Recettori accoppiati a proteine G
I recettori accoppiati a proteine G (GPCR) rispondono agli stimoli extracellulari, come gli ormoni, per interazione con una proteina G, trasducendo un segnale attraverso la membrana verso l’interno cellulare. Dopo l’attivazione del GPCR, le subunità Ga legano il GTP e diventano attive, attivando ulteriormente i fattori di segnalazione a valle come l’enzima adenilil ciclasi (AC), che sintetizza l’AMP ciclico (cAMP)., Le proteine G attivate interagiscono con i fattori di segnalazione a valle per alterare la produzione di secondi messaggeri come inositolfosfati, calcio e CAMP. I GPCR che attivano la classe Gi delle subunità Ga inibiscono la produzione del campo e i GPCR che attivano la classe Gs delle subunità Ga attivano la produzione del campo. cAMP, a sua volta, attiva la protein chinasi dipendente dal campo, la protein chinasi A (PKA). Il percorso di attivazione PKA è un esempio di una cascata di trasduzione del segnale, in cui legando diversi eventi di segnalazione insieme amplifica il segnale originale all’interno della cella., Per ogni molecola GPCR attivata, molte proteine G possono essere attivate e ogni proteina G attiva può sintetizzare molte molecole cAMP, continuando la cascata a PKA e più a valle.
I GPCR sono altamente coinvolti nelle funzioni pituicyte. La segnalazione alterata è stata dimostrata negli adenomi ipofisari. Mutazioni puntiformi Gsa sono state dimostrate nei tumori ipofisari che secernono GH .
Pertuit et al. hanno ampiamente analizzato le alterazioni di Gsa negli adenomi secernenti GH.
Le uniche mutazioni finora inequivocabilmente identificate e osservate nel 30-40% dei tumori secernenti GH riguardano l’oncogene gsp., Nonostante le grandi variazioni individuali degli MRNA Gsa, il livello delle proteine Gsa è sempre inferiore nei tumori gsp positivi (gsp+) rispetto ai tumori gsp negativi (gsp−). In precedenza è stato suggerito che l’attivazione di Gsa induce un cambiamento conformazionale che impedisce il suo attaccamento alle membrane e aumenta il suo tasso di degradazione, che potrebbe coinvolgere il proteasoma .
In aggiunta all’oncogene spg, è stata osservata una sovraespressione della proteina WtGsa in un sottoinsieme di adenomi spg. Circa il 60% di questi tumori spg esprime alti livelli di Gsa rispetto alle normali cellule ipofisarie umane., Il locus GNAS (guanina nucleotide binding protein (G protein), alfa stimulating activity polypeptide 1), che mappa sul cromosoma umano 20q13, è costituito da una regione complessa con più trascritti impiombati alternativi che codificano più prodotti proteici. Nella maggior parte dei tessuti umani, la Gsa è espressa biallelicamente ma, in tessuti specifici, la Gsa è impressa . Nei tumori ipofisari, i trascritti che codificano per Gsa sono espressi monoallelicamente, prevalentemente dall’allele materno . In quasi tutti i casi di adenomi somatotropici gsp+, la mutazione che attiva GNAS si verifica sull’allele materno attivo ., È ben noto che le disregolazioni dell’imprinting genomico possono influire sui livelli di espressione genica e quindi possono partecipare alla tumorigenesi. Un forte rilassamento dell’imprinting, con un’espressione paternalmente derivata di Gsa, è stato trovato solo nei tumori spg. Pertanto, restano da identificare altri meccanismi che potrebbero spiegare la sovraespressione di WtGsa.
