El receptor 1 de esfingosina-1-fosfato (receptor S1P 1 o S1PR1), también conocido como gen de diferenciación endotelial 1 (EDG1), es una proteína codificada en humanos por el gen S1PR1 . S1PR1 es un receptor acoplado a proteína G que se une a la molécula de señalización bioactiva esfingosina-1-fosfato (S1P). S1PR1 pertenece a una subfamilia de receptores de esfingosina-1-fosfato que comprende cinco miembros (S1PR1-5). [ 5 ] S1PR1 se identificó originalmente como un transcrito abundante en células endoteliales [ 6 ] y tiene un papel importante en la regulación de la estructura del citoesqueleto de las células endoteliales , la migración, la formación de redes capilares y la maduración vascular. [ 7 ] [ 8 ] Además, la señalización de S1PR1 es importante en la regulación de la maduración, migración y tráfico de linfocitos . [ 9 ] [ 10 ]
Estructura
S1PR1, al igual que otros miembros de la familia GPCR, está compuesto por siete hélices transmembrana dispuestas en un haz estructuralmente conservado. [ 5 ] Como otros GPCR, en la región extracelular, S1PR1 está compuesto por tres bucles: ECL1 entre las hélices II y III, ECL2 entre las hélices IV y V, y ECL3 entre las hélices VI y VII. En comparación con otros miembros de la familia, S1PR1 presenta algunas características específicas. El extremo N-terminal de la proteína se pliega como una tapa helicoidal sobre la parte superior del receptor, lo que limita el acceso de los ligandos al bolsillo de unión anfipático . Esta marcada anfipaticidad concuerda con la naturaleza zwitteriónica de S1P. Además, las hélices ECL1 y ECL2 se empaquetan firmemente contra la hélice N-terminal, ocluyendo aún más el acceso del ligando desde el espacio extracelular. Es probable que S1P o sus análogos alcancen el sitio de unión desde el interior de la membrana celular y no desde el espacio extracelular, posiblemente a través de una abertura entre las hélices I y VII. En comparación con otros GPCR, esta región es más abierta debido a una posición diferente de las hélices I y II con respecto a la hélice III. [ 5 ] Esta oclusión del espacio de acceso del ligando desde el espacio extracelular también podría explicar la lenta saturación de la unión del receptor en presencia de un exceso de ligando. [ 11 ]
Función
Al igual que otros miembros de la familia GPCR, S1PR1 detecta su ligando desde fuera de la célula y activa vías de señalización intracelulares que, finalmente, dan lugar a respuestas celulares. La señal se transduce mediante la asociación del receptor con diferentes proteínas G , lo que activa una serie de sistemas para la amplificación posterior de la señal. [ 12 ]
Sistema inmunitario
Tráfico de células inmunitarias
La S1P y sus receptores desempeñan un papel fundamental en la regulación del tráfico de células inmunitarias mediante la formación de gradientes que guían a estas células entre los tejidos y los compartimentos vasculares. El S1PR1 es crucial para promover la salida de las células T de los órganos linfoides , mientras que los cambios en los niveles de S1P pueden influir en la migración y el posicionamiento de las células inmunitarias en los tejidos linfoides y no linfoides durante la inflamación o la vigilancia inmunitaria. [ 13 ]
El S1PR1, ubicado principalmente en la membrana celular de la mayoría de los linfocitos, se une al abundante ligando S1P en el torrente sanguíneo para promover la salida de los linfocitos de los órganos linfoides, permitiéndoles viajar a los tejidos afectados. El S1PR1 responde al gradiente de S1P entre los tejidos linfoides (bajo S1P) y la linfa (alto S1P), facilitando el movimiento de las células T a través de la barrera endotelial. [ 14 ] Sin embargo, tras la activación de las células T en los órganos linfoides mediante la señalización de citocinas y del receptor de células T , se expresa la proteína Cluster of Differentiation 69 ( CD69 ) y forma un complejo con el S1PR1. Esta interacción, que involucra el dominio transmembrana de CD69 y la hélice 4 del S1PR1, conduce a la internalización y degradación del S1PR1, impidiendo la unión de S1P y la señalización posterior. [ 15 ] Este mecanismo resulta en la retención temporal de linfocitos dentro de los órganos linfáticos, aumentando las posibilidades de una activación linfocitaria exitosa, especialmente si la señal de activación inicial fue débil. Tras el encuentro con el antígeno o la estimulación con interferón tipo I en los órganos linfoides, la expresión de S1PR1 disminuye a través de la interacción con CD69 y la regulación negativa del factor de transcripción Kruppel-like factor 2. [ 16 ] Las células T efectoras finalmente vuelven a expresar S1PR1 para salir del ganglio linfático y entrar en los tejidos periféricos. Sin embargo, el aumento de los niveles de S1P en los tejidos linfoides, debido a la inhibición de la S1P liasa, la inflamación o los ligandos sintéticos de S1PR1 como FTY720 , puede bloquear la salida de las células T al disipar el gradiente de S1P, induciendo la internalización de S1PR1 y mejorando los contactos de las uniones endoteliales para cerrar los puertos de salida. [ 16 ]
Regulación de las células inmunitarias
La activación de S1PR1 está fuertemente involucrada en la regulación y el desarrollo de las células inmunitarias . El receptor 1 de esfingosina-1-fosfato también participa en la inmunomodulación y está directamente involucrado en la supresión de las respuestas inmunitarias innatas de las células T. [ 17 ] Dependiendo de la proteína G acoplada a S1PR1, se logran diversos efectos celulares: G αi y G αo modulan la supervivencia, proliferación y motilidad celular ; G α12 y G α13 modulan la remodelación del citoesqueleto y los cambios en la forma celular, y G αq modula varias funciones efectoras celulares. [ 12 ] Todas las funciones intracelulares ocurren a través de la interacción con Gαi y Gαo: estas dos proteínas reclutan otras proteínas para la amplificación posterior de la señal. [ 12 ] Las principales funciones efectoras posteriores del sistema S1P-S1PR1 son las siguientes:
- La vía de señalización de la fosfatidilinositol 3-quinasa (PI3K) y la proteína quinasa B dependiente de lípidos (PKB) aumenta la supervivencia de los linfocitos y otras células inmunitarias al inhibir la apoptosis .
