Роль Р2-рецепторов, расположенных на клетках крови человека

P. 681-688.

29. Nunley D. L, Starr A. The evoluation of reparative techniques for the mitral valve // Ann. Thorac. Surg. — 1984. — Vol. 37. — P. 393-397.

30. Oppell U. O, Mohr F. W. Chordal Replacement for Both Minimally Invasive and Conventional Mitral Valve Surgery Using Premeasured Gore-Tex Loops // Ann. Thorac. Surg. — 2000. — Vol. 70. — P. 2166-2168.

31. Perier P. A new paradigm for the repair of posterior leaflet prolapse: respect rather than resect // Op. Techniques Thorac. Cardiovasc. Surg. — 2005. — Vol. 10 — P. 180.

32. Perier P., Clausnizer B, Mistraz K.Carpentier "sliding leaflet" technique for repair of the mitral valve: early results / P. Perier, // Ann. Thorac. Surg. — 1994. — Vol. 57. — P. 383-386.

33. Reed G. E, Tice A. D, Clauss R. N. Asymmetric exaggerated mitral annuloplasty. Repair of milral insufficiency with hemodynamic predictability // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. — 1965. — Vol. 49 — P. 752-755.

34. Roberts W. C, Mcintosh C. L, Wallace R. B. Mechanisms of severe mitral regurgitation in mitral valve prolapse determined from analysis of operatively excised valves // Am. Heart J. — 1987. — Vol. 113. — P. 1316-1323.

35. Stamou S. C, Petterson G., Gillinov A. M. Surgical Treatment of Mitral Valve Endocarditis // Card. Surg. Adult. — 2008. — Vol. 3 — P. 1069-1078.

36. Sutton M. St. J., Weyman A. E. Mitral Valve Prolapse Prevalence and Complications An Ongoing Dialogue // Circulation. — 2002. — Vol. 106 — P. 1305.

УДК 616-092.18: 612.111

РОЛЬ Р2-РЕЦЕПТОРОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА КЛЕТКАХ КРОВИ

ЧЕЛОВЕКА

Рената Рувшановна Казакова*, Рафис Рустэмович Камалиев, Ильшат Ганиевич Мустафин, Айрат Усманович Зиганшин

Казанский государственный медицинский университет

Реферат

Проведены обобщение и систематизация имеющихся на сегодняшний день знаний о роли Р2-рецепторов, экспрессируемых на клетках крови человека. Дана краткая характеристика подтипов Р2-рецепторов и их роли в функциях клеток. Описаны эффекты, вызываемые действием АТФ на Р2-рецепторы, содержащиеся на клетках крови.

Ключевые слова: Р2-рецепторы, клетки крови человека.

THE ROLE OF P2-RECEPTORS ON HUMAN BLOOD CELLS

R.R. Kazakova*, R.R. Kamaliev, I.G. Mustafin, A.U. Ziganshin

Kazan State Medical University

Summary

Held are generalization and systematization of currently available knowledge about the role of P2 receptors expressed on human blood cells. A brief description of subtypes of P2 receptors and their role in cell function is given. Described are the effects caused by the action of ATP on P2 receptors, localized in blood cells. Key words: P2-receptors, blood cells.

Широко известна энергетическая роль аденозин-5'-трифосфорной кислоты (АТФ) в организме человека и животных. В настоящее время медиаторная роль АТФ является общепризнанным фактом, и рецепторы к АТФ, Р2-рецепторы, найдены практически во всех тканях [2]. Однако экспрессия и роль Р2-ре-цепторов на клетках крови человека недостаточно хорошо изучены.

Цель данного обзора — обобщение и систематизация имеющихся на сегодняшний день сведений о роли Р2-рецепторов, экспрессируе-мых на клетках крови человека.

Пуриновые рецепторы к АТФ (Р2-рецепто-

* Автор для переписки: kazakovarenata@rambler.ru 120

ры) подразделяются на два больших семейства — Р2Х и Р2У В семействе Р2Х-рецепторов — 7 подтипов, в семействе Р2Y— 8 подтипов рецепторов [4]. Универсальным, но не самым активным агонистом Р2-рецепторов является АТФ, за исключением — Р2Y12-рецепторов, где специфическим агонистом выступает АДФ, а конкурентным антагонистом — АТФ [1].

