ENDOGLIN
Эндоглин

Endoglin (CD105) гомодимерный гликопротеин в 180 кДа. Он связывается с β1 и β3 изоформами трансформирующего фактора роста (TGF)-β с высоким сродством в ассоциации с рецепторами TGF-β типа II (TβR-II) и типа I (TβR-I). TβR-II является серин/треонин киназой, которая связывает лиганд и фосфорилирует TβR-I, который сам по себе неспособен к связыванию лиганда и фосфорилированию. Однажды активированная TβR-I серин/треонин киназа фосфорилирует Smad2 и инициирует каскад сигнальных событий: отсветственных за эффекты TGF-β. Эндоглин обладает общей структурной гомологией в особенности в трансмембранной и цитоплазматическом домене с бетагликаном, еще одним рецептором: который связывает все три изоформы TGF-β. Он является важным компонентом рецептора для TGF-β2, т.к. эта изоформа плохо связывается рецептором TβR-II (Qu et al.,1998).	Эндоглин и PECAM-1(CD31) коэкспрессируются в эндотелиальных клетках всех исследованных тканей. На 4-й неделе эндоглин обнаруживается в эндотелиальной выстилке первичной сердечной трубки. Клетки эндокарда позитивны и в отношении РЕСАМ-1. Миокард негативен в отношении обоих. Немногие мезенхимные клетки в области, дающей эндокардиальные подушки, экспрессируют низкие или средние количества эндоглина, но эти клетки негативны по РЕСАМ-1. Процесс формирования ткани эндокардиальных подушек сопровождается увеличением эндоглин-позитивных мезенхимных клеток, начиная с 5-й недели беременности. Происходит и экспансия эндоглин-позитивного эндокарда, который выстилает развивающийся губчатый миокард. На 6-7 неделе эндоглин экспрессируется на очень высоком уровне в мезенхимных клетках подушек. Вместе с РЕСАМ-1 он экспрессируется в разрастающемся эндокарде. Слияние тканей подушек и формирование перегородки сопровождается экспрессией высокого уровня эндоглина. На 9 неделе заканчивается образование перегордки тракта оттока и полулунных клапанов, что сопровождается снижением уровня эндоглина. Значительно сниженный уровень эндоглина выявляется в мезенхимных клетках полностью сформированных полулуннных и атриовентрикулярных клапанов и в septum intermedium к 12-13 неделе. \| Табл.1. Локализация компонентов комплекса рецепторов для TGF-β у 6 эмбрионов человека (4-8 недель беременности) ___________________________________________________________ Ткань и клетки Эндоглин Tβ-RI Tβ-RII Бетагликан ____________________________________________________________ Эндотелиальные клетки* + + + + Эпителиальные клетки ** - + + + Кардиальные/ске- летные мышцы - + + + Нервы и ганглии - + + + Висцеральная/со- матич.мезенхима - + + + Кишечножелудоч. мышцы - + + + Желудочкишечн. подслизистая - - - - Гепатоциты - - - - Хондроциты - - - - _______________________________________________________ * Кровеносные сосуды, печеночные синусоиды, почечные гломерулы ** Легкие, ЖКТ, кожа, желчные пути, и мезонефрические протоки Табл.2. Экспрессия компонентов рецепторного комплекса для TGF-β в сердце эмбрионов человека (выборка 16-26 сердец) _____________________________________________________________________ Беременность Эндокард Мезенхимная ткань подушек Миокард (недели) ________________ ______________________ ___________________ Эндоглин Tβ-RI Эндоглин Tβ-RI Эндоглин Тβ-RI Tβ-RII Tβ-RII Tβ-RII бетагликан бетагликан бетагликан _____________________________________________________________________ 4 +++ + ++ ++ - +++ 5 +++ + +++ ++ - +++ 6-8 +++ + ++++ ++ - +++ 9-10 +++ + ++ - - +++ 11-13 +++ - + - - +++ _____________________________________________________________________ Специфическая мРНК: сответствующая четырем TGF-β рецепторам обнаруживается в сердце человека с 6-й недели беременности (самая ранняя исследованна точка). Полученные результаты показывают: что паттерн распределения эндоглина совершенно отличен от распределения остальных 3-х рецепторов. Эндоглин ограничен сосудистым эндотелием во всех исследованых тканях за исключением сердца. Tβ-RI , Tβ-RII и бетагликан широко и одинаково распределены в большинстве клеток и тканей таких как развивающийся эпидермис: дерма, скелетные мышцы, висцеральная и соматическая мезенхима у эмбрионов человека в период 4-8 недель беременности (табл.1.). В гепатоцитах, хондроцитах и подслизистой ЖКТ не обнаружены все 4 рецептора в этот период. Эндокард же экспрессирует высокие уровни эндоглина и низкие уровни 3-х остальных рецепторов. Однако сигнальные рецепторы, такие как Tβ-RI и Tβ-RII могут функционировать на относительно низких уровнях. Эндоглин четко ассоциирован с мезенхимой подушек во время формирования клапанов и образования перегородок в сердце, он достигает максимума на 5-8 неделе и затем его уровень снижается . Tβ-RI и Tβ-RII и бетагликан также увеличиваются в количестве в тканях эндокардиальных подушек между 5 и 8-й неделей, но в меньшей степени. Они обнаруживают более четкую связь с кардиальными миоцитами. Так как эндоглин связывает TGF-β1/ β3 лиганды, то его экспрессия должна коррелировать с теми клетками, которые реагируют на эти изоформы, но не на TGF-β2. У мышей с мутацией TGF-β1 гена первичный дефект в васкулогенезе и гематопоэзе желточного мешка. На 10,5 день погибает 50% гомозигот и 25% гетерозигот. Нарушена дифференцировка эндотелиальных клеток, что ведет к формированию неадекватных капилярных трубок и слабости сосудов с пониженной клеточной адгезией. Сходный фенотип обнаруживается у мышей гомозиготных по нулевой Tβ-RII мутации, но гетерозиготы нормальны. Очевидно морфогенез сосудов индуцируется ангиогенными факторами TGF-β1, в комбинации с bFGF, VEGF и ангиопоэтинами. Ген эндоглина идентифицирован в качестве гена-мишени наследственной геморрагической телеангиоэктазии (ННТ) типа 1: джоминантно наследуемого сосудистого нарушения: характеризующегося носовыми кровотечениями: телеангиоэктазиями и артерио-венозными аномалиями. Описано 18 семей с разными мутациями этого гена. Выявлена снижение функции эндоглина (гапло-недостаточность) скорее, чем доминантный негативный эффект мутантного белка. Снижение уровня эндоглина обусловливает расширение посткапилярных венул и их слияние с с артериолами, обнаруживаемое в в телеангиоэктазиях и больших артерио-венозных нарушениях в легких и головном мозге некоторых пациентов ННТ. На 4-й неделе беременности эндокардиально-мезенхимная трансформация уже имеет место. Мигрировавшие мезенхимные клетки будут участвовать в формировании клапанов и перегородок взрослого сердца. Все 3 изоформы TGF-β участвуют в процессе трансформации эндокардильных подушек. Показано, что антитела к Tβ-RII блокируют активацию клеток и их миграцию во время формирования атриовентрикулярных подушек . Следовательно, TGF-β1/β3 участвуют в ремоделировании клапанов. Бетагликан присутствует в мезенхиме подушек, следовательно изоформа TGF-β2 также оказывает влияние на моделирование клапанов, независимо от эндоглина. На 9-й неделе эти рецепторы перестают обнаруживаться, тогда как уровень эндоглина лишь сильно редуцирован в мезенхиме атриовентрикуляных и полулунных клапанов и в перегородке, указывая тем самым, что эти клетки перестают реагировать на TGFβ. Кроме эндоглина остальные 3 рецептора экспрессируются в миокарде (4-13 недель), что согласуется с ролью TGF-β2 изоформы в развитии миоцитов . TGF-β2 обнаруживается только в кардиальных миоцитах.

