CXCR4
| CXCR4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | CXCR4 , CD184, D2S201E, FB22, HM89, HSY3RR, LAP-3, LAP3, LCR1, LESTR, NPY3R, NPYR, NPYRL, NPYY3R, WHIM, WHIMS, CXC Motif Chemokine Рецептор 4, Whims1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Омим : 162643 ; MGI : 109563 ; Гомологен : 20739 ; GeneCards : CXCR4 ; OMA : CXCR4 - ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidata | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CXC-рецептор хемокинов типа 4 типа ( CXCR-4 ), также известный как fusin или CD184 (кластер дифференцировки 184), представляет собой белок , который у людей кодируется CXCR4 геном . [ 5 ] [ 6 ] Белок является рецептором хемокина CXC . [ 7 ]
Функция
[ редактировать ]CXCR-4 представляет собой альфа- хемокиновый рецептор, специфичный для стромального, основанного на Factor-1 ( SDF-1 , также называемый CXCL12), молекула, наделенная сильной хемотаксической активностью для лимфоцитов . CXCR4 является одним из нескольких кокипторов хемокинов, которые ВИЧ может использовать для заражения CD4+ Т-клеток . ВИЧ Изоляты , которые используют CXCR4, традиционно известны как тропические изоляты Т-клеток . Как правило, эти вирусы встречаются поздно при инфекции. Неясно, является ли появление ВИЧ, использующего CXCR4, является следствием или причиной иммунодефицита . [ Цитация необходима ]
CXCR4 активируется во время окна имплантации в циклах заместительной и гормональной заместительной терапии в эндометрии, продуцируя, в присутствии бластоцисты человека поверхностная поляризация рецепторов CXCR4 позволяет предположить, что этот рецептор участвует в фазе адгезии человеческой имплантации . [ Цитация необходима ]
CXCR4 SDF -1 Известно, что важен в гематопоэтических стволовых клетках до костный мозг и в покоящемся гемопоэтическом стволовом клетках . Также было показано, что передача сигналов CXCR4 регулирует экспрессию CD20 на В -клетках. До недавнего времени SDF-1 и CXCR4 считались относительно моногамной парой рецепторов лиганд (другие хемокины являются беспорядочными, склонны использовать несколько различных рецепторов хемокинов). Недавние данные демонстрируют, что убиквитин также является естественным лигандом CXCR4. [ 8 ] Убиквитин -это небольшой (76-аминокислотный) белок, высоко консервативный среди эукариотических клеток. Он наиболее известен своей внутриклеточной ролью в нацеливании убиквитированных белков на деградацию через систему протеасомы убиквитина. Данные на многочисленных моделях животных предполагают, что убиквитин является противовоспалительным иммунным модулятором и эндогенным оппонентом провоспалительного повреждения, связанных с молекулярными молекулами молекулярного рисунка . [9] It is speculated this interaction may be through CXCR4 mediated signalling pathways. MIF is an additional ligand of CXCR4.[10]
CXCR4 is present in newly generated neurons during embryogenesis and adult life where it plays a role in neuronal guidance. The levels of the receptor decrease as neurons mature. CXCR4 mutant mice have aberrant neuronal distribution. This has been implicated in disorders such as epilepsy.[11]
CXCR4 dimerization is dynamic and increases with concentration.[12]
Clinical significance
[edit]Drugs that block the CXCR4 receptor appear to be capable of "mobilizing" hematopoietic stem cells into the bloodstream as peripheral blood stem cells. Peripheral blood stem cell mobilization is very important in hematopoietic stem cell transplantation (as a recent alternative to transplantation of surgically harvested bone marrow) and is currently performed using drugs such as G-CSF. G-CSF is a growth factor for neutrophils (a common type of white blood cells), and may act by increasing the activity of neutrophil-derived proteases such as neutrophil elastase in the bone marrow leading to proteolytic degradation of SDF-1. Plerixafor (AMD3100) is a drug, approved for routine clinical use,[13] which directly blocks the CXCR4 receptor. It is a very efficient inducer of hematopoietic stem cell mobilization in animal and human studies. In a small human clinical trial to evaluate the safety and efficacy of fucoidan ingestion (brown seaweed extract), 3g daily of 75% w/w oral fucoidan for 12 days increased the proportion of CD34+CXCR4+ from 45 to 90% and the serum SDF-1 levels, which could be useful in CD34+ cells homing/mobilization via SDF-1/CXCR4 axis.[14]
