N em - genomi kus s z teroid receptor jelátviteli útvonalak

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

2. Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011 Berki Tímea és Boldizsár Ferenc Jelátvitel Nem-genomikus szteroid receptor jelátviteli útvonalak

3. Glükokortikoid hatások • Aglükokortikoid 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 • Kortizol • Dexamethasone

4. Alapok • Bizonyos szteroid hormonhatások perceken belül mérhetőek, pl. iontöltés változások, membrán változások, foszforilációsváltozások • Akut állapotok kezelése: asztma, allergia, sokk – magas szteroid koncentráció szükséges az azonnali hatáshoz • Apoptózis-elindító képesség

5. Glükokortikoid hatások Hormon mReceptor Plazma membrán Citoplazma ? Más citoplazmatikus jelátviteli fehérjék HSP90 cReceptor Gén expresszió RE Mitokondrium Sejtmag

6. GR jelátviteli útvonalak • Genomikus (“klasszikus”) • Direkt membrán hatások • Membrán GR • Kapcsolódáscitoplazmatikus jelátviteli fehérjékkel • Mitokondriális transzlokáció

7. Genomikus szteroid hatások Szabályozás szintjei Ezred- másodperc (?) Órák-napok Másodpercek -percek(?) G-fehérje kapcsolt receptor Ion csatorna Ionotróp receptor Ion pumpa CBG kötés a vérben MDR a membránban ? Molekulák találkozása Kötődés Metabolizmus és a nukleáris receptor sorsa ? TF-ok Fehérjék Ko-regulátorok RNS-ek Dimerizáció Sejtmag Sejtmag TF-ok Transzkripció RE GRE GRE Szteroid MR/GR G-fehérje Neurotranszmitter

8. Genomikus és nem-genomikus GC hormon hatások Nem-genomikusGC hatások GenomikusGC hatások Glükokortikoid mGR Plazma membrán Citoplazma Specifikus mGR függő hatások Nem-specifikus GC hatások TF cGR Specifikus cGR függő hatások Transzmembrán ionáram Foszforilációs események Kálciumszint változások STAT NFkB TCR IL-2 IkB MAPK Transzaktiváció pGRE GRE nGRE Transzrepreszió Lassú Gyors Közepes

9. 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 limfocitalízissel • Ugyancsak kimutatták, hogy bizonyos glükokortikoidok rapid hatásként gátolják a gyulladásos prosztaglandin PGE2 felszabadulást • A glükokortikoid receptorból, a Hsp90-ből valamint az LCK és FYN tirosinkinázból 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.

10. 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 • Veseepitélsejteken a DX befolyásolja a tight junction kialakulását • 20 perckortisolkezelés alapvető változásokat okozott a bazolaterálisamygdala neuronok ingerelhetőségében • GC-oknagy dózisban megváltoztatják a plazmamebránfiziko-kémiai sajátságait lipidoldékony tulajdonságuk miatt.

11. Membránglükokortikoid receptor (mGR) • Kimutatták: rágcsáló és humán lymphoid sejtvonalakon • Kétéltű agyon • Korreláció mutatható ki humán leukémia sejtvonalak sejtciklus függő GC indukálta apoptózis érzékenysége és amGR expresszió között • AmGRjelenléte Sionov szerint korrelál a sejttípus GC-rezisztenciájával • Humán prifériás vér monocitákés B sejtek • mGR+ monocita előfordulása növekszik rheumatoid arthritiszes, SLEsésankylosisspondylitisesbetegekben • Milyen útvonalak aktiválódnak mGRhatására???

12. Adatok mitokondriális GR-ra • Ligand-kötés hatására aglükokortikoid receptor transzlokálódik a mitokondriumbalimfoidés nem-limfoidsejtekben, ahol elindítja azapoptotikuskaszkádot • Ligand-indukáltamitokondriális GR transzlokáció szoros korrelációt mutat számos sejtvonal GC-indukáltaapoptózis érzékenységével • CD4+CD8+ (DP) timocitákban a ligand-kötött GR a mag helyett a sejtek mitokondriumábatranszlokálódik rövid idejű in vitro GC kezelés hatására, amely korrelál a sejtek nagyfokú apoptózis érzékenységével

13. Mitokondriális GR hatások • Amitokondriumban a GR különböző mechanizmusokkal hathat: • Mint mitokondriálistranszkripciós faktor • Kapcsolódhat másmitokondriális transzkripciósfaktorokkal • Kapcsolódhat pro- és anti-apoptotikus fehérjékkel (pl. Bcl-2 család fehérjéi) • Csökkenti a mitokondriálismembránpotenciált

14. Kontroll DX CMX-Ros GR+ CMX- Ros CMX-Ros GR+ CMX- Ros CD4 CD8 CD4 CD8 DIC GR DIC GR Ligand-indukálta GR mitokondriális transzlokáció DP timocitákban Mitokondriális-GR kolokalizáció(pixelek) * 500 Ctrl 400 DX 300 200 100 0

15. Mitokondriális GR transzlokáció HSP90 cReceptor Membrán potenciál ↓ Más fehérjék DNS Bcl-2 család Transzkripciós faktorok Mitokondrium APOPTÓZIS

16. Genomikus és nem-genomikusglükokortikoid hatások összefoglalása Hormon mReceptor Plazma membrán Citoplazma ? Más citoplazmatikus jelátviteli fehérjék HSP90 cReceptor Gén expresszió RE Mitokondrium Sejtmag