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

Nem-genomikus szteroid receptor jelátviteli útvonalak Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a 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

Glükokortikoid hatások A glükokortikoid 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 Dexamethasone Kortizol

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

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

GR jelátviteli útvonalak Genomikus (“klasszikus”) Direkt membrán hatások Membrán GR Kapcsolódás citoplazmatikus jelátviteli fehérjékkel Mitokondriális transzlokáció

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

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

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 limfocita lízissel Ugyancsak kimutatták, hogy bizonyos glükokortikoidok rapid hatásként gátolják a gyulladásos prosztaglandin PGE2 felszabadulást A glükokortikoid receptorból, a Hsp90-ből valamint az LCK és FYN tirosin kinázból 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.

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 Vese epitélsejteken a DX befolyásolja a tight junction kialakulását 20 perc kortisol kezelés alapvető változásokat okozott a bazolaterális amygdala neuronok ingerelhetőségében GC-ok nagy dózisban megváltoztatják a plazmamebrán fiziko-kémiai sajátságait lipidoldékony tulajdonságuk miatt.

Membrán glükokortikoid receptor (mGR) Kimutatták: rágcsáló és humán lymphoid sejtvonalakon Kétéltű agyon Korreláció mutatható ki humán leukémia sejtvonalak sejtciklus függő GC indukálta apoptózis érzékenysége és a mGR expresszió között A mGR jelenléte Sionov szerint korrelál a sejttípus GC-rezisztenciájával Humán prifériás vér monociták és B sejtek mGR+ monocita előfordulása növekszik rheumatoid arthritiszes, SLEs és ankylosis spondylitises betegekben Milyen útvonalak aktiválódnak mGR hatására???

Adatok mitokondriális GR-ra Ligand-kötés hatására a glükokortikoid receptor transzlokálódik a mitokondriumba limfoid és nem-limfoid sejtekben, ahol elindítja az apoptotikus kaszkádot Ligand-indukálta mitokondriális GR transzlokáció szoros korrelációt mutat számos sejtvonal GC-indukálta apoptózis érzékenységével CD4+CD8+ (DP) timocitákban a ligand-kötött GR a mag helyett a sejtek mitokondriumába transzlokálódik rövid idejű in vitro GC kezelés hatására, amely korrelál a sejtek nagyfokú apoptózis érzékenységével

Mitokondriális GR hatások A mitokondriumban a GR különböző mechanizmusokkal hathat: Mint mitokondriális transzkripciós faktor Kapcsolódhat más mitokondriális transzkripciós faktorokkal Kapcsolódhat pro- és anti-apoptotikus fehérjékkel (pl. Bcl-2 család fehérjéi) Csökkenti a mitokondriális membrán potenciált

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

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

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