Р2Х-рецептор представляет собой белок, имеющий внеклеточную петлю, с двумя трансмембранными и концевыми участками, располагающимися внутри клетки. В физиологических условиях мультимеры, состоящие из трех субъединиц Р2Х-рецепторов, формируют ионные каналы, регулирующие поступление №+, К+ и Са2+ в клетку. Разли-

Таблица 1

Экспрессия подтипов Р2-рецепторов на клетках крови

Клетки крови Подтип Р2Х рецеп- Литературные Подтип Р2Y рецеп- Литературные

торов источники торов источники

Моноциты иРНК Р2Х17 [36] иРНК Р2^4, [24]

иРНК Р2^-13, [36]

Макрофаги P2X4, [14] Р2Y2 [29]

P2X7 [10] Р2Y-R [16]

Лимфоциты иРНК всех Р2Х [25] иРНК всех Р2Y [24, 25]

иРНК Р2Х17 [36] иРНК ?2Y113, [25, 36]

P2X1, P2X4, [25] Р2Y1 [13]

P2X7 [25, 27] Р2Y11 [25]

P2Y-: [17]

Тромбоциты P2X1 [25] F2Y1, [32]

Р2Yl2 [7]

Эритроциты P2X7 [33] Р2Y13 [37]

Нейтрофилы Р2Y2 [11]

Гранулоциты Р2Yll [28]

СD34+клетки Р2Х7 [26] Р2Y1 [26]

периферической иРНК всех Р2Х [25, 26] иРНК всех Р2Y [25]

крови, костного иРНК Р2Х17 [36] иРНК Р2Y2 [26]

мозга иРНК F2Y1J3 [36]

чия рецепторов в основном связаны с разной длиной С-концевого фрагмента молекулы белка [20]. P2Y-рецептор — это белок, имеющий семь трансмембранных областей, три внутри- и внеклеточные петли. P2Y-рецепторы связаны с фосфолипазой С через G-протеин опосредуемый механизм [8]. Их возбуждение приводит к повышению внутриклеточного содержания инозитол-1,4,5-трифосфата, ионов Са2+ и усилению фосфорилирования белков кальмодулинзависимыми киназами [21]. Подтипы рецепторов отличаются трансмембранными участками и по предпочтению определенных лигандов [9].

В последние годы активно изучаются экспрессия и функции Р2-рецепторов на клетках крови человека (см. табл.). Известно, что P2Y-рецепторы вовлечены в процесс созревания клеток крови [31]. В частности, Р2Y11-рецеп-торы участвуют в процессе дифференцировки промиелоцитов, гранулоцитов и дендритных клеток [12]. Миелоидные предшественники экспрессируют P2Y1-рецепторы на более ранней стадии развития, тогда как P2Y2-рецепторы — начиная со стадии миелобластов до зрелых нейтрофилов [11], а также представлены на макрофагах [28]. В лимфоцитах АТФ увеличивает проницаемость мембраны для катионов и крупных молекул [18], а также пролиферацию [6] и гибель клеток, опосредованную Р2-рецепторами [23].

Лучше изучены Р2Х1-, P2Y1- и P2Y12-рецеп-торы тромбоцитов [1]. Роль Р2Х1-рецепторов

для кровяных пластинок не столь значима, тогда как стимуляция P2Y1-рецепторов АДФ мобилизует ионы кальция из внутриклеточных депо, изменяет форму тромбоцита, запуская таким образом его агрегацию [19]. Взаимодействие P2Y12-рецепторов с АДФ и другими индукторами агрегации — коллагеном, тромбином и ТХА2 — ведет к потенцированию агрегации тромбоцитов. Макроагрегацию также потенцирует стимуляция P2Y12-рецепторов, повышая выделение биологически активных веществ из тромбоцитов, она же стабилизирует образование тромба, увеличивая прокоагу-лятивную активность ферментов свертывания [19]. На антагонизме к P2Y12-рецепторам основано антиагрегантное действие тиенопириди-новых соединений— широко применяемого в клинике препарата клопидогрела [5] и более поздних препаратов тиклопидина и празугре-ла. Новые препараты тикагрелор и кангрелор (не относятся к тиенопиридинам) являются обратимыми антагонистами P2Y12-рецепторов и проходят в настоящее время клинические испытания [1].

АТФ играет роль в процессах воспаления: высвобождает гистамин из тучных клеток, стимулирует продукцию простагландинов и цитокинов [9, 14]. Влияя на Р2-рецепторы, АТФ опосредует активацию нейтрофилов [22]. Способность Р2-рецепторов влиять на хемотаксис через Р2Y-рецепторы, а также стимуляция хемотаксиса и секреция цитокинов, опосредованная Р2Х7-рецепторами, открывают перспективы

для получения противовоспалительных препаратов с новым механизмом действия [15].

