CD90

Thy-1 nebo CD90  - GPI je ukotvený protein superrodiny imunoglobulinů, produkt genu THY1 . 25-27 kDa N-glykosylovaný protein s jedinou imunoglobulinovou doménou typu V, který byl původně objeven jako thymocytární antigen . Thy-1 slouží jako marker pro kmenové buňky a axonální procesy ve zralých neuronech . Strukturální studie tohoto proteinu vedly k objevu nadrodiny imunoglobulinů, ve které se ukázalo, že jde o nejmenší protein. Studie Thy-1 navícvedly k prvnímu biochemickému popisu a charakterizaci kotvy GPI vobratlovců a k prvnímu prokázání tkáňově specifické glykosylace.

Objev a nomenklatura

Antigen Thy-1 se stal prvním markerem T-lymfocytů . Objevili ho v roce 1964 Reif a Allen [1] při hledání heterologního antiséra proti myším leukemickým buňkám. Později byl nalezen také na myších thymocytech , T-lymfocytech a neuronových buňkách. Protein byl původně pojmenován theta(θ) antigen, poté Thy-1 ( THYmocyte  diferenciační antigen 1 ) kvůli jeho počáteční lokalizaci na thymocytech (prekurzory T-lymfocytů v brzlíku ). Lidský analog byl izolován v roce 1980 jako 25kDa protein (p25) z T-lymfoblastoidní buněčné linie MOLT-3 , která se váže na opičí anti-thymocytární antisérum [2] . Objev Thy-1 u myší a lidí vedl k následnému objevu četných markerů T-buněk, což byl významný pokrok v imunologii , protože tyto buňky hrají zásadní roli v adaptivní imunitě [2] .

Gen a alely

Gen Thy-1 je extrémně konzervovaný během evoluce obratlovců a dokonce i některých bezobratlých. Homology genu byly nalezeny u zvířat, jako je chobotnice, žába, kuře, myš, krysa, pes a člověk.

Gen Thy-1 se nachází na lidském chromozomu 11q 22.3 a na myším chromozomu 9qA5.1. Gen je dlouhý 6,82 kb . Lokus se nachází vedle genů CD3 a CD56/ NCAM1 .

Protein

Myší protein Thy-1 má molekulovou hmotnost 25 kDa (bez glykosylace), skládá se ze 111 nebo 112 aminokyselin a obsahuje 3 N-glykosylační místa (člověk má 2 místa). Prekurzorový protein obsahuje 162 aminokyselin (161 u lidí), z nichž 19 aminokyselin (132-162) patří do signálního peptidu a 31 (sekvence 20-131) do transmembránové domény proproteinu, která se odštěpuje během zrání. v poloze 131 se veverka připojí ke kotvě GPI .

Nejrozšířenějšími monoklonálními protilátkami pro detekci proteinů  jsou klony OX7, 5E10, K117 a L127. Existují důkazy, že protilátky proti Thy-1 mohou reagovat s některými prvky cytoskeletu: protilátky anti-Thy-1.2 - s aktinem vačnatců , hlodavců a lidí a protilátky anti-Thy-1.1 - s vimentinem , což bylo vysvětleno homologií v aminokyselinové sekvenci [3] .

Thy-1 , stejně jako mnoho jiných GPI-ukotvených proteinů, může být odstraněn z membrány specifickými typy fosfolipázy C.

Glykosylace

Thy-1  je jedním z nejvíce glykosylovaných proteinů, ve kterém sacharidová složka tvoří asi 30 % molekulové hmotnosti [4] . U většiny živočišných druhů má Thy-1 tři N-glykosylační místa (asparagin-23, -74 a -98). Složení cukrů se výrazně liší mezi různými tkáněmi a dokonce i mezi stejnými buňkami v různých stádiích diferenciace: například zbytky galaktosaminu jsou přítomny pouze na Thy-1 v mozku, zatímco kyselina sialová je přítomna v mnohem větším množství na Thy-1 brzlíku než na stejném proteinu v mozku. Thy-1 byl prvním proteinem, který vykazoval rozdílnou glykosylaci v buňkách různých tkání.

