ADGRE5 (Adhesion G protein-coupled receptor E5) или CD97 — белок класса адгезивных рецепторов, сопряжённых с G-белком (GPCR)[1][2], продукт гена ADGRE5[3][4][5][6]. Белки класса адгезивных GPCR характеризуются крупным внеклеточным регионом, который часто содержат N-конечные белковые функциональные фрагменты, связанные с семиспиральным мембранным регионом TM7 через домен, известный как GAIN (индуцирующий аутопротеолиз GPCR)[7].
CD97 широко экспрессирован на многих клетках, включая гемопоэтические стволовые клетки и клетки-предшественники, иммунные клетки, эпителиальные клетки, мышечные клетки, а также опухолевые клетки упомянутого происхождения[8][9][10][11][12][13]. N-Конечный домен CD97 содержит EGF-подобные домены, которые в результате альтернативного сплайсинга образуют три арианта белка[5]. N-Конечный фрагмент CD97 имеет 3-5 EGF-подобных доменов у человека и 3-4 — у мыши[14].
Фактор ускорения распада комплемента (DAF/CD55), регуляторный белок каскада комплемента, взаимодействует с первым и вторым EGF-подобными доменами CD97[15], хондроитинсульфат B — с четвёртым[16]. Интегрины α5β1 и αvβ3 связываются с доменом RGD, расположенным после EGF-подобных доменов[17], а CD90 (Thy-1) взаимодействует с доменом GAIN[18]. Связывание с CD55 требует N-гликозилирования EGF-подобных доменов CD97[19].
Роль в передаче сигнала
Трансгенная экспрессия CD97 у мышей приводит к увеличению нефосфорилированного мембраносвязанного β-катенина и фосфорилированной протеинкиназы B (AKT)[20]. Более того, эктопическая экспрессия CD97 облегчает активацию RhoA посредством связывания с Gα12/13, а также индуцирует экспрессию Ki67 и фосфорилирует киназы ERK и Akt за счёт усиления передачи сигнала рецептора лизофосфатидной кислотыLPAR1[21][22]. Лизофосфатидилэтаноламин и лизофосфатидная кислота используют димер LPAR1–CD97 для переноса сигнала комплекса Gi/o-белок-фосфолипаза C-инозитол-1,4,5-трифосфат и индуцирует уровень внутриклеточного кальция в клетках пака молочной железы[23].
Функции
CD97 играет критическую роль медиатора иммунной системы. При активации лимфоидных и миелоидных клеток и нейтрофилов экспрессия CD97 увеличивается, что обеспечивает адгезию и миграцию этих клеток к участкам воспаления[24]. Более этого, показано, что CD97 регулирует гомеостазгранулоцитов. Обнаружено, что у мышей, у которых отсутствует CD97 или его лиганд CD55, уровень гранулоцитов повышен в два раза в результате усиленного гранулопоэза[25]. Антитела против CD97 снижают различные воспалительные заболевания за счёт понижения гранулоцитов[26]. При этом анти-CD97 антитела вызывают гранулоцитопению только при воспалении посредством механизма, связанного с Fc-рецептором[27]. Наконец, взаимодействие между CD97 и его лигандом CD55 регулирует активацию T-лимфоцитов и усиливает пролиферацию и синтез цитокинов[28][29].
Нарушения в экспрессии CD97 описаны при аутоиммунных заболеваниях, таких как ревматоидный артрит и рассеянный склероз. Экспрессия CD97 на макрофагах и наличие высокого уровня CD55 на фибробласто-подобных синовиальных клетках предполагает, что взаимодействие CD97 с CD55 участвует в рекрутировании и задерживании макрофагов в синовиальной оболочке при ревматоидном артрите[30]. Антитела против CD97, как и отсутствие CD97 и CD55, у мышей снижают синовиальное воспаление и повреждение суставов при индуцированном экспериментальном артрите[31][32]. В мозге CD97 отсутствует в белом веществе, экспрессия белка ограничена исключительно эндотелием сосудов. В ранних предактивных бляшках повышенная экспрессия CD97 на эндотелиальных клетках и стабильная экспрессия на мигрировавших лейкоцитах предполагает роль обоих белков в миграции иммунных клеток через гематоэнцефалический барьер[33]. Кроме этого, свободные N-терминальные фрагменты CD97 обнаружены в сыворотке больных ревматоидным артром и рассеянным склерозом[30].
