*602069 NEUROPILIN 1; NRP1
Alternative titles; symbols
NPN1; NP1NRPVASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR-165 RECEPTOR; VEGF165RBLOOD DENDRITIC CELL ANTIGEN 4; BDCA4
Gene map locus 10p12

DESCRIÇÃO

NRP1 é um co-receptor de receptor de quinase de tirosina ligado à membrana para ambos o fator de crescimento endotelial (VEGF;192240) e para membros da família semaforina (veja SEMA3A; 603961). O NRP1 atua em papéis versáteis na angiogênese, orientação do axônio, sobrevivência da célula, migração e invasão.

CLONAGEM

A neuropilina é uma proteína transmembrana de tipo I inicialmente identificada por Takagi e outros (1987) e Fujisawa e outros (1989) como um epítopo reconhecido por um anticorpo monoclonal que etiqueta sub-conjuntos específicos de axônio no desenvolvimento do sistema nervoso no Xenopus. A neuropilina compreende em seu domínio extracelular vários motivos distintivos; seu domínio citoplasmático é curto (com 40 aminoácidos) e é altamente conservada entre os Xenopus, camundongo e pintainhos. He e Tessier-Lavigne (1997) clonaram o gene codificador da neuropilina humana e caracterizaram a estrutura do produto proteico.

Usando VEGF165 para investigar a expressão em uma biblioteca de células de carcinoma da mama, Soker e outros. (1998) clonaram a NRP1. A proteína deduzida em 923 aminoácidos contém uma sequencia sinal no terminal N, um ectodomínio (domínio externo), uma região transmembrana, e um domínio ctoplasmático, consistente com a estrutrura de um receptor de superfície celular. Análises de Norther blot detectaram um transcrito de 7,0 quilobases. A expressão foi alta no coração e na placenta, moderada nos pulmões, fígado, músculo esquelético, rins e pâncreas, e relativamente baixa no cérebro.

Gagnon e outros (2000) clonaram um cDNA de NRP1 truncado de 2,2quilobases de uma biblioteca de cDNA de linha celular de carcinoma da próstrata. A extremidade 3 final contpem uma única sequência derivada de um íntron que está ausente na lente total do cDNA da NRP1. O cDNA truncado codifica uma proteína solúvel deduzida em 664 aminoácidos, designada sNRP1, que contém somente o CUB terminal N extracelular e domínios homólogos a fatores de coagulação. Análises de Western blot detectaram sNRP1 secretados por células com uma massa molecular aparente de 90 quilo-dáltons. A hibridização em sítio de tecidos humanos detectou a expressão diferencial da lente total dos mRNAs de NRP1 e sNRP1 no fígado, rins, pele e mamas. A lente total da NRP1, mas não de sNRP1, foi detectada nos vasos sanguíneos.
Rossignol e outros (2000) identificaram outra isoforma solúvel de NRP1 truncada. A proteína deduzida em 704 aminoácidos carece de homologia com MAM, e dos domínios transmembrana e terminal C citoplasmático. Análises de RT-PCR detectaram a lente total de NRP1 e ambas as isoformas solúveis em todos os tecidos examinados.

Cackowki e outros (2004) identificaram duas novas variante de splice que codificam isoformas solúveis de NRP1. Estas isoformas, as quais contém 551 e 609 aminoácidos, são distintas das duas previamente caracterizadas isoformas solúveis contendo 644 e 704 aminoácidos (Gagnon e outros, 2000; Rossignol e outros, 2000). Todas as isoformas solúveis de NRP1 são idênticas à proteína ligada à membrana com lente total de 923 aminoácidos através (quanto aos) dos domínios de ligação a SEMA3A no terminal N e a VEGF165, mas elas carecem do domínio MAM no terminal C, da região transmembrana e do domínio citoplasmático da proteína de lente total.

FUNÇÃO DO GENE

Os axônios em extensão no desenvolvimento do sistema nervoso são guiados para seus alvos através de ações coordenadas de sugestões de orientação atrativa e repulsiva. A família da semaforina de sugestão de direção compreende vários membros que podem funcionar como quimio-repelentes difusores do axônio. He e Tessier-Lavigne (1997) propuseram-se a elucidar os mecanismos que mediam as ações repulsivas da colapsina-1/semaforina III/D(SEMA3A), referidas como ‘SemaIII’. Por expressão de clonagem eles buscaram por proteínas de ligação a sema III nos neurônios sensoriais de ratos embrionários. Eles descobriram que a sema III liga-se com alta afinidade à proteína transmembrana neuropilina, e que anticorpos para neuropilina bloqueiam a habilidade da sema III em repelir os axônios sensoriais e em induzir o colapso de seus cones de crescimento. He e Tessier-Lavigne (1997) concluíram que a neuropilina é um receptor ou um componente de um complexo receptor que meda os efeitos de sema III nestes axônios.