Эндоглин и PECAM-1(CD31) коэкспрессируются в эндотелиальных клетках всех исследованных тканей. На 4-й неделе эндоглин обнаруживается в эндотелиальной выстилке первичной сердечной трубки. Клетки эндокарда позитивны и в отношении РЕСАМ-1. Миокард негативен в отношении обоих. Немногие мезенхимные клетки в области, дающей эндокардиальные подушки, экспрессируют низкие или средние количества эндоглина, но эти клетки негативны по РЕСАМ-1. Процесс формирования ткани эндокардиальных подушек сопровождается увеличением эндоглин-позитивных мезенхимных клеток, начиная с 5-й недели беременности. Происходит и экспансия эндоглин-позитивного эндокарда, который выстилает развивающийся губчатый миокард. На 6-7 неделе эндоглин экспрессируется на очень высоком уровне в мезенхимных клетках подушек. Вместе с РЕСАМ-1 он экспрессируется в разрастающемся эндокарде. Слияние тканей подушек и формирование перегородки сопровождается экспрессией высокого уровня эндоглина. На 9 неделе заканчивается образование перегордки тракта оттока и полулунных клапанов, что сопровождается снижением уровня эндоглина. Значительно сниженный уровень эндоглина выявляется в мезенхимных клетках полностью сформированных полулуннных и атриовентрикулярных клапанов и в septum intermedium к 12-13 неделе.


 | Табл.1. Локализация компонентов комплекса рецепторов для TGF-β
у 6 эмбрионов человека (4-8 недель беременности)
___________________________________________________________
    Ткань и клетки    Эндоглин Tβ-RI Tβ-RII Бетагликан
____________________________________________________________
    Эндотелиальные
    клетки*                     +          +          +            +
    Эпителиальные
    клетки **                   -          +          +            +
    Кардиальные/ске-
    летные мышцы          -        +            +            +
    Нервы и ганглии       -        +            +            +
    Висцеральная/со-
    матич.мезенхима     -        +            +            +
    Кишечножелудоч.
    мышцы                        -          +          +            +
    Желудочкишечн.
    подслизистая             -           -         -            -
    Гепатоциты               -          -          -            -
    Хондроциты               -          -          -            -
_______________________________________________________
*  Кровеносные сосуды, печеночные синусоиды, почечные гломерулы
** Легкие, ЖКТ, кожа, желчные пути, и мезонефрические протоки

