markery membrány dospělých kmenových buněk: jejich význam a kritická Role v jejich proliferaci a diferenciaci potenciálů

2.1. CD73 membránový marker

CD73 se autokrinním a parakrinním způsobem podílí na regulaci různých fyziologických procesů. Primární struktura CD73 byla popsána Misumi et al. jako dimer dvou identických 70-kD podjednotek vázaných glykosylfosfatidylinositolovou vazbou na vnější plochu plazmatické membrány. Tato molekula je EKTO-5′ – nukleotidáza, která defosforyluje nukleosid adenosinmonofosfát (AMP) na adenosin (ADO). ADO je silný endogenní fyziologický a farmakologický regulátor mnoha funkcí. ADO zprostředkovává své účinky na regeneraci a opravu tkáně vazbou a aktivací rodiny receptorů vázaných na G protein (adenosin A1, A2A, A2B a A3 receptory). Aktivace g proteinu aktivuje dráhu PKA aktivací cyklického AMP. PKA je enzym, který přenáší fosfátovou skupinu z ATP na jiné specifické proteiny, jako je cyklický protein vázající prvek AMP (CREB). PKa je transkripční koaktivátor, který stimuluje transkripci několika genů fosforylační cestou kináz. Mezi těmito kinázami aktivují extracelulární kinázy regulované signálem (ERK) mnoho transkripčních faktorů, jako je aktivace proteinu 1 (AP1). AP1 řídí řadu buněčných procesů včetně diferenciace, proliferace a apoptózy . Jako jeden z cílových genů cyklinu D jsou transkripční faktory AP1 také spojeny s regenerací tkáně. Cyklin D je protein, který se podílí na regulaci progrese buněčného cyklu regulací fází G1–to-S . AP1 také indukuje CREB, další transkripční faktor zodpovědný za zvýšení nebo snížení transkripce následných genů . Přítomnost CD73 v buněčné membráně umožňuje tomuto enzymu uvolňovat ADO z extracelulárního AMP. ADO se pak váže na membránový receptor spojený s G proteinem. Aktivace g proteinu indukuje fosforylační kaskádu, která umožňuje aktivaci transkripčních faktorů. Cílové geny těchto transkripčních faktorů jsou ty, které se podílejí na buněčném cyklu, syntéze extracelulární matrice a vaskulárních růstových faktorech (Obrázek 1). Nicméně aktivace těchto receptorů indukuje variabilní odpovědi v různých buňkách.

cesta generuje osvobození extracelulárního ADO a mohla by být zodpovědná za angiogenní účinky pozorované při transplantaci kmenových buněk. Vzhledem k defosforylátové enzymatické aktivitě CD73 na AMP, Cesta indukuje syntézu VEGF. Nepřímo je CD73 zodpovědný za angiogenní kapacitu kmenových buněk, protože generování ADO autokrinní signalizací bude následně stimulovat produkci VEGF, proangiogenního faktoru. Například v buňkách kosterního svalstva aktivovaná PKA fosforyluje enzymy podílející se na metabolismu glykogenu, které současně spouštějí rozklad glykogenu na glukózu a inhibují syntézu glykogenu, čímž se během několika sekund zvyšuje množství glukózy dostupné svalovým buňkám. V makrofágech také indukuje syntézu angiogenních faktorů, jako je VEGF a proliferace endotelových buněk lidské sítnice . Cesta také hraje důležitou roli v proliferaci endotelových buněk. Stimulace receptorů A2A by mohla být zodpovědná za hojení ran stimulací angiogeneze i produkce matrice . Montesinos et al. navrhl, že stimulace receptoru ADOA2A ADO podporuje nábor cirkulujících endotelových prekurzorových buněk odvozených z kostní dřeně a diferenciaci do endotelových buněk. CD73 slouží jako kostimulační molekula při aktivaci T buněk .

bylo popsáno několik aktivit pro CD73 a jeho produkt ADO, včetně interakcí ADO s jeho receptorem v hematopoetických buňkách vzhledem k aktivaci a angiogenním schopnostem těchto buněk. Pravděpodobně v kmenových buňkách souvisí transmembránový protein CD73 s kapacitou buněk diferencovat se do několika linií, protože receptor A2A byl naočkován jako možný regulátor diferenciace osteoblastů v kostních tkáních . Cesta generovaná tímto membránovým markerem indukuje syntézu extracelulární matrice a podporuje produkci kolagenu v kůži a v játrech .

další aktivitou pozorovanou v kmenových buňkách je jejich imunomodulační potenciál, který souvisí s inhibicí ADO proti zánětlivým účinkům neutrofilů . ADO je také neuromodulátor působící prostřednictvím receptorů A1 a A2. A1Rs jsou hojně exprimovány v celém mozku a řídí synaptický přenos. Vzhledem ke své účasti na tvorbě cAMP v synaptosomech byl CD73 navržen jako alternativní cíl při léčbě některých případů synaptické degenerace a neurodegenerace .

CD73 souvisí s kardiopatiemi, protože ADO produkované aktivitou 5′-nukleotidázy CD73 by mohlo mít kontrolu nad mineralizací aortální chlopně . Vývoj a zrání arteriálních aterosklerotických plátů souvisely se zhoršenou expresí CD73. Produkce ADO CD73 je kritická pro adaptaci na hypoxii v myokardu, kde produkce ADO katalyzovaná CD73 působí jako kritický kontrolní bod pro udržení a regulaci funkce vaskulární bariéry ve více tkáních pod hypoxií .

další stromální buňky nesoucí CD73 jsou fibroblasty, které jsou nejčastějšími buňkami v pojivových tkáních. Fibroblasty syntetizují extracelulární matrici, která zahrnuje kolagen, glykosaminoglykany, elastická vlákna a glykoproteiny, a také se účastní zánětlivých reakcí. Fibroblasty pomáhají udržovat strukturální integritu pojivových tkání . Na těchto aktivitách se podílí membránový marker CD73, který umožňuje aktivaci g-proteinu následovanou cestou k indukci aktivace transkripčních faktorů odpovědných za syntézu molekul extracelulární matrice.