NF-kB (nuclear factor kappa light chain enhancer of activated B cells) egy nagyon konzervált transzkripciós faktorok családja, amelyek számos fontos sejtes viselkedést szabályoznak, különösen a gyulladásos reakciókat, a sejtnövekedést és az apoptózist . Az NF-kB olyan betegségekben is részt vesz, mint a rák, az ízületi gyulladás és az asztma (áttekintve ).
NF-kB
a kanonikus NF-kB aktiválási útvonal vázlatos ábrázolása., Ábra igazítani PMID: 17119127.
NF-kB a DNS – kötő fehérjék Rel családjának tagjainak homo-vagy hetero-dimerizációján keresztül alakul ki. Emlősökben ezek közé tartozik a RelA (p65), a c-rel, a RelB, a p105 (a P50 prekurzora) és a p100 (a P52 prekurzora). A család minden tagja tartalmaz egy Rel-homológiai domént (RHD), amely maga is egy DNS-kötő régióból, egy dimerizációs régióból és egy nukleáris lokalizációs jelből áll.
az NF-kB aktivitást az Ikba, IkBß, IkBy, IkBe és Bcl-3 néven ismert fehérjék családja szabályozza., Inaktivált állapotukban NF-kB komplexek lokalizálódnak a citoplazmában, komplexben IkB kináz-α (IKKa), IkB kináz-β (IKKß) és IKKy/NEMO, egy nem enzimatikus fehérje, amely állványként működhet. Az IKK komplexet különböző citokinokkal, gyulladásos molekulákkal és stresszjelekkel lehet aktiválni .
a kanonikus úton aktivált IKKb foszforilátok IkB, amelyet később mindenütt jelen vannak, és proteázok általi lebomlásra jelölnek. Ez felszabadítja az NF-kB-t az IkB-t tartalmazó komplexből, és leleplezi a nukleáris lokalizációs jelet (NLS)., A RelA/c-Rel/p50-ből álló NF-kB komplex ezután átkerül a magba, ahol aktiválhatja célgénjeinek transzkripcióját . A nem kanonikus úton a p100 P52-re bomlik, lehetővé téve, hogy egy RelB / p52 komplex a citoplazmából a magba transzláljon .
az NF-kB összetételétől függően a magban különböző gének aktívan átíródnak. A géncélok ezen variációját és specificitását tovább határozza a különböző alegységek transzlációs módosítása, például a P65 foszforilációja.,
a gének széles skáláját az NF-kB célozza meg, beleértve a saját inhibitorát, az IkB-t is. Ebben az esetben az újonnan előállított IkB kötődik az NF-kB komplexhez, növeli annak lokalizációját a citoplazmában, ezáltal negatív automatikus szabályozási visszacsatolási hurkot jelent az NF-kB aktivitáshoz.
a nem kanonikus NF-kB aktiválási útvonal vázlata. Itt a p100 P52-re bomlik. A PMID-től adaptált ábra: 17119127
NF-kB az immunválaszban
az NF-kB elsődleges funkciója az apoptózis szabályozása., Függetlenül attól, hogy a transzkripciós faktor anti-apoptotikus vagy pro-apoptotikus választ indukál-e, mind a sejttípus, mind az ingerek függenek. Míg az NF-kB túlnyomórészt megakadályozza az apoptózist A B-sejtekben, és elősegíti a B-sejtek aktiválódását, hatása a T-sejtekben változó, és az ingerek típusától függ . Például a glükokortikoid által indukált apoptózist a T-sejtekben az NF-kB gátolhatja, míg az ionomicin által közvetített apoptózis NF-kB aktiválást igényel . Ezenkívül az NF-kB megakadályozza, hogy a pro-gyulladásos citokin TNF-alfa gyulladás vagy vírusfertőzések hatására apoptózist indukáljon.,
a fehérvérsejtekben az apoptózis szabályozásában játszott szerepéhez hasonlóan az NF-kB megakadályozhatja a hepatocita apoptózisát, ezáltal fokozva a máj regenerálódását, vagy vírusfertőzések, például adenovirális fertőzés esetén apoptózist okozhat . Érdekes módon bizonyos vírusok, mint például a HIV, EBV és Hepatitis C, NF-kB aktivációt indukálnak a fertőzött sejtekben az apoptózis megelőzésére .
szerepet játszik a Mechanobiológiában
az immunválasz szabályozásában betöltött kiemelkedő szerepe mellett az NF-kB-t több sejttípus mechanotranszdukciójának közvetítőjeként is azonosították., Ezt a szerepet mind az aktiválás, mind a lokalizáció változásai hajtják végre, a mechanikai jelekre válaszul.
