATPaasin tarkkaa roolia autofagivirran kalvodynamiikassa ei tunneta. Tuoreessa tutkimuksessa raportoitiin, että hoito Bafilomysiinillä, joka estää sekä V-ATPaasin että Ca2+-pumpun SERCA-pumpun aktiivisuutta, johti autofagisen virtauksen estymiseen, kun taas V-ATPaasi-puutteiset lysosomit kykenivät edelleen fuusioitumaan autofagosomien kanssa . Nämä tulokset viittaavat siihen, että V_ATPaasi osallistuu autofagisen lastin hajottamiseen lysososomeissa kuin autofagiseen virtaukseen, ja korostavat tarvetta kehittää spesifisiä inhibiittoreita ja geenimanipulaatiotekniikoita V-ATPaasin tarkan roolin tutkimiseksi erilaisissa tärkeissä soluprosesseissa.

Signaalinsiirto

Endolysosomaalinen reitti on tärkeä sekä positiivisessa että negatiivisessa säätelyssä merkkireittejä varten . Ensimmäinen tunnettu raportti V-ATPaasin osallistumisesta signalointiin tuli tutkimuksesta, jossa osoitettiin, että V-ATPaasin estäminen bafilomysiinillä vaikutti EGFR:n internalisaatioon . Sittemmin V-ATPaasi on yhdistetty m-TOR- (mammalian Target Of Rapamycin), Wnt-, TGF-β- ja Notch-signaalin säätelyyn liittyvään signaalinsiirtoon.

