細胞外のII型およびI型キナーゼ受容体がTGF-βリガンドに結合する。 II型受容体はI型受容体をリン酸化し、リン酸化されたI型受容体は細胞質内のR-Smadをリン酸化する能力を獲得する。リン酸化されたR-Smadは転写調節因子として機能する。 上流シグナル 伝達経路は、シグナル伝達分子である リガンド が受容分子である受容体 に結合することによって開始されます。受容体とリガンドはさまざまな形態で存在し、特定の分子のみを認識/結合します。上流の細胞外シグナル伝達は、さまざまな細胞内カスケードを伝達します。 [ 1 ]
受容体とリガンドは、シグナル伝達経路の下流 要素を決定する共通の上流シグナル伝達分子である。どのリガンドがどの受容体に結合するか、そしてそれらが引き起こす下流の細胞応答には、非常に多くの異なる要因が影響する。
TGF-βTGF-βリガンドに結合する細胞外II型およびI型キナーゼ受容体。トランスフォーミング増殖因子β(TGF-β)は、形態 形成、恒常性 、細胞増殖、および分化の調節において重要な上流の役割を果たすサイトカインのスーパーファミリーです。[ 2 ] TGF-βの重要性は、癌、骨格疾患、腸疾患、および心血管疾患など、TGF-βプロセスが阻害されたときに発生するヒト疾患で明らかです。[ 3 ] [ 4 ] TGF-βは多面的 かつ多機能であり、つまり、さまざまな細胞タイプに作用することができます。[ 5 ]
機構 トランスフォーミング増殖因子β(TGF-β)の効果は、細胞の環境によって決まります。TGF-β応答の形態を決定する環境因子には、シグナル伝達 成分、転写 共因子、細胞のエピジェネティック 状態の3種類があります。TGF-βの様々なリガンドと受容体も、シグナル伝達経路の構成において重要です。[ 2 ]
上流経路 タイプ II 受容体はタイプ I 受容体をリン酸化し、タイプ I 受容体は細胞質 R-Smad をリン酸化できるようになり、R-Smad は転写調節因子として機能します。[ 6 ] [ 2 ] シグナル伝達は、TGF-β がそのセリン/スレオニン受容体に結合することによって開始されます。セリン/スレオニン受容体は、細胞膜上のタイプ II 受容体とタイプ I 受容体です。TGF-β のメンバーの結合により、細胞膜 上で 2 つのタイプ I 受容体と 2 つのタイプ II 受容体からなるヘテロ四量体複合体が形成されます。[ 6 ] TGF-β ファミリーの個々のメンバーは、これらのタイプ I 受容体とタイプ II 受容体の特定の特徴的な組み合わせに結合します。[ 7 ] タイプ I 受容体は、結合してリン酸化する細胞質R-Smad に応じて 2 つのグループに分けられます。最初のグループのタイプ I 受容体 (Alk1/2/3/6) は R-Smad、Smad1/5/8 に結合して活性化します。2 番目のグループのタイプ I 反応器 (Alk4/5/7) は R-Smad、Smad2/3 に作用します。リン酸化された R-Smad は複合体を形成し、シグナルは 2 つの調節 Smad (R-Smad) チャネル (Smad1/5/8 または Smad2/3) を介して伝達されます。[ 6 ] [ 2 ] リガンド-受容体複合体が細胞質 R-Smad をリン酸化すると、シグナルは Smad 1/5/8 または Smad 2/3 を介して送信されます。これにより、下流のシグナル カスケードと細胞遺伝子のターゲティングが起こります。[ 6 ] [ 5 ]
下流経路 TGF-βは複数の下流プロセスと細胞機能を調節します。その経路は細胞環境によって大きく異なります。TGF-βの下流シグナル伝達カスケードには、細胞増殖、細胞 分化 、およびアポトーシス の調節が含まれます。[ 8 ]
参考文献 ↑ Miller DS、Schmierer B、Hill CS (2019年7月)。「TGF-βファミリーリガンドは受容体局在によって駆動される独特のシグナル伝達ダイナミクスを示す」。Journal of Cell Science。132 ( 14 ) : jcs234039。doi : 10.1242 / jcs.234039。PMC 6679586。PMID 31217285 。 1 2 3 4 Massagué J (2012 年 10 月) 「文脈における TGFβ シグナル伝達」 Nature Reviews. Molecular Cell Biology . 13 (10): 616–30 . doi : 10.1038/nrm3434 . PMC 4027049 . PMID 22992590 . ↑ Kashima R, Hata A (2018年1月). "神経疾患におけるTGF-βスーパーファミリーシグナル伝達の役割" . Acta Biochimica et Biophysica Sinica . 50 (1): 106– 120. doi : 10.1093/abbs/gmx124 . PMC 5846707 . PMID 29190314 . ↑ Huang T、Schor SL、Hinck AP(2014年9月)。 「TGF - β1とTGF-β3の生物学的活性の違いは、構成モノマーの剛性と配置の違いと 相関 する 」 。Biochemistry。53 ( 36 ) : 5737–49。doi : 10.1021 / bi500647d。PMC 4165442。PMID 25153513 。 1 2 Letterio JJ、Roberts AB (1998-04-01)。 「TGF-βによる免疫 応答 の制御」 。Annual Review of Immunology。16 ( 1 ): 137–61。doi : 10.1146 / annurev.immunol.16.1.137。PMID 9597127 。 1 2 3 4 Vilar JM、Jansen R、Sander C (2006 年 1 月)。 「TGF-β スーパーファミリー リガンド-受容体ネットワークにおけるシグナル処理」 。PLOS Computational Biology。2 ( 1 ) e3。arXiv : q - bio/0509016。Bibcode : 2006PLSCB ... 2.... 3V。doi : 10.1371 / journal.pcbi.0020003。PMC 1356091。PMID 16446785 。 ↑ Heldin CH、Moustakas A (2016年8月)。 「TGF-βファミリーメンバーのシグナル伝達受容体」 。Cold Spring Harbor Perspectives in Biology。8 ( 8 ) a022053。doi : 10.1101 / cshperspect.a022053。PMC 4968163。PMID 27481709 。 ↑ Li N, Xie C, Lu NH (2015). "Transforming growth factor-β: an important mediator in Helicobacter pylori-associated pathogenesis" . Frontiers in Cellular and Infection Microbiology . 5 : 77. doi : 10.3389/fcimb.2015.00077 . PMC 4632021 . PMID 26583078 .