В малых концентрациях аденозин способствует развитию воспалительной реакции, которая опосредуется действием на А1-рецепторы, а в больших — оказывает противовоспалительное действие, опосредованное через А2-рецеп-торы [14]. Было обнаружено, что в больших дозах ацетилсалициловая кислота и салици-лат натрия уменьшают концентрацию АТФ в клетках и повышают внеклеточные концентрации аденозина, приводя таким образом к уменьшению воспаления [19]. Однако побочные эффекты, вызываемые высокими дозами препаратов, — не совсем правильное решение для применения этого свойства в клинике. Известно, что АТФ является медиатором боли, а антагонисты Р2-рецепторов уменьшают воспалительную реакцию в тканях [15, 40]. Р2-рецеп-торы имеются на поверхности различных клеток иммунной системы и экспрессируются в ответ на антигенную стимуляцию, например, бактериальными липополисахаридами [16].

На В-лимфоцитах у пациентов с лимфо-лейкозом была обнаружена экспрессия Р2Х1-, Р2Х2-, Р2Х4-, Р2Х7-рецепторов. Ранее Wiley и Dubyak было описано, что АТФ вызывает повышение проницаемости катионов в лимфоцитах больных хронической лимфоцитарной лейкемией (гемопоэтической болезни), но не у здоровых пациентов [38]. Экспрессия Р2Х7-рецепторов на В-клетках хронической лим-фоцитарной лейкемии значительно выше, чем на здоровых В-клетках, и коррелирует с высоким током ионов Са2+ внутрь клетки. Инкубация с АТФ пораженных лейкемией лимфоцитов, экспрессирующих Р2Х7-рецепторы, уменьшала спонтанную пролиферацию, но не имела эффекта на лимфоцитах с низкой экспрессией Р2Х7-рецепторов, что может быть мишенью для лечения больных хронической лейкемией. Предполагают, что экспрессия Р2Х7-рецепторов зависит от тяжести хронической лимфоцитарной лейкемии В-клеток и может помогать диагностировать пациентов с худшим прогнозом [3].

В другой лаборатории было показано, что АДФ, образующийся в результате распада АТФ, ингибирует высвобождение АТ по принципу обратной связи, действуя на P2Y13 -рецепторы. Этот принцип обратной связи может быть важным в контроле плазматического уровня АТФ [37].

Существует гипотеза, что в эволюции нейрохимических трансмиттеров производные пуринов были самыми первыми медиаторными веществами, а Р2-рецепторы — соответственно самими молодыми рецепторами с эволюционной точки зрения [34]. На этот факт указывают обнаружение внеклеточных эффектов АТФ 122

у примитивных организмов, включающих бактерии, диатомовые и морские водоросли, а также исследования, подтверждающие участие Р2-рецепторов в эмбриональном развитии человека и животных. В связи с этим можно предположить наличие Р2-рецепторов и на стволовых клетках крови.

В последние годы изучается наличие Р2-ре-цепторов на CD34+клетках — гемопоэтических предшественниках клеток крови человека. В литературе имеются данные об экспрессии информационной РНК всех подтипов P2Y- и Р2Х-рецепторов в человеческих моноцитах, лимфоцитах и CD34+клетках костного мозга [25, 36]. Информационная РНК Р2Х4 рецепторов имела самую высокую экспрессию в моноцитах и лимфоцитах, среди P2Y-рецепторов информационная РНК P2Y2 и P2Y12-рецеп-торов обладала большей экспрессией на лимфоцитах, тогда как на моноцитах в большей степени была представлена информационная РНК P2Y2- и P2Y13-рецепторов. Ранее было установлено, что стимуляция внеклеточными нуклеотидами CD34+-клеток периферической крови и костного мозга вызывает быстрое высвобождение кальция из внутриклеточных хранилищ, увеличение тока ионов через плазматическую мембрану этих клеток, повышает их пролиферативную активность [26, 30]. Увеличение последней может быть использовано для модулирования функций гемопоэти-ческих клеток ex vivo, для увеличения числа транспортируемых клеток и in vivo в случаях поражения костного мозга. Lemoli показал, что СD34+-клетки периферической крови и костного мозга человека экспрессирут Р2Х7- и Р2Y1-рецепторы [26].

Таким образом, наличие Р2-рецепторов на клетках крови человека активно изучается, но функция и роль этих рецепторов во многом остаются неизвестными. Наиболее перспективным направлением в поиске потенциальных препаратов в настоящее время является изучение антиагрегантного эффекта антагонистов Р2Y12-рецепторов. Большие возможности открывает исследование роли Р2-рецепторов в процессах воспаления, хронической лимфоци-тарной лейкемии и созревания клеток крови.

