Ανάλυση της μεταγωγής σήματος μεταξύ των τριών υποτύπων του α2-αδρενεργικού υποδοχέα
Authors: Καρκούλιας Γεώργιος 
Published: August 2021

Οι τρεις υπότυποι του α2-αδρενεργικού υποδοχέα (α2-AR) είναι υποδοχείς που διασυνδέονται με G-πρωτεΐνες (GPCRs) και διαμεσολαβούν τη δράση των ενδογενών κατεχολαμινών, επινεφρίνη και νορεπινεφρίνη. Διαφέρουν στις φαρμακολογικές ιδιότητες, στην ιστική κατανομή, στη ρύθμιση και στις φυσιολογικές τους δράσεις. Εκτός από τον καλά μελετημένο ρόλο τους στη νευροδιαβίβαση και την ρύθμιση του συμπαθητικού τόνου, οι α2-αδρενεργικοί υποδοχείς έχουν δειχθεί πρόσφατα να ασκούν νευρορυθμιστικές και νευροτροφικές δράσεις in vivo. Σε προηγούμενες μελέτες δείξαμε ότι οι τρεις α2-αδρενεργικοί υπότυποι επάγουν τη μορφολογική νευρωνική διαφοροποίηση των PC12 κυττάρων με υπότυπο-ειδικό τρόπο και συγκεκριμένα με τάξη ισχύος α2A< α2B < α2C. Ωστόσο, ο μοριακός μηχανισμός μέσω του οποίου ελέγχονται αυτές οι δράσεις καθώς και ο ρόλος κάθε υποτύπου δεν έχουν αναλυθεί επαρκώς in vitro. Στην παρούσα εργασία, δείχνουμε ότι η σηματοδότηση των α-αδρενεργικών υποδοχέων στα PC12 κύτταρα μεσολαβείται από την διαδοχική διενεργοποίηση δύο υποδοχέων με ενδογενή ενεργότητα κινάσης τυροσίνης, μία ταχεία διενεργοποίηση του EGFR και μία καθυστερημένη διενεργοποίηση του TrkA. Η ταχεία διενεργοποίηση του EGFR ελέγχει την ενεργοποίηση της MAPK και την πρώιμη ενεργοποίηση της Akt κινάσης, ενώ η καθυστερημένη διενεργοποίηση του TrkA διαμεσολαβεί την υπότυπο-ειδική (α2A< α2B < α2C) και παρατεταμένη ενεργοποίηση της Akt κινάσης. Ο μηχανισμός διενεργοποίησης του EGFR από τους α2-αδρενεργικούς υποδοχείς περιλαμβάνει την ενεργοποίηση της PLC, την απελευθέρωση του αραχιδονικού οξέος και το μεταβολισμό του από την P450-εξαρτώμενη εποξυγενάση, την ενεργοποίηση μεταλλοπρωτεϊνασών μέσω ενεργοποίησης των src κινασών και τελικά την απελευθέρωση του HB-EGF. Αντίθετα, η καθυστερημένη διενεργοποίηση του TrkA δεν είναι αποτέλεσμα ενός μηχανισμού που περιλαμβάνει την απελευθέρωση του αυξητικού παράγοντα NGF, ενώ είναι απόλυτα εξαρτώμενη από την προηγούμενη διενεργοποίηση του EGFR και την ενεργοποίηση των src κινασών. Επιπλέον, τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η σηματοδότηση των α2-αδρενεργικών υποδοχέων μέσω διενεργοποίησης υποδοχέων με ενδογενή ενεργότητα κινάσης τυροσίνης (RTKs) είναι υπεύθυνη για την υπότυπο-εξαρτώμενη διαφοροποιητική δράση της επινεφρίνης, περιλαμβανομένης της εξόδου από το κυτταρικό κύκλο, τον σχηματισμό νευριτών και την έκφραση πρωτεϊνών που χαρακτηρίζουν τον νευρωνικό φαινότυπο, με τη ενεργότητα της Akt κινάσης να είναι καθοριστική για την υπότυπο-ειδικότητα αυτής της δράσης. Οι τρεις α2-αδρενεργικοί υπότυποι και υποδοχείς για νευροπεπτίδια και αυξητικούς παράγοντες εκφράζονται ευρέως στο ΚΝΣ και παρουσιάζουν αλληλοεπικάλυψη ως προς την ιστική τους κατανομή. Είναι λοιπόν πιθανό οι α2-αδρενεργικοί υποδοχείς να δρουν συνεργικά ή εν σειρά με άλλους αυξητικούς παράγοντες προκειμένου να ασκήσουν την νευροτροφική τους δράση in vivo. Επίσης, ο καταλυτικός ρόλος του μεταγραφικού παράγοντα CREB στην ανάπτυξη του Νευρικού Συστήματος μας ώθησε να ερευνήσουμε την επίδραση των α2-αδρενεργικών υποτύπων σε αυτόν τον παράγοντα. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι οι α2-αδρενεργικοί υποδοχείς επάγουν την φωσφορυλίωση και την μεταγραφική ενεργοποίηση του CREB με υπότυπο-ειδικό τρόπο και συγκεκριμένα με τάξη ισχύος α2B < α2A α2C. Ο μηχανισμός ενεργοποίησης του CREB από τους α2-αδρενεργικούς υποδοχείς περιλαμβάνει τον μεταβολισμό του αραχιδονικού οξέος από την P450-εξαρτώμενη εποξυγενάση και την επακόλουθη ενεργοποίηση της PKA με υπότυπο-ειδικό τρόπο (α2B < α2A α2C), ενώ οι MAPK, PKC και Src ρυθμίζουν αρνητικά την επαγόμενη από α2-αδρενεργικούς υποδοχείς μεταγραφική ενεργοποίηση του CREB.