BB MEDICAL - все для гемодиализа и лечения сепсиса

Эритропоэтин

Введение

В организме здорового человека находится примерно 2,3х1013 эритроцитов . Время жизни эритроцита составляет, в среднем, 120 дней. Следовательно, в организме постоянно должно происходить обновление пула эритроцитов со скоростью примерно 2,3 миллиона клеток за 1 секунду ( Goldwasser E., 1975 ). Система дифференцировки эритроидных клеток должна строго регулироваться для поддержания постоянного уровня циркулирующих эритроцитов при нормальных условиях. Кроме того, эта система должна быть высоко чувствительна к изменению количества кислорода в организме. В настоящее время получено множество данных, свидетельствующих о том, что ключевым фактором, который обеспечивает контроль дифференцировки клеток эритроидного ряда , является циркулирующий в крови гликопротеидный гормон эритропоэтин ( Goldwasser E., 1975 , Jelkmann W., 1986 ). Из КСФ гормонального типа лучше всего изучен эритропоэтин, который вырабатывается в почках и регулирует эритропоэз .

Рецептор эритропоэтина

В работе Krantz S., Goldwasser E., 1984 было обнаружено наличие специфических сайтов связывания эритропоэтина на эритролейкемических клетках из селезенки мышей, инфицированных комплексом вирусов Френд . По расчетам авторов на одну клетку приходится 660 сайтов связывания с К с равной 5,2 нМ. В этой работе было показано, что большинство клеток претерпевают эритроидную дифференцировку при концентрации эритропоэтина 0,06 нМ, при которой может связаться в среднем 8 молекул эритропоэтина на клетку. Эти данные свидетельствуют о высокой чувствительности компетентных клеток к эритропоэтину.

При изучении связывания меченного радиоактивной серой рекомбинантного эритропоэтина с нормальными эритроидными предшественниками установлено, что на нормальных клетках присутствует 100-200 сайтов связывания гормона на клетку с константой связывания 750 пикамоль на литр ( Mufson P., Gesner T., 1987 ). В этой работе было показано, что через 90 мин. после связывания происходит интернализация эритропоэтина внутрь клетки.

В дальнейших экспериментах по идентификации рецепторов к эритропоэтину было показано, что эритролейкемические клетки содержат два класса рецепторов, различающихся по константе связывания. При фракционировании в полиакриламидном геле выявляются две фракции эритропоэтин-связывающих белков с молекулярными массами 85 и 100 кД ( Sawyer S. et al., 1987 ). В работе других авторов ( Todokoro K. et al., 1987 ) было выявлено 3 фракции эритропоэтин-связывающих белков с молекулярными массами 63 кД, 94 кД и 119 кД. Эта работа проводилась также на чувствительных к эритропоэтину эритролейкемических клетках. Данные о двух типах рецепторов были получены также на других клеточных рецепторах ( Sawada K. et al., 1988 , Hitomi K. et al., 1988 ). Интересно, что эритролейкемические клетки, потерявшие чувствительность к эритропоэтину, содержат только 1 фракцию эритропоэтин-связывающих белков с молекулярной массой 63 кД ( Todokoro K. et al., 1987 ). Эти pецепторы имеют константу 0,27-0,78 нМ и присутствуют в количестве 110-930 на клетку ( Todokoro K. et al., 1988 ).

Рецепторы к эритропоэтину с константой связывания 0,054 нМ были выявлены также на чувствительных к гормону лимфобластоидных клетках линии DA-1 ( Sakaguchi M. et al., 1987 ).

Недавно ( D'Andrea A. et al., 1989 ) методом транзиторной экспрессии клонированной кДНК эритролейкемических клеток мыши в клетках линии COS 1 были идентифицированы два независимых клона, кодирующих рецепторы к эритропоэтину. Анализ этих клонов выявил идентичность их кодирующих последовательностей. В используемых эритролейкемических кетках присутствует только один тип рецепторов к эритропоэтину. В то же время в клетках линии COS 1, трансфецированных клонированой кДНК, экспрессируются 2 типа рецепторов к эритропоэтину с различными аффиными характеристиками. Эти данные указывают на возможные различия в процессе посттрансляционной модификации рецепторов к эритропоэтину и/или на взаимодействие рецепторов с другими кофакторами.

Клетки эритроидные: дифференцировка, роль cAMP

В вопросе о вторичных мессенджерах, участвующих в процессе эритроидной дифференцировки ясности пока нет. Показано, что в индуцированных эритробластах повышается активность аденилатциклазы ( Bonanov-Tzedaki S. et al., 1986 ). В то же время, при исследовании влияния эритропоэтина и интерлейкина-3 на клетки линии DA-1 существенных изменений в концентрации внутриклеточного цАМФ обнаружено не было. ( Tsuda H. et al., 1989 ). В этой работе было показано, что индуцируемая эритропоэтином пролиферация клеток DA-1 значительно подавляется в пристутствии агентов, увеличивающих концентрацию цАМФ . Авторы предполагают, что в данной системе цАМФ выступает скорее в роли регулятора клеточного роста , а не вторичного мессенджера.

Клетки эритроидные: дифференцировка, сайты связывания с эритропоэтином

При исследовании количества сайтов связывания эритропоэтина на дифференцирующихся клетках эритроидного ряда было установлено, что наибольшее число сайтов связывания присутствует на мембранах проэритробластов и ранних полихроматических эритробластов . В дальнейшем, по мере увеличения степени дифференцировки, происходит постепенное уменьшение числа сайтов связывания эритропоэтина ( Bacis J. et al., 1985 , Akahane K. et al., 1989 ). В работе Akahane K. et al., 1989 было показано также, что число сайтов связывания эритропоэтина на костномозговых предшественниках эритроидного ряда крысы возрастает в условиях индуцированной анемии . Это позволяет предположить, что не только концентрация гормона, но и количество рецепторов к нему может регулировать интенсивность процесса эритропоэза in vivo. Интересно, что количество рецепторов к эритропоэтину на эритробластах мышей значительно снижается при их культивировании в присутствии интерлейкина-3 . Показано, что этот эффект не связан с конкуренцией интерлейкина-3 и эритропоэтина за сайты связывания ( Fraser J. et al., 1988 ).

Таким образом, данные по изучению рецепторов, специфичных к эритропоэтину, позволяют предположить, что главными клеточными мишенями для действия эритропоэтина являются КОЕ и эритробласт на ранних стадиях дифференцировки. По мере приближения клеток к терминальным стадиям эритроидной дифференцировки снижается их чувствительность к гормону.