ЛИТЕРАТУРА

1. Зиганшин А.У. Антагонисты Р2-рецепторов тромбоцитов: успехи, проблемы, перспективы // Эксп. клин. фармакол. — 2010. — Т. 73, № 4. —С. 38-43.

2. Зиганшин А.У., Зиганшина Л.Е. Р2-рецепторы: перспективная мишень для будущих лекарств. — М.: ГЭО-ТАР-Медиа, 2009. — 136 с.

3. Adifoni E, Melchiorri L, Falzoni S. et al. P2X7-receptor expression in evaluative and indolent forms of chronic B-lymphocytic leukemia // Blood. — 2002. — Vol. 15. — P.706 —708.

kaiaiickiiii Megn^HCkHH ^vpnai, 2011 r., tom 92, № 1

4. Alexander S.P.H., Mathie A., Peters J.A. Guide to Receptors and Channels (GRAC), 3rd edition // Br. J. Pharmacol. - 2008. - Vol. 153. - P.l -209.

5. Angiolillo D.J., Suryadevara S, Capranzano P., Bass T.A. Antiplatelet drug response variability and role of platelet function testing: a practical guide for interventional cardiologists // Am. Heart. J. - 2008. - Vol. 156. - P.10-15.

6. Baricordi O.R., Melchiorri L, Adinolfi E. et al. Increased proliferation rate of lymphoid cells transfected with the P2X7 ATP receptor // J. Biol. Chem. - 1999. -Vol. 274. - P. 33206-33208.

7. Bouman H.J., van Werkum J.W., Rudez G. et al. The influence of variation of the P2Y12 receptor gene on in vitro platelet inhibition with the direct P2Y12 antagonist cangrelor // Thromb. Haemost. - 2010. - Vol. 103. -P. 379-386.

8. Boyer J.L., Downes C.P., Harden T.K. Kinetics of activation of phosphor-lipase C by P2Y-purinergic receptor agonists and guanine nucleotides // J. Biol. Chem. - 1989. -Vol. 264. - P. 884-890.

9. Burnstock G. Pathophysiology and therapeutic potential of purinergic signaling // Pharmacol. Rev. - 2006. -Vol. 58. - P. 58-86.

10. Chiozzi P., Sans J.M., Ferrari D. Et al. Spontaneous cell fusion in macrophage cultures expressing high levels of the P2Z/P2X7 receptors // J. Cell Biol. - 1997. - Vol. 138. -P. 697-706.

11. Clifford E.E, Martin K.A., Dalal P. et al. Stage-specific expression of P2Y receptors, ecto-apyrase, and ecto-5-nucleotidase in myeloid leukocytes // Am. J. Physiol. -1997. - Vol. 273. - P. 973-987.

12. Communi D., Janssens R., Robaye B. et al. Rapid up-regulation of P2Y messenger during granulocytic differentiation of HL-60 cells // FEBS Lett. - 2000. -Vol. 475. - P. 39-42.

13. Conigrave A. D, Fernando K. C, Gu B. et al. P2Y11 receptor expression by human lymphocytes: evidence for two cAMP-linked purinoceptors // Eur. J. Pharmacol. - 2001. -Vol. 426. - P. 157-163.

14. Cronstein B.N., Maarten G.B., Becker B.F. Purinergic mechanisms in inflammation // Drug Dev. Res. - 1996. -Vol. 39. - P. 426-435.

15. Di Virgilio F, Chiozzi P., Ferrari D. et al. Nucleotide receptors: an emerging family of regulatory molecules in blood cells // Blood. - 2001. - Vol. 97. - P. 587-600.

16. Dubyak G.R., Abbraccho M.P., Williams M. Role of P2 receptors in the Immune system // Handbook of experimental pharmacology. Purinergic and pyrimidinergic signaling. - 2001. - Vol. 151. - P. 323-354.

17. Ferrari D, Munerati M, Melchiorri L. et al. Responses to extracellular ATP of lymphoblastoid cell lines from Duchenne muscular dystrophy patients // Mol. Pharmacol. -1994. - Vol. 267. - P. 886-892.

18. Gargett C.E, Cornish J.E, Wiley J.S. ATP, a partial agonist for the P2Z receptor of human lymphocytes // Br. J. Pharmacol. - 1997. - Vol. 122. - P. 911-917.

