603826 NUCLEAR RECEPTOR SUBFAMILY 1, GROUP H, MEMBER 4; NR1H4
Alternative titles; symbols
FARNESOID X-ACTIVATED RECEPTOR; FXRRETINOID X RECEPTOR-INTERACTING PROTEIN 14; RIP14RXR-INTERACTING PROTEIN 14BILE ACID RECEPTOR; BAR
Gene map locus 12q

TEXTO

Os receptores nucleares de hormônio atuam em papéis críticos em muitos aspectos do desenvolvimento e fisiologia por transdução dos efeitos dos hormônios nas respostas transcricionais. Membros da família de receptores nucleares compartilham várias feições estruturais, incluindo um domínio de ligação ao DNA (DBD) central, altamente conservada que alveja o receptor para sequências específicas do DNA, chamadas elementos de resposta a hormônios. A porção terminal C do receptor inclui o domínio de ligação do ligante (LBD), o qual interage diretamente com o hormônio e contém um domínio de ativação transcricional dependente de hormônio. O domínio de ligação do ligante serve como um interruptor molecular que recruta proteínas co-ativadoras e ativa a transcrição de genes alvo quando movido para dentro na conformação ativa pela ligação do hormônio.

CLONAGEM

Forman e outros (1995) isolaram cDNAs codificando FXR (receptor X ativado do farnesóide) {Obs.: farnesol é um grupamento difarnesil presente na cadeia lateral da vitamina K, e que compõe o esqualeno (um hidrocarboneto de gravidade específica baixa encontrada nos fígados de tubarões esqualóides usado em cosmética e lubrificantes de máquinas; http://fishbase.sinica.edu.tw/glossary/Glossary.cfm?) encontrado no óleo de citronela.}, um receptor órfão no rato (assim nomeado porque ele possui feições estruturais dos receptores de hormônio mas carece de ligantes conhecidos). Os DBDs e LBDs do FXR do rato e do receptor de ecdisona do inseto compartilham 81% e 34% de identidade de aminoácidos respectivamente.
{Obs.: Ecdisona é um pró-hormônio esteróide do principal hormônio 20-hidroxiecdisona de muda (de casca), o qual é secretado das glândulas pró-toraxicas. Os hormônios da muda dos insetos (ecdisona e seus homólogos) são geralmente chamados ecdiesteróides. Os ecdiesteróides atuam como hormônios da muda nos artrópodes mas também ocorrem em outros filos relacionados. Na Drosophila melanogaster, um aumento da concentração de ecdisona induz a expressão de genes codificadores de proteínas que a larva requer, e causa a formação de inchações no cromossomo (sítios de alta expressão). Os ecdiesteróides também aparecem em muitas plantas principalmente como agente de proteção (toxinas e anti-nutriente) contra insetos herbívoros. Estes fitoecdiesteróides têm valo medicinal. Um pesticida vendido com o nome MIMIC tem atividade ecdiesteróide, embora sua estrutura química tenha pouca semelhança com os ecdieseróides. http://en.wikipedia.org/wiki/Ecdysone}. Análises de Northern blot e hibridização em sítio revelaram que a expressão de FXR é restrita ao fígado do rato, intestino, glândula adrenal e rins, tecidos conhecidos por terem fluxo significativo mediante a via do mevalonato {sal ou éster do ácido mevalônico).

Huber e outros (2002) identificaram quarto variantes de splice do FXR no ramster. Por RT-PCR, eles confirmaram a presença de quatro variantes no fígado e intestino delgado humanos. As duas principais variantes, FXR-alfa e FXR-beta, codificam proteínas com diferentes terminais N. Outros splicings alternativos geraram transcritos de FXR-alfa e FXR-beta com a inserção de 12 pares de bases que resulta na inserção de quatro aminoácidos perto da região da dobradiça das proteínas. As isoformas do FXR-alfa do ramster e humana compartilham 93% de identidade de aminoácidos. A PCR de tempo real detectou a expressão mais alta das variantes de FXR-alfa humanas na glândula adrenal e no fígado, com expressão mais baixa no duodeno, rins e intestino delgado. As variantes FXRbeta estavam predominantemente expressadas no cólon, duodeno e rins, com expressão mais baixa no fígado. A expressão de FXR-beta foi mais alta no cólon e nos rins fetais e mais baixa no fígado e intestino delgado fetal comparada com os tecidos adultos correspondentes.

Bishop-Bailey e outros (2004) descobriram que o FXR foi expressado em uma variedade de tecidos humanos normais e patológicos. A vasculatura, bem como o fígado, intestino delgado, e rins mostrou a expressão mais alta. O FXR também foi expressado em um número de diferentes cânceres metastásicos.


