Nowopoznane receptory GPR17

Nowopoznane receptory GPR17 — charakterystyka
i udział w patologii układu nerwowego
Dorota Wypych
Instytut Biologii Doświadczalnej PAN im.
Marcelego Nenckiego, Warszawa
Instytut Biologii Doświadczalnej im. M.
Nenckiego, ul. Pasteura 3, 02-093 Warszawa;
tel.: (22) 589 24 59, e-mail: d.wypych@nencki.
gov.pl

Artykuł otrzymano 30 września 2014 r.
Artykuł zaakceptowano 3 października 2014 r.
Słowa kluczowe: Receptory nukleotydowe, receptory P2Y, receptory cysteinylowe, stwardnienie rozsiane, mielinizacja
Wykaz skrótów: [Ca2+]i — stężenie jonów
wapnia w cytoplazmie; cysLT — leukotrieny
cysteinylowe; CysLT1/2 — receptory dla leukotrienów cysteinylowych; GPCR (ang. G-protein-coupled-receptors) — receptory metabotropowe
sprzężone z białkiem G; GRK (ang. G-protein
coupled receptor kinases) — kinazy związane z
białkiem G; LTD4 — leukotrien D4; LTE4 — leukotrien E4; OPC (ang. oligodendrocyte precursor
cells) — komórki progenitorowe oligodendrocytów; UDP-gl — urydynodifosfoglukoza
(UDP-glukoza); UDP-gal — urydynodifosfogalaktoza (UDP-galaktoza)
STRESZCZENIE
O
dkryte niedawno metabotropowe receptory GPR17 są strukturalnie powiązane z receptorami purynergicznymi grupy P2Y oraz receptorami dla leukotrienów cysteinylowych.
Badania prowadzone w ostatnich latach pokazały, że receptory te odgrywają niezmiernie
ważną rolę w procesach dojrzewania oligodendrocytów. Dwa lata temu Narodowe Towarzystwo Badań Stwardnienia Rozsianego USA uznało je za główny cel tworzenia innowacyjnych terapii stwardnienia rozsianego i chorób neurodegeneracyjnych. Artykuł ten jest drugą
(po chińskiej) pracą przeglądową dotyczącą tej tematyki. Opisuje on budowę receptorów
GPR17, przedstawia ich charakterystykę farmakologiczną oraz udział w fizjologii i patologii
układu nerwowego.
WPROWADZENIE
Związki purynowe (ATP, ADP), pirymidynowe (UTP, UDP) oraz cukrowe
pochodne nukleotydów (UDP-glukoza, UDP-galaktoza) są uniwersalnymi i filogenetycznie starymi cząsteczkami sygnalizacyjnymi. Jako związki sygnałowe
zostały odkryte w latach 70. XX wieku (ATP) i od tego czasu są bardzo intensywnie badane. Dziś wiadomo już, że sygnalizacja nukleotydowa ma wpływ na
ogromną liczbę procesów wewnątrzkomórkowych i ogrywa istotną rolę w funkcjonowaniu m.in. układów: nerwowego, odpornościowego, krwionośnego, ale
także pełni rolę w rozwoju embrionalnym regulując wzrost, proliferację i procesy dojrzewania komórek. Wiedza na ten temat jest bardzo obszerna i przedstawiona w licznych artykułach [1-7], a różne aspekty tej sygnalizacji przedstawiono w niniejszym numerze Postępów Biochemii.
Działanie zewnątrzkomórkowych nukleotydów na komórki docelowe odbywa się poprzez specyficzne receptory błonowe. Na podstawie badań nad mechanizmami przekazywania sygnałów oraz danych farmakologicznych receptory
nukleotydowe dzieli się na dwie duże grupy: bramkowane ligandem kanały jonowe — receptory P2X (P2X1-7) oraz metabotropowe receptory P1 i P2Y, o siedmiu domenach transbłonowych, związane z trójpodjednostkowymi białkami G
(GPCR). Dotychczas wyróżniono 4 podtypy odpowiadających na adenozynę receptorów P1 (A1,2A,2B,3) oraz 8 podtypów receptorów P2Y (P2Y1, P2Y2, P2Y4, P2Y6,
P2Y11-14) aktywowanych różnymi ligandami [8]. Zgodnie z kryterium farmakologicznym, P2Y mogą być podzielone na: 1) receptory preferujące nukleotydy
adeninowe: ADP i ATP (ludzkie i szczurze P2Y1, P2Y12, P2Y13 oraz ludzki P2Y14);
2) receptory preferujące pochodne uracylowe: UTP lub UDP (ludzkie P2Y4 oraz
P2Y6); 3) receptory o mieszanej selektywności względem agonistów (ludzkie i
szczurze P2Y2, szczurze P2Y4 i prawdopodobnie P2Y11) oraz 4) receptory odpowiadające na cukrowe pochodne nukleotydów: UDP-glukozę i UDP-galaktozę
(P2Y14) [3,9-12]. Wszystkie receptory metabotropowe, a więc także receptory
purynergiczne, łączy wspólne pochodzenie, podobna budowa oraz mechanizm
przekazywania sygnałów. Konsekwencją pobudzenia GPCR jest aktywacja różnych szlaków sygnałowych wewnątrz komórki, a ścieżki te zależą od typu białka G związanego z danym receptorem.1 Znane są cztery główne typy białek G:
Gq/11 aktywujące fosfolipazę C typu β (PLC) i w konsekwencji formowanie sygnału wapniowego, Gs stymulujące oraz Gi hamujące cyklazę adenylanową, co
prowadzi do podwyższenia lub obniżenia poziomu cyklicznego AMP (cAMP)
w cytoplazmie oraz G12/13 wpływające na zmiany cytoszkieletu aktynowego komórki [1,12].
Leukotrieny cysteinylowe (cysLT), druga grupa związków przewijających się
w niniejszym artykule, to pochodne kwasu arachidonowego. Enzym 5-lipooksygenaza katalizuje powstanie niestabilnego leukotrienu A4 (LTA4), który następnie ulega dalszym przekształceniom do leukotrienu C4 (LTC4), leukotrienu D4
Szczegóły działania białek G, składających się z podjednostek α, β i γ, opisano w artykule autorstwa Jolanty Barańskiej w niniejszym numerze „Postępów Biochemii”.
1
514www.postepybiochemii.pl
(LTD4) oraz leukotrienu E4 (LTE4) [13]. Związki te aktywują
następnie receptory CysLT1 oraz CysLT2, należące do grupy
metabotropowych receptorów GPCR [14–16]. Leukotrieny
cysteinylowe są czynnikami zaangażowanymi w procesy
zapalne i wiąże się je z takimi stanami patologicznymi jak
astma oskrzelowa, udar mózgu oraz choroby sercowo-naczyniowe [14,16,17].
Liczne prace pokazują powiązania sygnalizacji nukleotydowej oraz cysLT w modelowaniu odpowiedzi zapalnych.
Obie grupy związków znajdowane są bowiem w ogniskach
zapalnych, a komórki układu odpornościowego charakteryzują się funkcjonalnie aktywnymi receptorami P2Y oraz
CysLT [18-22]. Znalezienie ścisłej interakcji pomiędzy leukotrienami cysteinylowymi oraz sygnalizacją purynergiczną było więc kwestią czasu.
Po zakończeniu projektu poznania ludzkiego genomu
(2001 r.), kiedy udostępniono sekwencje wszystkich receptorów, bardzo wiele GPCR okazało się być „receptorami
sierocymi”, o nieznanych ligandach oraz pełnionej funkcji.
W celu pełnej charakterystyki tych białek oraz znalezienia
możliwych nowych celów terapeutycznych zastosowano
techniki tzw. „odwróconej farmakologii” [23].
W klasycznym podejściu farmakologicznym, zwanym
także fenotypowym odkrywaniem leków (ang. phenotypic
drug discovery), w modelach komórkowych i zwierzęcych
używano różnych znanych związków o potencjalnym
działaniu terapeutycznym, w celu identyfikacji tych, które
wywołują efekt korzystny. Dopiero po odkryciu aktywnego biologicznie potencjalnego leku próbowano zidentyfikować cel biologiczny danej substancji. Jest to tak zwana
strategia „od leku do genu” (ang. drug to gene), którą stosowano dawniej. Pod koniec XX wieku
zaczęto stosować strategię „odwróconej
farmakologii”, zwanej również odkryciem bazującym na celu (ang. target-based
drug discovery) lub koncepcją „od genu do
leku” (ang. gene to drug). W podejściu tym
sprawdza się, czy zmiana ekspresji danego genu (celu biologicznego) następuje w
sytuacji patologicznej, a następnie wysuwa się hipotezę, że modulacja aktywności
specyficznych białek wywoła efekt terapeutyczny.
Podczas procesu „odsierocania” nowych receptorów konieczne jest zbadanie
zmian ekspresji danego genu oraz poziomu białka w poszczególnych tkankach.
Wektor zawierający gen celu biologicznego transfekuje się do odpowiedniego
modelu komórkowego celem charakterystyki funkcjonalnej oraz identyfikuje
endogenne związki wpływające na jego
aktywność [23]. W dalszych krokach prowadzi się m.in. badania przesiewowe bibliotek małych cząsteczek i identyfikuje
się związki, które z dużym powinowactwem łączą się z celem biologicznym. Są
one następnie używane, jako punkt wyjścia do w rozpoczęcia badań nad nowym
lekiem [24,25]. Obie powyższe koncepcje
przedstawiono schematycznie na rycinie 1.
Rycina 1. Schematy badań nad nowymi lekami A) Podejście klasyczne (starsze) B) Strategia „odwróconej
farmakologii” C) Proces „odsierocania” receptorów GPR17. Szczegóły w tekście. Ilustracja na postawie
rysunku w pracy [23], wykorzystuje elementy Servier Medical Art.
