Cingulina

La cingulina (CGN; del latín cingere "formar un cinturón alrededor") es una proteína citosólica codificada por el gen CGN en humanos ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} localizada en las uniones estrechas (TJ) de las células epiteliales y endoteliales de los vertebrados.

La cingulina fue descubierta originalmente en el Laboratorio de Biología Molecular del MRC (Cambridge, Reino Unido) por la Dra. Sandra Citi, como una proteína presente en las células epiteliales intestinales de pollo, que se copurificaba con la miosina II no muscular y se localizaba específicamente en las uniones estrechas ( zonulae occludentes ). ^{[ 8 ]}

La cingulina es un homodímero, cada subunidad contiene un dominio globular N-terminal de "cabeza", un largo dominio de "varilla" de hélice α enrollada y una pequeña región globular C-terminal de "cola". ^{[ 9 ]} Esta organización está altamente conservada en todos los vertebrados . ^{[ 5 ]} Sin embargo, no se han detectado homólogos de la cingulina en invertebrados .

In vitro , la cingulina puede unirse a filamentos de actina y agruparlos, e interactuar con miosina II y varias proteínas de TJ, incluyendo ZO-1, ZO-2, ZO-3, paracingulina y ocludina . ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]} Además, la cingulina forma un complejo con JAM-A, una proteína de membrana de unión estrecha . ^{[ 10 ]} La mayoría de las interacciones de la proteína cingulina se producen a través del dominio globular de la cabeza. La cingulina interactúa con ZO-1 a través de un motivo de interacción con ZO-1 (ZIM) N-terminal en su región de cabeza. ^{[ 13 ] [ 14 ]} El dominio de varilla está involucrado en la dimerización e interacción con el activador de RhoA, GEF-H1. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

También se ha descubierto que la cingulina interactúa con los microtúbulos (MT) a través de la región de la cabeza N-terminal, y estas interacciones están reguladas por la fosforilación de la proteína quinasa activada por monofosfato de adenosina (AMPK). ^{[ 18 ]}

La función de la cingulina se ha estudiado mediante enfoques de eliminación (KO), reducción (KD) y sobreexpresión. Los cuerpos embrioides derivados de células madre embrionarias en las que se eliminó uno o ambos alelos de cingulina mediante recombinación homóloga muestran uniones estrechas aparentemente normales, pero cambios en la expresión de un gran número de genes, incluidos genes de proteínas de las uniones estrechas ( claudina-2 , claudina-6 , claudina-7 y ocludina ) y factores de transcripción (incluido GATA4 ). ^{[ 13 ]} También se observan cambios en la expresión de claudina-2 y ZO-3 en células renales cultivadas (MDCK) con deficiencia de cingulina por shRNA . ^{[ 16 ]}

En 2012, se describió el fenotipo de ratones knockout de cingulina, lo que demuestra que se pueden formar uniones estrechas funcionales in vivo en ausencia de cingulina. ^{[ 19 ]} Junto con la paracingulina, también se informó que la cingulina regula la expresión de claudina-2 a través de mecanismos dependientes e independientes de RhoA. ^{[ 19 ] [ 20 ]} El papel de la cingulina en el desarrollo se ha estudiado mediante el agotamiento mediado por oligonucleótidos morfolino . ^{[ 21 ]} en pollos, lo que indica que la cingulina está involucrada en el desarrollo de la cresta neural. En embriones tempranos de ratón y rana, la cingulina materna se localiza en la corteza celular. A través del desarrollo temprano del ratón, la cingulina citocortical está presente desde la ovogénesis (sitios de contacto cúmulo-ovocito) hasta la etapa de mórula de 16 células (zonas microvellosas apicales) durante la embriogénesis temprana; Luego, la cingulina materna se degrada por recambio endocítico a partir de la etapa de 32 células. En cuanto a la cingulina cigótica , se acumula en las uniones estrechas desde la etapa de 16 células, 10 horas después del ensamblaje de ZO-1. Además, la síntesis de cingulina en embriones tempranos de ratón es específica de tejido y ocurre en el blastocisto (regulada positivamente en el trofectodermo y regulada negativamente en las células internas). ^{[ 22 ] [ 23 ]} En embriones de Xenopus laevis , la cingulina materna se recluta en las uniones apicales célula-célula desde la etapa de 2 células. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

En 2004, se descubrió una proteína homóloga a la cingulina y se denominó JACOP (también conocida como paracingulina o proteína similar a la cingulina 1; CGNL1 ). ^{[ 17 ]}

Aunque la cingulina ha estado involucrada en la regulación de la señalización de RhoA y la expresión génica en células cultivadas y ratones KO, no se sabe nada sobre el papel específico de la cingulina en enfermedades humanas. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 19 ]} La expresión de cingulina se ha estudiado en carcinomas humanos y se ha demostrado que se expresa en adenocarcinomas y se regula negativamente en carcinomas escamosos. ^{[ 26 ] [ 27 ]} Además, los inhibidores de la histona deacetilasa, como el butirato de sodio, regulan fuertemente positivamente su expresión en algunas células cultivadas. ^{[ 28 ]} La cingulina, como otras proteínas de unión, podría usarse como un marcador de diferenciación epitelial y como un marcador diagnóstico para distinguir los adenocarcinomas de los carcinomas escamosos.