Полицистины: белки, регулирующие клеточный барометр

Исследователи из CNRS и INSERM под руководством Эрика Оноре из Института молекулярной и клеточной фармакологии (Франция) выяснили молекулярные и клеточные механизмы, связанные с нарушением работы полицистинов, которые вызывают поликистозную болезнь почек. В исследовании, опубликованном 30 октября 2009 года в журнале Cell, учёные раскрыли новую биологическую функцию полицистинов — регуляцию чувствительности к давлению.

Болезнь и её последствия

  • Аутосомно-доминантная поликистозная болезнь почек — генетическое заболевание, от которого ежегодно страдает около 60 000 человек во Франции. Эффективной лекарственной терапии не существует.
  • Болезнь характеризуется образованием кист в почках, печени и поджелудочной железе.
  • Часто первым симптомом является гипертензия. Заболевание также поражает сердечно-сосудистую систему, вызывая хрупкость артерий.
  • Болезнь ответственна за 10% случаев терминальной почечной недостаточности. Самое опасное осложнение — развитие внутричерепных аневризм, которые могут привести к смертельному кровоизлиянию в мозг.

Роль полицистинов

Заболевание связано с нарушением функции белков полицистина-1 и полицистина-2 (кодируемых генами PKD1 и PKD2). Учёные обнаружили их ключевую роль в восприятии клеточного давления.

Механизм действия

  1. Полицистины встроены в плазматическую мембрану клетки и формируют ионный канал, пропускающий ионы кальция (Ca2+).
  2. Генетическая мутация у пациентов нарушает правильное открытие этих каналов.
  3. Это приводит к снижению потока кальция, что, в свою очередь, запускает пролиферацию клеток и образование кист.
  4. Соотношение полицистина-1 и полицистина-2 контролирует этот «клеточный барометр». Эксперименты на мышах показали, что инактивация полицистина-1 в гладких мышцах (составляющих стенки сосудов) подавляет чувствительность к давлению и снижает сосудистый тонус.

Значение открытия

  • Обнаружена новая биологическая функция полицистинов как регуляторов клеточного давления.
  • Работа проясняет молекулярные механизмы, лежащие в основе механочувствительности клеток.
  • Результаты помогают понять патофизиологическую роль полицистинов и могут стать основой для разработки новых терапевтических стратегий лечения поликистозной болезни почек.

Источник: Polycystin-1 and -2 Dosage Regulates Pressure Sensing; Reza Sharif-Naeini et al., 2009, Cell 139 (doi 10.1016/j.cell.2009.08.045).