Postępy Biochemii 60 (4) 2014
Wszystkie elementy powyższej analizy
wykorzystano także podczas procesu „odsierocania” receptora GPR17, a szczegóły
przedstawiono schematycznie na rycinie
1C oraz opisano w kolejnej części tego artykułu. Prowadzone w ostatnich latach badania funkcjonalne w warunkach in vitro jak i
in vivo, wykorzystywane do określenia roli
biologicznej receptora GPR17, mogą być
kluczowe w tworzeniu nowych terapii z
jego udziałem.
515
CHARAKTERYSTYKA RECEPTORA GPR17
GPR17 został oryginalnie sklonowany w 1996 roku, jako
sekwencja R12, w trakcie próby identyfikacji nowych GPCR
dla chemokin [26]. Wzmianki w literaturze o GPR17, jako
receptorze sierocym, pojawiały się od roku 2001 [27,28].
W 2006 roku przedstawiono jego pierwszą charakterystykę [29]. Tabela 1 podsumowuje występowanie receptora
GPR17 oraz jego wybrane właściwości farmakologiczne.
BUDOWA
GPR17 należy do grupy metabotropowych receptorów
strukturalnie związanych z receptorami P2Y oraz receptorami dla leukotrienów cysteinylowych (CysLT1 i CysLT2) i na
drzewie filogenetycznym znajduje się w połowie odległości
między nimi [11,29]. U ludzi gen gpr17 zlokalizowany jest w
chromosomie 2q21 i zawiera 3 eksony oraz 2 otwarte ramki
odczytu (ORF, ang. open reading frames). Alternatywny splicing prowadzi do powstania dwóch izoform białek. Krótka
izoforma pochodzi ze splicingu jedynie drugiego eksonu
(ORF 1,020 bp) i zawiera 339 reszt aminokwasowych. Izoforma długa zawiera wszystkie trzy eksony (ORF 1,104 bp),
składa się z 367 reszt aminokwasowych i charakteryzuje się
o 28 reszt aminokwasowych dłuższym końcem aminowym
[30]. Homologia sekwencji nukleotydowych pomiędzy
szczurzymi (rGPR17) oraz ludzkimi (hGPR17) receptorami jest na poziomie 89%. Analiza podobieństwa sekwencji
białkowych receptorów mysich (mGPR17), szczurzych oraz
ludzkich pokazała całkowite nakładanie się regionów transbłonowych TM3, TM6 i TM7 oraz zachowanie typowego
układu reszt aminokwasowych należącego do motywu H-X-X-R/K w regionie TM6 (patrz poniżej) [29].
Wszystkie receptory GPCR charakteryzuje silnie zachowana w ewolucji topologia struktury. Zbudowane są one
z: siedmiu domen transbłonowych (TM1-7), trzech zewnątrzkomórkowych (EL1-3) i trzech wewnątrzkomórkowych
(IL1-3) pętli łączących domeny transbłonowe oraz helisy
(H8) o charakterze amfipatycznym (zawierającej zarówno część hydrofilową jak i hydrofobową), łączącą domenę
TM7 z C-końcem białka. Koniec aminowy znajduje się na
zewnątrz komórki, a koniec karboksylowy po stronie cytoplazmatycznej.
Pierwsza struktura krystaliczna receptora nukleotydowego z grupy P2Y została opublikowana w tygodniku „Nature” w maju tego roku i dotyczyła ludzkiego P2Y12 [31].
Dlatego też opisywane do tej pory w literaturze modele
strukturalne receptora GPR17, a także receptorów nukleotydowych, skonstruowano na podstawie poznanej wcześniej struktury krystalicznej bydlęcej rodopsyny pomimo, iż
homologia sekwencji tych białek jest bardzo niska [32-34].
Trójwymiarowego modelu receptorów CysLT jak dotąd nie
stworzono.
Badania in silico z zastosowaniem stymulacji dynamiki
molekularnej pokazały, że wiązanie nukleotydów do receptora GPR17 następuje w tych samych miejscach co u innych
receptorów P2Y, natomiast sposób wiązania agonistów/
antagonistów jest podobny, ale nie taki sam. W przypadku
receptorów P2Y siła wiązania zewnątrzkomórkowych nu-
kleotydów pochodzi z trzech silnie zachowanych w ewolucji reszt aminokwasowych. Znajdują się one w „kieszeni”
receptora złożonej z domen transbłonowych. Są to dodatnio naładowane reszty aminokwasowe, które oddziałują
z ujemnie naładowanymi resztami grup fosforowych nukleotydów. Co ciekawe, w „kieszeni” receptora wiążą się
zarówno agoniści jak i antagoniści (patrz poniżej), chociaż
z różną efektywnością. Fakt ten uwydatnia heterogenność
miejsca wiązania. W receptorach P2Y1 z ligandem oddziałują reszty argininy/lizyny w pozycji 6.55 (w rejonie TM6),
typowa dla wszystkich P2Y oraz CysLT, należąca do motywu H-X-X-R/K, reszta argininy 3.29 (w rejonie TM3) oraz
reszta argininy 7.39. Ostatnia reszta aminokwasowa znajduje się w domenie TM7 i należy do motywu Y-Q/K-X-X-R
charakterystycznego nie tylko dla P2Y1, ale także dla P2Y2,
P2Y4, P2Y6 i P2Y11. W receptorach podobnych do P2Y1 w oddziaływaniu z grupą fosforanową może także brać udział
reszta cysteiny w EL2 (znajdująca się obok wspomnianej
wcześniej reszty lizyny). W receptorach P2Y12 w skład trójki
wchodzą reszta argininy/lizyny 6.55 (TM6) oraz dwie reszty lizyny w EL2 i TM7 (w pozycji 7.35), należące do motywu K-E-X-X-L, charakterystycznego także dla receptorów
P2Y13 i P2Y14. W receptorach P2Y14 reszta arginina/lizyna
6.55 oraz reszta lizyna 7.35 łączą się z pierścieniem heksanowym cukrowych pochodnych nukleotydów [12,35-37].
GPR17 zawiera tylko jedną z trzech silnie zachowanych w
ewolucji reszt aminokwasowych, tj. resztę argininy w pozycji 6.35. Miejsce wiązania znajduje się pomiędzy helisami
domen transbłonowych, w „kieszeni”, i jest ograniczone od
góry przez EL2. Oddziaływaniami naprowadzającymi są
wiązania wodorowe oraz mostki solne (rodzaj wiązań jonowych) pomiędzy resztami argininy 6.55 oraz 6.52 i grupami
fosforowymi ligandów [34]. Analiza in silico wykorzystująca mutację punktową, model R255I (zmiana reszty argininy
6.55 na resztę izoleucyny) wykazała, że energia potrzebna
do odwiązania agonisty od receptora jest wyższa w przypadku modelu dzikiego białka, co wskazuje na kluczowe
miejsce wiązania do reszty Arg6.55. Wiązanie to może brać
udział w rozpoznawaniu określonej klasy ligandów lub w
modulacji aktywności receptora po zaktywowaniu go przez
agonistę. Mutacja R255I nie zmienia siły wiązania antagonisty, co sugeruje istnienie dwóch różnych miejsc wiązania
agonisty i antagonisty w obrębie tej samej aktywnej „kieszeni” [38]. Ponadto, w rejonie utworzonym przez domeny
EL2, EL3 oraz koniec aminowy białka znajduje się także dodatkowe miejsce wiązania agonisty. Zaproponowano więc,
że zewnętrzne miejsce wiązania może naprowadzać małe
ligandy do położonego głębiej, głównego miejsca wiązania,
przy udziale wielostopniowego mechanizmu aktywacji receptora [34].
CHARAKTERYSTYKA FARMAKOLOGICZNA
GPR17 działa jak klasyczny receptor GPCR aktywowany ligandem, który odpowiada na uracylowe pochodne
nukleotydów (UDP, UDP-glukozę i UDP-galaktozę) oraz
leukotrieny cysteinylowe (LTD4, LTC4 oraz LTE4) [29]. Ze
względu na jego położenie filogenetyczne nie można było
jednoznacznie określić specyficzności ligandów, dlatego też
konieczne były badania z udziałem systemów heterologicznych. W doświadczeniach takich, do linii komórkowych,
głównie 1321N1, ale także COS-7 lub HEK-293, wprowadza-
516www.postepybiochemii.pl
no wektory ekspresyjne (pcDNA3.1, pcDNA3.1-hGPR17L)
z wklonowanym cDNA receptora GPR17, komórki stymulowano agonistami lub/i antagonistami, a następnie
przeprowadzano różne analizy funkcjonalne. Jedną z nich
był pomiar wiązania [35S]GTPγS w oczyszczonych błonach
komórkowych możliwy ze względu na to, że aktywacja
wszystkich receptorów GPCR skutkuje wzrostem wiązania
GTP do białek G [29,30,39].
Synteza hGPR17 w komórkach 1321N1 indukuje pojawienie się, zależnej od stężenia, odpowiedzi na LTD4 i LTC4
(LTC4 ≫ LTD4) oraz na UDP, UDP-glukozę i UDP-galaktozę
(UDP-gal = UDP > UDP-glu). W obu izoformach białka, stężenie wywołujące połowę maksymalnej odpowiedzi (EC50)
jest w zakresie nanomolarnym (nM) dla cysLT oraz mikromolarnym (µM) dla nukleotydów [29,30,40]. rGPR17 wykazuje bardzo podobną charakterystykę odpowiedzi (EC50 w
zakresie nM dla LTD4 i LTC4 oraz µM dla UDP i UDP-glukozy), ale UDP-glukoza działa silniej niż UDP, natomiast
UDP-galaktoza nie aktywuje receptora. W przypadku leukotrienów cysteinylowych obserwuje się odwrotną siłę oddziaływania (LTD4 ≫ LTC4). Inni znani agoniści receptorów
P2Y: ATP, ADP, 2-methylotio-ADP (2MeSADP), UTP oraz
α,β-metyleno-ATP (αβMeATP) nie wywołują żadnych efektów [29]. Szczegółowe wartości EC50 dla poszczególnych
agonistów przedstawiono w tabeli 1.