Výraz

Exprese Thy1 se u různých druhů liší. Protein je exprimován hlavně na thymocytech (předchůdci T-lymfocytů ) a CD34 (+)-prothymocytech, na neuronech, mezenchymálních kmenových buňkách , hematopoetických kmenových buňkách , přirozených zabíječských buňkách , na myších T-lymfocytech, endoteliálních buňkách (hlavně na vysokých endotelových buňkách buňky post-kapilární venuly a oblasti s aktivní diapedézou ), renální extraglomerulární mezangiální buňky; na cirkulujících metastatických melanomových buňkách , folikulárních dendritických buňkách , na částech fibroblastů a myofibroblastů .

Mezidruhové rozdíly v projevu

• U myší se Thy-1 nachází na thymocytech, periferních T buňkách, myoblastech, epidermálních buňkách a keratinocytech . U myší je to marker pro všechny T buňky, jako jsou CD2 , CD5 a CD28 .
• U lidí se Thy-1 nachází na endoteliálních buňkách, buňkách hladkého svalstva, podtypu CD34(+) buněk kostní dřeně, pupečníkových a srdečních fibroblastech a hematopoetických buňkách jaterního původu.
• Thy-1 je přítomen na některých mozkových buňkách a některých fibroblastech u většiny druhů obratlovců.
• nervová tkáň . V nervové tkáni je Thy-1 exprimován hlavně na neuronech , ale některé gliové buňky mohou také produkovat Thy-1, zejména v pozdějších stádiích diferenciace. Lidské buněčné linie neurogliálního původu, mnoho linií neuronálního původu a většina nádorových buněk mají vysokou úroveň exprese Thy-1 [5] . V mozku se zvláště vysoké hladiny Thy-1 nacházejí ve striatu a hippocampu , následovaném neokortexem , mozečkem , míchou , sítnicí a zrakovým nervem . Předpokládá se, že promotor genu Thy-1 je specifický pro mozek a tento promotor Thy-1 specifický pro neurony byl experimentálně použit k expresi požadovaného proteinu v mozku, jako je mutace proteinu APP jako myšího modelu Alzheimerovy choroby [ 6] . Exprese Thy-1 v mozku je regulována během vývoje. Jeho hladina v mozku novorozenců je velmi nízká a exponenciálně se zvyšuje během dozrávání mozku.
• lymfoidní tkáň . Exprese Thy-1 v lymfoidní tkáni se mezi různými druhy významně liší. U lidí je omezena na malou populaci kortikálních thymocytů [7] a chybí na zralých lidských T buňkách [8] . U myší je Thy-1 nejčastějším thymocytárním glykoproteinem, který obsahuje asi 1 milion kopií proteinu, který pokrývá 10–20 % buněčného povrchu [9] . Navíc u myší kortikální thymocyty exprimují více Thy-1 než medulární thymocyty, které zase exprimují více Thy-1 než zralejší buňky lymfatických uzlin (asi 200 000 kopií na buňku). Podobný trend je pozorován u potkana, i když u potkana hladina Thy-1 klesá v dřívějších fázích zrání T-buněk než u myši [10] a je přítomen pouze na thymocytech.

Indukce výrazů

Exprese Thy-1 je indukována následujícími látkami: thymopoetin , thymosiny , prostaglandiny , nervový růstový faktor , interleukin 1 , tumor nekrotizující faktory , forbolester TFA , ionofory vápníku a diacylglyceroly (DAG) [11] .

Buněčná lokalizace

Podobně jako GPI je protein ukotvený Thy-1 lokalizován na vnější vrstvě lipidových raftů buněčné membrány. Na neuronech se Thy-1 lokalizuje do zralých axonů . Axonový pahorek slouží jako bariéra pro laterální pohyb proteinu navzdory skutečnosti, že Thy-1 postrádá transmembránovou oblast. U krys a myší je Thy-1 přítomen na těle neuronu a dendritech, ale chybí v axonech, dokud není dokončen jejich růst a exprese je dočasně zablokována v případě poškození axonu.

Funkce

Funkce Thy-1 nejsou dosud plně pochopeny. Předpokládá se, že tento protein se účastní interakcí mezi buňkami a mezi buňkami a extracelulární matricí, která hraje roli při růstu ( dendrity a axony ), regeneraci nervů, apoptóze , metastázování, zánětu a fibróze.