- La fosfoinositida 3-quinasa (PI3K) y la GTPasa RAC son responsables de la migración de los linfocitos y sus interacciones con otras células o con superficies de tejido conectivo. [ 12 ] Los timocitos deficientes en S1PR1 no emigran del timo, lo que resulta en un aumento del número de timocitos maduros en el timo y en hiperplasia medular, y se pueden detectar pocas células T deficientes en S1PR1 en la sangre, ganglios linfáticos , bazo u órganos no linfoides en estos modelos de ratón. [ 9 ] [ 10 ] La proliferación de células inmunes se debe a señales mediadas por S1P a través de la GTPasa RAS y la quinasa regulada por señales extracelulares (ERK). IV) Los aumentos en los niveles de calcio intracelular inducidos por la fosfolipasa C (PLC) permiten la secreción de citocinas y otros mediadores inmunes. [ 12 ]
Vasculogénesis
S1PR1 es uno de los principales receptores responsables del crecimiento y desarrollo vascular , al menos durante la embriogénesis . [ 18 ] En las células endoteliales vasculares, la unión de S1P a S1PR1 induce migración, proliferación, supervivencia celular y morfogénesis en estructuras similares a capilares. [ 19 ] Además, la unión de S1P a S1PR1 está implicada en la formación de uniones adherentes célula-célula , inhibiendo así la permeabilidad paracelular de solutos y macromoléculas . [ 20 ] [ 21 ] También se ha demostrado in vivo que S1P actúa sinérgicamente con factores angiogénicos como FGF-2 y VEGF para inducir la angiogénesis y la maduración vascular a través de S1PR1. [ 21 ] Liu et al. (2000) demostraron que los ratones S1PR1-KO murieron durante el desarrollo debido a un defecto en la estabilización vascular, lo que sugiere que este receptor es esencial para el desarrollo vascular. [ 22 ] En conclusión, varias evidencias confirman que S1P a través de S1PR1 es un potente regulador del crecimiento y desarrollo vascular, al menos durante la embriogénesis. [ 18 ]
Importancia clínica
Cáncer
S1PR1 participa en la motilidad de las células cancerosas tras la estimulación por S1P. La vía de señalización involucra a RAC-CDC42 y se correlaciona con la activación de ERK1 y ERK2 . La vía RAC-CDC42 conduce a la migración celular, mientras que la vía ERK conduce a la proliferación y neovascularización [ 23 ] [ 24 ] demostraron que S1PR1 se induce fuertemente en las células endoteliales durante la angiogénesis tumoral y un siRNA contra S1PR1 fue capaz de inhibir la angiogénesis y el crecimiento tumoral. S1PR1 también está involucrado en otros tipos de cáncer: las células de fibrosarcoma migran tras la activación de S1PR1 por S1P a través de la vía dependiente de RAC1-CDC42) [ 25 ] [ 26 ] y la invasión de células de cáncer de ovario involucra a S1PR1 o S1PR3 y la movilización de calcio. [ 27 ]
Esclerosis múltiple
El S1PR1 está implicado en la esclerosis múltiple . El fingolimod , un fármaco que internaliza el receptor, está aprobado como agente modificador de la enfermedad en la esclerosis múltiple. Existen otros moduladores del receptor de esfingosina-1-fosfato . Van Doorn et al. (2010) [ 28 ] observaron un fuerte aumento en la expresión de S1PR1 (y S1PR3) en astrocitos hipertróficos tanto en las lesiones activas como inactivas de esclerosis múltiple de pacientes en comparación con los pacientes no afectados.
Evolución
Parálogos del gen S1PR1
Fuente: [ 29 ]
Interacciones
Se ha demostrado que S1PR1 interactúa con el receptor 5-HT1A , [ 30 ] GNAI1 , [ 31 ] y GNAI3 . [ 31 ]
Véase también
Referencias
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Enlaces externos
- "Receptores de lisofosfolípidos: S 1 P 1 " . Base de datos de receptores y canales iónicos de la IUPHAR . Unión Internacional de Farmacología Básica y Clínica. Archivado del original el 7 de enero de 2015 . Consultado el 5 de diciembre de 2008 .
- Lisofosfolípidos+receptores en los Encabezamientos de Materia Médica (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que es de dominio público .
- Genes en el cromosoma 1 humano
- receptores acoplados a proteínas G
- Sistema inmunitario