W tym samym heterologicznym układzie doświadczalnym przeprowadzono także badania nad wpływem antagonistów, którzy przeciwdziałają stymulowanemu przez
agonistów procesowi wiązania [35S]GTPγS. Znany antagonista receptorów P2Y12 i P2Y13, cangrelor (dwuwodzian
metylowy [(2R,3S,4R,5R)-3,4-dihydroksy-5-[6-(2-metylosul
fanyletylamino)-2-(3,3,3-trifluoro-propylosulfonylo) puryno-9-yl]oksolan-2-yl] metylofosforanu, dawniej znany jako
AR-C69931MX) oraz MRS2179 (2′-deoksy-N6-metylo-ADP),
antagonista receptorów P2Y1, hamują zależnie od stężenia
wiązanie [35S]GTPγS w komórkach zawierających hGPR17
lub rGPR17, stymulowanych UDP-glukozą (50 µM). Połowa maksymalnego hamowania odpowiedzi (EC50) dla obu
antagonistów jest w nM zakresie stężeń. W przypadku
rGPR17 antagoniści ci działają znacznie silniej, bo w pikomolarnym (pM) zakresie stężeń, a MRS2179 wykazuje
mocniejsze działanie niż cangrelor. W komórkach zawierających hGPR17 lub rGPR17, stymulowanych LTD4 (100 nM),
montelukast oraz pranlukast, znani antagoniści receptorów
cysteinylowych (CysLT1), działają w stężeniu nM i powodują podobny efekt hamujący, co cangrelor i MRS2179 [29].
Badania z zastosowaniem chromatografii powinowactwa
połączonej ze spektroskopią mas pozwoliły określić stałą
wiązania agonistów/antagonistów do receptora GPR17,
potwierdzając poprzednie doniesienia literaturowe [41,42].
Wykazano także brak znacznych różnic we właściwościach
farmakologicznych pomiędzy długą i krótką izoformą receptora hGPR17. αβMeATP działa jako całkowity antagonista ludzkiego receptora GPR17, co pokazano na przykładzie
zjawiska całkowitego i zależnego od stężenia blokowania
aktywacji receptora wywoływanej UDP-glukozą lub LTD4
[30]. Szczegółowe wartości EC50 dla poszczególnych antagonistów przedstawiono w tabeli 1.
Użycie systemu heterologicznego (komórki 1321N1 transfekowane plazmidem z hGPR17) oraz pomiar [35S]GTPγS
umożliwiły pokazanie modulacji odpowiedzi dwóch klas
ligandów. UDP-glukoza jest w stanie wzmocnić wywołane
przez LTD4 wiązanie białek G i vice versa: LTD4 wzmacnia
działanie UDP-glukozy. Aktywacja receptora przez ligand
purynergiczny lub leukotrienowy powoduje zmiany strukturalne receptora, które wzmacniają odpowiedź na bodziec
należący do drugiej klasy liganda. Efekt modulacyjny tych
dwóch klas agonistów zachodzi na drodze allosterycznej,
która obejmuje różne miejsca wiązania agonisty lub różne
Tabela 1, Wybrane właściwości receptorów GPR17.
Właściwości
Powinowactwo agonistów
(EC50) do ludzkiego GPR17
Powinowactwo antagonistów
(EC50) do ludzkiego GPR17
Powinowactwo agonistów (EC50)
do szczurzego GPR17
Powinowactwo antagonistów
(EC50) do szczurzego GPR17
Izoforma krótka
UDP = 1,14 ± 0,2 µM
UDP-glu = 12 ± 1,1 µM
UDP-gal = 1,1 ± 0,09 µM
LTD4 = 7,2 ± 0,3 nM
LTC4 = 0,33 ± 0,011 nM
cangrelor = 0,7 ± 0,02 nM
MRS2179 = 508 ± 29 nM
montelukast = 60 ± 4,3 nM
pranlukast = 10,5 ± 1,2 nM
UDP = 4,6 ± 0,6 µM
UDP-glu = 530± 24 nM
LTD4 = 5,9 ± 0,4 nM
LTC4 = 65 ± 4,2 nM
cangrelor = 22 ± 1,5 pM
MRS2179 = 0,18 ± 0,02 pM
montelukast = 196 ± 13 nM
pranlukast = 31 ± 2,4 nM
Izoforma długa
UDP = 0,264 ± 0,007 µM
UDP-glu = 2,39 ± 0,73 µM
UDP-gal = 0,295 ± 0,028 µM
LTD4 = 2,1 ± 0,2 nM
LTC4 = 0,68 ± 0,08 nM
cangrelor = 0,28 ± 0,03 nM
montelukast = 54,8 ± 4,2 nM
brak danych
brak danych
Występowanie w tkankach
mózg+++; nerka++; serce+; wątroba–; płuca–
mózg+++ (kora czołowa+++, prążkowie+++, pień mózgu++);
wątroba–; nerka–; płuca–; serce–; mięśnie szkieletowe–
Występowanie w liniach komórkowych
HUVEC++; MCF-7+; PBMC–;
BSMC–; U937–; Hep-G2–;
HeLa–; SK-N-BE–; 1321N1–
HUVEC–; THP-1–
Oznaczenia: +++wysoki poziom, ++przeciętny poziom, +niski poziom; —nie występuje; linie komórkowe: HUVEC (ang. human umbilical vein endothelial cells) — ludzkie
komórki śródbłonka pępowinowych naczyń krwionośnych; MCF-7 (ang. breast adenocarcinoma) — gruczolak piersi; PBMC (ang. peripheral blood mononuclear cells) — jednojądrzaste komórki krwi obwodowej; BSMC (ang. bronchial smooth muscle cells) — komórki mięśni gładkich oskrzeli; U937 — białaczka szpikowa; Hep-G2 –rak wątrobokomórkowy; HeLa — rak szyjki macicy; SK-N-BE (ang. neuroblastoma) — nerwiak płodowy; THP-1 — ostra białaczka neuroblastyczna; 1321N1 (ang. astrocytoma) — ludzkie
gwiaździaki.
Postępy Biochemii 60 (4) 2014
517
białka wiążące się z błoną komórkową. Modulacja allosteryczna istnieje także dla antagonistów, którzy częściowo
blokują odpowiedź na drugą klasę liganda, tzn. montelukast blokuje odpowiedź wywoływaną przez UDP-glukozę,
a cangrelor blokuje odpowiedzi wywoływane przez LTD4.
W takich warunkach doświadczalnych wartości EC50 nie są
porównywane z wartościami powinowactwa tych ligandów do odpowiedniego miejsca wiązania [39]. Ponadto,
doświadczenia z użyciem systemu rekombinacyjnego in vitro sugerują, że GPR17 może także działać jako bezpośredni negatywny regulator odpowiedzi na LTD4, z uwagi na
tworzenie dimerów receptorów CysLT1 i GPR17. Proces ten
nie wymaga aktywacji receptora GPR17 przez endogennego
liganda [43]. Prawdopodobnie GPR17 może więc działać na
drodze związanej lub niezwiązanej z ligandem, w zależności od specyficznego systemu komórkowego oraz warunków patofizjologicznych.
AKTYWOWANE SZLAKI SYGNAŁOWE
Doświadczenia z użyciem niezwykle czułej metody immunoprecypitacji, która pozwala na ilościowe określenie
wiązania aktywowanych białek G do selektywnych przeciwciał skierowanych przeciwko różnym podtypom białek
G, pokazały, że pod wpływem stymulacji agonistą receptory GPR17 mogą aktywować podjednostki Gi [29,30]. Zastosowanie toksyny krztuśca (PTX), znanego inhibitora białek
Gi, jest zgodne z tymi doniesieniami. Zaobserwowano silne
zahamowanie wiązania [35S]GTPγS wywołane stymulacją
receptora przez UDP, UDP-galaktozę, UDP-glukozę i LTD4
oraz spadek hamowania cAMP, obserwowany pod wpływem agonistów [29,44].
Dzięki technice immunoprecypitacji zastosowanej w heterologicznym układzie doświadczalnym wykazano także,
że stymulacja GPR17 może prowadzić w niewielkim stopniu do aktywacji podjednostki Gq. Wynik ten potwierdzono badaniami funkcjonalnymi z użyciem pomiaru stężenia
wolnych jonów wapnia w cytoplazmie pojedynczych komórek ([Ca2+]i). Pod wpływem UDP-glukozy (100 µM), w
komórkach 1321N1 transfekowanych plazmidem z krótką
izoformą hGPR17 tylko około jedna trzecia komórek reaguje 30% wzrostem [Ca2+]i, a w przypadku transfekcji plazmidem z długą izoformą hGPR17 następuje silna odpowiedź
(prawie trzykrotny wzrost [Ca2+]i), ale kinetyka obserwowanej reakcji jest bardzo wolna [29,30]. Wywoływany sygnał jest ponadto niezależny od obecności jonów wapnia w
środowisku zewnątrzkomórkowym, co oznacza pochodzenie jonów wapnia z wewnątrzkomórkowych magazynów,
zgodnie z typowym mechanizmem aktywacji receptorów
GPCR (Ryc. 2)2. Powyższe wyniki pokazują, że GPR17 jest
głównie związany z białkami Gi oraz, w niewielkim stopniu,
z białkami Gq. Jednakże, w przeciwieństwie do opisywanego systemu heterologicznego, w naturalnie występujących
komórkach progenitorowych, w których zachodzi ekspresja genu i funkcjonalna aktywność receptora GPR17, nie
potwierdzono powstawania odpowiedzi wapniowej [45].
Zasugerowano więc, że naturalnie występujące receptory
mogą być oddzielone od białek Gq, niezbędnych do aktywacji PLC i powstawania sygnału wapniowego.
Patrz także artykuł Jolanty Barańskiej zamieszczony w niniejszym numerze Postępów Biochemii.