Kolodkin e outros (1997) igualmente mostraram que a neuropilina é um receptor de semaforina. Eles também identificaram a neuropilina 2 do rato (NRP2;602070), um membro relacionado à família da neuropilina, e mostraram que a neuropilina e a neuropilina 2 são expressadas em populações de neurônios sobrepostos ainda que distintos no sistema nervoso embrionário do rato.

Soker e outros (1998) confirmaram que a NRP1 liga-se a VEGF165 mas não a VEGF121. Eles mostraram que quando co-expressadas nas células com KDR (VEGFR2;191306), a neuropilina-1 aumenta a ligação de VEGF165 com KDR e a quimiotaxia mediada pelo VEGF165. Inversamente, a inibição da ligação de VEGF165 à neuropilina-1 inibe sua ligação ao KDR e sua atividade mitogênica para as células endoteliais. Soker e outros (1998) propuseram que a neuropilina-1 é um novo receptor do VEGF que modula a ligação do VEGF ao KDR e a bio-atividade subseqüente e por isso pode regular a angiogênese induzida pelo VEGF.

Existem três isoformas de fator de crescimento placentário (PGF; 601121), designados PGF1, PGF2, e PGF3. Somente o PGF2 é capaz de ligar-se à heparina. Migdal e outros (1998) descobriram que a PGF2 ligou-se a NRP1 nas células endoteliais da veia umbilical humana de maneira dependente de heparina. A sulfatização dos grupos glicosamina-O-6 e ácido idurônico-O-2 da heparina potencializaram a ligação de PGF2 com NRP1. O NRP1 também ligou-se a PGF1 com afinidade mais baixa. {Obs1.: o L- ácido idurônico (IdoA) é o principal ácido urônico componente dos glicosaminoglicanos (GAGs) dermatan sulfato e heparina. Também está presente nos heparan sulfato embora neste em menor quantidade relativa a seu epímero [epímero é uma das duas moléculas (que possui mais de um centro quiral) diferindo apenas na configuração espacial em torno de um único átomo quiral; p.ex. a α-D-glicose e a α-D-galactose (em relação ao carbono 4); obs1.2.: eu tentei achar o cabono 4 mas não achei não] do carbono 5, o ácido glucurônico. Wikipédia.}


Takahashi e outros (1999) descobriram que duas proteínas de ligação a semaforina, plexina-1 (PLXN1;601055) e neuropilina-1 (NRP1), formam um complexo estável. A PLXN1 sozinha não se liga a SEMA3A, mas o complexo NRP1/PLXN1 tinha uma afinidade mais alta para SEMA3A do que a NRP1 sozinha. Enquanto a SEMA3A ligando a NRP1 não altera a morfologia da célula neuronal, a interação de SEMA3A com os complexos NRP1/PLXN1 induziu as células aderentes a reunirem-se. A expressão de uma PLXN1 dominante negativa nos neurônios sensoriais bloqueou o colapso do crescimento do cone induzido pela SEMA3A. O tratamento com SEMA3A levou à redistribuição da NRP1 e PLXN1 de crescimento do cone para dentro de conjuntos. Assim os autores concluíram que os receptores fisiológicos de SEMA3A consistem nos complexos NRP1/PLXN1.

Gagnon e outros (2000) determinaram que a isoforma solúvel de NRP1 de 644 aminoácidos (sNRP1) ligou-se a VEGF165, mas não a VEGF121. Ela inibiu a ligação do VEGF165 às células endoteliais e a células tumorais e a fosforilação do KDR pela tirosina induzida pelo VEGF165 nas células endoteliais. Células de carcinoma da próstata do rato expressando sNRP1 recombinante mostraram extensiva hemorragia, danos nos vasos sanguíneos, e células tumorais apoptóticas. Gagnon e outros (2000) concluíram que o sNRP1 parece ser um antagonista do VEGF165.
Por constituição de anticorpos monoclonais contra células dendríticas do sangue CD4(186940)-positivas purificadas imunomagneticamente, Dzionek e outros (2000) identificaram 3 antígenos das células dendríticas do sangue: BDCA2 (CLEC4C;606677), BDCA3, e BDCA4. Em sangue fresco humano, a expressão de BDCA2 e BDCA4 foi estritamente confinada às células dendríticas do sangue CD123(IL3RA;308385)-brilhantes/ CD11C(ITGAX;151510)-negativas, enquanto a expressão da BDCA3 estava restrita a a uma pequena população de células dendríticas do sangue CD123-negativas/CD11C-positivas. Esta pequena população de células dendríticas do sangue BDCA3-positiva compartilhou muitas feições imuno-fenotípicas com as clássicas células dendríticas do sangue CD123-opacas/CD11C-brilhantes, mas diferente daquelas células dendríticas do sangue, as células dendríticas do sangue BDCA3-positivas careciam da expressão de BDCA1 (CD1C;188340), CD2 (186990), e vários receptores de Fc (veja 146790).

