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*107770 LOW DENSITY LIPOPROTEIN RECEPTOR-RELATED PROTEIN 1; LRP1
Alternative titles; symbols
LIPOPROTEIN RECEPTOR-RELATED PROTEIN; LRPALPHA-2-MACROGLOBULIN RECEPTOR; A2MRAPOLIPOPROTEIN RECEPTOR; APRAPOLIPOPROTEIN E RECEPTOR; APOERCD91CED1, C. ELEGANS, HOMOLOG OF
Gene map locus 12q13.1-q13.3
TEXT
CLONING

Hertz e outros (1988) clonaram um cDNA para o receptor relacionado à lipoproteína de baixa densidade (LRP) em virtude de sua restrita homologia com o receptor de LDL. A proteína de 4.544 aminoácidos contém um único segmento transmembranal. Análises de Northern blot detectaram a LRP1 no fígado, cérebro e pulmões. A proteína demonstrou forte ligação com cálcio. Kristensen e outros (1990) e Strickland e outros (1990) demonstraram que LRP é idêntico ao receptor de alfa-macroglobulina 2 (A2MR). Como o receptor de manose-6-fosfato, a molécula A2MR/LRP é provavelmente bifuncional.

No nematódeo de vida livre Caenorhabditis elegans, Yochem e Grenwald (1993) isolaram e seqüenciaram um gene mais longo que 23 kb que codifica uma grande proteína integrante da membrana com uma estrutura prevista similar à da LRP dos mamíferos. O produto de 4.753 aminoácidos prognosticado pelo gene de C.elegans repartiu-se em número próximo ao idêntico e de acordo com os motivos de seqüência de aminoácidos do LRP humano, e vários éxons do gene do LRP de C.elegans corresponderam aos éxons de partes relacionadas ao gene da LRP humano.

GENE FUNCTION

Kounnas e outros (1995) demonstraram que LRP media a endocitose e a degradação de proteínas precursoras amilóides (amilóides: proteínas que parecem iguais ao microscópio, mas são quimicamente diferentes) secretadas (APP), sugerindo que um único caminho metabólico liga duas moléculas implicadas na patofisiologia da doença de Alzheimer (AD). Narita e outros (1997) demonstraram que A2M, por via de LRP, media a remoção e degradação de amilóides-beta geradas por APP, o principal componente das placas amilóides em Alzheimer.

Kang e outros (2000) demonstraram “in vitro” que LRP1 é requerida para a remoção mediada por A2M de beta-amilóide 40 e 42 por via um mecanismo celular de absorção mediado por receptor. Análises do tecido do cérebro humano morto demonstraram que a expressão de LRP normalmente declina com a idade, e que a expressão de LRP em cérebro com Alzheimer foi significativamente mais baixa do que nos controles. No grupo AD, altos níveis de LRP foram co-relacionados com o ataque de AD e morte em idade avançada. Kang e outros (2000) concluíram que a expressão reduzida de LRP é um fator de risco que contribui para a AD, possivelmente pelo impedimento da remoção da beta-amilóide solúvel.

A proteína gp96 “choque de calor” (TRA1) é uma proteína intracelular capaz de acompanhar antígenos exógenos, de tumores ou células infectadas por vírus, para células apresentadoras de antígenos por apresentação ao complexo maior de histocompatibilidade (MHC) de classe I em preferência às moléculas de classe II, dessa forma elicitando respostas de células T CD8 positivas. Usando o sistema de camundongo, Binder e outros (2000) determinaram que o receptor para gp96 é CD91 (A2MR) e que A2M, uma proteína encontrada no sangue, inibe a ligação de gp96 a CD91. Eles propuseram que CD91 atua como um sensor para morte de células necróticas nos tecidos, desencadeando respostas imunes pró-inflamatórias.

Basu e outros (2001) usaram proteínas choque de calor marcadas por fluorescência (HSPs) para mostrar que não somente GP96, mas também HSP90 (HSPCA), HSP70 (HSPA1A) e calreticulina (CALR) usam CD91 como um receptor comum. A habilidade dessas células para ligar HSPs é correlata à habilidade dependente de TAP [O trasportador de ATP-binding cassette TAP transloca peptídeos do citosol para as moléculas do complexo maior de histocompatibilidade de classe I (MHCI) à espera no retículo endoplasmático. TAP é feita de polipeptídeos TAP1 e TAP2.]e proteossomo para constituírem peptídeos acompanhados por HSP.

Forus e outros (1991) descobriram que os genes APR e GLI são co-amplificados numa linha de células de rabdomiossarcoma (neoplasia maligna derivada da musculatura estriada, que acontece no coração das crianças).