19. Gacher C. P2 receptors, platelet function and pharmacological implications // Thromb. Haemost. -2008. -Vol. 99. - P. 466-472.

20. Gever J.R., Cockayne D.A., Dillon M.P. et al. Pharmacology of P2X-channels // Pflugers Arch. - 2006. -Vol. 452. - P. 513-537.

21. Gilman A.G. G protein: transducers of receptor-generated signals // Annu. Rev. Biochem. - 1987. -Vol. 56. - P. 615-649.

22. Grassi F. Purinergic control of neutrophyl activation

// J. Mol. Cell. Biol. - 2010. - Vol. 2. - P. 176-177.

23. Gu B.J., Zhang W, Worthington R.A. et al. A Glu-496 to Ala polymorphism leads to loss of function of the human P2X7 receptor // J. Biol. Chem. - 2001. - Vol. 276. -P. 11135-11142.

24. Jin J., Dasari V.R., Sistare F.D., Kunapuli S.P. Distribution of P2Y-receptor subtypes on hematopoietic cells // Br. J. Pharmacol. -1998. - Vol. 123. - P. 789-794.

25. Lee D. H, Park K. S, Kong I. D. et al. Expression of P2-receptors in human B cells and Epstein-Barr virus-transformed lymphoblastoid cell lines // BMC Immunol. -2006. - Vol. 7. - P. 22-34.

26. Lemoli R.M., Ferrari D., Fogli M., Rossi L. et al. Extracellular nucleotides are potent stimulators of human hematopoietic stem cells in vitro and in vivo // Blood. -

2004. - Vol. 104. - P. 1662 -1670.

27. Markwardt F, Lohn M, Bohm T, Klapperstuck M. Purinoreceptor-operated cationic channels in human B lymphocytes // BMC Immunol. - 1997. - Vol. 498. -P. 143 -151.

28. Moreschi I., Bruzzone S, Nicholas R.A et al. Extracellular NAD= is an agonist ot the human P2Y11 purinergic receptor in human granulocytes // J. Biol. Chem. -2006. - Vol. 281. - P. 31319-31429.

29. Oshimi Y, Miyazaki S, Oda S. ATP-induced Ca2+ response mediated by P2U and P2Y purinoceptors in human macrophages: signalling from dying cells to macrophages // Immunology. - 1999. - Vol. 98. - P. 220-227.

30. Podesta M, Zocchi E, Pitto A. et al. Extracellular cyclic ADP-ribose increases intracellular free calcium concentration and stimulates proliferation of human hematopoietic progenitors // FASEB J.- 2000. - Vol. 14. -P. 680-690.

31. Sak K., Boeynaems J-M, Everaus H. Involvement of P2Y-receptors in the differentiation of hematopoietic cells. // J. Leukoc. Biol. - 2003. - Vol.73. - P. 442-447.

32. Savi P., Beauverger P., Labouret C. et al. Role of P2Y1-purinoreceptors in ADP-induced platelet activation // FEBS Lett. - 1998 - Vol. 422 - P. 291-295.

33. Sluyter R., Shemon A.N., Barden J.A., Wiley J.S. Extracellular ATP increases cation fluxes in human erythrocytes by activation of the P2X7 receptor // J. Biol. Chem. - 2004. - Vol. 279. - P. 44749-44755.

34. Trams E.G. On the evolution of neurochemical transmission // Differentiation. - 1981. - Vol. 19. -P. 123-133.

35. Vial C., Hecher B., Leon C. et al. Presence of P2X1 purinoceptors in human platelets and megakarioblastic cell lines patients // Thromb. Haemost. - 1997. - Vol. 78. -P. 1500-1504.

36. Wang L., Jacobsen S.E., Bentsson A., Erlinge D. P2-receptor mRNA expression profiles in human lymphocytes, monocytes and CD34+cells // BMC Immunol. - 2004. -Vol. 5. - P. 16-23.

37. Wang L., Olivecrona G., Goberg M. et al. ADP acting on P2Y13 receptors is a negative feedback pathway for ATP release from human red blood cells // Circ. Res. -

2005. - Vol. 96. - P. 189-196.

38. Wiley J.S., Dubyak G.R. Extracellular adenosine triphosphate increases cation permeability of chronic lymphocytic leukemic lymphocytes // Blood. - 1989. -Vol. 73. - P.1316—1323.

39. Ziganshina L.E., Ziganshin A.U., Hoyle C.H.V., Burnstock G. Acute oedema formation induced by ATP: Reevaluation of the mechanisms involved // Inflamm. Res. -1996. - Vol. 45. - P. 96 -102.