Differential expression of plexin-A subfamily members in the mouse nervous system | |
| Семафорины представляют большое семейство из более чем 20 секретируемых, трансмембранных или GPI-прикрепленных белков, которые подразделяются на 8 классов (Semaphorin Nomenclature Committee,1999). Многие семафорины функционируют как репелленты или аттрактанты и регулируют рост аксонов, фасцикуляцию, ветвление или терминальное дельтаобразование. Среди них класс 3 секретируемых семафоринов индуцирует коллапс ростового конуса или отталкивание аксонов in vitro и регулирует рост аксонов in vivo. Нейрофилин-1 и нейрофилин-2 связывают семафорины класса 3. Инактивация этих генов у мышей ведет к нарушению проекций нервных волокон. Следовательно, нейрофилины являются посредниками ингибирующих сигналов семафоринов. Однако являясь цитоплазматическими нейрофилины не могут влиять на трансдукцию сигналов семафоринов. Значит должны сущестовать белки, способствующзие передаче этих сигналов в клетки.
|
Plexins являются семейством молекул, состоящим из 4-х подсемейств (A,B,C,D). У мышей и человека выделены 3 члена подсемейства А (плексин-А1, А2 и А3). Их эктодомены обладают 3 повторами цистеиновых кластеров/Met-Related Sequences (MRS) и участком примерно в 500 аминокислот с существенной гомологией с доменом Sema семафоринов. Установлено также, что члены подсемейства плексинов-А образуют комплексы с нейрофилинами и обеспечивают поступление хеморепульсивных сигналов семафоринов класса 3 в клетки.
Изучали пространственный и временной паттерн экспрессии плесинов подсемейства А в развивающейся нервной системе мышей. Было установлено, что эти 3 плексина дифференциально экспрессируются в сенсорных рецепторах или нейронах онтогенетически регулируемым способом. Они функционируют как рецепторы семафоринов и регулируют развитие нейронов.
Транскрипты плексина-А1 обнаруживаются в сенсорных ганглиях внутреннего уха, центральных ядрах слухового пути, обонятельном и вомероназальном сенсорном эпителии, митральном и гранулярном слое клеток обонятельных луковиц, центральных ядрах обонятельного пути, в пирамидальном слое СА1-СА3 областей гиппокампа, клетках ретинальных ганглиев и нейронах ганглиев дорсальных корешков. Кроме того плексин-А1 обнаруживается эфферентных и афферентных волокнах слуховых сенсорных ганглиев , трактах нервных волокон слухового пути и в обонятельном и вомероназальном нервах. ОН экспрессируется при этом в нейронах, а не в глиальных клетках. Каждый плексин экспрессируется в определенной популяции клеток ретинальных ганглиев и нейронов ганглиев дорсальных корешков или в определенных слоях неокортекса.
3 плексина преимущественно экспрессируются у эмбрионов и в раннем постнатальном периоде, хотя слабая их экспрессия обнаруживается и у взрослых в обонятельных луковицах, обонятельных центральных ядрах и гиппокампе.
Каждый плексин-А имеет уникальный паттерн экспрессии в нервной системе. Так, в обонятельной ситеме плексин-А1 экспрессируется в основном в нейрональных элементах добавочных обонятельных путей, тогда как плексин-2 экспрессируется в нейрональных элементах принципиального обонятельного пути. Предполагается, что плексны-А имеют общие пре- и пост-синаптические элементы, составляющие нервные дуги (circuits), как это описано для кадхерина-6. Гранулярные клетки зубчатого гируса, посылающие аксоны в СА3 гиппокампа экспрессируют плексин-А2 и незначительные уровни А3 и А1. Латеральная перегородка, которая соединяется с гиппокампом экспрессирует А1 и А3, но не плексин-А2.
Потенциальная роль плексинов
Плексин-А1 не связывает Sema3A семафоринов, его коэкспрессия с нейрофилином-1 усиливает связывающую активность последнего. То же наблюдается в отношении Sema3F и при коэкспрессии с нейрофилином-2. Очевидно, что плексина-А образуют комплексы с нейрофилинами. Известно, что нейроны и сенсорные рецепторы экспрессруют нейрофилины и плексины в разных комбинациях. У дрозофилы некоторые плексины могут прямо взаимодейстовать с семафоринами. Следовательно, подсемейство плексинов-А функционирует в качестве рецепторов для широкого круга семафориновых сигналов вместе или независимо от нейрофилинов.
Предполагается, что взаимодействие семафоринов с плексинами играет роль в спецификации нейрональных соединений или терминальной arborization. Наличие в эктодоменах всех плексинов Sema доменов обязательно для обеспечения хеморепульсивной функции семафоринов класса 3.
|