Receptor de prostaglandina EP 4 -Prostaglandin EP4 receptor

PTGER4
Identificadores
Apelido PTGER4 , EP4, EP4R, receptor EP4, receptor 4 de prostaglandina E
IDs externos OMIM : 601586 MGI : 104311 HomoloGene : 20261 GeneCards : PTGER4
Ortólogos
Espécies Humano Mouse
Entrez
Conjunto
UniProt
RefSeq (mRNA)

NM_000958

NM_001136079
NM_008965

RefSeq (proteína)

NP_000949

NP_001129551
NP_032991

Localização (UCSC) Chr 5: 40,68 - 40,69 Mb Chr 15: 5,21 - 5,24 Mb
Pesquisa PubMed
Wikidata
Ver / Editar Humano Ver / Editar Mouse

O receptor 4 da prostaglandina E 2 ( EP 4 ) é um receptor da prostaglandina E2 (PGE 2 ) codificado pelo gene PTGER4 em humanos; é um dos quatro receptores de EP identificados, sendo os outros EP 1 , EP 2 e EP 3 , todos os quais se ligam e mediam as respostas celulares a PGE 2 e também, mas geralmente com menor afinidade e capacidade de resposta, certos outros prostanóides (ver Receptores de prostaglandina ). EP 4 tem sido implicado em várias respostas fisiológicas e patológicas em modelos animais e humanos.

Gene

O gene PTGER4 está localizado no cromossomo humano 5p13.1 na posição p13.1 (ou seja, 5p13.1), contém 7 exons e codifica um receptor acoplado à proteína G (GPCR) da família de receptores semelhantes à rodopsina, Subfamília A14 ( veja receptores semelhantes à rodopsina # Subfamília A14 ).

Expressão

Em humanos, o mRNA para EP4 foi detectado por Northern blotting no coração e intestino delgado e em menor extensão no pulmão, rim, timo, útero, gânglios da raiz dorsal e cérebro. A proteína EP4 é encontrada em humanos, medida por imunoquímica nas veias pulmonares; glomérulos renais e Túnica média das artérias renais; corpo cavernoso do pênis ; placas ateroscleróticas da artéria carótida ; Aneurismas da aorta abdominal ; endotélio da córnea , ceratócitos da córnea , células trabeculares , epitélio ciliar , células do estroma conjuntival e células do estroma iridal do olho; e fibroblastos gengivais .

Ligantes

Ativando ligantes

Prostanóides padrão têm as seguintes eficácias relativas na ligação e ativação de EP 4 : PGE 2 > PGF2α = PGI2 > PGD2 = TXA2 . A prostaglandina E1 (PGE 1 ), que tem uma ligação dupla a menos do que PGE 2 , tem a mesma afinidade de ligação e potência para EP 4 , ambos os PGs tendo alta afinidade ( Ki = 3 nM ) ( http://www.guidetopharmacology.org/ GRAC / ObjectDisplayForward? ObjectId = 343 ). Vários compostos sintéticos, por exemplo, 1-hidroxi-PGE 1 , rivenprost (ONO-4819), OOG-308, ONO-AE1-329, AGN205203, ONO-4819, CP-734,432m AE1-329, SC-19220, SC-51089 e EP4RAG ligam-se ae estimulam EP 4 mas, ao contrário de PGE 2, têm a vantagem de serem selectivos para este receptor em relação a outros receptores de EP e são relativamente resistentes a serem degradados metabolicamente. Eles estão em desenvolvimento como drogas para o tratamento potencial de várias doenças, incluindo colite ulcerativa , doença de Alzheimer , osteoporose e certas doenças cardiovasculares .

Ligantes de inibição

Antagonistas do receptor inibitório para EP 4 , incluindo grapiprant (CJ-023,423), ONO-AE3-208, GW627368X, AH23848 e ONO-AE2-227, estão em desenvolvimento para possível uso clínico como inibidores da progressão da próstata, mama, cólon e câncer de pulmão.