2
Badania elektrofizjologiczne z zastosowaniem techniki patch-clamp pokazały, że w heterologicznym układzie doświadczalnym (komórki 1321N1 z długą izoformą
GPR17), aktywacja receptorów agonistą UDP, UDP-glukozą, UDP-galaktozą lub LTD4 prowadzi do znacznego
wzrostu odkomórkowego prądu potasowego. Wartości
EC50 dla badanych agonistów są podobne do tych, uzyskanych w trakcie pomiarów wiązania [35S]GTPγS i wynoszą 3,2 µM (UDP-glu) oraz 0,92 nM (LTD4). Wywoływany przez agonistów efekt występuje w skutek modulacji aktywności kanałów potasowych przez kompleks β/γ
i jest całkowicie hamowany przez antagonistów receptora GPR17 (cangrelor, MRS2179, montelukast lub pranlukast). Aktywacja odkomórkowego prądu potasowego
przez UDP-glukozę jest procesem zależnym od jonów
wapnia, których wzrost stężenia w komórce po pobudzeniu receptora następuje pośrednio (zależnie od białek Gi)
lub bezpośrednio (zależnie od białek Gq i aktywacji fosfolipazy C) [30].
Jak wspomniano wcześniej, bardzo ważnym elementem
w przekazywaniu informacji w komórce jest nie tylko włączanie aktywności receptorów, ale także ich dezaktywacja
w odpowiednim momencie. Umożliwia to precyzyjne funkcjonowanie danej sygnalizacji tylko w ściśle określonym
czasie: np. jedynie w warunkach patologicznych lub na
danym etapie dojrzewania komórek. Wyłączenie aktywności receptora obejmuje takie elementy jak: desensytyzację
(uniewrażliwienie receptora na ligand), internalizację (usunięcie receptora z błony) oraz degradację białka receptorowego.
Desensytyzacja receptorów GPCR zaczyna się od fosforylacji zaktywowanego przez ligand receptora, na drodze zależnej od przekaźnika drugiego rzędu i/lub przez
odpowiednią kinazę GRK (ang. G-protein coupled receptor
kinases). Fosforylacja ta wymaga także udziału białek regulatorowych β-arestyn, prowadzących do odwiązania
białek G od receptora i jego internalizacji. Najnowszy
przegląd tej tematyki Czytelnik znajdzie w [46,47]. Co
więcej, zmiany ekspresji genów oraz aktywności białek
GRK oraz β-arestyn powiązano z rozwojem różnych chorób o podłożu zapalnym i autoimmunologicznych o charakterze ostrym i chronicznym, takich jak stwardnienie
rozsiane czy reumatoidalne zapalenie stawów [48-51].
W procesie desensytyzacji receptorów GPR17 zaindukowanej działaniem leukotrienów cysteinylowych bierze
udział głównie kinaza GRK2. Powoduje ona przejściowe
wiązanie GPR17 z β-arestyną, a także zależną od białek G
szybką (w czasie poniżej 1 minuty) fosforylację kinaz regulowanych sygnałem zewnątrzkomórkowym (ERK1/2)
oraz przedłużoną (do 60 minut) jądrową aktywację
czynnika transkrypcyjnego CREB (ang. cAMP response
element-binding protein). Cukrowe pochodne nukleotydów (UDP-glukoza) indukują natomiast desensytyzację
zależną od kinazy GRK5. W tym przypadku, na drodze
niezależnej od białek G, receptory GPR17 tworzą stabilne
wiązanie z β-arestyną, powodują wolniejszą, ale dłuższą
(do 60 minut) aktywację kinaz ERK1/2 i bardzo znikomą
aktywację czynnika CREB [52,53]. Wyniki te sugerują, że
518www.postepybiochemii.pl
tyzacji, aktywność receptora jest stopniowo odzyskiwana w procesie tzw.
resensytyzacji. Proces ten kończy się
powrotem do pełnej aktywności receptora po dwóch godzinach od podania
pierwszego liganda [39,52]. Aktywacja
miejsca wiążącego agonistów purynowych przez UDP-glukozę powoduje
także indukcję desensytyzacji heterologicznej, zależnej od LTD4. Nie jest
to jednak działanie dwustronne, tzn.
LTD4 nie powoduje takich efektów w
stosunku do UDP-glukozy. Kinetyka
takich reakcji jest typowa dla miejsca
wiązania ligandów purynergicznych i
jest nieco wolniejsza, niż w przypadku
desensytyzacji homologicznej. Sugeruje to funkcjonalny cross-talk w receptorze GPR17 pomiędzy miejscami wiązania ligandów purynowych i cysLT,
ale to ligandy purynowe są ważniejsze
w hierarchii tworzenia sygnałów desensytyzacyjnych [39].
Rycina 2. Receptory GPR17 — położenie i aktywowane ścieżki sygnałowe. Część górna — umiejscowienie
receptora GPR17 pomiędzy pokrewnymi receptorami GPCR: purynergicznymi (P2Y) oraz dla leukotrienów
cysteinylowych (CysLT1/2), określenie ich naturalnych agonistów oraz mechanizmu przekazywania sygnału,
zależnego od typu podjednostki α białka G. Kolory agonistów odpowiadają kolorom aktywowanych przez
nie receptorów. Część dolna — Ścieżki sygnałowe aktywowane przez receptor GPR17 w komórkach progenitorowych oligodendrocytów. Oznaczenia na rysunku: strzałki różowe — ścieżki sygnałowe aktywowane
specyficznie przez białka Gi; strzałki zielone — ścieżki sygnałowe aktywowane specyficznie przez białka Gq;
strzałki przerywane — pośredni wpływ na dany proces. Symbole: αi/q — typ podjednostki α białka G; AC
— cyklaza adenylanowa; β γ — podjednostki białka G; Ca2+ — jony wapnia; cAMP — cykliczny AMP; CREB
— czynnik transkrypcyjny aktywowany w odpowiedzi na cAMP; DAG — diacyloglicerol; ER — siateczka
endoplazmatyczna; ERK1/2 — kinazy regulowane sygnałem zewnątrzkomórkowym; IP3 — trisfosfoinozytol;
K+ — odkomórkowy prąd potasowy; LTD4 — leukotrien D4; LTE4 — leukotrien E4; PLC β - fosfolipaza C typu
β; PIP2 — fosfatydyloinozytolo-(4,5)-bisfosforan; UDP-gl — urydynodifosfoglukoza (UDP-glukoza); UDP-gal
— urydynodifosfogalaktoza (UDP-galaktoza); Ilustracja wykorzystuje elementy Servier Medical Art.
w zależności od typu agonisty i izoformy kinazy GRK aktywowane są odmienne szlaki sygnałowe, które wzmacniają tą samą końcową odpowiedź, jaką jest np.: zmiana
ekspresji genów.
Jak wspomniano wcześniej, wzajemne oddziaływanie
pomiędzy dwoma klasami ligandów receptora GPR17
(purynergicznymi i leukotrienowymi) zachodzi na drodze modulacji allosterycznych. Ponadto, zarówno UDP-glukoza jak i LTD4 indukują, zależną od czasu i stężenia, homologiczną desensytyzację oraz internalizację
receptorów. Innymi słowy oznacza to, że kilkukrotna
aktywacja komórek tym samym ligandem w krótkim
czasie nie doprowadzi do ponownego włączenia receptora (desensytyzacja homologiczna). Po 30 minutach od
pierwszego podania agonisty i zaindukowania desensyPostępy Biochemii 60 (4) 2014
Obie klasy agonistów aktywują także procesy internalizacji receptorów
GPR17, choć efekt wywoływany przez
UDP-glukozę jest nieco silniejszy
niż LTD4 [39]. Różnice te mogą mieć
wpływ na szybkość ponownego wprowadzenia receptorów do błony. Prawdopodobnie LTD4 indukując słabszą
internalizację powoduje też szybsze
odzyskanie funkcjonalności receptora,
choć wciąż brak jest na to bezpośrednich dowodów.
Reasumując, receptor GPR17 jest
związany głównie z białkiem Gi oraz w
mniejszym stopniu z Gq. Jego aktywacja
przez dwie grupy niezwiązanych z sobą
ligandów prowadzi do zahamowania
cyklazy adenylanowej, wywołania przepływu zewnętrznego prądu potasowego
oraz powstawania sygnału wapniowego. Oba typy ligandów prowadzą także
do fosforylacji kinaz ERK1/2, a ponadto
aktywują mechanizmy proprzeżyciowe i wzrost neurytów
w komórkach PC12 [29]. Ogólny schemat aktywacji receptora GPR17 i aktywowanych przez niego szlaków sygnałowych przedstawiono na rycinie 2.
WYSTĘPOWANIE I ROLA RECEPTORÓW
GPR17 W UKŁADZIE NERWOWYM
Od dawna wiadomo o znaczącej roli sygnalizacji nukleotydowej w układzie nerwowym, w warunkach fizjologicznych i patologii. Receptory nukleotydowe regulują bowiem
wiele procesów biologicznych w komórkach astrocytów,
oligodendrocytów, neuronów i podczas aktywacji komórek
mikrogleju. Dysfunkcje związane z sygnalizacją nukleotydową zostały powiązane z wieloma chorobami człowieka,
519
takimi jak ostre stany niedokrwienia/niedotlenienia, traumatyczne/mechaniczne urazy mózgu, rdzenia kręgowego
oraz nerwów obwodowych, a także chroniczne schorzenia
układu nerwowego: stwardnienie rozsiane, choroby Alzheimera i Parkinsona. Wiele z tych zagadnień jest podsumowanych w pracach [1,10,54,55].
