Tín hiệu thông qua Class I PI3Ks trong tế bào động vật có vú

Biochemical Society Transactions - Tập 34 Số 5 - Trang 647-662 - 2006
Phillip T. Hawkins1, Karen E. Anderson1, Len Stephens1
1The Babraham Institute, Babraham Research Campus, Babraham, Cambridge CB2 4AT, U.K.

Tóm tắt

Hiện nay, việc kích hoạt Class I PI3Ks (phosphoinositide 3-kinases) được chấp nhận là một trong những con đường truyền tín hiệu quan trọng nhất mà các thụ thể bề mặt tế bào sử dụng để điều khiển các sự kiện bên trong tế bào. Các thụ thể có thể truy cập vào con đường này bao gồm những thụ thể nhận diện yếu tố tăng trưởng, hormone, kháng nguyên và kích thích viêm, và các sự kiện tế bào được biết đến để điều chỉnh bao gồm sự phát triển tế bào, sự sống sót, sự phát triển và di chuyển. Chúng ta đã học được rất nhiều về họ enzyme Class I PI3K và những thích nghi cấu trúc cho phép nhiều thụ thể bề mặt tế bào khác nhau điều chỉnh hoạt động của chúng. Class I PI3Ks tổng hợp phospholipid PtdIns(3,4,5)P3 trong các màng mà chúng được kích hoạt, và hiện nay đã được chấp nhận rằng PtdIns(3,4,5)P3 và sản phẩm dephosphorylation của nó là PtdIns(3,4)P2 là những phân tử truyền tin điều chỉnh vị trí và chức năng của nhiều yếu tố tác động thông qua việc gắn kết với các miền PH (pleckstrin homology) cụ thể của chúng. Số lượng các yếu tố tác động PtdIns(3,4,5)P3/PtdIns(3,4)P2 trực tiếp tồn tại, thậm chí trong cùng một tế bào, tạo ra một mạng lưới tín hiệu hết sức phức tạp ở phía hạ lưu của việc kích hoạt PI3K. Tuy nhiên, một số nhân tố chính đang bắt đầu xuất hiện, liên kết hoạt động của PI3K với các phản ứng tế bào cụ thể. Những yếu tố này bao gồm các GTPase nhỏ cho các họ Rho và Arf điều chỉnh sự tái sắp xếp cytoskeletal và màng cần thiết cho sự di chuyển của tế bào, và PKB (protein kinase B), có vai trò điều chỉnh quan trọng trong quản lý quá trình tiến triển chu kỳ tế bào và sự sống sót. Tầm quan trọng của con đường tín hiệu PI3K trong việc điều chỉnh sự cân bằng giữa các quyết định trong sự phát triển tế bào, sinh sản và sự sống sót là rõ ràng từ sự phổ biến của các oncogene (ví dụ PI3Kα) và các tác nhân ức chế khối u [ví dụ như PtdIns(3,4,5)P3 3-phosphatase, PTEN (phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10)] được tìm thấy trong con đường này. Việc gần đây có sẵn các mô hình chuột chuyển gen với các khiếm khuyết được thiết kế trong các con đường tín hiệu Class I PI3K, và sự phát triển của các chất ức chế chọn lọc isoform PI3K bởi cả nghiên cứu học thuật và dược phẩm đã làm nổi bật tầm quan trọng của các isoform cụ thể của PI3K trong sinh lý học và bệnh lý toàn thân, ví dụ như PI3Kα trong điều hòa tăng trưởng và chuyển hóa, PI3Kβ trong cục máu đông, và PI3Kδ và PI3Kγ trong viêm và hen suyễn. Do đó, con đường tín hiệu Class I PI3K đang nổi lên như một lĩnh vực mới thú vị cho sự phát triển của các liệu pháp điều trị mới.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Cantley, 2002, Science, 296, 1655, 10.1126/science.296.5573.1655

Stephens, 1993, Biochim. Biophys. Acta, 1179, 27, 10.1016/0167-4889(93)90072-W

Vanhaesebroeck, 2001, Annu. Rev. Biochem., 70, 535, 10.1146/annurev.biochem.70.1.535