Notch-signaalinsiirto

V-ATPaasin säätelemät signaalireitit ovat ehkä parhaiten tutkittuja. Tämä voi johtua siitä, että Notch-signalointi on riippuvainen endolysosomaalisesta reitistä keskeisten reittien välittäjäaineiden aktivoinnissa, ylläpidossa ja hajoamisessa . V-ATPaasi ylläpitää solujen pH-tasapainoa ja sillä on tärkeä rooli endosytoosissa, proteaasiaktivaatiossa ja proteiinien hajoamisessa. Erityisesti a2V (V-ATPaasin alayksikkö VOa2) on aiemmin lokalisoitu varhaisiin endosomeihin – reseptorien endosytoosin paikkaan . Ligandiin sitoutumisen jälkeen Notch-reseptori kulkee endosyyttistä reittiä ja proteaasit pilkkovat sen aktivoitumista varten. Myöhemmin reseptorit hajoavat lysosomissa . Drososphilassa mutaatiot Vps25:ssä, joka on osa ESCRT-koneistoa, joka säätelee signaalireseptorien endosomaalista lajittelua, aiheuttavat Notch-reseptorin kertymisen endosomeihin ja tehostavat Notch-signalointia . Tutkimuksessa, jossa analysoitiin drosophilan Hrs:n, toisen ESCRT:n komponentin, mutaatioita, Notch kertyy endosomeihin, mutta ei aiheuta Notch-signaloinnin ektooppista aktivoitumista . Autofagian häviäminen johtaa Notch-signaalin aktivoitumiseen Drosophilan munasarjojen follikkelisoluissa, koska Notchin hajoaminen häiriintyy. Toisin kuin näissä raporteissa, riippumattomassa tutkimuksessa havaittiin, että mutaatiot Rabconnection-3:ssa häiritsevät V-ATPaasin protonipumppausaktiivisuutta ja kerryttävät Notchia myöhäisiin endosomeihin S2-hajautuksen jälkeen, mikä vähentää Notch-signalointia Drosophilan ja nisäkässoluissa . Näitä löydöksiä seurasivat Drosophilassa tehdyt raportit, jotka osoittivat edelleen, että endolysosomaalisen reitin happamoitumisen kautta V-ATPaasia tarvitaan Notchin aktivoitumiseen endosomeissa sekä Notchin hajoamiseen lysosomeissa . Nisäkkäiden kehityksen aikana V-ATPaasin dominoivan negatiivisen alayksikön ilmentyminen hermoston esiasteissa vähensi Notch-signalointia ja tyhjensi hermoston kantasoluja, mikä johti hermosolujen erilaistumiseen . Äskettäin Nuc1-mutaation saaneiden rottien verkkokalvon astrosyyteillä tehdyissä tutkimuksissa osoitettiin, että Notch-signalointi häiriintyy. Notch-signaloinnin väheneminen johtui mutatoituneesta βA3/A1-kristalliinista, joka säätelee V-ATPaasiaktiivisuutta, mikä johtaa endosomaalisen happamoitumisen ja γ-sekretaasiaktiivisuuden heikkenemiseen ja vaikuttaa siten Notch-reseptorin prosessointinopeuteen . Tämä on mielenkiintoinen havainto, kun otetaan huomioon, että V-ATPaasin merkitys näkökyvylle on nyt nousemassa esiin . Yhdessä nämä havainnot osoittavat, että V-ATPaasin harjoittamalla Notch-signaloinnin säätelyllä voi olla sekä myönteisiä että kielteisiä seurauksia riippuen V-ATPaasiaktiivisuuden solulokalisoinnista (endosomit vs. lysosomit) ja Notch-reseptorin prosessoinnin riippuvuudesta endosomaalisesta reitistä . Vaikka V-ATPaasin ja Notchin ristikkäisvaihtelua on tutkittu V-ATPaasista riippuvaisen endolysosomaalisen happamoitumisen yhteydessä, joka vaikuttaa Notch-signalointiin, tuore raportti viittaa siihen, että säätely voisi olla myös päinvastaista. Kirjoittajat viittaavat erityisesti siihen, että Presinilin1 (PS1), joka on osa γ-sekretaasientsyymikompleksia, joka vastaa Notch-reseptorin ja β-amyloidipeptidin pilkkomisesta, on fyysisesti vuorovaikutuksessa V-ATPaasin VOa1-isoformin kanssa ja kohdistaa sen endoplasmisesta retikulumista lysosomeihin. Tutkimuksissamme on todettu, että V-ATPaasi säätelee Notch-signalointia rintasyövässä ja maitorauhasen kehityksessä . a2V ilmentyy proliferoivien maitorauhasen epiteelisolujen ja kolmoisnegatiivisten rintasyöpäsolujen (Triple Negative Breast Cancer, TNBC) pinnalla, mikä viittaa sen rooliin solujen proliferaatiossa normaalin kehityksen ja sairauden aikana. TNBC:ssä a2V:n esto tehostaa Notch-signalointia estämällä Notch-reseptorin lysosomaalisen ja autofagisen hajoamisen . A2V:n menetys hiiren maitorauhasessa johtaa epänormaaliin Notch-aktivoitumiseen ja heikentää kanavan morfogeneesiä aiheuttaen imetysvikoja . Notch-signalointi aktivoituu PGN + poly(I:C)-infektion aiheuttaman ennenaikaisen synnytyksen aikana, mikä johtaa pro-inflammatoristen vasteiden säätelyyn, ja sen estäminen parantaa elävien sikiöiden eloonjäämistä kohdunsisäisesti. Lisäksi ennenaikaisessa synnytyksessä, jonka aiheutti LPS-injektion aiheuttama tulehdusreaktio, havaittiin Notchiin liittyvän tulehduksen ylössäätelyä ja angiogeneesitekijöiden alasäätelyä . Sekä infektio- että tulehduksellisissa ennenaikaisen synnytyksen malleissa pystyimme pelastamaan fenotyypin hoitamalla γ-sekretaasin estäjillä (GSI) . Tämä viitoittaa tietä tärkeälle tulevaisuuden suunnalle erityisesti siksi, että GSI on tehokas Notch-signaloinnin estäjä, ja se on tällä hetkellä kliinisissä tutkimuksissa useiden syöpien hoidossa. Tämän myötä V-ATPaasin ja Notchin ristikkäisviestintä osoittautuu tärkeäksi normaalin kehityksen ja Alzheimerin ja erilaisten syöpien kaltaisten sairauksien aikana.