Role v poznání

Studie na Thy-1 deaktivovaných myších ukázala, že takové myši přežívají a obecně vypadají normálně. Mají normální sociální interakci a učení v bludišti, ale na rozdíl od normálních myší se zdají být neschopné sociálního poznání, jako je učení od jiných myší, jaké jídlo je bezpečné jíst. Tato porucha byla vyřešena transgenní expresí Thy-1 u knockout myší nebo farmakologickou léčbou antagonisty receptoru GABAA . U myší s knockoutem se předpokládá, že se u nich vyvine zvýšená GABAergická inhibice v gyrus dentatus a lokální inhibice dlouhodobé potenciace .

Regulace růstu axonů

Síťování s anti-Thy-1 protilátkami zvyšuje růst neuritů, který závisí na aktivaci Gai-, L- a N-kalciových kanálů. Ačkoli ligand, který je zodpovědný za podporu růstu neuritů na astrocytech , nebyl dosud identifikován, integriny jsou inhibiční ligandy . Je známo, že Thy1 je jedním z ligandů pro beta-3 integrin . Interakce Thy1 na zralých axonech s beta-3 integrinem na astrocytech může být příčinou zástavy růstu axonů.

Aktivace T-lymfocytů

Zesíťování molekul Thy-1 na membránovém lipidovém raftu v kontextu CD28 -zprostředkovaného kostimulačního signálu v myších T buňkách může do určité míry nahradit aktivační signál z T-buněčného receptoru . Také naopak může Thy-1 hrát roli kostimulačního signálu pro receptor T-buněk, čímž nahrazuje CD28 [11] .

Apoptóza a nekróza

Zdá se, že zesíťování s protilátkami anti-Thy-1, které indukuje agregaci Thy-1, vede k apoptické smrti thymocytů a mezangiálních buněk navzdory upregulaci Bcl-2 , ačkoli některé důkazy naznačují nekrózu těchto buněk.

Jediná injekce myších monoklonálních protilátek OX7 proti Thy1.1 indukuje u potkanů ​​experimentální mesangioproliferativní glomerulonefritidu [12] , která se stala standardním experimentálním modelem v nefrologii ( antiThy1 GN ).

Potlačení nádoru

Ukázalo se, že exprese Thy-1 může u některých nádorů sloužit jako nádorový supresor [13] . Možná je toto potlačení způsobeno tím, že Thy-1 zvyšuje hladinu trombospondinu , osteonektinu a fibronektinu . Na druhou stranu je však známo, že Thy-1 může stimulovat metastázování buněk melanomu.

Buněčná adheze, vaskulární permeabilita, migrace

Jako ligand pro několik integrinů a možná i další dosud neznámé receptory zprostředkovává Thy-1 adhezi leukocytů a monocytů k endoteliálním buňkám a fibroblastům, adhezi buněk melanomu k endoteliálním buňkám a nakonec adhezi thymocytů k epitelu brzlíku [14] ] . Exprese Thy-1 je zvýšena po aktivaci endoteliálních buněk. Thy-1 interaguje s integrinem Mac-1 ( AM + B2 ) a hraje roli při navádění a náboru leukocytů [15] .

Fibróza

Úloha Thy-1 na fibrózu a fibroblasty je do určité míry tkáňově specifická. U plicní fibrózy je hladina Thy-1 ve stimulovaných fibroblastech snížena. Thy-1 knockout myši vykazují zvýšenou plicní fibrózu, stejně jako zvýšenou fibrózu indukovanou chemoterapeutickým lékem bleomycinem .

Další funkce

U Thy-1 knockout myší je kožní imunitní reakce narušena a jsou zjištěny anomálie ve vývoji sítnice: ztenčení vnitřní jaderné vrstvy , vnitřní vrstvy plexu , gangliové vrstvy a vnějších vrstev sítnice.

V biologii kmenových buněk

Thy-1 je považován za marker pro různé typy kmenových buněk (jako jsou hematopoetické kmenové buňky nebo HSC). Protein je jedním z běžných povrchových markerů používaných v průtokové cytometrii pro detekci kmenových buněk v kombinaci s několika dalšími, jako je CD34 . U lidí je Thy-1 exprimován na neuronech a hematopoetických kmenových buňkách a spolu s CD34 je považován za hlavní marker pluripotence HSC . U lidí jsou všechny Thy-1 pozitivní buňky CD34 pozitivní [16] [17] [18] [19] . Kromě toho je Thy-1 také markerem pro několik dalších typů kmenových buněk, včetně mezenchymálních kmenových buněk, jaterních kmenových buněk [20] , keratinocytových kmenových buněk [21] a pravděpodobně endometriálních [22] .

