NF-kB (fator nuclear kappa light chain enhancer das células B ativadas) é uma família de fatores de transcrição altamente conservadas que regulam muitos comportamentos celulares importantes, em particular, respostas inflamatórias, crescimento celular e apoptose . NF-kB também está envolvido em doenças como câncer, artrite e asma (revisado em ).
composição e activação de NF-kB
representação esquemática da via canónica de activação de NF-kB., Figura adaptada de PMID: 17119127.
NF-kB é formado através da homo – ou hetero-dimerização de membros da família Rel de proteínas de ligação do ADN. Em mamíferos estes incluem rel (p65), c-rel, RelB, p105 (o precursor de p50), e p100 (o precursor de p52). Cada membro desta família contém um domínio de homologia Rel (RHD), que consiste em uma região de ligação de DNA, uma região de dimerização e um sinal de localização nuclear.
NF-kB activity is regulated by family of proteins known as IkBs which include IkBa, IkBß, IkBy, IkBe and Bcl-3., Quando in their inactivated state, NF-kB complexes are localized in the cytoplasm, in complex with IkB kinase-α (IKKa), IkB kinase-β (IKKß) and IKKy/NEMO, a non-enzymatic protein that may function as a scaffold. O complexo IKK pode ser ativado por várias citocinas, moléculas inflamatórias e sinais de estresse .
na Via canónica, fosforilatos IKKb activados IkB que é subsequentemente ubiquitinados e marcados para degradação pelas proteases. Isso libera NF-kB do complexo contendo IkB e desmascara o sinal de localização nuclear (NLS)., Um complexo NF-kB composto de rel / c-Rel / p50 então translocará para o núcleo onde pode ativar a transcrição de seus genes-alvo . Na via não canônica, p100 é degradado para p52, permitindo que um complexo RelB / p52 translocate do citoplasma para o núcleo .
dependendo da composição de NF-kB no núcleo, diferentes genes serão ativamente transcritos. Esta variação e especificidade nos alvos genéticos é determinada pela modificação pós-translacional de diferentes subunidades, como a fosforilação de p65.,
uma vasta gama de genes são visados por NF-kB, incluindo o do seu próprio inibidor, IkB. Neste caso, o IkB recém-produzido ligará-se ao complexo NF-kB e aumentará a sua localização no citoplasma, representando assim um ciclo de feedback auto-regulador negativo para a actividade NF-kB.
Schematic of the non-canonical NF-kB activation pathway. Aqui p100 é degradado para p52. Figura adaptada de PMID: 17119127
NF-kB na resposta imunitária
a função primária de NF-kB está na regulação da apoptose., Se o factor de transcrição induz uma resposta anti-apoptótica ou pro-apoptótica, é tanto dependente do tipo celular como de estímulos. Enquanto NF-kB previne predominantemente a apoptose nas células B, e promove a ativação das células B, seu efeito nas células T é variável, e depende do tipo de estímulo . Por exemplo, a apoptose induzida pelo glucocorticóide nas células T pode ser inibida por NF-kB, enquanto que a apoptose mediada pela ionomicina requer ativação NF-kB . Além disso, NF-kB impede o TNF-alfa pró-inflamatório da citoquina de induzir apoptose em resposta a inflamação ou infecções virais.,semelhante ao seu papel na regulação da apoptose nos glóbulos brancos, NF-kB pode prevenir a apoptose nos hepatócitos, aumentando assim a regeneração hepática , ou induzir apoptose em caso de infecções virais, tais como uma infecção adenoviral . Curiosamente, certos vírus como HIV, EBV e hepatite C induzem ativação NF-kB para prevenir apoptose nas células infectadas .
a Role in Mechanobiology
aparte of its prominent role in immune response regulation, NF-kB has also been identified as a mediator of mechanotransduction in several cell types., Este papel é realizado através de mudanças na sua ativação e localização, em resposta a sinais mecânicos.