W warunkach fizjologicznych receptory GPR17 znajdowane są w nerce, sercu oraz układzie nerwowym: w korze
czołowej, prążkowiu, pniu mózgu oraz rdzeniu przedłużonym [23,29,30,56-60]. Ostatnie intensywne badania nad
funkcją receptora GPR17 w układzie nerwowym gryzoni
pokazały jego obecność w niektórych neuronach, oligodendrocytach na różnym etapie różnicowania oraz w komórkach wyściółki kanału centralnego rdzenia kręgowego. U
myszy zlokalizowano go w warstwie przykorowej cewy
nerwowej, w 15,5 dobie rozwoju zarodkowego. W późniejszej fazie rozwoju (doba 18,5) ekspresja genu gpr17 obejmowała całą istotę szarą i część boczną istoty białej. Nie
zlokalizowano go natomiast w obwodowych komórkach
Schwanna w zwojach korzeni grzbietowych rdzenia kręgowego ani podczas rozwoju, ani u osobników dorosłych. Nie
występuje on także w astrocytach [56,57,60,61].
Grupa profesor Marii Pii Abbracchio z Uniwersytetu
w Mediolanie, we Włoszech, jako pierwsza pokazała, że
uszkodzenie mózgu u szczurów (poprzez zaindukowanie
niedokrwienia) oraz rdzenia przedłużonego u myszy (przez
uszkodzenie mechaniczne) powoduje wzrost ekspresji genu
receptora GPR17 zależny od miejsca, typu komórek i czasu
[60,61]. Wynik ten został także potwierdzony przez innych
badaczy [57,62,63].
Do sygnałów gromadzonych w miejscach uszkodzenia i
biorących udział w odpowiedziach zapalnych należą między innymi ATP oraz leukotrieny cysteinylowe. Ich poziom
znacząco rośnie w warunkach patologicznych, w tym podczas procesów niedokrwienia mózgu [16,18,19,29,43,64,65].
Pokazuje to funkcjonalne powiązanie ścieżek sygnałowych
aktywowanych przez obie te grupy związków. Zasugerowano więc, że zarówno zewnątrzkomórkowe nukleotydy
jak i cysLT mogą pełnić rolę „sygnałów o niebezpieczeństwie” [29,30,60].
W warunkach patologicznych, do których należy uszkodzenie, mózg przechodzi gruntowną przebudowę, usiłując
odzyskać jak najwięcej ważnych funkcji. Ten skomplikowany proces wymaga współdziałającej sygnalizacji pomiędzy uszkodzonymi neuronami uwalniającymi sygnały
ostrzegawcze i odpowiadającymi na te sygnały komórkami
glejowymi [66]. Także komórki mikrogleju, rezydentne makrofagi centralnego układu nerwowego, migrują do miejsca zranienia, fagocytują resztki komórek oraz wydzielają
mediatory zapalne: cytokiny, chemokiny, metabolity kwasu arachidonowego oraz aktywują system sygnalizacji purynergicznej [6,10,55]. Tym samym czyszczą one miejsce
uszkodzenia i uwalniają związki mogące stymulować procesy neuroregeneracyjne. Astrocyty przechodzą w zależny
od receptorów P2Y stan aktywacji, charakteryzującej się
wzrostem poziomu kwaśnego białka włókienkowego GFAP
(ang. glial fibrillary acidic protein), uwalnianiem związków
troficznych oraz aktywacją migracji [67,68]. Trzecią grupą
komórek, które normalnie znajdują się w stanie uśpienia, są
komórki polidendrocytów. Wykazują one ekspresję genu
dla markera NG2 (NG2+) [69] i zwane są także komórkami
progenitorowymi oligodendrocytów (ang. oligodendrocyte
precursor cells, OPC). W wyniku uszkodzenia zaczynają one
proliferować i różnicować w dojrzałe komórki oligodendrocytów, umożliwiając procesy remielinizacyjne. Oligodendrocyty odbudowują warstwę mieliny w obwodach neuronalnych i umożliwiają ponowną komunikację między neuronami [67,70]. Co ciekawe, zarówno reaktywne astrocyty
jak i komórki NG2+ nabywają po uszkodzeniu ponownie
cech typowych dla multipotentnych prekursorów i mogą
stanowić źródło nowych neuronów lub komórek glejowych
podczas wymiany uszkodzonych komórek. Niestety proces ten jest hamowany przez sygnały zapalne uwalniane w
miejscu uszkodzenia [71-73].
W 24 godziny po uszkodzeniu, w miejscach uszkodzenia
obserwuje się wczesny wzrost poziomu receptora GPR17
w neuronach naznaczonych markerami stresu (białko szoku cieplnego HSP 70) oraz znaczący wzrost umieralności
neuronów GPR17+ i oligodendrocytów. W obrazie immunohistochemicznym intensywność barwienia receptora
GPR17 zmniejsza się w czasie wraz ze śmiercią tych komórek [23,60,63]. U gryzoni, zahamowanie działania receptora
GPR17 in vivo z zastosowaniem antagonistów receptorów
P2Y i CysLT lub zahamowanie ekspresji genu gpr17 poprzez
użycie antysensownych oligonukleotydów (technika „knock
down”) silnie zmniejszają miejsca występowania tkanki
martwiczej. Sugeruje to, że GPR17 może być powszechnie
występującym markerem molekularnym, związanym z mediacją śmierci neuronów we wczesnych stadiach po uszkodzeniu [23,29,60,63]. Nie bierze on natomiast udziału we
wczesnej reakcji komórek NG2+ na uszkodzenie, co oznacza,
że w tych komórkach GPR17 nie jest markerem stresu [74].
Począwszy od 48 godzin po uszkodzeniu receptory GPR17
znajdowane są w zaktywowanych komórkach mikrogleju/
makrofagów (charakteryzujących się obecnością markera
IB4), na granicy obszaru uszkodzonego. Dane te sugerują,
że pierwsza fala występowania receptora pojawia się w
uszkodzonych neuronach, a kolejna w zaktywowanych komórkach układu odpornościowego. W tym samym czasie
zostają zaktywowane astrocyty (GFAP+), ale w żadnej z tych
komórek nie znaleziono receptorów GPR17 [57,60,63]. 72
godziny po niedokrwieniu/uszkodzeniu rdzenia kręgowego rozpoczyna się proliferacja komórek wyściółki GPR17+,
co sugeruje aktywację ich odróżnicowywania w stronę progenitorowych komórek pluripotentnych [61]. Wtedy też
(zarówno w mózgu jak i rdzeniu kręgowym) rozpoczyna
się wzrost proliferacji komórek progenitorowych oligodendrocytów (OPC), a następnie rozpoczęcie inicjacji remienilizacji [60,61]. Tydzień po urazie poziom GPR17 ponownie
wzrasta w rejonie uszkodzenia i znów jest powiązany z infiltrującymi komórkami IB4+ mikrogleju/makrofagów, które wcześniej znajdowano na obrzeżach miejsca uszkodzenia
[60]. Efekt ten utrzymuje się nawet do dwóch tygodni [63].
Najnowsze badania tkanek ludzkich pochodzących z autopsji i próbek neurochirurgicznych, pobranych od pacjentów z urazem mózgu potwierdzają poprzednie doniesienia.
GPR17 został znaleziony głównie w miejscach uszkodzenia,
a im dalej od niego lub im później od wypadku, tym jego po-
520www.postepybiochemii.pl
ziom stopniowo spadał. Obecność receptora GPR17 widoczna jest w miejscu uszkodzenia oraz wokół niego, w umierających neuronach, zaktywowanych komórkach astrocytów
oraz mikrogleju/makrofagów. Co więcej, poziom receptora
koreluje dodatnio z powikłaniami wewnątrzczaszkowymi i
ujemnie z pourazowym przeżyciem pacjentów [59].
Obecność receptora GPR17 jest zawężona do bardzo
wczesnych stadiów różnicowania OPC i komórek wyściółki
i nie ma związku z wytwarzaniem mieliny przez komórki
dojrzałe. Transkrypt receptora pojawia się w dwubiegunowych komórkach NG2+ (polidendrocytach), potem jego
synteza stopniowo wzrasta wraz z obserwowanymi w warunkach in vitro zmianami morfologicznymi, związanymi z
pojawianiem się wypustek, osiąga maksimum w komórkach
niedojrzałych preoligodendrocytów, a następnie stopniowo
zanika. Poziom białka receptora koreluje ze zmianami obserwowanymi w mRNA. Białko receptorowe jest bowiem
znajdowane w komórkach wolno proliferujących, tj. morfologicznie niedojrzałych prekursorach NG2+ (wykazujących
syntezę czynnika transkrypcyjnego oligodendrocytów —
Olig2, receptora dla płytkopochodnego czynnika wzrostu
— PDGFα i niedojrzałej izoformy mieliny PLP — DM20).
Jego obecność wykazują także komórki preoligodendrocytów o bardziej rozgałęzionej morfologii, nie syntetyzujące
NG2 i PDGFα, a wykazujące ekspresję markerów komórek
bardziej dojrzałych (O1 i O4) oraz markera mieliny PLP. Na
tych etapach różnicowania komórek obecne receptory są
funkcjonalnie aktywne. Wraz z kolejnymi etapami dojrzewania, ekspresja genu receptora GPR17 stopniowo spada, a
białko nigdy nie jest znajdowane w komórkach dojrzałych
oligodendrocytów charakteryzujących się obecnością markera mielinizacji BMP [45,57,74,75].
Pojawienie się receptora GPR17 powoduje także uwrażliwienie OPC na nukleotydy adeninowe, co wiąże się z cytotoksycznością. Aktywacja tych komórek przez nukleotydy
uracylowe powoduje natomiast różnicowanie do bardziej
dojrzałego fenotypu. Na tej podstawie Ceruti i wsp. zaproponowali, że OPC mogą być zatrzymywane (m.in. przez
czynniki wzrostu) w stadium mniej zróżnicowanym, poprzez zahamowanie ekspresji genu receptora GPR17 oraz,
że w niektórych sytuacjach GPR17 jest związany z różnicowaniem tych komórek [56].