A maioria dos inter-neurônios estriados e corticais surgem do telencéfalo [a divisão anterior do prosencéfalo, que se transforma nos lobos olfatórios, no córtex dos hemisférios cerebrais e nos núcleos telencefálicos subcorticais e gânglios da base (núcleos), sobretudo o estriado e a amígdala], depois segregando para seus respectivos alvos. Marin e outros (2001) demonstraram que interneurônios corticais em migração evitam entrar no estriado devido a um sinal quimio-repulsivo composto ao menos em parte pela semaforina-3A e semaforina-3F. Interneurônios em migração expressando neuropilinas, receptores de semaforinas, são dirigidos ao córtex; aqueles que carecem deles (neuropilinas e receptores de semaforinas) vão para o estriado. A perda da função da neuropilina aumenta o número de inter-neurônios que migram para dentro do estriado. Marin e outros (2001) concluíram que suas observações revelam um mecanismo pelo qual as neuropilinas mediam a sorte de distintas populações de neurônios para dentro de diferentes estruturas do cérebro, e proporcionam a evidência de que, em adição ao direcionamento axônios, esses receptores também controlam a migração neuronal no sistema nervoso central.

As respostas imunes primárias requerem o contato entre as células dendríticas (DC) e as células T naive (virgens) em descanso em órgãos linfóides secundários. Notando que em 1868 Paul Langerhans descreveu a analogia entre as células dendríticas (subsequentemente chamadas células de Langerhans) e os neurônios em estudos dos nervos da pele humana, Tordjiman e outros (2002) propuseram que a NRP1 pode ser expressada pelas células dendríticas. Usando microscopia de imuno-fluorescência, RT-PCR, e análises de imuno-borrão, bem como citometria de fluxo, Tordjman e outros (2002) detectaram a NRP1 nas células dendríticas em linfócitos T em descanso. Após o contato da célula T com a DC, o NRP1 da célula T co-localizou-se com CD3 (veja 186780) na sinapse imunológica e, algumas vezes, também no pólo oposto da célula T. O NRP1 solúvel interage de uma maneira homofílica com o NRP1 em ambas as células DC e célula T, e esta ligação pode ser inibida por bloqueio de anticorpos ao NRP1. A expressão ectópica (fora do lugar) do NRP1 nas células de ovário de ramster induziu a formação de conjuntos com células T em descanso. Na presença de anticorpos bloqueando NRP1, a formação de conjuntos entre as células dendríticas e celulas T em descanso, mas não ativadas, é parcialmente inibida, como também a proliferação das células T, refletindo a presença de numerosas outras moléculas de adesão ou integrinas tais como CD58 (LFA3;153420) envolvidas na estabilização do contato célula T-DC. Tordjaman e outros (2002) concluíram que as interações mediadas pelo NRP1 são um elemento necessário na iniciação das respostas imunes primárias e oferecem outro exemplo, como aquele da agrina (103320), de uma molécula compartilhada por sinapses neurológicas e imunológicas.

A neuropilina-1, cedo identificada como um receptor neuronal que media a direção repulsiva do crescimento do cone, funciona também nas células endoteliais como uma isoforma específica de receptor para o fator de crescimento vascular VGEF165 e como um co-receptor in vitro do VEGFR2. Oh e outros (2002) mostraram que o VEGF sobre-regula seletivamente o NRP1 mas não o NRP2 pela via da rota dependente do receptor 2 de VEGF. Em um modelo murino de retinopatia angio-proliferativa dependente do VEGF, intensa expressão de mRNA de NRP1 foi observada nos vasos recém formados. Além disso, a inibição seletiva do NRP1 neste modelo suprimiu a formação neovascular substancialmente. Estes resultados sugeriram que a VEGF podem não só ativar as células endoteliais diretamente mas também contribuem para robusta angiogênese in vivo por um mecanismo que envolve a sobre-regulação da expressão deste receptor cognato.