Кроме важных функций в иммунной системе CD97, вероятно, участвует в межклеточных взаимодействиях. CD97 в энтероцитах толстого кишечника усиливает E-кадгериновыеадгезивные контакты, что обеспечивает латеральное межклеточное соединение и регулирует локализацию и деградацию β-катенина, опосредованные киназой гликогенсинтазы 3β и протеинкиназой B[20]. Эктопическая экспрессия CD97 повышает уровень N-кадгерина и β-катенина в клетках фибросаркомы, что усиливает межклеточную агрегацию[34]. CD97 присутствует на саркоплазматическом ретикулуме и периферической сарколемме мышечных клеток скелетных мышц. Однако, хотя отсутствие CD97 влияет на структуру сарколеммы, оно не изменяет функционирование мышцы[13]. Наконец, CD97 способен активировать ангиогенез эндотелия, опосредованный через интегрины α5β1 и αvβ3, которые обеспечивают прикрепление клеток[17].
Клиническое значение
Экспрессия CD97 на опухолевых клетках впервые была обнаружена на клетках дедифференциированной фибросаркомы и в метастазах этих клеток в лимфатических узлах[35]. В настоящее время известно, что CD97 присутствует на многих типах опухолей, включая тироидные, желудочные, поджелудочные, пищеводные, колоректальные и оральные сквамозные саркомы, а также глиобластомы[35][36][37][38][39][40][41]. Кроме этого, повышенная экспрессия CD97 характерна для клеток инвазивной зоны опухолей[42], что предполагает возможную роль белка в миграции и метастазировании опухолевых клеток[39][42] и коррелирует с неблагоприятным прогнозом[40][37][38][43][44]. В некоторых опухолях роль CD97 зависит от изоформы белка. Так, короткая изоформа EGF(1,2,5) усиливает миграцию и метастазирование клеток карциномы желудка[45]; короткая изоформа EGF(1,2,5) индуцирует, а полная изоформа EGF(1-5), наоборот, подавляет проникновение клеток карциномы желудка в ткани[46].
Повышенная экспрессия CD97 индуцирует клеточную миграцию, активирует матриксные металлопротеиназы (MMP) и повышает секрецию интерлийкина 8[47]. Супрессор опухоли микроРНК-126, который часто понижен в опухолевых клетках, влияет на CD97, что может модулировать прогрессирование опухоли[48]. CD97 может образовывать гетеродимер с рецептором LPAR1, играющий роль в росте опухоли, который синэргически модулирует функции и перенос сигнала Rho ГТФазы, опосредованного лизофосфатидной кислотой[22][21]. CD97 регулирует локализацию и деградацию β-катенина[20]. Киназа гликогенсинтазы 3β, заингибированная в некоторых опухолевых клетках, регулирует стабильность β-катенина в цитоплазме и его последующий перенос в ядро, который облегчает экспрессию протоонкогенов[49][50]. Благодаря своей роли в инвазии опухолей и ангиогенезе CD97 является потенциальной терапевтической мишенью. Обнаружено, что несколько агентов способны снизить экспрессию CD97, такие как TGF-β, бутират натрия, ретиноевая кислота и троглитазон[37][38][51].
Примечания
↑Stacey M, Yona S. Adhesion-GPCRs: Structure to Function (Advances in Experimental Medicine and Biology). — Berlin : Springer, 2011. — ISBN 978-1-4419-7912-4.
↑Langenhan, T; Aust, G; Hamann, J (21 May 2013). "Sticky signaling--adhesion class G protein-coupled receptors take the stage". Science Signaling. 6 (276): re3. doi:10.1126/scisignal.2003825. PMID23695165. S2CID6958640.
↑Hamann J, Eichler W, Hamann D, Kerstens HM, Poddighe PJ, Hoovers JM, Hartmann E, Strauss M, van Lier RA (Aug 1995). "Expression cloning and chromosomal mapping of the leukocyte activation antigen CD97, a new seven-span transmembrane molecule of the secretion receptor superfamily with an unusual extracellular domain". Journal of Immunology. 155 (4): 1942—50. PMID7636245.
↑Hamann J, Hartmann E, van Lier RA (Feb 1996). "Structure of the human CD97 gene: exon shuffling has generated a new type of seven-span transmembrane molecule related to the secretin receptor superfamily". Genomics. 32 (1): 144—7. doi:10.1006/geno.1996.0092. PMID8786105.
↑Jaspars LH, Vos W, Aust G, Van Lier RA, Hamann J (Apr 2001). "Tissue distribution of the human CD97 EGF-TM7 receptor". Tissue Antigens. 57 (4): 325—31. doi:10.1034/j.1399-0039.2001.057004325.x. PMID11380941.