It has been associated with WHIM syndrome.[15] WHIM like mutations in CXCR4 were recently identified in patients with Waldenström's macroglobulinemia, a B-cell malignancy.[16] The presence of CXCR4 WHIM mutations has been associated with clinical resistance to ibrutinib in patients with Waldenström's macroglobulinemia.[17]
While CXCR4's expression is low or absent in many healthy tissues, it was demonstrated to be expressed in over 23 types of cancer, including breast cancer, ovarian cancer, melanoma, and prostate cancer. Expression of this receptor in cancer cells has been linked to metastasis to tissues containing a high concentration of CXCL12, such as lungs, liver and bone marrow.[18][19] However, in breast cancer where SDF1/CXCL12 is also expressed by the cancer cells themselves along with CXCR4, CXCL12 expression is positively correlated with disease free (metastasis free) survival. CXCL12 (over-)expressing cancers might not sense the CXCL12 gradient released from the metastasis target tissues since the receptor, CXCR4, is saturated with the ligand produced in an autocrine manner.[20] Another explanation of this observation is provided by a study that shows the ability of CXCL12 (and CCL2) producing tumors to entrain neutrophils that inhibit seeding of tumor cells in the lung.[21]
Drug response
[edit]Chronic exposure to THC has been shown to increase T lymphocyte CXCR4 expression on both CD4+ and CD8+ T lymphocytes in rhesus macaques.[22] It has been shown that BCR signalling inhibitors also affect CXCR4 pathway and thus CD20 expression.[citation needed]
Interactions
[edit]CXCR4 has been shown to interact with USP14.[23]
See also
[edit]References
[edit]- ^ Jump up to: a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000121966 – Ensembl, May 2017
- ^ Jump up to: a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000045382 – Ensembl, May 2017
- ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ Moriuchi M, Moriuchi H, Turner W, Fauci AS (November 1997). "Cloning and analysis of The sigma gene the promoter region of CXCR4, a coreceptor for HIV-1 entry". Journal of Immunology. 159 (9): 4322–9. doi:10.4049/jimmunol.159.9.4322. PMID 9379028. S2CID 36552134.
- ^ Caruz A, Samsom M, Alonso JM, Alcami J, Baleux F, Virelizier JL, Parmentier M, Arenzana-Seisdedos F (April 1998). "Genomic organization and promoter characterization of human CXCR4 gene". FEBS Letters. 426 (2): 271–8. doi:10.1016/S0014-5793(98)00359-7. PMID 9599023. S2CID 36571818.
- ^ "Gene group: C-X-C motif chemokine receptors (CXCR)". HUGO Gene Nomenclature Committee.
- ^ Saini V, Marchese A, Majetschak M (May 2010). "CXC chemokine receptor 4 is a cell surface receptor for extracellular ubiquitin". The Journal of Biological Chemistry. 285 (20): 15566–76. doi:10.1074/jbc.M110.103408. PMC 2865327. PMID 20228059.
- ^ Majetschak M (February 2011). "Extracellular ubiquitin: immune modulator and endogenous opponent of damage-associated molecular pattern molecules". Journal of Leukocyte Biology. 89 (2): 205–19. doi:10.1189/jlb.0510316. PMID 20689098. S2CID 24072570.
- ^ Bernhagen J, Krohn R, Lue H, Gregory JL, Zernecke A, Koenen RR, Dewor M, Georgiev I, Schober A, Leng L, Kooistra T, Fingerle-Rowson G, Ghezzi P, Kleemann R, McColl SR, Bucala R, Hickey MJ, Weber C (May 2007). "MIF is a noncognate ligand of CXC chemokine receptors in inflammatory and atherogenic cell recruitment". Nature Medicine. 13 (5): 587–96. doi:10.1038/nm1567. PMID 17435771. S2CID 23194228.