Lindmo, 2006, J. Cell Sci., 119, 605, 10.1242/jcs.02855

Katso, 2006, Mol. Biol. Cell, 17, 3729, 10.1091/mbc.e05-11-1083

Wheeler, 2006, J. Cell. Physiol., 206, 586, 10.1002/jcp.20507

Wymann, 1998, Biochim. Biophys. Acta, 1436, 127, 10.1016/S0005-2760(98)00139-8

Kang, 2005, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 102, 802, 10.1073/pnas.0408864102

Zhao, 2005, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 102, 18443, 10.1073/pnas.0508988102

Rodriguez-Viciana, 1996, EMBO J., 15, 2442, 10.1002/j.1460-2075.1996.tb00602.x

Rodriguez-Viciana, 1994, Nature, 370, 527, 10.1038/370527a0

Downward, 2003, Nat. Rev. Cancer, 3, 11, 10.1038/nrc969

Rodriguez-Viciana, 2004, Mol. Cell. Biol., 24, 4943, 10.1128/MCB.24.11.4943-4954.2004

Kurosu, 1997, J. Biol. Chem., 272, 24252, 10.1074/jbc.272.39.24252

Shin, 2005, J. Cell Biol., 170, 607, 10.1083/jcb.200505128

Taniguchi, 2006, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 103, 12093, 10.1073/pnas.0604628103

Luo, 2005, Cell Cycle, 4, 1309, 10.4161/cc.4.10.2062

Stephens, 1997, Cell, 89, 105, 10.1016/S0092-8674(00)80187-7

Hirsch, 2000, Science, 287, 1049, 10.1126/science.287.5455.1049

Li, 2000, Science, 287, 1046, 10.1126/science.287.5455.1046

Sasaki, 2000, Science, 287, 1040, 10.1126/science.287.5455.1040

Krugmann, 2002, Biochem. J., 362, 725, 10.1042/bj3620725

Brock, 2003, J. Cell Biol., 160, 89, 10.1083/jcb.200210115

Suire, 2002, Curr. Biol., 12, 1068, 10.1016/S0960-9822(02)00933-8

Pacold, 2000, Cell, 103, 931, 10.1016/S0092-8674(00)00196-3

Suire, 2006, Nat. Cell Biol.

Suire, 2005, Curr. Biol., 15, 566, 10.1016/j.cub.2005.02.020

Voigt, 2006, J. Biol. Chem., 281, 9977, 10.1074/jbc.M512502200

Rickert, 2000, Trends Cell Biol., 10, 466, 10.1016/S0962-8924(00)01841-9

Bondeva, 1998, Science, 282, 293, 10.1126/science.282.5387.293

Patrucco, 2004, Cell, 118, 375, 10.1016/j.cell.2004.07.017

Krugmann, 2002, Mol. Cell, 9, 95, 10.1016/S1097-2765(02)00434-3

Welch, 2003, FEBS Lett., 546, 93, 10.1016/S0014-5793(03)00454-X

Komander, 2004, EMBO J., 23, 3918, 10.1038/sj.emboj.7600379

McManus, 2004, EMBO J., 23, 2071, 10.1038/sj.emboj.7600218

Mora, 2004, Semin. Cell Dev. Biol., 15, 161, 10.1016/j.semcdb.2003.12.022

Rohrschneider, 2000, Genes Dev., 14, 505, 10.1101/gad.14.5.505

Leslie, 2003, EMBO J., 22, 5501, 10.1093/emboj/cdg513

Hurley, 2006, Biochim. Biophys. Acta., 1761, 805, 10.1016/j.bbalip.2006.02.020

Lemmon, 2003, Traffic, 4, 201, 10.1034/j.1600-0854.2004.00071.x

Shepherd, 1998, Biochem. J., 333, 471, 10.1042/bj3330471

Laffargue, 2002, Immunity, 16, 441, 10.1016/S1074-7613(02)00282-0

Perisic, 2004, Adv. Enzyme Regul., 44, 279, 10.1016/j.advenzreg.2003.11.003

Van Haastert, 2004, Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 5, 626, 10.1038/nrm1435