W warunkach in vitro endogenne ligandy przyspieszają
dojrzewanie oligodendrocytów, a zahamowanie ekspresji
(przez siRNA) lub aktywności receptora GPR17 (przez antagonistów) hamuje ten proces [45]. U myszy z usuniętym genem receptora GPR17 obserwowano nasilony jedynie wczesny etap procesu mielinizacji [57]. Z kolei w transgenicznych
myszach z nadekspresją genu receptora GPR17 obserwowano cechy charakterystyczne dla chorób demielinizacyjnych:
zatrzymanie procesów mielinizacji i utratę oligodendrocytów. Nadekspresja genu (zarówno w warunkach in vitro jak
i in vivo) wiązała się z hamowaniem różnicowania komórek
progenitorowych oraz hamowaniem końcowego dojrzewania komórek prekursorowych oligodendrocytów [57].
Nadekspresję genu receptora powiązano także z jądrową
lokalizacją niezwykle silnych inhibitorów dojrzewania oligodendrocytów — czynników ID2/4 [57], które regulowane są
przez poziom cAMP [45]. Jedna z hipotez zakłada, że proces
Postępy Biochemii 60 (4) 2014
dojrzewania oligodendrocytów jest ściśle zależny od poziomu cAMP w cytoplazmie komórek. Na wczesnych etapach
różnicowania, receptor GPR17 zatrzymuje komórki w formie
niedojrzałej, co jest niezbędne do przygotowania ich do procesu mielinizacji. Po osiągnięciu krytycznego punktu różnicowania komórek, receptor GPR17 jest wyłączony, a stężenie
cAMP wraca do odpowiedniego poziomu, niezbędnego do
końcowego dojrzewania. Innym niezmiernie ważnym czynnikiem regulacyjnym w procesie dojrzewania oligodendrocytów jest kinaza mTOR, która reguluje produkcję Fyn i QKI
czynników przyspieszających dojrzewanie OPC. Hamowanie mRTOR przez rapamycynę powoduje wzrost ekspresji
genu receptora GPR17 i negatywnie wpływa na dojrzewanie
komórek OPC [76].
Wszystko to oznacza, że w odpowiednim momencie
różnicowania komórek OPC receptory GPR17 muszą zostać wyłączone i musi dojść do zahamowania ichsyntezy,
gdyż ich ciągła aktywność hamowałaby proces dojrzewania
komórek [45,57]. Zaproponowano, że pojawiające się w komórkach progenitorowych receptory GPR17 najpierw wiążą endogenne ligandy i przyspieszają dojrzewanie komórek
oligodendrocytów, a następnie w krytycznym punkcie procesu dojrzewania, te same endogenne ligandy gromadzące
się w środowisku zewnątrzkomórkowym wyłączają receptor na drodze desensytyzacji. Prowadzi to do usunięcia
receptorów z błony komórkowej oraz w konsekwencji ich
internalizacji i degradacji [39].
Chcąc wyjaśnić molekularny mechanizm kontrolujący
działanie regulatorowe receptora GPR17 podczas procesu
dojrzewania oligodendrocytów wzięto pod uwagę zmiany
aktywności białek GRK oraz β-arestyn. Wykazano, że zmiany ekspresji genu kinazy GRK2 przebiegają równolegle do
zmian ekspresji genów receptorów GPR17. Ponadto doświadczenia z udziałem siRNA pokazały, że kinaza GRK2
jest niezbędna do indukowanego przez leukotrieny cysteinylowe różnicowania komórek progenitorowych oligodendrocytów [52].
Tak więc GPR17 może pełnić podwójną rolę, różną, zależną od miejsca i czasu występowania, przez co może działać jako „sensor” aktywowany podczas urazów mózgu w
wielu różnych typach komórek. Może ogrywać zarówno
rolę w śmierci neuronów wewnątrz ogniska zapalnego, jak
również aranżować lokalne odpowiedzi naprawcze i remodelujące tkankę. GPR17 jest także doskonałym markerem
rozwojowych stadiów przejściowych oligodendrocytów, a
nukleotydy uracylowe oraz cysLT wskazano, jako główny
zewnętrzny czynnik regulacji rozwoju komórek OPC. Jak
wspomniano wcześniej, pomimo że oba typy ligandów (cysLT lub UDP-glukoza) aktywują różne ścieżki przekazywania sygnałów, tj.: fosforylację kinaz ERK1/2 lub aktywację
czynnika CREB, szlaki te prowadzą wspólnie do zbieżnego efektu końcowego, jakim jest wyłączenie receptora na
drodze zależnej od białek GRK, zmiana ekspresji genów i
wpływ na proces dojrzewania oligodendrocytów.
PERSPEKTYWY
Literatura opisująca występowanie i rolę receptora
GPR17 jest bardzo skąpa i zawiera nieco ponad 50 prac. Stąd
521
też wciąż bardzo niewiele wiadomo o występowaniu tego
receptora w wielu chorobach układu nerwowego.
W badaniach asocjacyjnych całego genomu, zastosowanie mikromacierzy umożliwia identyfikację setek tysięcy
polimorfizmów pojedynczego nukleotydu w związku z
daną cechą (np. jednostką chorobową). Analiza dotyczy
zatem wszystkich genów, a nie tylko z góry wybranych.
Przy użyciu tej techniki stwierdzono podniesiony poziom
receptora GPR17 w schizofrenii [77], ale jak dotąd nie ma
więcej danych literaturowych dotyczących szczegółów tych
zmian.
Jak wspomniano w poprzedniej części niniejszego artykułu, receptor GPR17 pojawia się w wolno proliferujących
komórkach NG2+. Wzrost jego syntezy ma związek z dojrzewaniem komórek OPC, a nie dalszymi podziałami komórek. W warunkach in vitro znajdowany jest w niewielkiej
subpopulacji, 10% komórek proliferujących [45]. Stymulacja komórek progenitorowych przez cysLT nie wpływa na
proces proliferacji, natomiast zablokowanie receptora przez
montelukast powoduje intensywną aktywację tego procesu
[75]. Pokazano, że GPR17 wspiera różnicowanie lub wyciszanie, a nie nadmierną proliferację komórek progenitorowych, która może wiązać się z procesami nowotworzenia.
Stymulacja pierwotnych mysich komórek glejaka agonistami receptora GPR17 (UDP lub LTD4) prowadziła do zmniejszenia liczby powstających neurosfer, co wiązano ze zmianą
potencjału tworzenia tych struktur i/lub zahamowaniem
proliferacji komórek [78]. Na tej podstawie receptor GPR17
został uznany, jako jeden z kandydatów w walce z nowotworami mózgu.
W 2008 roku grupa Marii Pii Abbracchio zaproponowała
receptor GPR17 jako nowy cel manipulacji terapeutycznej,
sprzyjającej procesom remielinizacji i funkcjonalnej naprawie układu nerwowego [45,56,60,61]. W roku 2012, na podstawie przedstawionych dotychczas wyników badań, FAST
FORWARD organizacja non-profit Narodowego Towarzystwa Badań Stwardnienia Rozsianego USA (nastawiona
na przyspieszenie badań podstawowych i jak najszybsze
rozpoczęcie badań klinicznych) uznała receptor GPR17 za
główny cel i „modelowy receptor” do innowacyjnych terapii stwardnienia rozsianego i chorób neurodegeneracyjnych
[59]. Wciąż też trwają badania nad nowymi, silniejszymi
agonistami receptora, które to związki mogą być użyteczne w tworzeniu nowoczesnych terapii [34,38,79-82]. Należy więc trzymać rękę na „naukowym pulsie”, gdyż z całą
pewnością o receptorach tych jeszcze niejednokrotnie usłyszymy.
PIŚMIENNICTWO
1. Abbracchio MP, Burnstock G, Verkhratsky A, Zimmermann H (2009)
Purinergic signalling in the nervous system: an overview. Trends Neurosci 32: 1-–29
2. Burnstock G (2007) Physiology and pathophysiology of purinergic neurotransmission. Physiol Rev 87: 659-797
3. Burnstock G (2009) Purines and sensory nerves. Handb Exp Pharmacol
333-392
4. Burnstock G (2011) Therapeutic potential of purinergic signalling for
diseases of the urinary tract. BJU Int 107: 192-204
6. Verkhratsky A, Burnstock G (2014) Biology of purinergic signalling: its
ancient evolutionary roots, its omnipresence and its multiple functional significance. Bioessays 36: 697-705
7. Chen Y, Yao Y, Sumi Y, Li A, To UK, Elkhal A, Inoue Y, Woehrle T,
Zhang Q, Hauser C, Junger WG (2010) Purinergic signaling: a fundamental mechanism in neutrophil activation. Sci Signal 3: ra45
8. Burnstock G (2013) Introduction to purinergic signalling in the brain.
Adv Exp Med Biol 986: 1-12
9. Abbracchio MP, Boeynaems J-M, Barnard EA, Boyer JL, Kennedy C,
Miras-Portugal MT, King BF, Gachet C, Jacobson KA, Weisman GA,
Burnstock G (2003) Characterization of the UDP-glucose receptor (re-named here the P2Y14 receptor) adds diversity to the P2Y receptor
family. Trends Pharmacol Sci 24: 52-55
10. Verkhratsky A, Verkhrasky A, Krishtal OA, Burnstock G (2009) Purinoceptors on neuroglia. Mol Neurobiol 39: 190-208
11. Von Kügelgen I (2006) Pharmacological profiles of cloned mammalian
P2Y-receptor subtypes. Pharmacol Ther 110: 415-432
12. Abbracchio MP, Burnstock G, Boeynaems J-M, Barnard EA, Boyer JL,
Kennedy C, Knight GE, Fumagalli M, Gachet C, Jacobson KA, Weisman GA (2006) International Union of Pharmacology LVIII: update
on the P2Y G protein-coupled nucleotide receptors: from molecular
mechanisms and pathophysiology to therapy. Pharmacol Rev 58: 281341
13. Samuelsson B (2000) The discovery of the leukotrienes. Am J Respir
Crit Care Med 161: S2-6
14. Brink C, Dahlén S-E, Drazen J, Evans JF, Hay DWP, Nicosia S, Serhan
CN, Shimizu T, Yokomizo T (2003) International Union of Pharmacology XXXVII. Nomenclature for leukotriene and lipoxin receptors.
