Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

NEM-GENOMIKUS SZTEROID RECEPTOR JELÁTVITELI ÚTVONALAK

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Berki Tímea és Boldizsár FerencJelátvitel

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Glükokortikoid hatások

• A glükokortikoid kifejezés (glukóz + cortex + szteroid) a hormon szerepére utal a glukóz metabolizmus szabályozásában, a termelődésére a mellékvesekéregben és a szteránvázas szerkezetre.

• Glükokortikoid receptor minden gerinces sejtben megtalálható

DexamethasoneKortizol

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Alapok

• Bizonyos szteroid hormonhatások perceken belül mérhetőek, pl. iontöltés változások, membrán változások, foszforilációs változások

• Akut állapotok kezelése: asztma, allergia, sokk – magas szteroid koncentráció szükséges az azonnali hatáshoz

• Apoptózis-elindító képesség

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Glükokortikoid hatások

RE

Plazma membrán

Sejtmag

Más citoplazmatikus

jelátviteli fehérjék

Hormon

mReceptor

Mitokondrium

Gén expresszió

?

cReceptor

Citoplazma

HSP90

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

GR jelátviteli útvonalak

• Genomikus (“klasszikus”)• Direkt membrán hatások• Membrán GR• Kapcsolódás citoplazmatikus jelátviteli

fehérjékkel• Mitokondriális transzlokáció

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Genomikus szteroid hatások

GRE

Ezred-másodperc (?)

Másodpercek-percek (?)

Órák-napok

Ko-regulátorok

TF-ok

Sejtmag

Dimerizáció

Kötődés

Molekulák találkozása

?

?

Szabályozásszintjei

CBG kötésa vérben

MDR amembránban

Metabolizmus és anukleáris receptor

sorsa

Transzkripció GRE RE

RNS-ek

Fehérjék

TF-ok

G-fehérjekapcsolt receptor

Ion csatorna Ionotróp receptor

Ion pumpa

Sejtmag

MR/GRSzteroid G-fehérje Neurotranszmitter

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Genomikus és nem-genomikus GC hormon hatások

Lassú Közepes Gyors

Transzmembrán ionáramFoszforilációs eseményekKálciumszint változások

Plazma membrán

Citoplazma

Glükokortikoid

mGR

cGR

Specifikus cGRfüggő hatások

Specifikus mGRfüggő hatások Nem-specifikus GC

hatások

GRE

TF

nGRE pGRE

Transzrepreszió Transzaktiváció

Genomikus GC hatások Nem-genomikus GC hatások

IL-2 IkB

STATNFkB TCR

MAPK

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Kísérleti bizonyítékok

• Glükokortikoszteroid kötődése a receptorhoz (GR) PIP3K és AKT proteinkináz aktivációt eredményez, amely eNOS aktivációhoz és vazorelaxációhoz vezet.

• Kimutatták, hogy a membrán asszociált GR összefügg a GC indukálta limfocita lízissel

• Ugyancsak kimutatták, hogy bizonyos glükokortikoidok rapid hatásként gátolják a gyulladásos prosztaglandin PGE2 felszabadulást

• A glükokortikoid receptorból, a Hsp90-ből valamint az LCK és FYN tirosin kinázból álló multi-protein komplex kötődik az antigén által aktivált T sejt receptorhoz (TCR). Ez a GR komplex is szükséges a TCR jelátvitelhez. Ha a GC hormon bekötődik a GR-hoz, ez a multiprotein komplex felbomlik, és így gátlódik a TCR jelátvitel.

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Direkt membrán hatások

• Humán VVT• Nagydózisú szteroid-kezelés befolyásolja az emlőrák

sejtek membrán lipid mobilitását • LPS-sel kezelt B-limfocitáknál fokozódik a membrán lipid

mobilitás• Gátlódik a Na+ és Ca2+ membrán transzport és fokozódik a

H+ felvétel a mitokondriumba• Vese epitélsejteken a DX befolyásolja a tight junction

kialakulását • 20 perc kortisol kezelés alapvető változásokat okozott a

bazolaterális amygdala neuronok ingerelhetőségében

GC-ok nagy dózisban megváltoztatják a plazmamebrán fiziko-kémiai sajátságait lipidoldékony tulajdonságuk miatt.

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Membrán glükokortikoid receptor (mGR)• Kimutatták: rágcsáló és humán lymphoid sejtvonalakon • Kétéltű agyon • Korreláció mutatható ki humán leukémia sejtvonalak

sejtciklus függő GC indukálta apoptózis érzékenysége és a mGR expresszió között

• A mGR jelenléte Sionov szerint korrelál a sejttípus GC-rezisztenciájával

• Humán prifériás vér monociták és B sejtek • mGR+ monocita előfordulása növekszik rheumatoid

arthritiszes, SLEs és ankylosis spondylitises betegekben

Milyen útvonalak aktiválódnak mGR hatására???

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Adatok mitokondriális GR-ra

• Ligand-kötés hatására a glükokortikoid receptor transzlokálódik a mitokondriumba limfoid és nem-limfoid sejtekben, ahol elindítja az apoptotikus kaszkádot

• Ligand-indukálta mitokondriális GR transzlokáció szoros korrelációt mutat számos sejtvonal GC-indukálta apoptózis érzékenységével

• CD4+CD8+ (DP) timocitákban a ligand-kötött GR a mag helyett a sejtek mitokondriumába transzlokálódik rövid idejű in vitro GC kezelés hatására, amely korrelál a sejtek nagyfokú apoptózis érzékenységével

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Mitokondriális GR hatások

A mitokondriumban a GR különböző mechanizmusokkal hathat:

• Mint mitokondriális transzkripciós faktor• Kapcsolódhat más mitokondriális transzkripciós

faktorokkal• Kapcsolódhat pro- és anti-apoptotikus fehérjékkel

(pl. Bcl-2 család fehérjéi)• Csökkenti a mitokondriális membrán potenciált

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Ligand-indukálta GR mitokondriális transzlokáció DP timocitákban

DICCD4CD8 GR

CMX-Ros

GR+CMX-Ros DIC

CD4CD8 GR

CMX-Ros

GR+CMX-Ros

Kontroll DX

Mitokondriális -GR kolokalizáció (pixelek)

*

0

100

200

300

400

500Ctrl

DX

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Mitokondriális GR transzlokáció

Mitokondrium

cReceptor

HSP90

Membránpotenciál ↓

DNS Bcl-2 család

Másfehérjék

APOPTÓZIS

Transzkripciósfaktorok

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011 Genomikus és nem-genomikus glükokortikoid hatások összefoglalása

RE

Plazma membrán

Sejtmag

Más citoplazmatikus jelátviteli fehérjék

Hormon

mReceptor

Mitokondrium

Gén expresszió

?

cReceptor

Citoplazma

HSP90