a megváltozott citoszkeleton dinamika például aktiválja az NF-kB-t, és ez a tevékenység döntő fontosságú a rákban, ahol a sejtkörnyezet mechanikai tulajdonságainak változása nemcsak megváltozott transzkripciós profilokhoz vezet, hanem a lamellipodia kialakulásához és a fokozott sejtmotilitáshoz is. Ebben az összefüggésben számos támogató tanulmányt végeztek.,
például azt találták, hogy a szubsztrát merevsége szabályozza az NF-kB aktivitást a tüdő adenokarcinóma sejtekben, merevebb szubsztrátokkal, amelyek elősegítik a sejtek terjedését . A mechanikai tulajdonságokat, például a szubsztrát merevségét az integrinek aktiválásával detektálják a fokális tapadásokon belül, valamint az actomyosin rostok kontraktilis aktivitását a citoszkeletonon belül. Valójában az NF-kB aktivitás szabályozását ebben az esetben aktomyosin összehúzódások szabályozzák., A fokális tapadásokból származó jelek mechanotranszdukcióját, amely az NF-kB aktiválásában csúcsosodik ki, túlnyomórészt Rho-mediált útvonalakon keresztül segíti elő. Például aktiválása alpha6 / beta4 integrin belül fokális összenövések, aktiválja Rac1 és Cdc42, ami viszont lebontja IkB, ami az aktiválás NF-kB .
Hasonlóképpen a sejtes motilitás kóros növekedése, amely rosszindulatú transzformációhoz vezethet, az NF–kB RhoA-ROCK által közvetített aktivációjához kapcsolódott ., Itt kimutatták, hogy az endothel sejt-sejt kapcsolatok megszakadása aktin reorganizációt indított, majd a RhoA és a PKD1 (protein kináz D1) aktiválása következett be. A RhoA pkd1 aktiválását elősegíti az SFK (Src család kinázok) és az nPKC (új PKC enzimek) aktiválása. Az aktív PKD1 elősegítette az NF-kB aktivitását, és bár az NF-kB által megcélzott specifikus gének ebben a példában ismeretlenek voltak, a szerzők jelezték, hogy az epitheliális tumorogenezis a végső eredmény .
az aktinszálak és mikrotubulusok képződésének vagy szétszerelésének változásai szintén befolyásolják az NF-kB lokalizációját., Különösen az aktivált NF-kB nukleáris lokalizációja korrelál a citoszkeleton dinamikájával, és függ a mikrotubulus alapú motorfehérjétől, a dyneintől . Mivel a mikrotubulusok forgalma , valamint az aktinszálak szervezése csökken, az NF-kB transzlokációja a magba nő.
az aktivált NF-kB-nak a magba történő transzlokációjának növekedését figyelték meg számos sejttípusban, amikor mechanikai feszültségeket helyeznek a sejtre., Például vascularis endothel sejtekben és oszteoblasztokban kimutatták, hogy az NF-kB a citoplazmából a magba transzlál a folyadék nyírási stressz hatására. Hasonló példák nukleáris transzlokáció az NF-kB chondrocytes alatt nagysága függ a nyomó-törzs, valamint a kulturált osteoblastok, kitéve oszcilláló (azaz a nem-folyamatos) folyadék áramlását . Az utóbbi esetben a szerzők azt is kimutatták, hogy az NF-kB-val szemben fokális adhéziós kináz (FAK) is részt vesz ., Érdekes módon a FAK nem volt szükséges az IKK TNF-α indukált aktiválásához, így hangsúlyozva a FAK szerepét az NF-kB útvonal mechanikai, nem gyulladásos aktiválásában.
aktivált NF-kB (p65) transzlokálja a citoplazmát a maghoz, ahol fizikailag kötődik a myocardinhoz, megakadályozva a myocardin/SRF/CARG ternary komplex kialakulását, ezáltal gátolva az SRF-szabályozott gén expresszióját. Ez az elnyomás végül fokozott sejtproliferációt eredményez., Másrészt, ha elegendő koncentrációban van jelen, a myocardin blokkolhatja az NF-kB kötődését a (NF-kB) specifikus DNS-eleméhez, enyhítve vagy akár megszüntetve a TNF-α expressziót az LPS-stimulált sejtekben (az ábrán adaptálva).
az NF-kB más mechanoszenzitív jelátviteli útvonalakhoz is kapcsolódik. Különösen az NF-kB útvonal és az SRF útvonal közötti keresztbeszélgetést Tang et al (ábra.5). Ebben a szív-és simaizomsejteken végzett munkában az NF-kB-t a myocardin/SRF által közvetített gén expressziójának represszoraként írták le., Itt az aktivált NF-kB a citoplazmából a magba költözött, ahol kölcsönhatásba lépett a myocardinnal, megakadályozva a myocardin / SRF / CArG ternary komplex kialakulását, ezáltal gátolva az SRF-szabályozott gén expresszióját. Ez az elnyomás végül megnövekedett sejtproliferációt eredményezett, egyetértve azzal a megállapítással, hogy a myocardin inaktiválása rosszindulatú daganat növekedésével jár. Fontos, hogy a mycardin szabályozhatja az NF-kB aktivitást is., Ez akkor fordul elő, amikor a myocardin blokkolja a specifikus DNS-elemekhez kötődő NF-KBS-t, és kimutatták, hogy az LPS-stimulált sejtekben gyengíti, vagy akár megszünteti a TNF-α expressziót. Ez csökkenti a sejtproliferációt, ezért azt sugallja, hogy a myocardin és az NF-kB antagonista szerepet játszanak a sejtciklus szabályozásában.
összességében egyértelmű, hogy a citoszkeleton szervezet és a sejt mikrokörnyezet fizikai tulajdonságai modulálhatják az NF-kB aktivitását és lokalizációját.