a dinâmica alterada do citoesqueleto, por exemplo, irá ativar NF-kB e esta atividade é crucial no câncer, onde mudanças nas propriedades mecânicas do ambiente celular levam não só a perfis de transcrição alterados, mas também, formação lamellipodia e mobilidade celular melhorada. Foi neste contexto que foram realizados muitos estudos de apoio.,por exemplo, a rigidez do substrato foi encontrada para regular a atividade NF-kB nas células do adenocarcinoma pulmonar, com substratos mais resistentes promovendo a disseminação celular . Propriedades mecânicas, como a rigidez do substrato, são detectadas pela ativação de integrinas dentro de aderências focais, e a atividade contráctil das fibras de actomiosina dentro do citoesqueleto. Com efeito, verificou-se que a regulamentação da actividade dos NF-kB era regulada por contrações da actomyosin neste caso., A mecanotransdução de Sinais com origem em aderências focais e culminando na activação de NF-kB é facilitada predominantemente através de vias mediadas por Rho. Por exemplo, a ativação da integrina alfa6/beta4 dentro das adesões focais, ativa Rac1 e Cdc42, que por sua vez degrada IkB, levando à ativação de NF-kB .da mesma forma, um aumento patológico na motilidade celular, que pode levar a transformação maligna, foi ligado com a ativação mediada por Roa–rocha de NF-kB ., Aqui, a interrupção dos contatos com células endoteliais foi vista para iniciar a reorganização da actina, com uma subsequente ativação de RhoA e PKD1 (proteína cinase D1). A ativação do PKD1 pela RhoA é facilitada pela ativação do SFK (Src family kinases) e do nPKC (novas enzimas PKC). Active PKD1 promovido NF-kB atividade e, embora os genes específicos visados pelo NF-kB neste exemplo foram desconhecido, os autores indicaram que epiteliais tumorogenesis foi o resultado final .as mudanças na formação ou desmontagem de filamentos e microtúbulos de actina também terão impacto na localização de NF-kB., Em particular, a localização nuclear de NF-kB ativado está correlacionada com a dinâmica do citosqueleto e é dependente da proteína motora baseada em microtúbulos, dynein . À medida que o volume de negócios dos microtúbulos , e a organização dos filamentos de actina, é reduzido, a translocação de NF-kB para o núcleo é aumentada.
um aumento na translocação de NF-kB ativado para o núcleo tem sido observado em uma série de tipos de células quando tensões mecânicas são colocadas sobre a célula., Por exemplo , em células endoteliais vasculares e osteoblastos, NF-kB foi mostrado para translocar do citoplasma para o núcleo em resposta ao estresse de cisalhamento fluido. Exemplos semelhantes incluem a translocação nuclear de NF-kB em condrócitos sob tensão de compressão dependente da magnitude, bem como em osteoblastos cultivados, submetidos a fluxo de fluido oscilatório (isto é, não contínuo). Neste último caso, os autores também mostraram o envolvimento da adesão focal kinase (FAK) a montante de NF-kB ., Curiosamente, FAK não era necessário para a ativação induzida pelo TNF-α Do IKK, enfatizando assim o papel do FAK na ativação mecânica, ao invés de inflamatória, da via NF-kB.
NF-kB activada (p65) translocata do citoplasma para o núcleo, onde se liga fisicamente à miocardina, impedindo a formação do complexo ternário SRF/carg, inibindo assim a expressão genética regulada por SRF. Esta repressão resulta, em última análise, num aumento da proliferação celular., Por outro lado, quando presente em concentrações suficientes, miocardin pode bloquear a ligação NF-kB ao seu elemento de DNA específico (NF-kB), atenuando ou mesmo abolindo a expressão TNF-α em células estimuladas por LPS (figura adaptada).
NF-kB também está ligado a outras vias de sinalização mecanossensíveis. Em particular, a conversa cruzada entre a via NF-kB e a via SRF foi demonstrada por Tang et al (Fig.5). In this work, conducted on cardiac and smooth muscle cells, NF-kB was described as a repressor of miocardn/SRF-mediated gene expression., Aqui, ativado NF-kB moveu-se do citoplasma para o núcleo, onde interagiu com miocardina, impedindo a formação do complexo ternário SRF/carg, inibindo assim a expressão do gene regulado pelo SRF. Esta repressão resultou, em última análise, no aumento da proliferação celular, de acordo com os achados de que a inactivação da miocardina está associada ao crescimento maligno do tumor . Importante, mycardin pode regular a atividade NF-kB também., Isto ocorre quando a miocardina bloqueia a ligação de NF-kBs a elementos específicos de DNA e foi mostrado para atenuar, ou mesmo abolir, a expressão TNF-α em células estimuladas por LPS. Isso resulta em diminuição da proliferação celular e, portanto, sugere que miocardin e NF-kB desempenham papéis antagônicos na regulação do ciclo celular.no geral, é claro que a organização do citoesqueleto e as propriedades físicas do microambiente celular podem modular a atividade e localização do NF-kB.