فیبروبلاستی متعلق به خانواده‏ای از گیرنده‏های تیروزین کیناز (RTK) هستند و همه آن‏ها یک بخش داخل غشایی، یک ناحیه خارج سلولی متصل شونده به لیگاند و یک ناحیه داخل سلولی با خاصیت تیروزین کینازی دارند. قسمت خارج سلولی یک گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی اولیه شامل سه ناحیه (Domain) شبه ایمونوگلوبولین (Ig) ،(D1، D2 و D3) است که توسط اتصال‏دهنده های انعطاف‏پذیر به یکدیگر متصل شده‏اند. از ویژگی‏های منحصر به فرد گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی وجود توالی‏ غنی از گلوتامات، آسپارتات، سرین درناحیه‏ی اتصال D2-D1 است که جعبه AB1 نامیده می‏شوند. موقعیت رزیجوهای تیروزین، جعبه اسیدی و هم چنین نواحی شبه ایمونوگلوبولین گیرنده در شکل 9 نشان داه شده است (23-21). هم چنین دو مکان اتصال برای فاکتور رشد فیبروبلاست، یک مکان اتصال به هپارین، و یک سایت تعامل گیرنده–گیرنده در D2 و D3 این گیرنده‏ها شناسایی شده است. اتصال مولکول‏های فاکتور رشد فیبروبلاست به گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی باعث جفت شدن (دایمریزیشن) گیرنده و به دنبال آن ترانس فسفریلیشن تیروزین موجود در حلقه‏ی فعال‏سازی ناحیه کینازی می‏شود. متعاقب آن قسمت انتهای کربوکسیل (COOH-terminal tail) گیرنده فسفریله می‏شود. در نتیجه گیرنده فعال شده و پروتئین‏های داخل سلولی مثل FRS2 (FGFR substrate2) را نیز فسفریله و فعال می کند. در نهایت شبکه‏ی انتقال پیام (سیگنالینگ) داخل سلولی القاء می‏شود که فرآیندهای بیولوژیکی کلیدی مانند تکثیر سلولی، بقا، مهاجرت و تمایز را به طور دقیق تنظیم می‏کنند (25-23).
در مجموع هفت گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی اصلی شامل FGFR1b، FGFR1c،FGFR2b ، FGFR2c، FGFR3b، FGFR3c و FGFR4 داخل سلول وجود دارد. ایزوفرم b معمولاً در بافت اپی‏تلیال بیان می‏شود در حالی که ایزوفرم c معمولا در بافت مزانشیمی بیان می‏شود. لیگاندها در هر دو بافت اپی‏تلیال و مزانشیمی تولید می‏شوند و به طور کلی گیرنده‏های بافت مخالف خاص خود را فعال می‏کنند. در شرایط فیزیولوژیکی طبیعی یک لیگاند تولید شده در اپی‏تلیوم، گیرنده مزانشیمی را فعال می‏کند و برعکس. در وضعیت‏های پاتولوژیک این اتصال اختصاصی لیگاند و گیرنده از بین می‏رود که این امر در سرطان‏هایی شایع است که بیان بیش از اندازه‏ی پروتئین‏های فاکتور رشد فیبروبلاستی در آن‏ها مشاهده می‏شود (27-26).
شکل9: گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی و نواحی فسفریله شدن آن. موقعیت ریشه های تیروزین روی بخش داخل سلولی گیرنده نشان داده شده است. نواحی شبه ایمونوگلوبولین D1, D2, D3 در قسمت خارج سلولی گیرنده و ناحیه جعبه اسیدی در شکل نشان داده شده است.