↑Aust G, Wandel E, Boltze C, Sittig D, Schütz A, Horn LC, Wobus M (Apr 2006). "Diversity of CD97 in smooth muscle cells". Cell and Tissue Research. 324 (1): 139—47. doi:10.1007/s00441-005-0103-2. PMID16408199. S2CID36161414.
↑Gordon S, Hamann J, Lin HH, Stacey M (Sep 2011). "F4/80 and the related adhesion-GPCRs". European Journal of Immunology. 41 (9): 2472—6. doi:10.1002/eji.201141715. PMID21952799.
↑Wobus M, Vogel B, Schmücking E, Hamann J, Aust G (Dec 2004). "N-glycosylation of CD97 within the EGF domains is crucial for epitope accessibility in normal and malignant cells as well as CD55 ligand binding". International Journal of Cancer. 112 (5): 815—22. doi:10.1002/ijc.20483. PMID15386373. S2CID25515098.
↑Park SJ, Lee KP, Kang S, Chung HY, Bae YS, Okajima F, Im DS (Nov 2013). "Lysophosphatidylethanolamine utilizes LPA(1) and CD97 in MDA-MB-231 breast cancer cells". Cellular Signalling. 25 (11): 2147—54. doi:10.1016/j.cellsig.2013.07.001. PMID23838008.
↑Veninga H, de Groot DM, McCloskey N, Owens BM, Dessing MC, Verbeek JS, Nourshargh S, van Eenennaam H, Boots AM, Hamann J (Mar 2011). "CD97 antibody depletes granulocytes in mice under conditions of acute inflammation via a Fc receptor-dependent mechanism". Journal of Leukocyte Biology. 89 (3): 413—21. doi:10.1189/jlb.0510280. PMID21169517. S2CID21436547.
↑ 12Hamann J, Wishaupt JO, van Lier RA, Smeets TJ, Breedveld FC, Tak PP (Apr 1999). "Expression of the activation antigen CD97 and its ligand CD55 in rheumatoid synovial tissue". Arthritis and Rheumatism. 42 (4): 650—8. doi:10.1002/1529-0131(199904)42:4<650::AID-ANR7>3.0.CO;2-S. PMID10211878.
↑Hoek RM, de Launay D, Kop EN, Yilmaz-Elis AS, Lin F, Reedquist KA, Verbeek JS, Medof ME, Tak PP, Hamann J (Apr 2010). "Deletion of either CD55 or CD97 ameliorates arthritis in mouse models". Arthritis and Rheumatism. 62 (4): 1036—42. doi:10.1002/art.27347. PMID20131275.
↑Visser L, de Vos AF, Hamann J, Melief MJ, van Meurs M, van Lier RA, Laman JD, Hintzen RQ (Nov 2002). "Expression of the EGF-TM7 receptor CD97 and its ligand CD55 (DAF) in multiple sclerosis". Journal of Neuroimmunology. 132 (1—2): 156—63. doi:10.1016/s0165-5728(02)00306-5. PMID12417446. S2CID23377628.
↑Hsiao CC, Chen HY, Chang GW, Lin HH (Jan 2011). "GPS autoproteolysis is required for CD97 to up-regulate the expression of N-cadherin that promotes homotypic cell-cell aggregation". FEBS Letters. 585 (2): 313—8. doi:10.1016/j.febslet.2010.12.005. PMID21156175. S2CID24457862.
↑ 12Aust G, Eichler W, Laue S, Lehmann I, Heldin NE, Lotz O, Scherbaum WA, Dralle H, Hoang-Vu C (May 1997). "CD97: a dedifferentiation marker in human thyroid carcinomas". Cancer Research. 57 (9): 1798—806. PMID9135025.
↑ 123Mustafa T, Eckert A, Klonisch T, Kehlen A, Maurer P, Klintschar M, Erhuma M, Zschoyan R, Gimm O, Dralle H, Schubert J, Hoang-Vu C (Jan 2005). "Expression of the epidermal growth factor seven-transmembrane member CD97 correlates with grading and staging in human oral squamous cell carcinomas". Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention. 14 (1): 108—19. PMID15668483.
↑ 12Wobus M, Huber O, Hamann J, Aust G (Nov 2006). "CD97 overexpression in tumor cells at the invasion front in colorectal cancer (CC) is independently regulated of the canonical Wnt pathway". Molecular Carcinogenesis. 45 (11): 881—6. doi:10.1002/mc.20262. PMID16929497. S2CID24924901.