G-CSFR (Г-КСФР): путь передачи сигнала Jak-Stat
Jak-киназы активируются первыми после гомоолигомеризации рецептора, для чего требуются 57 мембранопроксимальных АКО, включая боксы 1 и 2 [ Avalos ea 1996 ]. Активация Jak-киназ приводит к фосфорилированию четырех консервативных тирозинов (Y) цитоплазматической области рецептора (Y704, Y729, Y744, Y764) (см. рис. 3 ), которые формируют потенциальные сайты связывания различных транскрипционных факторов и сигнальных молекул, включая Stat-белки , содержащих консервативные src2-гомологичные домены ( SH2-домены ) [ Avalos ea 1996 ]. В животных клетках обнаружено семь Stat-белков [ Darnell ea 1997 ]. Однако под действием Г-КСФ специфически активируются только Stat3 [ Chakraborty ea 1996 , Tian ea 1994 , Tian ea 1996 ], Stat5 [ Tian ea 1994 , Tian ea 1996 ] и в меньшей степени Statl [ De Konig ea 1996 , Tian ea 1994 ], которые формируют гомодимеры Stat3 и Stat5, а также небольшие количества гомодимеров Statl и гетеродимеров Stat1/З и Stat3/5 [ Ward ea 1999 , Ward ea 1999 ].
Специфичность клеточного ответа в значительной степени определяется сочетанием активированных Jak-киназ и Stat-белков, а также типом формируемых Stat-димеров [ Ward ea 2000a ]. Установлены кристаллические структуры комплексов Statl и Stat3 с ДНК [ Becker ea 1998 , Chen ea 1998 ], что позволит подойти к более глубокому пониманию тонких механизмов их специфичности.
Для активации белков Statl и Stat5 достаточны 55 АКО мембрано-проксимальной части цитоплазматической области Г-КСФР, содержащей боксы 1 и 2, и не требуются тирозины рецептора [ Tian ea 1996 , Ward ea 1999 ]. Предполагается, что киназы Jakl и Jak2 могут специфически связывать и фосфорилировать белки Statl и StatS [ Shuai., ea 1993 , Wakao ea 1994 ]. Исследование клеточных линий, дефицитных по белку Stat5, показало его важную роль в пролиферации [ Dong ea 1998 , Ilaria ea 1999 , Teglund ea 1998 ]. Другие доказательства участия StatS в пролиферации получены на мышах с делетированным геном StatS [ Teglund ea 1998 ] и при изучении экспрессии доминантно-негативных мутантов StatS [ Dong ea 1998 , Shimozati ea 1997 ]. Получены данные [ Dong ea 1998 ], свидетельствующие о важной роли белка Stat5 и в выживании клеток. С помощью новых доминантно-негативных мутантов Stat5 установлено его участие в дифференцировке и созревании [ Ilaria ea 1999 ], что требует дальнейших исследований.
Активация белка Stat3 не коррелирует с пролиферацией [ Nicholson ea 1995 , Tweardy ea 1995 ], а исследование экспрессии доминантно-негативных мутантов Stat3 и специфических С-концевых мутантов рецептора свидетельствует о его ключевой роли в дифференцировке и созревании миелоидных клеток-предшественниц гранулоцитов [ Shimozati ea 1997 , Ward ea 1999 ].
Активация Stat3 зависит от активации Jak2 [ Ward ea 1999 ], и для этого требуется как мембрано-проксимальная часть, так и С-концевая часть цитоплазматической области Г-КСФР (АКО 96-183), содержащая 4 АКО Туг [ De Konig ea 1996 , Nicholson ea 1995 , Tian ea 1996 ]. Специфичность активации Stat-белков в некоторой степени определяется их связыванием со специфическими Туг рецептора. Показано, что консервативная последовательность цитокиновых рецепторов, YXXQ , является сайтом связывания SН2-домена Stat3 [ Stahl ea 1995 ]. Действительно, последовательность Г-КСФР, YVLQ, в состав которой входит Туг704, является непосредственным сайтом связывания SН2-домена Stat5 [ Nucholson ea 1996 , Stahl ea 1995 ]. Это частично согласуется с данными [ Yoshikawa ea 1995 ], полученными при анализе мутантов мышиного рецептора с одиночными заменами Туг на Phe, свидетельствующими о том, что Туг703 и Туг728 (эквивалентны Туг704 и Туг729 чГ-КСФ.Р) необходимы для дифференцировки мышиных миелоидных клеток L-GM-1.
Появляется все больше доказательств существования как других сайтов связывания, так и других механизмов активации Stat3. Так, последовательность Г-КСФР, YENC , содержащая Туг744, также участвует в активации Stat3 [ Chakraborty ea 1999 , Ward ea 1999 ]. На модели лимфоидных про-В-клеток, Ba/F3, установлено, что при насыщающих концентрациях Г-КСФ активация StatS опосредуется С-концевой областью рецептора с помощью механизма, не зависимого от Туг, а при низких концентрациях Г-КСФ требуются Туг704 и Туг744 [ Ward ea 1999 ]. Предполагается, что промежуточные молекулы, ассоциированные с С-концевой областью рецептора Туr-независимым способом, содержащие последовательность YXXQ , могут участвовать в связывании с SН2-доменом Stat3 [ Shimoda ea 1997 , Ward ea 1999 ]. Использование наиболее адекватной модели миелоидных клеток 32D и новых мутантов по С-концевой области Г-КСФР с заменой трех Туг на Phe подтвердило, что при низких концентрациях Г-КСФ дифференцировка опосредуется Туг704 и Туг744 и в некоторой степени Туг729, и коррелируют с активацией Stat3 [ Ward ea 1999 ].
Интересно, что концентрация Г-КСФ, требуемая для активации белка Stat3 рецептором дикого типа, в -10 раз ниже по сравнению с белками Statl и Stat5 [ Ward ea 1999 ], что можно объяснить участием в их активации разных внутриклеточных сигнальных комплексов [ Ward ea 1999 ]. Предполагается, что комплекс рецептор-лиганд со стехиометрией 2:1, образующийся при низких концентрациях лиганда, активирует лишь некоторые пути передачи сигнала, включая активацию Stat3. При высоких концентрациях лиганда происходит сдвиг в сторону образования комплексов более высокого порядка (2:2, 4:4), которые активируют все пути передачи сигнала, включая активацию Stall и Stat5. Предложенная модель может иметь важное значение для понимания механизма переключения равновесного состояния гранулоцитопоэза на гранулоцитогюэз в условиях стресса, когда уровень Г-КСФ в крови повышается.