- ^ Bagri A, Gurney T, He X, Zou YR, Littman DR, Tessier-Lavigne M, Pleasure SJ (September 2002). "The chemokine SDF1 regulates migration of dentate granule cells". Development. 129 (18): 4249–60. doi:10.1242/dev.129.18.4249. PMID 12183377.
- ^ Işbilir A, Möller J, Arimont M, Bobkov V, Perpiñá-Viciano C, Hoffmann C, et al. (November 2020). "Advanced fluorescence microscopy reveals disruption of dynamic CXCR4 dimerization by subpocket-specific inverse agonists". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 117 (46): 29144–29154. Bibcode:2020PNAS..11729144I. doi:10.1073/pnas.2013319117. PMC 7682396. PMID 33148803.
- ^ To LB, Levesque JP, Herbert KE (October 2011). "How I treat patients who mobilize hematopoietic stem cells poorly". Blood. 118 (17): 4530–40. doi:10.1182/blood-2011-06-318220. PMID 21832280. S2CID 2543277.
- ^ Irhimeh MR, Fitton JH, Lowenthal RM (June 2007). "Fucoidan ingestion increases the expression of CXCR4 on human CD34+ cells". Experimental Hematology. 35 (6): 989–94. doi:10.1016/j.exphem.2007.02.009. PMID 17533053.
- ^ Balabanian K, Levoye A, Klemm L, Lagane B, Hermine O, Harriague J, Baleux F, Arenzana-Seisdedos F, Bachelerie F (March 2008). "Leukocyte analysis from WHIM syndrome patients reveals a pivotal role for GRK3 in CXCR4 signaling". The Journal of Clinical Investigation. 118 (3): 1074–84. doi:10.1172/JCI33187. PMC 2242619. PMID 18274673.
- ^ Hunter ZR, Xu L, Yang G, Zhou Y, Liu X, Cao Y, Manning RJ, Tripsas C, Patterson CJ, Sheehy P, Treon SP (March 2014). "The genomic landscape of Waldenstrom macroglobulinemia is characterized by highly recurring MYD88 and WHIM-like CXCR4 mutations, and small somatic deletions associated with B-cell lymphomagenesis". Blood. 123 (11): 1637–46. doi:10.1182/blood-2013-09-525808. PMID 24366360.
- ^ Treon SP, Tripsas CK, Meid K, Warren D, Varma G, Green R, et al. (2015). "Ibrutinib in previously treated Waldenstrom macroglobulinemia". N. Engl. J. Med. 372 (15): 1430–40. doi:10.1056/NEJMoa1501548. PMID 25853747.
- ^ Sun X, Cheng G, Hao M, Zheng J, Zhou X, Zhang J, Taichman RS, Pienta KJ, Wang J (December 2010). "CXCL12 / CXCR4 / CXCR7 chemokine axis and cancer progression". Cancer and Metastasis Reviews. 29 (4): 709–22. doi:10.1007/s10555-010-9256-x. PMC 3175097. PMID 20839032.
- ^ Balkwill F (July 2004). "Cancer and the chemokine network". Nature Reviews. Cancer. 4 (7): 540–50. doi:10.1038/nrc1388. PMID 15229479. S2CID 205467365.
- ^ Mirisola V, Zuccarino A, Bachmeier BE, Sormani MP, Falter J, Nerlich A, Pfeffer U (September 2009). "CXCL12/SDF1 expression by breast cancers is an independent prognostic marker of disease-free and overall survival". European Journal of Cancer. 45 (14): 2579–87. doi:10.1016/j.ejca.2009.06.026. PMID 19646861.
- ^ Granot Z, Henke E, Comen EA, King TA, Norton L, Benezra R (September 2011). "Tumor entrained neutrophils inhibit seeding in the premetastatic lung". Cancer Cell. 20 (3): 300–14. doi:10.1016/j.ccr.2011.08.012. PMC 3172582. PMID 21907922.
- ^ LeCapitaine NJ, Zhang P, Winsauer P, Walker E, Vande Stouwe C, Porretta C, Molina PE (December 2011). "Chronic Δ-9-tetrahydrocannabinol administration increases lymphocyte CXCR4 expression in rhesus macaques". Journal of Neuroimmune Pharmacology. 6 (4): 540–5. doi:10.1007/s11481-011-9277-4. PMC 3181271. PMID 21484257.