Pharmacol Rev 55: 195-227
15. Austen KF, Maekawa A, Kanaoka Y, Boyce JA (2009) The leukotriene
E4 puzzle: finding the missing pieces and revealing the pathobiologic
implications. J Allergy Clin Immunol 124: 406-414
16. Bäck M, Powell WS, Dahlén S-E, Drazen JM, Evans JF, Serhan CN, Shimizu T, Yokomizo T, Rovati GE (2014) Update on leukotriene, lipoxin
and oxoeicosanoid receptors: IUPHAR Review 7. Br J Pharmacol 171:
3551-3574
17. Drazen JM (2003) Leukotrienes in asthma. Adv Exp Med Biol 525: 1-5
18. Capra V, Thompson MD, Sala A, Cole DE, Folco G, Rovati GE (2007)
Cysteinyl-leukotrienes and their receptors in asthma and other inflammatory diseases: critical update and emerging trends. Med Res Rev
27: 469-527
19. Ballerini P, Di Iorio P, Ciccarelli R, Caciagli F, Poli A, Beraudi A, Buccella S, D’Alimonte I, D’Auro M, Nargi E, Patricelli P, Visini D, Traversa U (2005) P2Y1 and cysteinyl leukotriene receptors mediate purine
and cysteinyl leukotriene co-release in primary cultures of rat microglia. Int J Immunopathol Pharmacol 18: 255-268
20. Mamedova L, Capra V, Accomazzo MR, Gao Z-G, Ferrario S, Fumagalli M, Abbracchio MP, Rovati GE, Jacobson KA (2005) CysLT1 leukotriene receptor antagonists inhibit the effects of nucleotides acting at
P2Y receptors. Biochem Pharmacol 71: 115-125
21. Foster HR, Fuerst E, Lee TH, Cousins DJ, Woszczek G (2013) Characterisation of P2Y(12) receptor responsiveness to cysteinyl leukotrienes.
PLoS One 8: e58305
22. Lau WK, Chow AW, Au SC, Ko W (2011) Differential inhibitory effects of CysLT(1) receptor antagonists on P2Y(6) receptor-mediated
signaling and ion transport in human bronchial epithelia. PLoS One
6: e22363
23. Lecca D, Abbracchio MP (2008) Deorphanisation of G protein-coupled
receptors: A tool to provide new insights in nervous system pathophysiology and new targets for psycho-active drugs. Neurochem Int
52: 339-351
24. Swinney DC, Anthony J (2011) How were new medicines discovered?
Nat Rev Drug Discov 10: 507-519
25. Takenaka T (2001) Classical vs reverse pharmacology in drug discovery. BJU Int 88 Suppl 2: 7-10
5. Orriss IR, Burnstock G, Arnett TR (2010) Purinergic signalling and bone
remodelling. Curr Opin Pharmacol 10: 322-330
522www.postepybiochemii.pl
26. Bläsius R, Weber RG, Lichter P, Ogilvie A (1998) A novel orphan G
protein-coupled receptor primarily expressed in the brain is localized
on human chromosomal band 2q21. J Neurochem 70: 1357-1365
43. Maekawa A, Balestrieri B, Austen KF, Kanaoka Y (2009) GPR17 is a
negative regulator of the cysteinyl leukotriene 1 receptor response to
leukotriene D4. Proc Natl Acad Sci USA 106: 11685-11690
27. Lüttichau HR, Lewis IC, Gerstoft J, Schwartz TW (2001) The herpesvirus 8-encoded chemokine vMIP-II, but not the poxvirus-encoded
chemokine MC148, inhibits the CCR10 receptor. Eur J Immunol 31:
1217-1220
44. Buccioni M, Marucci G, Dal Ben D, Giacobbe D, Lambertucci C, Soverchia L, Thomas A, Volpini R, Cristalli G (2011) Innovative functional
cAMP assay for studying G protein-coupled receptors: application to
the pharmacological characterization of GPR17. Purinergic Signal 7:
463-468
28. Lee DK, Nguyen T, Lynch KR, Cheng R, Vanti WB, Arkhitko O, Lewis
T, Evans JF, George SR, O’Dowd BF (2001) Discovery and mapping of
ten novel G protein-coupled receptor genes. Gene 275: 83-91
29. Ciana P, Fumagalli M, Trincavelli L, Verderio C, Rosa P, Lecca D,
Parravicini C, Gelosa P, Guerrini U, Belcredito S, Cimino M, Tremoli
E, Rovati GE, Martini C, Abbracchio MP (2006) The orphan receptor
GPR17 identified as a new dual uracil nucleotides/cysteinyl-leukotrienes receptor. EMBO J 25: 4615-4627
30. Pugliese AM, Trincavelli ML, Lecca D, Coppi E, Fumagalli M, Ferrario
S, Failli P, Daniele S, Martini C, Pedata F, Abbracchio MP (2009) Functional characterization of two isoforms of the P2Y-like receptor GPR17:
[35S]GTPgammaS binding and electrophysiological studies in 1321N1
cells. Am J Physiol Cell Physiol 297: C1028-C1040
31. Zhang K, Zhang J, Gao Z-G, Zhang D, Zhu L, Han GW, Moss SM,
Paoletta S, Kiselev E, Lu W, Fenalti G, Zhang W, Müller CE, Yang H,
Jiang H, Cherezov V, Katritch V, Jacobson KA, Stevens RC, Wu B,
Zhao Q (2014) Structure of the human P2Y12 receptor in complex with
an antithrombotic drug. Nature 509: 115-118
32. Stenkamp RE, Teller DC, Palczewski K (2002) Crystal structure of rhodopsin: a G-protein-coupled receptor. Chembiochem 3: 963-967
33. Okada T, Sugihara M, Bondar A-N, Elstner M, Entel P, Buss V (2004)
The retinal conformation and its environment in rhodopsin in light of
a new 2.2 A crystal structure. J Mol Biol 342: 571-583
34. Parravicini C, Ranghino G, Abbracchio MP, Fantucci P (2008) GPR17:
molecular modeling and dynamics studies of the 3-D structure and
purinergic ligand binding features in comparison with P2Y receptors.
BMC Bioinformatics 9: 263
45. Fumagalli M, Daniele S, Lecca D, Lee PR, Parravicini C, Fields RD,
Rosa P, Antonucci F, Verderio C, Trincavelli ML, Bramanti P, Martini C, Abbracchio MP (2011) Phenotypic changes, signaling pathway,
and functional correlates of GPR17-expressing neural precursor cells
during oligodendrocyte differentiation. J Biol Chem 286: 10593-10604
46. Homan KT, Glukhova A, Tesmer JJG (2013) Regulation of G protein-coupled receptor kinases by phospholipids. Curr Med Chem 20:
39-46
47. Liggett SB (2011) Phosphorylation barcoding as a mechanism of directing GPCR signaling. Sci Signal 4: pe36
48. Lombardi MS, Kavelaars A, Schedlowski M, Bijlsma JW, Okihara KL,
Van de Pol M, Ochsmann S, Pawlak C, Schmidt RE, Heijnen CJ (1999)
Decreased expression and activity of G-protein-coupled receptor kinases in peripheral blood mononuclear cells of patients with rheumatoid arthritis. FASEB J 13: 715-725
49. Vroon A, Kavelaars A, Limmroth V, Lombardi MS, Goebel MU, Van
Dam A-M, Caron MG, Schedlowski M, Heijnen CJ (2005) G protein-coupled receptor kinase 2 in multiple sclerosis and experimental
autoimmune encephalomyelitis. J Immunol 174: 4400-4406
50. Vroon A, Lombardi MS, Kavelaars A, Heijnen CJ (2003) Changes in
the G-protein-coupled receptor desensitization machinery during relapsing-progressive experimental allergic encephalomyelitis. J Neuroimmunol 137: 79-86
51. Suo WZ, Li L (2010) Dysfunction of G protein-coupled receptor kinases in Alzheimer’s disease. Sci World J 10: 1667–1678
35. Ivanov AA, Costanzi S, Jacobson KA (2006) Defining the nucleotide
binding sites of P2Y receptors using rhodopsin-based homology modeling. J Comput Aided Mol Des 20: 417-426
52. Daniele S, Trincavelli ML, Fumagalli M, Zappelli E, Lecca D, Bonfanti
E, Campiglia P, Abbracchio MP, Martini C (2014) Does GRK-β arrestin
machinery work as a “switch on” for GPR17-mediated activation of
intracellular signaling pathways? Cell Signal 26: 1310-1325
36. Erb L, Garrad R, Wang Y, Quinn T, Turner JT, Weisman GA (1995)
Site-directed mutagenesis of P2U purinoceptors. Positively charged
amino acids in transmembrane helices 6 and 7 affect agonist potency
and specificity. J Biol Chem 270: 4185-4188
53. Zappelli E, Daniele S, Abbracchio MP, Martini C, Trincavelli ML
(2014) A rapid and efficient immunoenzymatic assay to detect receptor protein interactions: G protein-coupled receptors. Int J Mol Sci 15:
6252-6264
37. Costanzi S, Mamedova L, Gao Z-G, Jacobson KA (2004) Architecture
of P2Y nucleotide receptors: structural comparison based on sequence
analysis, mutagenesis, and homology modeling. J Med Chem 47: 539353404
54. Di Virgilio F, Ceruti S, Bramanti P, Abbracchio MP (2009) Purinergic
signalling in inflammation of the central nervous system. Trends Neurosci 32: 79-87
38. Parravicini C, Abbracchio MP, Fantucci P, Ranghino G (2010) Forced
unbinding of GPR17 ligands from wild type and R255I mutant receptor models through a computational approach. BMC Struct Biol 10: 8
39. Daniele S, Trincavelli ML, Gabelloni P, Lecca D, Rosa P, Abbracchio
MP, Martini C (2011) Agonist-induced desensitization/resensitization
of human G protein-coupled receptor 17: a functional cross-talk between purinergic and cysteinyl-leukotriene ligands. J Pharmacol Exp