Ridley, 2003, Science, 302, 1704, 10.1126/science.1092053

Houldsworth, 2002, Cell Growth Differ., 13, 257

Engelman, 2006, Nat. Rev. Genet., 7, 606, 10.1038/nrg1879

Shaw, 2006, Nature, 441, 424, 10.1038/nature04869

Garcia, 2006, EMBO J., 25, 655, 10.1038/sj.emboj.7600967

Downward, 2004, Semin. Cell Dev. Biol., 15, 177, 10.1016/j.semcdb.2004.01.002

Cully, 2006, Nat. Rev. Cancer, 6, 184, 10.1038/nrc1819

Wullschleger, 2006, Cell, 124, 471, 10.1016/j.cell.2006.01.016

Stephens, 2005, Curr. Opin. Pharmacol., 5, 357, 10.1016/j.coph.2005.03.002

Vanhaesebroeck, 2005, Trends Biochem. Sci., 30, 194, 10.1016/j.tibs.2005.02.008

Knight, 2006, Cell, 125, 733, 10.1016/j.cell.2006.03.035

Arcaro, 1993, Biochem. J., 296, 297, 10.1042/bj2960297

Walker, 2000, Mol. Cell, 6, 909, 10.1016/S1097-2765(05)00089-4

Okkenhaug, 2003, Nat. Rev. Immunol., 3, 317, 10.1038/nri1056

Wymann, 2005, Curr. Opin. Cell Biol., 17, 141, 10.1016/j.ceb.2005.02.011

Camps, 2005, Nat. Med., 11, 936, 10.1038/nm1284

Condliffe, 2005, Blood, 106, 1432, 10.1182/blood-2005-03-0944

Ali, 2004, Nature, 431, 1007, 10.1038/nature02991

Swat, 2006, Blood, 107, 2415, 10.1182/blood-2005-08-3300

Webb, 2005, J. Immunol., 175, 2783, 10.4049/jimmunol.175.5.2783

Jackson, 2005, Nat. Med., 11, 507, 10.1038/nm1232

Samuels, 2004, Science, 304, 554, 10.1126/science.1096502

Foukas, 2006, Nature, 441, 366, 10.1038/nature04694

Kang, 2005, Cell Cycle, 4, 578, 10.4161/cc.4.4.1593

Augert, 1989, J. Biol. Chem., 264, 2574, 10.1016/S0021-9258(19)81651-4

Milne, 2005, J. Lipid Res., 46, 1796, 10.1194/jlr.D500010-JLR200

Stephens, 1991, Nature, 351, 33, 10.1038/351033a0

Jackson, 1992, J. Biol. Chem., 267, 16627, 10.1016/S0021-9258(18)42049-2

Deane, 2004, Annu. Rev. Immunol., 22, 563, 10.1146/annurev.immunol.22.012703.104721

Turner, 2002, Nat. Rev. Immunol., 2, 476, 10.1038/nri840

Lemmon, 2000, Biochem. J., 350, 1, 10.1042/bj3500001

Lemmon, 2005, Cell, 120, 574, 10.1016/j.cell.2005.02.023

Cote, 2005, Nat. Cell Biol., 7, 797, 10.1038/ncb1280

McManus, 2004, EMBO J., 23, 2071, 10.1038/sj.emboj.7600218

Hresko, 2005, J. Biol. Chem., 280, 40406, 10.1074/jbc.M508361200

Bayascas, 2005, Mol. Cell, 18, 143, 10.1016/j.molcel.2005.03.020

Downes, 2003, Methods Enzymol., 366, 64, 10.1016/S0076-6879(03)66006-4

Downes, 2005, Trends Cell Biol., 15, 259, 10.1016/j.tcb.2005.03.008

Furutani, 2006, Anal. Biochem., 355, 8, 10.1016/j.ab.2006.05.014

Anderson, 1999, Signal Transduction: a Practical Approach, 284

Dove, 2004, EMBO J., 23, 1922, 10.1038/sj.emboj.7600203

Gozani, 2003, Cell, 114, 99, 10.1016/S0092-8674(03)00480-X

Ma, 2005, Cancer Res., 65, 5730, 10.1158/0008-5472.CAN-04-4519

Sleeman, 2005, Nat. Med., 11, 199, 10.1038/nm1178

Rauh, 2004, Biochem. Soc. Trans., 32, 785, 10.1042/BST0320785

Domin, 1997, Biochem. J., 326, 139, 10.1042/bj3260139

Thông tin
Thông tin xuất bản

Biochemical Society Transactions

Tập 34 Số 5

647-662

Thông tin tác giả