- ^ Mines MA, Goodwin JS, Limbird LE, Cui FF, Fan GH (February 2009). "Deubiquitination of CXCR4 by USP14 is critical for both CXCL12-induced CXCR4 degradation and chemotaxis but not ERK activation". The Journal of Biological Chemistry. 284 (9): 5742–52. doi:10.1074/jbc.M808507200. PMC 2645827. PMID 19106094.
Further reading
[edit]- Wilkinson D (September 1996). "Cofactors provide the entry keys. HIV-1". Current Biology. 6 (9): 1051–3. doi:10.1016/S0960-9822(02)70661-1. PMID 8805353. S2CID 18710567.
- Broder CC, Dimitrov DS (1996). "HIV and the 7-transmembrane domain receptors". Pathobiology. 64 (4): 171–9. doi:10.1159/000164032. PMID 9031325.
- Choe H, Martin KA, Farzan M, Sodroski J, Gerard NP, Gerard C (June 1998). "Structural interactions between chemokine receptors, gp120 Env and CD4". Seminars in Immunology. 10 (3): 249–57. doi:10.1006/smim.1998.0127. PMID 9653051.
- Freedman BD, Liu QH, Del Corno M, Collman RG (2003). "HIV-1 gp120 chemokine receptor-mediated signaling in human macrophages". Immunologic Research. 27 (2–3): 261–76. doi:10.1385/IR:27:2-3:261. PMID 12857973. S2CID 32006625.
- Esté JA (September 2003). "Virus entry as a target for anti-HIV intervention". Current Medicinal Chemistry. 10 (17): 1617–32. doi:10.2174/0929867033457098. PMID 12871111.
- Gallo SA, Finnegan CM, Viard M, Raviv Y, Dimitrov A, Rawat SS, Puri A, Durell S, Blumenthal R (July 2003). "The HIV Env-mediated fusion reaction". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1614 (1): 36–50. doi:10.1016/S0005-2736(03)00161-5. PMID 12873764.
- Zaitseva M, Peden K, Golding H (July 2003). "HIV coreceptors: role of structure, posttranslational modifications, and internalization in viral-cell fusion and as targets for entry inhibitors". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1614 (1): 51–61. doi:10.1016/S0005-2736(03)00162-7. PMID 12873765.
- Lee C, Liu QH, Tomkowicz B, Yi Y, Freedman BD, Collman RG (November 2003). "Macrophage activation through CCR5- and CXCR4-mediated gp120-elicited signaling pathways". Journal of Leukocyte Biology. 74 (5): 676–82. doi:10.1189/jlb.0503206. PMID 12960231. S2CID 11362623.
- Yi Y, Lee C, Liu QH, Freedman BD, Collman RG (2004). "Chemokine receptor utilization and macrophage signaling by human immunodeficiency virus type 1 gp120: Implications for neuropathogenesis". Journal of Neurovirology. 10. 10 (Suppl 1): 91–6. doi:10.1080/753312758. PMID 14982745. S2CID 9065929.
- Seibert C, Sakmar TP (2004). "Small-molecule antagonists of CCR5 and CXCR4: a promising new class of anti-HIV-1 drugs". Current Pharmaceutical Design. 10 (17): 2041–62. doi:10.2174/1381612043384312. PMID 15279544.
- Perfettini JL, Castedo M, Roumier T, Andreau K, Nardacci R, Piacentini M, Kroemer G (August 2005). "Mechanisms of apoptosis induction by the HIV-1 envelope". Cell Death and Differentiation. 12. 12 (Suppl 1): 916–23. doi:10.1038/sj.cdd.4401584. PMID 15719026.
- King JE, Eugenin EA, Buckner CM, Berman JW (April 2006). "HIV tat and neurotoxicity". Microbes and Infection / Institut Pasteur. 8 (5): 1347–57. doi:10.1016/j.micinf.2005.11.014. PMID 16697675.
- Kryczek I, Wei S, Keller E, Liu R, Zou W (March 2007). "Stroma-derived factor (SDF-1/CXCL12) and human tumor pathogenesis". American Journal of Physiology. Cell Physiology. 292 (3): C987-95. doi:10.1152/ajpcell.00406.2006. PMID 16943240. S2CID 7423893.