Wnt-signalointi

Wnt-signalointireitillä on merkittävä rooli solujen ja kudosten ylläpidossa, polarisoinnissa ja erilaistumisessa. Ihmisillä Wnt-signaloinnin säätelyhäiriö on liitetty syövän syntyyn . Klassinen esimerkki häiriintyneestä Wnt-signaloinnista on paksusuolen syöpä, jossa Wnt-signaloinnin negatiivisen säätelijän Adenomatous Polyposis Coli (APC) häviäminen laukaisee tuumorigeneesin . Signaloinnin aikana Wnt-ligandit vaikuttavat kohdesoluihin sitoutumalla Frizzediin, Fz:ään ja LRP:hen (low density-lipoprotein, matalan tiheyden lipoproteiini), jotka ovat solupinnan reseptorikomplekseja ja johtavat glykogeenisyntaasikinaasin (GSK-3) hajoamiseen ja sen jälkeiseen β-kateniinin vapautumiseen. β-kateniini on Wnt-reitin tärkein myötävirran välittäjä, joka aktivoi Wnt-kohteena olevat onkogeenigeenit, kuten c myc ja sykliiniD1 . (P) RR, Pro Renin Receptor, jota kutsutaan myös ATP6ap2:ksi, toimii adaptorimolekyylinä V-ATPaasin ja Wnt-reseptorikompleksin LRP 5/6 välillä. Xenopus- ja Drosophila-eläimissä on osoitettu, että V-ATPaasi on vuorovaikutuksessa LRP 5/6 -reseptorikompleksin kanssa, ja sekä V-ATPaasin geneettinen tyrmäys että farmakologinen esto häiritsevät signaalinsiirtoa ja vähentävät merkittävästi solujen vastetta Wnt-signaaliin . Lisäksi on osoitettu, että V-ATPaasi säätelee epäsuorasti Wnt-signaalin välittäjää β-kateniinia ja Notchin välittäjää NICD:tä autofagian kautta.

TGF-β-signaalin välitys

Mutaatiot a2V-geenissä aiheuttavat Autosomaalisen resessiivisen Cutis Laxa (ACL) -oireyhtymän, jossa potilailla esiintyy vähentyneitä solunulkoisia matriisiproteiineja, kuten kollageenin kaltaisia matriksin ulkopuolisia proteiineja, mikä johtaa ryppyilevään ihoilmiöön . Nämä havainnot saavat tukea, kun tutkittiin mekanistisesti ihmisillä esiintyvää cutis laxaa aiheuttavia mutaatioita ja todettiin, että a2P405L-mutaatio on epästabiili ja viallinen golgin liikenteessä verrattuna villityyppiin . Lisäksi raportit viittaavat ACL:n glykosylaatiovirheeseen, joka johtaa kohonneeseen transformoivan kasvutekijä-beetan (TGF-β) signalointiin näillä potilailla, joilla on a2V-mutaatioita . V-ATPaasi edistää rotan proksimaalisten tubulaaristen epiteelisolujen TGF-β:n indusoimaa epiteeli-mesenkymaalista siirtymää . Sen lisäksi, että a2V:n esto vaikutti Notch-signalointiin, se aktivoi Wnt-reitin TNBC:ssä ja TGF-β-reitin maitorauhasen epiteelisoluissa . Tämä viittaa siihen, että a2V:n rooli signaalivälittäjien moduloinnissa ei koske yksinomaan Notchia. Lisäksi näillä hiirillä esiintyi myös kollageenin kokonaismäärän vähenemistä heikentyneen glykosylaation vuoksi.

mTOR-signalointi

MTOR-signaloinnissa seriini-treoniinikinaasi mTOR ja muut mTOR-kompleksin 1 (mTORC1) komponentit aistivat aminohappojen saatavuuden solustressin ja moduloivat kasvua .Aminohappostimulaation yhteydessä V-ATPaasi aktivoi Ragulatorin guaniininvaihtotekijän (GEF) aktiivisuutta RagA:ta kohtaan, mikä puolestaan edistää RagC:n GTP-hydrolyysiä . GTP:hen sitoutunut RagA ja GDP:hen latautunut RagC rekrytoivat yhdessä mTORC1:n lysosomaalipinnalle . Aktivoitunut mTORC1 reagoi kasvutekijäsignaaliin ja ohjaa säätelyvaihtoehtoa solukuolemasta proliferaatioon . Tuoreessa raportissa ehdotettiin, että osteoklastien protonipumpun säätelijä Atp6v1c1 osallistuu rintasyövän kasvun tehostamiseen aktivoimalla mTORC1-reittiä ja luun etäpesäkkeiden muodostumiseen lisäämällä V-ATPaasiaktiivisuutta .

.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.