Ther 338: 559-567
40. Benned-Jensen T, Rosenkilde MM (2010) Distinct expression and ligand-binding profiles of two constitutively active GPR17 splice variants. Br J Pharmacol 159: 1092-1105
41. Temporini C, Ceruti S, Calleri E, Ferrario S, Moaddel R, Abbracchio
MP, Massolini G (2009) Development of an immobilized GPR17 receptor stationary phase for binding determination using frontal affinity
chromatography coupled to mass spectrometry. Anal Biochem 384:
123-129
42. Calleri E, Ceruti S, Cristalli G, Martini C, Temporini C, Parravicini C,
Volpini R, Daniele S, Caccialanza G, Lecca D, Lambertucci C, Trincavelli ML, Marucci G, Wainer IW, Ranghino G, Fantucci P, Abbracchio MP, Massolini G (2010) Frontal affinity chromatography-mass
spectrometry useful for characterization of new ligands for GPR17
receptor. J Med Chem 53: 3489-3501
Postępy Biochemii 60 (4) 2014
55. Kettenmann H, Hanisch U, Noda M, Verkhratsky A (2011) Physiology
of microglia. Physiol Rev 91: 461-553
56. Ceruti S, Viganò F, Boda E, Ferrario S, Magni G, Boccazzi M, Rosa P,
Buffo A, Abbracchio MP (2011) Expression of the new P2Y-like receptor GPR17 during oligodendrocyte precursor cell maturation regulates
sensitivity to ATP-induced death. Glia 59: 363-378
57. Chen Y, Wu H, Wang S, Koito H, Li J, Ye F, Escobar SS, Gow A, Arnett
HA, Trapp BD, Nitin J, Hsieh J, Lu QR, Hoang J, Karandikar NJ (2009)
The oligodendrocyte-specific G protein-coupled receptor GPR17 is a
cell-intrinsic timer of myelination. Nat Neurosci 12: 1398-1406
58. Cosentino S, Castiglioni L, Colazzo F, Nobili E, Tremoli E, Rosa P, Abbracchio MP, Sironi L, Pesce M (2014) Expression of dual Nucleotides/
Cysteinyl-Leukotrienes Receptor GPR17 in early trafficking of cardiac
stromal cells after myocardial infarction. J Cell Mol Med 18: 1785-1796
59. Franke H, Parravicini C, Lecca D, Zanier ER, Heine C, Bremicker K,
Fumagalli M, Rosa P, Longhi L, Stocchetti N, De Simoni M-G, Weber
M, Abbracchio MP (2013) Changes of the GPR17 receptor, a new target
for neurorepair, in neurons and glial cells in patients with traumatic
brain injury. Purinergic Signal 9: 451-462
60. Lecca D, Trincavelli ML, Gelosa P, Sironi L, Ciana P, Fumagalli M,
Villa G, Verderio C, Grumelli C, Guerrini U, Tremoli E, Rosa P, Cuboni
S, Martini C, Buffo A, Cimino M, Abbracchio MP (2008) The recently
identified P2Y-like receptor GPR17 is a sensor of brain damage and a
new target for brain repair. PLoS One 3: e3579
523
61. Ceruti S, Villa G, Genovese T, Mazzon E, Longhi R, Rosa P, Bramanti
P, Cuzzocrea S, Abbracchio MP (2009) The P2Y-like receptor GPR17
as a sensor of damage and a new potential target in spinal cord injury.
Brain 132: 2206-2218
74. Boda E, Viganò F, Rosa P, Fumagalli M, Labat-Gest V, Tempia F, Abbracchio MP, Dimou L, Buffo A (2011) The GPR17 receptor in NG2
expressing cells: focus on in vivo cell maturation and participation in
acute trauma and chronic damage. Glia 59: 1958-1973
62. Mao F, Li W, Chen H, Qian L, Buzby JS (2013) White matter and SVZ
serve as endogenous sources of glial progenitor cells for self-repair in
neonatal rats with ischemic PVL. Brain Res 1535: 38-51
75. Huber C, Marschallinger J, Tempfer H, Couillard-despres S, Bauer H,
Rivera J, Aigner L (2011) Cellular Physiology and Biochemistr y Biochemistry Inhibition of Leukotriene Receptors Boosts Neural Progenitor Proliferation. Cell Physiol Biochem 28: 793-804
63. Zhao B, Zhao CZ, Zhang XY, Huang XQ, Shi WZ, Fang SH, Lu YB,
Zhang WP, Xia Q, Wei EQ (2012) The new P2Y-like receptor G protein-coupled receptor 17 mediates acute neuronal injury and late microgliosis after focal cerebral ischemia in rats. Neuroscience 202: 42-57
64. Peters-Golden M, Henderson WR (2007) Leukotrienes. N Engl J Med
357: 1841-1854
65. Zhao CZ, Zhao B, Zhang XY, Huang XQ, Shi WZ, Liu HL, Fang SH, Lu
YB, Zhang WP, Tang FD, Wei EQ (2011) Cysteinyl leukotriene receptor
2 is spatiotemporally involved in neuron injury, astrocytosis and microgliosis after focal cerebral ischemia in rats. Neuroscience 189: 1-11
66. Lo EH (2008) A new penumbra: transitioning from injury into repair
after stroke. Nat Med 14: 497-500
67. Fumagalli M, Lecca D, Abbracchio MP (2011) Role of purinergic signalling in neuro-immune cells and adult neural progenitors. Front
Biosci (Landmark Edn) 16: 2326-2341
68. Abbracchio MP, Ceruti S (2006) Roles of P2 receptors in glial cells: focus on astrocytes. Purinergic Signal 2: 595-604
69. De Biase LM, Nishiyama A, Bergles DE (2010) Excitability and synaptic communication within the oligodendrocyte lineage. J Neurosci 30:
3600-3611
70. Simon C, Götz M, Dimou L (2011) Progenitors in the adult cerebral
cortex: cell cycle properties and regulation by physiological stimuli
and injury. Glia 59: 869-881
71. Heinrich C, Gascón S, Masserdotti G, Lepier A, Sanchez R, Simon-Ebert T, Schroeder T, Götz M, Berninger B (2011) Generation of subtype-specific neurons from postnatal astroglia of the mouse cerebral
cortex. Nat Protoc 6: 214-228
72. Richardson WD, Young KM, Tripathi RB, McKenzie I (2011) NG2-glia
as multipotent neural stem cells: fact or fantasy? Neuron 70: 661-673
73. Buffo A, Rite I, Tripathi P, Lepier A, Colak D, Horn A-P, Mori T, Götz
M (2008) Origin and progeny of reactive gliosis: A source of multipotent cells in the injured brain. Proc Natl Acad Sci USA 105: 3581-3586
76. Tyler WA, Jain MR, Cifelli SE, Li Q, Ku L, Feng Y (2011) Proteomic
identification of novel targets regulated by the mammalian target of
rapamycin pathway during oligodendrocyte differentiation. Glia 59:
1754-1769
77. Jia P, Wang L, Fanous AH, Pato CN, Edwards TL, Zhao Z (2012) Network-assisted investigation of combined causal signals from genome-wide association studies in schizophrenia. PLoS Comput Biol. 8:
e1002587
78. Dougherty JD, Fomchenko EI, Akuffo AAa, Schmidt E, Helmy KY,
Bazzoli E, Brennan CW, Holland EC, Milosevic A (2012) Candidate pathways for promoting differentiation or quiescence of oligodendrocyte
progenitor-like cells in glioma. Cancer Res 72: 4856-4868
79. Sensi C, Daniele S, Parravicini C, Zappelli E, Russo V, Trincavelli ML,
Martini C, Abbracchio MP, Eberini I (2014) Oxysterols act as promiscuous ligands of class-A GPCRs: in silico molecular modeling and in vitro
validation. Cell Signal 26: 2614-2620
80. Eberini I, Daniele S, Parravicini C, Sensi C, Trincavelli ML, Martini
C, Abbracchio MP (2011) In silico identification of new ligands for
GPR17: a promising therapeutic target for neurodegenerative diseases.
J Comput Aided Mol Des 25: 743-752
81. Kose M, Ritter K, Thiemke K, Gillard M, Kostenis E, Muller CE (2014)
Development of [3H]2-Carboxy-4,6-dichloro 1H indole-3-propionic
Acid ([3H]PSB-12150): A Useful Tool for Studying GPR17. ACS Med
Chem Lett 15: 326-330
82. Hennen S, Wang H, Peters L, Merten N, Simon K, Spinrath A, Blättermann S, Akkari R, Schrage R, Schröder R, Schulz D, Vermeiren C,
Zimmermann K, Kehraus S, Drewke C, Pfeifer A, König GM, Mohr
K, Gillard M, Müller CE, Lu QR, Gomeza J, Kostenis E (2013) Decoding signaling and function of the orphan G protein-coupled receptor
GPR17 with a small-molecule agonist. Sci Signal 6: ra93
Recently identified GPR17 receptors — characteristics
and role in pathology of the nervous system
Dorota Wypych
Nencki Institute of Experimental Biology, 3 Pasteur St., 02-093 Warsaw, Poland

e-mail: [email protected]
Key words: Nucleotide receptors, P2Y receptors, cysteinyl leukotriene receptors, multiple sclerosis, myelination
ABSTRACT
Newly identified metabotropic GPR17 receptors are structurally related to purinergic P2Y receptors and cysteinyl leukotriene receptors. Recent studies showed that they play an important role in maturation of oligodendrocyte precursor cells. This review describes structure and
pharmacological characterization of GPR17 receptors. It also summarizes knowledge about role of GPR17 receptors in physiology and pathology of nervous system, with special attention to remyelination processes.
524www.postepybiochemii.pl