- Арья М, Ахмед Х, Сильхи Н., Уильямсон М., Патель Х.Р. (2007). «Клиническое значение и терапевтические последствия взаимодействия ключевого взаимодействия CXCL12-CXCR4 (хемокинового лиганда-рецептора) при миграции раковых клеток». Опухолевая биология . 28 (3): 123–31. doi : 10.1159/000102979 . PMID 17510563 . S2CID 44356923 .
- Grange JM (декабрь 1979 г.). «Туберкулез: изменяющийся бугорок». Британский журнал больничной медицины . 22 (6): 540–8. PMID 118789 .
- Nomura H, Nielsen BW, Matsushima K (октябрь 1993 г.). «Молекулярное клонирование кДНК, кодирующих рецептор LD78, и предполагаемые хемотаксические пептидные рецепторы лейкоцитов». Международная иммунология . 5 (10): 1239–49. doi : 10.1093/intimm/5.10.1239 . PMID 7505609 .
- Lu ZH, Wang ZX, Horuk R, Hesselgesser J, Lou YC, Hadley TJ, Peiper SC (ноябрь 1995 г.). «Профиль беспорядочного связывания хемокинов дуффи-антигена/рецептора для хемокинов в первую очередь локализуется в последовательностях в аминоконцевом домене» . Журнал биологической химии . 270 (44): 26239–45. doi : 10.1074/jbc.270.44.26239 . PMID 7592830 .
- Jazin EE, Yoo H, Blomqvist AG, Yee F, Weng G, Walker MW, Salon J, Larhammar D, Wahlestestt C (сентябрь 1993 г.). «Предложенный клон кДНК -рецептора -рецептора бычьего нейропептида Y (NPY) или его гомолог человека не дает ни сайтов связывания NPY, ни чувствительности NPY на трансфицированные клетки». Регуляторные пептиды . 47 (3): 247–58. doi : 10.1016/0167-0115 (93) 90392-l . PMID 8234909 . S2CID 25271767 .
- Loetscher M, Geiser T, O'Reilly T, Zwahlen R, Baggiolini M, Moser B (январь 1994 г.). «Клонирование человеческого рецептора с семью трансмембранным доменом, LEST, который высоко экспрессируется в лейкоцитах» . Журнал биологической химии . 269 (1): 232–7. doi : 10.1016/s0021-9258 (17) 42339-8 . PMID 8276799 .
- Wang J, Liu X, Lu H, Jiang C, Cui X, Yu L, Fu X, Li Q, Wang J (март 2015 г.). «CXCR4 (+) CD45 (-) субпопуляция BMMNC превосходит нефракционированные BMMNC для защиты после ишемического инсульта у мышей» . Мозг, поведение и иммунитет . 45 : 98–108. doi : 10.1016/j.bbi.2014.12.015 . PMC 4342301 . PMID 25526817 .
- Federsppiel B, Melhado IG, Duncan AM, Delaney A, Schappert K, Clark-Lewis I, Jirik FR (июнь 1993 г.). «Молекулярное клонирование кДНК и хромосомную локализацию гена для предполагаемого семисенмембранного сегмента (7-TMS) рецептора, выделенного из селезенки человека». Геномика . 16 (3): 707–12. doi : 10.1006/Geno.1993.1251 . PMID 8325644 .
- Аримонт А., Сан С., Смит М.Дж., Леурс Р., Де Эш И.Дж., Де Грааф С. (2017). «Структурный анализ хемокиновых рецепторных взаимодействий» . J Med Chem . 60 (12): 4735–4779. Doi : 10.1021/acs.jmedchem.6b01309 . PMC 5483895 . PMID 28165741 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- "Хемокиновые рецепторы: CXCR4" . База данных IUPHAR рецепторов и ионных каналов . Международный союз базовой и клинической фармакологии.
- и Местоположение генома CXCR4 CXCR4 страница CXCR4 гена в браузере генома UCSC .
- и Уположение генома LAP3 страница LAP3 гена в браузере UCSC Genome .
- Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для Uniprot : P61073 (CXC Chemokine Receptor Type 4) в PDBE-KB .