Mecanismo de ativação celular

EP 4 é classificado como um tipo relaxante de receptor de prostaglandina com base na sua capacidade, após ativação, de relaxar a contração de certas preparações de músculo liso e tecidos contendo músculo liso que foram pré-contraídos por estimulação. Quando ligado a PGE 2 ou outro de seus agonistas, ele mobiliza proteínas G contendo o complexo da subunidade alfa Gs (isto é, Gα s ) - G beta-gama (isto é, G βγ ). O dissociam em seguida, complexo na sua Ga s e G βγ componentes que actuam para regular a sinalização de células vias. Em particular, Ga s estimula adenil ciclase para aumentar os níveis celulares de cAMP ; cAMP ativa PKA , uma quinase que por sua vez ativa moléculas de sinalização, em particular, o fator de transcrição, CREB . Estimula CREB activados a expressão de genes, tais como c-fos , somatostatina , e hormona de libertação de corticotropina que regulam a proliferação celular , diferenciação celular , sobrevivência celular, e angiogénese . A ativação de proteínas G por EP 4 também ativa as vias PI3K / AKT / mTOR , ERK e p38 MARK . A ativação de ERK induz a expressão de EGR1 , um fator de transcrição que controla a transcrição de genes envolvidos na diferenciação celular e mitogênese . EP 4 também interage com a proteína associada ao receptor 4 da prostaglandina E (EPRAP) para inibir a fosforilação da proteína do proteassoma , p105 , suprimindo assim a capacidade das células de ativar o fator nuclear kappa B , um fator de transcrição que controla genes que codificam para citocinas e outros elementos que regulam a inflamação, o crescimento celular e a sobrevivência celular (ver NF-κB # Estrutura ). A ativação dessas vias leva a uma variedade de diferentes tipos de respostas funcionais, dependendo do tipo de célula, das vias disponíveis em diferentes tipos de células e de vários outros fatores; A ativação de EP 4 pode, portanto, ter diversos efeitos na função celular, dependendo desses fatores. Em muitos aspectos, a EP 4 acções se assemelham aos de um outro tipo de outro receptor de prostanóides relaxantes, EP 2 , mas difere dos receptores de prostanóides contrácteis, EP 1 e EP 3 receptores que mobilizam proteínas G contendo o Gu Q - Gβγ complexo .

Após sua ativação, EP 4 sofre dessensibilização homóloga . Ou seja, EP 4 torna-se insensível a ativação adicional e internaliza. Este efeito limita a duração e extensão em que EP 4 pode estimular as células. Os agentes que ativam certas isoformas da proteína quinase C também podem dessensibilizar EP 4 por um processo denominado dessensibilização heteróloga .

Funções

Estudos usando animais geneticamente modificados para não ter EP 4 e complementados por estudos que examinam as ações de antagonistas e agonistas do receptor de EP 4 em animais, bem como em tecidos animais e humanos, indicam que este receptor tem várias funções. No entanto, uma função do receptor EP 4 encontrada nestes estudos não indica necessariamente que o faz em humanos, uma vez que as funções do receptor EP podem variar entre as espécies.

Ducto arteriose

EP 4 desempenha um papel crítico no fechamento pós-natal do canal arterial, conforme definido em camundongos sem um gene funcional para este receptor, isto é, camundongos EP 4 (- / -) (ver camundongo Knockout ). Cerca de 95% dos camundongos EP 4 (- / -) morrem dentro de 3 dias após o nascimento devido à congestão pulmonar e insuficiência cardíaca causada por uma persistência do canal arterial. O ducto opera no feto para desviar o sangue da artéria pulmonar para a aorta descendente proximal, permitindo assim que o sangue do ventrículo direito do coração desvie dos pulmões que não funcionam do feto. O ducto deve se fechar no nascimento para permitir o fluxo sanguíneo para os pulmões. Em ratos, isso é feito desligando o mecanismo que mantém a permeabilidade do ducto. A ativação contínua de EP 4 por PGE 2 mantém o ducto aberto no feto ; ao nascimento, entretanto, os níveis de EP 4 e PGE 2 nas células musculares lisas e na mídia do ducto de camundongo caem. Isso fecha o ducto, estabelecendo assim a circulação sanguínea pós-fetal normal através dos pulmões. Com base em estudos utilizando agonistas e antagonistas do receptor de EP, EP 2 em camundongos e, pelo menos em cordeiros, EP 3 pode desempenhar papéis menores na manutenção da desobstrução do ducto. Esses estudos também parecem relevantes para humanos: antiinflamatórios não esteróides , particularmente indometacina , são usados ​​para reduzir a produção de prostaglandina e, assim, fechar o ducto em neonatos, bebês e pacientes idosos com persistência do canal arterial ; além disso, as prostaglandinas ou seus análogos são usados ​​para manter o ducto aberto em neonatos com defeitos cardíacos congênitos, como a transposição das grandes artérias até que a cirurgia corretiva possa ser realizada (ver Canal da arteriose # Patente do canal da arteriose ).

Para permitir estudos adicionais da função de EP 4 , são utilizadas colônias obtidas por cruzamento de 5% dos camundongos que sobreviveram à deleção de EP 4 .