Poznámky

1. ↑ Reif AE, Allen JM (1964). „AKR thymický antigen a jeho distribuce v leukémiích a nervové tkáni“ . J. Exp. Med . 120 (3): 413-433. DOI : 10.1084/jem.120.3.413 . PMC2137766  . _ PMID  14207060 .
2. ↑ 1 2 Ades EW, Zwerner RK, Acton RT, Balch CM (1980). „Izolace a částečná charakterizace lidského homologu Thy-1“ . J. Exp. Med . 151 (2): 400-6. DOI : 10.1084/jem.151.2.400 . PMC2185777  . _ PMID  6153212 .
3. ↑ Dales S, Fujinami RS, Oldstone MB (září 1983). „Serologická příbuznost mezi Thy-1.2 a aktinem odhalená monoklonální protilátkou“ . J. Immunol . 131 (3): 1332-8. PMID  6136544 .
4. ↑ Pont S (1987). „Thy-1: marker podskupiny lymfoidních buněk schopný dodat aktivační signál myším T lymfocytům“ . biochemie . 69 (4): 315-20. DOI : 10.1016/0300-9084(87)90022-8 . PMID2888493  . _
5. ↑ Kemshead JT, Ritter MA, Cotmore SF, Greaves MF (1982). „Lidský Thy-1: exprese na buněčném povrchu neuronových a gliových buněk“. Brain Res . 236 (2): 451-61. DOI : 10.1016/0006-8993(82)90727-2 . PMID  6121610 . S2CID  25024190 .
6. ↑ Moechars D, Dewachter I, Lorent K, Reversé D, Baekelandt V, Naidu A, Tesseur I, Spittaels K, Haute CV, Checler F, Godaux E, Cordell B, Van Leuven F (1999). "Časné fenotypové změny u transgenních myší, které nadměrně exprimují různé mutanty amyloidního prekurzorového proteinu v mozku." J Biol. Chem . 274 (10): 6483-92. DOI : 10.1074/jbc.274.10.6483 . PMID  10037741 .
7. ↑ McKenzie JL, Fabre JW (1981). „Lidský thy-1: neobvyklá lokalizace a možný funkční význam v lymfoidních tkáních“ (strana s abstraktem) . J. Immunol . 126 (3): 843-50. PMID  7462633 . Archivováno z originálu dne 2008-10-12 . Staženo 2020-12-03 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
8. ↑ Saalbach A, Kraft R, Herrmann K, Haustein UF, Anderegg U (1998). "Monoklonální protilátka AS02 rozpoznává protein na lidských fibroblastech, který je vysoce homologní s Thy-1." Oblouk. Dermatol. Res . 290 (7): 360-6. DOI : 10.1007/s004030050318 . PMID  9749990 . S2CID  21090989 .
9. ↑ Killeen N (1997). „Regulace T-buněk: Thy-1 – skrytí v plném zobrazení“. Curr. biol . 7 (12): R774-7. DOI : 10.1016/S0960-9822(06)00402-7 . PMID  9382830 . S2CID  18093637 .
10. ↑ Crawford JM, Barton RW (1986). „Glykoprotein Thy-1: struktura, distribuce a ontogeneze“. Laboratoř. Investujte . 54 (2): 122-35. PMID2868157  . _
11. ↑ 1 2 Haeryfar SM, Hoskin DW (2004). „Thy-1: více než myší pan-T buněčný marker“. J. Immunol . 173 (6): 3581-8. DOI : 10.4049/jimmunol.173.6.3581 . PMID  15356100 .
12. ↑ Yamamoto T, Wilson CB (1987). „Kvantitativní a kvalitativní studie poškození mezangiálních buněk u potkanů ​​vyvolané protilátkami“ . Kidney Int . 32 (4): 514-25. DOI : 10.1038/ki.1987.240 . PMID  2892961 .
13. ↑ Abeysinghe HR, Cao Q, Xu J, Pollock S, Veyberman Y, Guckert NL, Keng P, Wang N (2003). "Exprese THY1 je spojena se supresí nádoru lidské rakoviny vaječníků." Cancer Genet. Cytogenet . 143 (2): 125-32. DOI : 10.1016/S0165-4608(02)00855-5 . PMID  12781446 .