2-1-5- گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی و اختلالات پاتولوژیکی
عدم تعادل در انتقال پیام (سیگنالینگ) گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی با چندین اختلال پاتولوژیکی انسانی مرتبط است، مانند سندرم‏های اسکلتی از جمله سندرم کروزون و سندرم فایفر که به دلیل جهش در ناحیه کینازی پروتئین FGFR2 ایجاد می‏شوند (28)، سندرم کالمن که می‏توان آن را به جهش در FGFR1 نسبت داد (29). سندرم LADDکه به دلیل کاهش عملکرد ناحیه کینازی FGFR2 و FGFR3 ایجاد می‏شود (30) و نیز برخی از سرطان‏ها. در سرطان‏های انسانی پروتئین‏های گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی توسط مکانیسم‏های مختلف نامنظم می‏شوند از جمله بیان نابجا، جهش، امپلیفیکیشن و بازآرایی‏های کروموزومی. چندین تغییر ژنتیکی و جهش درون خانواده‏ی گیرنده‏های فاکتور رشد فیبروبلاستی شناسایی شده‏اند. تغییرات ژنتیکی که فنوتیپ سرطانی را ایجاد می‏کنند شامل جهش حذفی، جهش افزایش عملکرد، جهش ازدست دادن عملکرد و امپلیفیکیشن است (31). فرم‏های جهش یافته‏ی پروتئین‏های گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی در سرطان‏های متعددی از جمله سرطان ریه، پستان، معده، مغز، سر و گردن، پروستات، کولون، رحم، مثانه و هم چنین مولتیپل میلوما شناخته شده است (33-32). جهش‏های افزایش عملکرد در پروتئین‏های گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی مسئول بیماری‏های مختلف از جمله کرانیوستوزیس ، سندرم کوتولگی و برخی از سرطان‏ها است. اغلب جهش‏ها در پروتئین‏های گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی مستقل از لیگاند هستند اما در بعضی موارد مانند Ser252Trp و Pro253Arg در اکتودومین مولکول FGFR2 تنها در هنگام اتصال لیگاند اثرشان ظاهر می‏شود. این جهش‏ها باعث سندرم آپرت از طریق افزایش تمایل اتصال لیگاند و از طرفی بالا رفتن میزان اتصال نامناسب لیگاندها به گیرنده‏های خود می‏شود (34). جهش‏های ناحیه ی گذرنده از غشا، مانند Gly380Arg در FGFR3، اینتراکشن غیرکوالانسی بین هلیکس های گذرنده از غشا را زیاد می‏کند و تقریباً در همه‏ی موارد آکنودروپلازیا که شایع‏ترین فرم ژنتیکی کوتولگی است دیده می‏شود (35). جهش‏هایی که منجر به بیان بیش از اندازه و افزایش عملکرد FGFR3می‏شوند در مولتیپل میلوما که یک بدخیمی غیرقابل درمان سلول‏های B است رخ می‏دهد (36).FGFR4 ارزش بالقوه‏ای به عنوان یک مارکر پیش‏آگهی در سرطان دارد. Arg388 در FGFR4 با افزایش پیش‏روی سرطان پروستات مرتبط است، این پروتئین با افزایش تحرک و تهاجم سلولی موجب افزایش متاستاز می‏شود(37). برخی از این بیماریها و جهش ها ی نقطه ای به همراه اختلالات پاتولوژیکی مربوطه در شکل 10 نشان داده شده اند.
الف)
ب)
ج)
شکل10: برخی از بیماری ها (الف و ب) و موتاسیون های نقطه ای پاتولوژیک گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی(ج). این جهش ها در نواحی مختلف خارج سلولی، ناحیه گذرنده از غشا و ناحیه کینازی گیرنده های FGFR1,2,3 به همراه اختلال پاتولوژیکی مرتبط با جهش مورد نظر با علامت فلش در شکل مشخص شده اند.
2-1-6- مسیر پیام رسانی سلولی فاکتورهای رشد فیبروبلاستی
با اتصال فاکتورهای رشد فیبروبلاستی به گیرنده های آنها، مسیر پیام رسانی FGF آغاز می شود. هپارین موجود در ماتریکس خارج سلولی و یا پروتئوگلیکان هایی که در سطح سلول حضور دارند این اتصال را تسهیل می کنند. به دنبال این اتصال دایمریزیشن گیرنده رخ می دهد و متعاقب آن تیروزین های موجود در خود گیرنده توسط ناحیه ی کینازی آن فسفریله می شوند، این فرآیند اتوفسفریلیشن نامیده میشود. همچنین فسفریله شدن ناحیه داخل سلولی محل مناسبی را برای اتصال مولکول های پایین دست گیرنده نظیر فسفولیپاز Cγ و نیز Src کینازها فراهم می کند. مولکول دیگری که فسفریله و فعال میشود، سوبسترای دوم گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی یا (FRS2) می باشد (شکل11). از طریق این مولکول ها سه مسیر متفاوت زیر فعال می گردند (38).
شکل11: مسیر پیام رسانی گیرنده های فاکتور های رشد فیبروبلاستی. فسفولیپاز Cγ و سوبسترای دوم گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی یا (FRS2) به عنوان دو مولکول هدف داخل سلولی اصلی برای این گیرنده ها در شکل نشان داده شده است. با اتصال فاکتورهای رشد فیبروبلاستی به گیرنده های آن، مسیر پیام رسانی FGF آغاز می شود. به دنبال این اتصال دایمریزیشن و متعاقب آن اتوفسفریلیشن گیرنده رخ می دهد، سپس با اتصال مولکول های پایین دست گیرنده فسفولیپاز Cγ، نظیر Src کینازها و (FRS2) پیام داخل سلولی ایجاد می شود.
2-1-6-1- مسیر Ras/MAP Kinase
یکی از مولکولهای مسیر پیام رسانی فاکتور رشد فیبروبلاست، داکینگ مولکول FRS2 می باشد (39). نقش این مولکول کنار هم قرار دادن پروتئین ها برای هر دو مسیر MAP کیناز و PI3 کیناز می باشد (40). پس از فعال شدن گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاست، ناحیه تیروزین کیناز این گیرنده، ریشه ی تیروزین موجود در FRS2 را فسفریله می کند. این مراحل محلی مناسب برای اتصال مولکول های آداپتور نظیر (GRB2) فراهم می کند. خود مولکول (GRB2) شامل نواحی (SH3) یا (PTP) می باشد (41). هم چنین مولکول (SOS) از طریق ناحیه ی (SH3) به مولکول (GRB2) متصل می شود. مولکول SOS یک فاکتور تبادل نوکلئوتید گوانین است که پس از تشکیل کمپلکس با GRB2 قادر است مولکول Ras را فعال کند. فعال شدن Ras توسط SOS با تعویض GDP با GTP صورت می پذیرد. با فعال شدن Ras این مولکول قادر است با افکتور پروتئین هایی نظیر Raf برهم کنش دهد و بدین ترتیب آبشار مسیر پیام رسانی MAP کیناز فعال می گردد. این مسیر درچرخه سلولی نقش دارد و فعالیت های بیولوژیکی نظیر بقا، مهاجرت، تکثیر و مرگ سلولی را موجب می شود (43-42)(شکل 12).