Wang e outros (2003) demonstraram que o ativador tecidual do plasminogênio (tPA) sobre-regula a MMP9 em células em cultura e “in vivo”. Os níveis de MMP9 foram baixos em tPA inativados comparados com camundongos de tipo selvagem após a isquemia cerebral localizada. Em células do endotélio microvascular cerebral humanas, MMP9 foi sobre-regulada quando tPA recombinante foi adicionado. O RNA de interferência sugeriu que esta resposta foi mediada pela LRP1, a qual avidamente liga-se a tPA e possui propriedades sinalizadoras.

Desde que BACE e APP interagem e trafegam uma com a outra, e APP interage com e trafega com LRP1, von Arnim e outros (2005) investigaram interações entre BACE1 e LRP1. Eles descobriram que BACE1 interagiu com a cadeia leve de LRP1 na superfície celular em associação com a camada lipídica. A interação entre BACE-LRP1 leva ao aumento na clivagem do domínio extracelular de LRP1 e subseqüente liberação do domínio intracelular da membrana. Von Arnim e outros (2005) concluíram que LRP1 é um substrato de BACE.

Kinchen e outros (2005) demonstraram que em C. elegans, CED1 (LRP1), CED6 e CED7 são requeridas para reorganização de actina em torno do corpo de célula em apoptose, e que CED1 e CED6 co-localizam entre si e com a actina em volta da célula morta. Além disso, Kinchen e outros (2005) descobriram que a GTPase de CED10 (RAC) atua geneticamente a jussante dessas proteínas para mediar a remoção do corpo, ligando funcionalmente os dois caminhos de absorção e identificando a modulação de sinalização de CED1, CED6 e CED7 como reguladores contra-corrente de ativação de Rac.

Gaultier e outros (2008) descobriram que células de Schwann em roedores com nervos lesados exibiram aumento de expressão de Lrp1. Um fragmento solúvel de Lrp1 com uma cadeia alfa intacta (sLrp-alfa) foi repelido pelas células Schwann in vitro e no sistema nervoso periférico após injúria. Injeção de sLrp1-alfa no nervo ciático do camundongo anterior a uma injúria de constrição crônica inibiu a ativação de p38 Mapk (MAPK14) e diminuiu a expressão de Tnf-alfa e de IL1-beta no local. sLrp-alfa também inibiu a dor neuropática induzida espontaneamente pela injúria e diminuiu a expressão de citocina inflamatória na espinha dorsal, onde o processamento da dor neuropática ocorre. Em células de Schwann cultivadas do rato, astrócitos e micróglias (pequenas células da neuroglia que podem tornar-se fagocíticas em áreas de lesão ou inflamação neural), sLrp-alfa inibiu a ativação induzida de Tnf-alfa de p38 e Erk/Mapk.
MAPPING

Myklebost e outros (1989) mapearam o gene da proteína ligada à LRP em 12q13-q14 por estudo de DNA de células híbridas humanas e de camundongo e por hibridização em sítio; o símbolo APOER foi usado incialmente devido à suposta função de receptor.

Através de análises de pulso em campo de gel, Forus e outros (1991) descobriram que os genes da APR e GLI são estritamente situados; provas dos dois genes hibridizados para fragmentos de DNA de peso molecular de 300-400 kb. Mais análises de restrição detalhadas demonstraram que a região intergênica era de 200 e 300 kb (Forus e Myklebost, 1992). Hilliker e outros (1992) confirmaram a determinação em 12q13-q14 usando ambas hibridizaões não isotópica e isotópica no sítio. Também por hibridização no sítio, eles determinaram o lócus correspondente no camundongo, no cromossomo 15. Binder e outros (2000) ressaltaram que a gl96 e CD91 mepeiam no braço longo do cromossomo 12.

MOLECULAR GENETICS
Association with Alzheimer disease

O gene da proteína relacionada ao receptor de lipoproteína de baixa densidade foi um candidato atrativo para a doença de Alzheimer por várias razões. O LRP multifuncional tem sido apresentado por funcionar como um receptor para o tubo ascendente de apolipoproteínas-E contendo partículas de lipoproteínas dos neurônios. O alelo de apoE4 é fortemente associado com um aumento do risco de tardio estabelecimento da doença de Alzheimer familial e ambos estabelecimentos tardio e precoce esporádico de AD. O receptor de LRP é proeminentemente localizado em regiões soma (parte axial do corpo, isto é, cabeça, pescoço, tronco e cauda, excluindo os membros) e próximo ao processamento dos neurônios. Em um estudo de caso-controle de 183 pacientes com AD familial e esporádica e 118 controles, Lendon e outros (1997) descobriram uma moderada associação (razão de ocorrência = 1.57. P=0,024) entre AD e o polimorfismo de um alelo de 87 pares de base de uma repetição de quatro nucleotídeos localizado na extremidade 5 do gene do LRP1. Além disso, Pericak-Vance e outros (1997) descobriram num método de seleção genômica e análises seguintes de 54 famílias com AD múltiplas de estabelecimento tardio, quatro regiões potencialmente abrigando genes AD; uma dessas regiões, no cromossomo 12, foi localizada aproximadamente 10 cM próximo do LRP1. Scott e outros (1998) examinaram 144 famílias com AD múltipla de estabelecimento tardio, 436 casos de AD esporádica, e 240 controles e não descobriram evidências de uma ligação ou associação do LRP1 com AD. Seus dados indicaram que a variação genética no gene LRP1 não é o maior fator de risco na etiologia da doença de Alzheimer.