Cackowski e outros (2004) descobriram que as isoformas solúveis de 551 e de 609 aminoácidos de NRP1 mostraram capacidades de ligação a SEMA3A e VEGF165 similares à isoforma de NRP1 solúvel de 644 aminoácidos. Em adição, toas as três destas isoformas inibiram a migração mediada pela NRP1 de lente total numa linha celular de carcinoma da mama, Cackowski e outros (2004) concluíram que as isoformas solúveis de NRP1 antagonizam atividades celulares mediadas pela NRP1.

ESTRUTURA DO GENE
Rossignol e outros (2000) determinaram que o gene NRP1 contém 17 éxons e expande-se por 120 quilobases. Cackowski e outros (2004) acharam que as isoformas solúveis do NRP1 são derivadas de transcritos que são alternativamente processados por splicing após o éxon 9.

MAPEAMENTO

Por análises de células somáticas híbridas, Rossignol e outros (1999) mapearam o gene NRP1 no cromossomo 10. Eles localizaram o gene NRP1 em 10p12 usando radiação e mapeamento híbridos.

MODELO ANIMAL

Takashima e outros (2002) mostraram que camundongos transgênicos morreram no útero no oitavo dia e meio embriônico quando ambas a Nrp1 e Nrp2, às quais eles chamaram Np1 e Np2, respectivamente, foram quebradas. As bolsas vitelinas desses camundongos eram totalmente avasculares. Camundongos deficientes para Nrp1 mas heterozigotos para Nrp1 ou deficientes para Nrp1 mas heterozigotos para Nrp2 também eram embriões letais e sobrevivera, até 10 dias embrionários. Outros detalhes desse fenótipo vascular anormal relembram aqueles dos VEGF e VEGFR2 inativos. Os resultados sugeriram que as neuropilinas são genes iniciais no desenvolvimento dos vasos e que ambas a NRP1 e NRP2 são requeridas.

O NRP1 é um receptor de superfície celular para ambos VEGF e SEMA3A e é expressado por ambos os neurônios e as células endoteliais. Lee e outros (2002) mostraram que no zebrafish a proteína Nrp1 era um receptor funcional para o VEGF165 humano. A contagem total em hibridização em sítio mostrou que transcritos do gene NRP1 do peixe zebra durante o desenvolvimento embrionário de larval inicial foram detectados principalmente nos tecidos neuronal e vascular. Uma inativação do gene em embriões resultou em defeitos vasculares. Embriões tratados com inibidor de quinase VEGFR2 tinham um defeito similar nos vasos, sugerindo que a inativação do NRP1 no peixe zebra reduz a atividade de VEGF. Para determinar se as atividades do NRP1 e VEGF são inter-dependentes in vivo, morfolinos de NRP1 e VEGF de peixe zebra foram co-injetados dentro de embriões em concentrações que individualmente não inibiam significativamente o desenvolvimento dos vasos sanguíneos. [Em biologia molecular, um morfolino é uma molécula usada para modificar a expressão de um gene. Morfolinos oligêomeros são uma tecnologia anti-senso (de sequencia inversa à da fita de DNA) usada para bloquear o acesso de outras moléculas para sequencias específicas dentro no ácido nucleico. Os morfolinos bloqueiam pequenas regiões (aproximadamente de 25 bases) de bases pareando superfícies de ácido ribonucléico (RNA). Wikipédia] O resultado foi a potente inibição da circulação dacélula sanguinea por via de ambos os vasos inter-segmental e axial, demonstrando que o VEGF e o NRP1 atuam sinergisticamente para promover um sistema circulatório funcional. Estes resultados proporcionaram a primeira demonstração fisiológica de que o NRP1 regulou a angiogênese através da via dependente de VEGF.

Gu e outros (2003) geraram um camundongo com Npn1concorrente, o qual expressava uma variante do Npn1 com ligação alterada do ligante, e um camundongo na condição nula para Npn1. Eles determinaram que a sinalização de Npn1 no Vegf nas células endoteliais era requerida para angiogênese. A sinalização Sema-Npn1 foi dispensável para a angiogênese, mas foi requerida para a exploração axonal por várias populações de neurônios nos sistemas nervosos central e periférico. Ambas as sinalizações Vegf-Npn1 e Sema-Npn1 foram críticas para o desenvolvimento do coração.

Fonte: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=602069