Le proteine Gs accoppiano la stimolazione ormonale di vari recettori della superficie cellulare all’attivazione di AC . L’attivazione di CA conduce alla generazione del campo intracellulare del secondo messaggero, che stimola il PKA, l’effettore principale del campo., Le fosfodiesterasi (PDE) contribuiscono alla complessità e alla specificità della via del campo idrolizzando il campo. Ora è ben stabilito che il campo è suddiviso in compartimenti nelle celle. In risposta ad un’elevazione del campo, le PDE possono essere attivate direttamente da PKA (cioè, regolazione rapida del feedback) e/o dall’induzione della trascrizione del gene PDE (cioè, regolazione a lungo termine) . Pertanto, l’equilibrio spaziotemporale tra attività PKA e PDE è un fattore determinante nel controllo della segnalazione del campo.,
In assenza di inibitori della PDE, non è stata rilevata alcuna differenza nei livelli intracellulari di cAMP tra gsp+ e gsp− adenomi . Persani et al. dimostrato che i trascritti di PDE4C e 4D, così come quelli di PDE8 , erano sovraespressi nei tumori gsp+, che erano correlati con un aumento di sette volte dell’attività della PDE. Le due proteine nucleari, la proteina CREB e il repressore precoce inducibile cAMP (ICER), sono gli obiettivi finali principali e meglio caratterizzati di cAMP. I livelli di mRNA dei fattori di trascrizione CREB e ICER sono entrambi aumentati nei tumori gsp+., I livelli di CREB fosforilati sono simili nei due tipi di tumori, sebbene il blocco PDE induca un aumento di P-CREB (FOSFOCREB) nei tumori gsp+. Questi risultati suggeriscono che un aumento dell’attività della PDE potrebbe contrastare l’attivazione del percorso cAMP e potrebbe avere un impatto sul fenotipo dei tumori gsp+.
Oltre alle alterazioni del percorso cAMP nei tumori spg+, diverse linee di evidenza suggeriscono anche l’esistenza di alterazioni del percorso cAMP negli adenomi che secernono GH che sovraesprimono WtGsa. Livelli relativamente elevati di MRNA CREB o ICER sono stati osservati in alcuni tumori spg .,
La sovraespressione di WtGsa aumenta l’accumulo intracellulare del campo e stimola la via del campo (livello P-CREB). Si osserva anche un aumento della trascrizione CREB-dipendente sia in presenza dell’oncogene gsp che con la sovraespressione di WtGsa nelle cellule GH3 .
Al fine di determinare con precisione il ruolo delle alterazioni Gsa nell’inizio e nella progressione degli adenomi secernenti GH, Pertuit et al., realizzato uno studio sulle cellule ipofisarie, trovando che l’induzione dell’espressione del gsp oncogene avvia un notevole aumento dell’attività AC, che è associato ad un aumento del livello di CAMP intracellulare. Si osserva anche un’attivazione debole ma duratura dell’AC, associata a un leggero aumento del livello del campo, in risposta alla sovraespressione di WtGsa. cAMP diminuisce progressivamente nonostante la continua espressione transgene, suggerendo un potenziale coinvolgimento dei PDE., Questo può rappresentare un secondo meccanismo di feedback in aggiunta alla regolazione posttranscrizionale dell’spg oncogene .
Queste mutazioni inibiscono l’attività di Gsa GTPase, con conseguente attivazione costitutiva indipendente dal ligando GHRH di cAMP, che si traduce in attivazione GH-trascrizionale e proliferazione somatotroph tramite un CREB nel promotore GH .
Significativamente, quantità più elevate di Ser133phosphorylated e quindi CREB attivato, sono state riportate in alcuni tumori ipofisari secernenti GH rispetto ai livelli trovati nei tumori non funzionali (NF)., Questa aumentata attività CREB era evidente anche nei tumori che non manifestavano una mutazione Gsa. Ciò suggerirebbe che l’attivazione di CREB può avvenire tramite un meccanismo indipendente da Gs . È possibile che i polipeptidi stimolatori/inibitori e gli ormoni steroidei rilasciati dall’ipotalamo e dagli organi endocrini periferici possano alterare l’espressione genica ipofisaria e la secrezione ormonale .