Табл.2. Экспрессия компонентов рецепторного комплекса для  TGF-β
 в сердце эмбрионов человека (выборка 16-26 сердец)
_____________________________________________________________________
Беременность  Эндокард     Мезенхимная ткань подушек      Миокард
(недели)    ________________  ______________________  ___________________    
                  Эндоглин   Tβ-RI         Эндоглин   Tβ-RI            Эндоглин   Тβ-RI   
                                     Tβ-RII                         Tβ-RII                                Tβ-RII
                                  бетагликан                    бетагликан                      бетагликан
_____________________________________________________________________
4               +++                 +                  ++              ++                   -            +++
5               +++               +                  +++             ++                   -            +++
6-8          +++                 +                   ++++            ++                   -            +++
9-10         +++                 +                   ++               -                    -            +++
11-13        +++                 -                   +                -                    -            +++  
_____________________________________________________________________

Специфическая мРНК: сответствующая четырем TGF-β рецепторам обнаруживается в сердце человека с 6-й недели беременности (самая ранняя исследованна точка).

Полученные результаты показывают: что паттерн распределения эндоглина совершенно отличен от распределения остальных 3-х рецепторов. Эндоглин ограничен сосудистым эндотелием во всех исследованых тканях за исключением сердца. Tβ-RI , Tβ-RII и бетагликан широко и одинаково распределены в большинстве клеток и тканей таких как развивающийся эпидермис: дерма, скелетные мышцы, висцеральная и соматическая мезенхима у эмбрионов человека в период 4-8 недель беременности (табл.1.). В гепатоцитах, хондроцитах и подслизистой ЖКТ не обнаружены все 4 рецептора в этот период. Эндокард же экспрессирует высокие уровни эндоглина и низкие уровни 3-х остальных рецепторов. Однако сигнальные рецепторы, такие как Tβ-RI и Tβ-RII могут функционировать на относительно низких уровнях. Эндоглин четко ассоциирован с мезенхимой подушек во время формирования клапанов и образования перегородок в сердце, он достигает максимума на 5-8 неделе и затем его уровень снижается . Tβ-RI и Tβ-RII и бетагликан также увеличиваются в количестве в тканях эндокардиальных подушек между 5 и 8-й неделей, но в меньшей степени. Они обнаруживают более четкую связь с кардиальными миоцитами.

Так как эндоглин связывает TGF-β1/ β3 лиганды, то его экспрессия должна коррелировать с теми клетками, которые реагируют на эти изоформы, но не на TGF-β2.
У мышей с мутацией TGF-β1 гена первичный дефект в васкулогенезе и гематопоэзе желточного мешка. На 10,5 день погибает 50% гомозигот и 25% гетерозигот. Нарушена дифференцировка эндотелиальных клеток, что ведет к формированию неадекватных капилярных трубок и слабости сосудов с пониженной клеточной адгезией. Сходный фенотип обнаруживается у мышей гомозиготных по нулевой Tβ-RII мутации, но гетерозиготы нормальны. Очевидно морфогенез сосудов индуцируется ангиогенными факторами TGF-β1, в комбинации с bFGF, VEGF и ангиопоэтинами.

Ген эндоглина идентифицирован в качестве гена-мишени наследственной геморрагической телеангиоэктазии (ННТ) типа 1: джоминантно наследуемого сосудистого нарушения: характеризующегося носовыми кровотечениями: телеангиоэктазиями и артерио-венозными аномалиями. Описано 18 семей с разными мутациями этого гена. Выявлена снижение функции эндоглина (гапло-недостаточность) скорее, чем доминантный негативный эффект мутантного белка. Снижение уровня эндоглина обусловливает расширение посткапилярных венул и их слияние с с артериолами, обнаруживаемое в в телеангиоэктазиях и больших артерио-венозных нарушениях в легких и головном мозге некоторых пациентов ННТ.

На 4-й неделе беременности эндокардиально-мезенхимная трансформация уже имеет место. Мигрировавшие мезенхимные клетки будут участвовать в формировании клапанов и перегородок взрослого сердца. Все 3 изоформы TGF-β участвуют в процессе трансформации эндокардильных подушек. Показано, что антитела к Tβ-RII блокируют активацию клеток и их миграцию во время формирования атриовентрикулярных подушек . Следовательно, TGF-β1/β3 участвуют в ремоделировании клапанов. Бетагликан присутствует в мезенхиме подушек, следовательно изоформа TGF-β2 также оказывает влияние на моделирование клапанов, независимо от эндоглина. На 9-й неделе эти рецепторы перестают обнаруживаться, тогда как уровень эндоглина лишь сильно редуцирован в мезенхиме атриовентрикуляных и полулунных клапанов и в перегородке, указывая тем самым, что эти клетки перестают реагировать на TGFβ. Кроме эндоглина остальные 3 рецептора экспрессируются в миокарде (4-13 недель), что согласуется с ролью TGF-β2 изоформы в развитии миоцитов . TGF-β2 обнаруживается только в кардиальных миоцитах.