Inflamação

A ativação de EP 4 suprime a produção de IL-12p70 e aumenta IL-23 , promovendo assim o desenvolvimento de células Th17 produtoras de IL-17 , um subconjunto de células T auxiliares pró-inflamatórias que servem para manter barreiras mucosas, limpar superfícies mucosas de patógenos, e contribuem para doenças autoimunes e inflamatórias. Sua ativação também: a) apóia o desenvolvimento de células T reguladoras (isto é, células T supressoras que modulam o sistema imunológico para manter a tolerância a autoantígenos e prevenir doenças autoimunes); b) estimular as células dendríticas (isto é, células apresentadoras de antígenos localizadas principalmente na pele e nas membranas mucosas) a amadurecer, migrar e dirigir o estágio inicial das respostas imunes; c) inibir a proliferação de células B produtoras de anticorpos ; d) suprime o desenvolvimento de placas de aterosclerose , promovendo a morte (isto é, apoptose ) de macrófagos pró-inflamatórios ligados à placa ; e) aumenta a sobrevivência de neurônios em um modelo de doença de Alzheimer baseado em inflamação ; f) aumenta a arteríola local e o fluxo sanguíneo capilar para causar, por exemplo, sinais de inflamação específicos do local, como vermelhidão, calor e inchaço em modelos de roedores; e g) suprime sensoriais gânglio da raiz dorsal neurónios de sinalização dor induzida por inflamação (isto é, a alodinia e hiperalgesia ) e tem sido utilizado com sucesso para bloquear a dor de osteoartrite em cães.

Trato gastrointestinal

Os receptores EP 4 são altamente expressos no intestino delgado e no cólon. Camundongos sem este receptor ou tratados com um antagonista seletivo de EP 4 provaram ser muito mais suscetíveis ao desenvolvimento de colite induzida por sulfato de sódio de dextrano (DSS) e serem protegidos do desenvolvimento de colite por pré-tratamento com agonistas seletivos de EP 4 ( ONO-AE1-734 e AGN205203). As lesões infligidas por DDS foram associadas à função de barreira da mucosa do cólon defeituosa, juntamente com a superexpressão de genes que medeiam as respostas inflamatórias e a subexpressão de genes envolvidos no reparo e remodelamento da mucosa. EP 4 parece assim servir funções anti-inflamatórias e protectoras no cólon e os agonistas deste receptor podem ser úteis para o tratamento de doenças inflamatórias do intestino, tais como colite ulcerosa . A ativação de EP 4 estimula as células epiteliais do duodeno a secretar bicarbonato (HCO3-) em camundongos e humanos; esta resposta neutraliza o fluido ácido que flui do estômago, contribuindo assim para o processo de cicatrização da úlcera intestinal. Os ativadores deste receptor, portanto, podem ser úteis como drogas anti-úlcera.

Osso

Estudos em camundongos descobriram que a via PGE 2 -EP 4 induz osteoclastos (isto é, células responsáveis ​​pela absorção óssea) para se diferenciar das células precursoras e é necessária para IL-1beta -, fator de necrose tumoral alfa - e osteoclastos induzidos por fator de crescimento de fibroblastos básicos formação; osso retirado de camundongos EP 4 (- / -) para reabsorver osso quando induzido a fazê-lo e a infusão de PGE 2 em camundongos falhou em estimular a absorção óssea. Além disso, a infusão de agonistas EP 4 seletivos em camundongos estimulou aumentos no número de osteoclastos e osteoblastos ósseos , bem como aumentos na densidade óssea. Esses estudos indicam que o receptor EP 4 medeia a remodelação óssea em camundongos e, sugere-se, em outros animais, incluindo humanos.

Coração

Em camundongos, os agonistas do receptor EP 4 reduzem a rejeição aguda de corações transplantados, prolongam a sobrevivência de animais transplantados cardíacos e reduzem os danos cardíacos em um modelo de lesão de reperfusão isquêmica, mas também estimulam a hipertrofia cardíaca acompanhada por função cardíaca deficiente. Os ratinhos sem receptor EP 4 exibem danos cardíacos mais graves em modelos experimentais de enfarte do miocárdio e lesão de reperfusão isquémica, mas também desenvolvem hipertrofia cardíaca com função cardíaca deficiente. A deficiência de EP 4 específica do coração usando recombinação específica do local pelo método Cre recombinase para inativar EP 4 apenas no músculo cardíaco causa uma forma um tanto diferente de doença cardíaca, cardiomiopatia dilatada , que se desenvolve em 23-33 semanas após o nascimento em camundongos. Estes estudos são interpretados como indicando que EP 4 desempenha papéis protetores e prejudiciais no coração com os efeitos protetores de EP 4 devido, pelo menos em parte, à sua capacidade de suprimir a inflamação.

Metabolismo lipídico

Os ratinhos sem receptor EP 4 exibem um ganho de peso mais lento; redução da adiposidade após o desafio de dieta rica em gordura; e vida útil reduzida. Essas deficiências estão associadas à interrupção do metabolismo lipídico devido ao comprometimento da depuração de triglicerídeos; esta depuração de triglicérides prejudicada pode estar subjacente às deficiências citadas.