Aproximadamente 157 pacientes com AD de estabelecimento tardio (85 com uma história familiar e 72 sem uma história familiar), Kang e outros (1997) descobriram aumentada freqüência de um polimorfismo C766T do alelo C no éxon 3 do gene da LRP1 comparado aos controles, embora o alelo C fosse comum nos controles. Os autores sugeriram que o polimorfismo, predito como silenciador, pode estar em desequilíbrio de ligação com o suposto lócus de suscetibilidade a AD vizinho. Estudos de Hollenbach e outros (1998) e Baum e outros (1998) tembém proporcionaram evidências do aumento da freqüência do alelo 766C em pacientes com AD. McIlroy e outros (2001) não encontraram associação com o polimorfismo do éxon 3 e o desenvolvimento de AD.

Kang e outros (2000) notaram que a LRP e seus ligantes, APOE e alfa-2-macroglobulina, são geneticamente associados com AD.

ANIMAL MODEL

Boucher e outros (2003) desenvolveram camundongos com inativação em tecidos específicos com falta de Lrp1 somente nas células vasculares da musculatura lisa. Para aumentar a suscetibilidade ao desenvolvimento de lesões ateroscleróticas (depósito de lipídios irregularmente distribuídos na camada íntima de artérias de grosso e médio calibre) espontâneas, estes animais foram cruzados (hibridizados) com camundongos inativos para o receptor de LDL a fim de gerar camundongos Ldlr-/Lrp- na musculatura lisa. A presença ou ausência da expressão de Lrp1 nas células da musculatura lisa não tiveram efeito no colesterol do plasma ou nos níveis de triglicerídeos no camundongo em dieta normal nem em dieta rica em colesterol. Entretanto, aortas da musculatura lisa dos camundongos Lpr- foram consistentemente distendidas e dilatadas. Essa diferença aumentou ao longo do tempo e foi acompanhada por engrossamento da parede da aorta, pronunciada aterosclerose, e formação de aneurisma. Boucher e outros (2003) demonstraram que Lrp1 forma um complexo com o receptor de PDGF (veja PDGFR1). A inativação do Lrp1 nas células vasculares da musculatura lisa do camundongo causou super-expressão de PDGFR e a ativação anormal da sinalização de PDGFR, resultando no rompimento da camada elástica, proliferação das células da musculatura lisa, formação de aneurisma e marcada suscetibilidade para a aterosclerose induzida por colesterol. O desenvolvimento dessas anormalidades foi reduzido por tratamento com Gleevec, um inibidor da sinalização de PDGF. Assim, Boucher e outros (2003) concluíram que LRP1 tem um papel como eixo da proteção da integridade da parede vascular e na prevenção da aterosclerose através do controle da ativação de PDGFR.

May e outros (2004) descobriram que camundongo com ruptura marcada no gene de Lrp1 em diferenciados neurônios pós-mitóticos demonstraram hiperatividade e constante tremor, e desenvolvimento tardio de postura distônica com cifose toráxica aumentada, andar bamboleante, e membros traseiros enfraquecidos, sugerindo distúrbio nervoso motor ou excitação motora. O camundongo transgênico faleceu prematuramente aos nove meses de idade. A morfologia do cérebro foi normal com nenhuma perda neuronal maior, sugerindo uma anormalidade funcional na neurotransmissão. In vitro, LRP1 co-imunoprecipitou e co-localizou-se com a proteína pós-sináptica (sinapse é o pareamento, ponto por ponto, de cromossomos homólogos durante a prófase da meiose) PSD95 e com as sub-unidades NR2A e NR2B do receptor de N-metil-D-aspartato (NMDA). Tratamento dos neurônios com NMDA reduziu a interação de Lrp1 e Psd95. May e outros (2004) concluíram que LRP1 atua num papel de procedimento e função motora através da regulação de mecanismos de sinalização pós-sináptica através da interação com receptores de NMDA.

Hofmann e outros (2007) geraram um camundongo com inativação específica do adipócito do LRP1 e observaram remoção retardada de lipídeos após a refeição, reduzido peso corporal, pouca reserva de gordura, adipócitos vasios de lipídio marrom, maior tolerância a glucose, e elevado dispêndio de energia devido ao aumento da termogênese da musculatura. Adicionalmente, o camundongo mutante era resistente à obesidade induzida por dieta de gordura e intolerância à glucose. Hofmann e outros (2007) concluíram que LRP1 é um regulador crítico da homeostase da energia do adipócito.