شکل 12: مسیر پیام رسانی .Ras/MAP Kinase
2-1-6-2- مسیر PLCγ/Ca2+
پس از فسفریله شدن ناحیه داخل سلولی گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی، مولکول فسفولیپاز Cγ به تیروزین فسفریله شده ریشه ی 766 در FGFR1متصل می گردد و توسط ناحیه ی تیروزین کینازی گیرنده فسفریله می شود (44). در واقع نقش مسیر پیام رسانی فاکتور رشد فیبروبلاستی در فعال شدن مسیر PLCγ/Ca2+ از طریق ایجاد جهش های خاص در گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی مشخص گردیده است. زمانی که PLCγ فعال می شود قادر است فسفاتیدیل اینوزیتول 4و5 دی فسفات را به دو مولکول دی آسیل گلیسرول (DAG) و نیز اینوزیتول 1و4و5 تری فسفات (IP3) هیدرولیز کند. هردو این مولکول های پیام رسان ثانویه در تنظیم غلظت کلسیم داخل سلولی نقش دارند. مولکول DAG پروتئین کیناز C را فعال می کند و IP3 تنظیم کلسیم داخل سلولی را بر عهده دارد (45) (شکل 13).
شکل 13: مسیر پیام رسانی PLCγ/Ca2+.
2-1-6-3- مسیر PI3 Kinase/Akt
این مسیر از طریق سه مکانیسمی که در مسیر پایین دست گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی قرار دارند فعال می شود. این مسیر یا میتواند به طور مستقیم توسط گیرنده و یا به طور غیر مستقیم از طریق Gab1 و یا Rasفعال گردد. هم چنین Akt یا پروتئین کیناز Bتوسط PI3 کیناز فعال می شود. در اغلب موارد در مراحل رشد و توسعه سلولی دو مسیر PI3 kinase/ Akt و Ras/MAP کیناز به موازات یکدیگر عمل میکنند (46) (شکل 14).
شکل 14: مسیر پیام رسانی PI3 Kinase/Akt.
2-1-7- تنظیم مسیر پیام رسانی فاکتور های رشد فیبروبلاستی
مسیر پیام رسانی فاکتور رشد فیبروبلاستی توسط یکسری سیگنال های مثبت و منفی تنظیم می شود. بسیاری از این سیگنال های تنظیمی بین تمام گیرنده های تیروزین کیناز مشترک است و بسیاری نیز خاص مسیر پیام رسانی فاکتور رشد فیبروبلاستی است (47). همچنین فاکتور رشد فیبروبلاستی بیان بعضی از مولکول های تنظیمی خود را تحت کنترل دارد، درنتیجه بسیاری از آن ها به طور هم زمان با فاکتور رشد فیبروبلاستی بیان می شوند (48).
این تنظیمات در سطوح مختلف سلولی نظیر سطح خارج سلولی، سطح گذرنده از غشاء و سطح داخل سلولی رخ می دهد. در سطح خارج سلولی هپارین سولفات پروتئوگلیکان ها نقش مهمی را در تنظیم تعامل بین فاکتور رشد فیبروبلاستی و گیرنده بازی می کنند. هپارین سولفات پروتئوگلیکان ها عبارتند از گلیکوزآمینوگلیکان های سولفاته که به طور کووالانسی به پروتئین اصلی متصل شده اند و یک ساختار بسیار متنوع را بر مبنای توالی گلیکوزآمینوگلیکان های خود تشکیل می دهند (49). به منظور شکل گیری مطلوب تر این ساختار از تعامل بین فاکتور رشد فیبروبلاستی وگیرنده، لازم است که ترانسفرازهایی نظیر گلیکوزیل ترانسفراز و نیز سولفوترانسفراز قندی تغییراتی از نظر موقعیت فضایی و زمانی در هپارین سولفات پروتئوگلیکان ها ایجاد کنند (50). همچنین این مولکول ها قادرند از دناتوراسیون حرارتی فاکتور رشد فیبروبلاستی، پروتئولیز و نیز جلوگیری از انتشار آن ها به فضاهای میان بافتی محافظت کنند (51). درسطح تنظیمی بعدی یعنی سطح گذرنده از غشاء، پروتئین های تنظیمی زیادی تشخیص داده نشده اند. یک

مطلب مشابه :  منابع پایان نامه ارشد با موضوع سیستم تهویه مطبوع