Câncer

O receptor EP 4 é sobre-expresso em tecido de câncer de próstata humano e um antagonista seletivo do receptor de EP 4 inibe o crescimento e metástase de xenoenxertos de células de câncer de próstata humano . Um antagonista do receptor EP 4 , bem como o knockdown do gene EP 4, inibem a proliferação in vitro e a capacidade de invasão de células de câncer de mama humano. E, o knockdown do gene de EP 4 inibe a metástase de células de câncer de mama murino em um modelo de camundongo de câncer de mama induzido. A PGE 2 estimula o crescimento in vitro do câncer de pulmão de células não pequenas humano , enquanto um antagonista do knockdown do gene EP 4 ou EP 4 inibe esse crescimento. Estes resultados indicam que a estimulação de EP 4 promove o crescimento de vários tipos de células cancerígenas e, portanto, pode desempenhar um papel na progressão de certos tipos de câncer humano.

Audição

Os receptores EP4 4 são expressos na cóclea do ouvido interno. O pré e pós-tratamento de cobaias com um agonista de EP4 atenuou significativamente as mudanças de limiar das respostas auditivas do tronco cerebral e reduziu significativamente a perda de células ciliadas externas causada pela exposição anterior ao ruído. Esses achados indicam que o EP4 está envolvido nos mecanismos de ação da prostaglandina E (1) na cóclea, e o tratamento com agonista do EP4 local pode ser um meio para atenuar a perda auditiva induzida pelo ruído.

Olho

Um antagonista de EP 4 seletivo reduziu significativamente a neovascularização da córnea em ratos causada por retinopatia induzida por oxigênio ou neovascularização coroidal induzida por laser. Este resultado sugere que a ativação de EP 4 contribui para a neovascularização da córnea e que os antagonistas de EP 4 podem ser úteis para o tratamento de doenças neovasculares dos olhos.

Significado clínico

Pesquisa translacional

Estudos de pesquisa translacional clínica usando estimuladores EP 4 (ou seja, agonistas) ou inibidores (ou seja, antagonistas) que foram conduzidos ou estão em andamento incluem:

Estudos Genômicos

O polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) A / G variante rs10440635 próximo ao gene PTGER4 no cromossomo 5 humano foi associado a um aumento da incidência de espondilite anquilosante em uma população recrutada no Reino Unido, Austrália e Canadá. A espondilite anquilosante é uma doença inflamatória crônica que envolve deposição óssea excessiva na coluna vertebral e aumento da expressão de EP4 nos locais de envolvimento da coluna vertebral. Assim, a ativação excessiva de EP4 pode contribuir para a remodelação óssea patológica e deposição encontrada na espondilite anquilosante e a variante rs10440635 pode predispor a esta doença influenciando a produção ou o padrão de expressão de EP4.

O genótipo GG em -1254G> A em PTGER4 está associado à doença cutânea exacerbada (NECD) com anti-inflamatório não esteroidal (AINE). A NECD é uma reação de hipersensibilidade não alérgica que envolve o desenvolvimento agudo de pápulas e angioedema em resposta ao consumo de AINE em indivíduos com história de urticariforme crônica . O alelo G na posição -1254 leva a função promotora do gene PTGER4 mais baixa, níveis mais baixos de EP 4 e, presumivelmente, portanto, menos efeitos antiinflamatórios de EP 4 .

Várias variações do gene PTGER4 foram associadas à doença inflamatória intestinal: a) Meta-análise de estudos de associação do genoma descobriu que a variante do SNP rs11742570 contendo uma variação de nucleotídeo único C / T em PTGER4 está associada a um aumento da incidência da doença de Crohn ; b) rs4495224, uma variante do SNP A / C, e rs7720838, ambos os quais são projetados para serem locais de ligação em PTERG4 para o fator de transcrição, NF-κB , foram associados à doença de Crohn em três coortes independentes com a associação entre rs7720838 e Doença de Crohn sendo replicada em outras populações; e c) determinados alelos em 5p13.1, um gene deserto perto de PTGER4 , correlacionam-se com os níveis de expressão de EP 4 , bem como com o desenvolvimento de doença de Crohn.

A variante A / T SNP, rs4434423, na região 5'-não traduzida de PTGER4 foi associada a um aumento na taxa de disfunção do enxerto primário em um estudo de coorte multicêntrico de destinatários de gráfico de diferentes etnias.

Veja também

Referências

links externos

  • "Prostanoid Receptors: EP 4 " . Banco de dados de receptores e canais de íons da IUPHAR . União Internacional de Farmacologia Clínica e Básica.

Leitura adicional

Este artigo incorpora texto da Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos , que é de domínio público .