14. ↑ Rege TA, Hagood JS (2006). „Thy-1 jako regulátor interakcí buňka-buňka a buňka-matrice při regeneraci axonu, apoptóze, adhezi, migraci, rakovině a fibróze“ . FASEBJ . 20 (8): 1045-54. DOI : 10.1096/fj.05-5460rev . PMID  16770003 . S2CID  16467655 .
15. ↑ Wetzel A, Chavakis T, Preissner KT, Sticherling M, Haustein UF, Anderegg U, Saalbach A (2004). „Lidský Thy-1 (CD90) na aktivovaných endoteliálních buňkách je protireceptorem pro leukocytární integrin Mac-1 (CD11b/CD18)“. J. Immunol . 172 (6): 3850-9. DOI : 10.4049/jimmunol.172.6.3850 . PMID  15004192 .
16. ↑ Boitano AE, Wang J, Romeo R, Bouchez LC, Parker AE, Sutton SE, Walker JR, Flaveny CA, Perdew GH, Denison MS, Schultz PG, Cooke MP (září 2010). „Antagonisté arylových uhlovodíkových receptorů podporují expanzi lidských hematopoetických kmenových buněk“ . věda . 329 (5997): 1345-8. Bibcode : 2010Sci...329.1345B . DOI : 10.1126/science.1191536 . PMC  3033342 . PMID20688981  . _
17. ↑ Craig W, Kay R, Cutler RL, Lansdorp PM (květen 1993). „Exprese Thy-1 na lidských hematopoetických progenitorových buňkách“ . J. Exp. Med . 177 (5): 1331-42. DOI : 10.1084/jem.177.5.1331 . PMC  2191025 . PMID  7683034 .
18. ↑ Majeti R, Park CY, Weissman IL (prosinec 2007). „Identifikace hierarchie multipotentních hematopoetických progenitorů v lidské pupečníkové krvi“ . Buněčná kmenová buňka . 1 (6): 635-45. DOI : 10.1016/j.stem.2007.10.001 . PMC2292126  . _ PMID  18371405 .
19. ↑ Mestas J, Hughes CC (březen 2004). „O myších a ne o lidech: rozdíly mezi myší a lidskou imunologií“. J. Immunol . 172 (5): 2731-8. DOI : 10.4049/jimmunol.172.5.2731 . PMID  14978070 .
20. ↑ Masson NM, Currie IS, Terrace JD, Garden OJ, Parks RW, Ross JA (2006). "Jaterní progenitorové buňky v lidských fetálních játrech exprimují oválný buněčný marker Thy-1." Dopoledne. J Physiol. gastrotest. Fyziol jater . 291 (1): G45-54. DOI : 10.1152/ajpgi.00465.2005 . PMID  16769813 .
21. ↑ Nakamura Y, Muguruma Y, Yahata T, Miyatake H, Sakai D, Mochida J, Hotta T, Ando K (2006). „Exprese CD90 na keratinocytových kmenových/progenitorových buňkách“ . Br. J. Dermatol . 154 (6): 1062-70. DOI : 10.1111/j.1365-2133.2006.07209.x . PMID  16704635 . S2CID  28647667 .
22. ↑ Gargett C.E. (2006). „Identifikace a charakterizace lidských endometriálních kmenových/progenitorových buněk“. Aust NZJ Obstet Gynaecol . 46 (3): 250-3. DOI : 10.1111/j.1479-828X.2006.00582.x . PMID  16704483 . S2CID  46030653 .

Literatura

• Leyton L, Díaz J, Martínez S, Palacios E, Pérez LA, Pérez RD (2019). „Thy-1/CD90 obousměrné a laterální signalizační lešení“ . Front Cell Dev Biol . 7 : 132. doi : 10.3389/ fcell.2019.00132 . PMC 6689999 . PMID 31428610 .  
• Morris RJ (2018). „Thy-1, protein Pathfinder pro postgenomickou éru“ . Front Cell Dev Biol . 6 : 173. doi : 10.3389/ fcell.2018.00173 . PMC 6305390 . PMID 30619853 .