FUNÇÃO DO GENE

Forman de outros (1995) determinaram que o FXR forma um complexo heterodimérico com o receptor X de retinóide (veja 180245: o ácido retinóico tem sido implicado em muitos aspectos do desenvolvimento e homeostase dos vertebrados. Seus efeitos são mediados por proteínas receptoras nucleares específicas que são membros dos reguladores transcricionais da superfamília de receptores dos hormônios esteróides e da tiróide.) O farnesol e metabólitos relacionados foram efetivos ativadores deste complexo. Metabólitos do Farnesol são gerados intracelularmente e são parte da via da biossíntese do mevalonato, a qual leva à síntese do colesterol, ácidos da bile, esteróides, retinóides, e proteínas farnesiladas (o pirofosfato de farnesil é o derivado do pirofosforil do farnesol; um intermediário importante na síntese de esteróides, dolicol, ubiquinona, proteínas preniladas e heme a). Forman e ouros (1995) sugeriram que estes resultados proporcionam evidência do sistema de sinalização intracelular controlada pelo metabólito nos organismos superiores. Zavacki e outros (1997) relataram que a RIP14, o homólogo do camundongo, pode ser ativado por retinóides.

Os ácidos da bile são essenciais para a solubilização e o transporte de lipídios da dieta e são os principais produtos do catabolismo do colesterol. A conversão enzimática do colesterol em ácidos da bile é regulada através a ativação precoce do alimento pelos oxiesteróis, uma via mediada pelo receptor X do fígado (veja LXRA;602423), e pela repressão de retorno pelos ácidos da bile. Parks e outros (1999) e Makishima e outros (1999) demonstraram que os ácidos da bile são ligantes fisiológicos para FXR. Makishima e outros (1999) descobriram que quando ligados aos ácidos da bile, os FXR reprimiram a transcrição do gene da 7-alfa-hidroxilase do colesterol (CYP7A1; 118455), o qual codifica a enzima de limitação de taxa da síntese dos ácidos da bile. Em adição, o FXR ligado ao ligante ativou o gene codificador da proteína de ligação do ácido da bile intestinal (IBABP;600422), um candidato a transportador de ácidos da bile. Como Gustafsson (1999) notou, o resultado é o decréscimo na quantidade de ácido da bile no intestino. Assim, através da ligação a FXR, os ácidos da bile podem regular sua própria síntese e transporte.

Wang e outros (1999) isolaram um componente biliar endógeno (o ácido quenodesoxicólico (obs.: ácido ligado à glicina ou taurina que facilita a excreção do colesterol e a absorção de gordura; é administrado para absorver cálculos de colesterol.) que ativa seletivamente o FXR. Análises da atividade da estrutura definiram um sub-grupo de ligantes do ácido da bile relacionados que ativam o FXR e promovem o recrutamento do co-ativador. Os autores também mostraram que FXR ocupados com ligantes inibem a transativação a partir do receptor de oxiesterol LXRA, um regulador positivo da degradação do colesterol. Eles sugeriram que o FXR é o sensor endógeno dos ácidos da bile e assim um importante regulador da homeostase do colesterol.

Em uma série de experimentos em elegant designados para entender o efeito da ativação do receptor X de retinóide (RXR; veja 180245) na balança do colesterol, Repa e outros (2000) trataram animais com o rexinóide LG268. Os animais tratados rexinóide exibiram marcadas mudanças na balança do colesterol, incluindo a inibição da absorção do colesterol e reprimiram a síntese dos ácidos da bile. Estudos com agonistas seletivos do receptor revelaram que os receptores de oxiesterol (LXRs) e o receptor de ácido da bile, FXR, são parceiros heterodiméricos do RXR que mediam esses efeitos por regulagem da expressão do transportador reverso do colesterol, ABC1 (600046: A ATP Binding Cassete 1 funciona como uma bomba de efluxo do colesterol na via de remoção do lipídio celular.) e a enzima de limitação da taxa de síntese dos ácidos da bile CYPA7A1, respectivamente. Estes heterodímeros RXR servem como chaves reguladoras na homeostase do colesterol por governarem o transporte reverso do colesterol dos tecidos periféricos, a síntese dos ácidos da bile no fígado, e a absorção do colesterol no intestino. A ativação de heterodímeros RXR/LXR inibe a absorção do colesterol por sobre-regulação da expressão da ATP Binding Cassete 1 no intestino delgado. A ativação dos heterodímeros RXR/FXR reprime a expressão de CYP7A1 e a produção da bile, levando à falência da solubilização e absorção do colesterol. Estudos têm mostrado que a repressão de CYP7A1 mediada por RXR/FXR é dominante sobre a indução de CYP7A1 mediada por RXR/LXR, o que explica por que o rexinóide reprime mais do que ativa a CYP7A1 (Lu e outros,2000). A ativação da via de sinalização do LXR resulta na sobre-regulação da ATP Binding Cassete 1 nas células periféricas, incluindo macrófagos, para o livre efluxo do colesterol para transporte de volta ao fígado através da lipoproteína de alta densidade, onde este é convertido em ácido da bile pelo aumento da expressão de CYP7A1 mediada por LXR. A secreção do colesterol biliar na presença de reservas aumentadas de ácido da bile normalmente resulta na reabsorção do colesterol; entretanto, com a aumentada expressão da ATP Binding Cassete 1 e o efluxo do colesterol de volta ao lúmen (luz do intestino), existe uma redução na absorção do colesterol e uma rede de excreção do colesterol e ácidos da bile. Por isso os rexinóides oferecem uma nova classe de agentes para tratamento do colesterol elevado.

O catabolismo do cholesterol nos ácidos da bile é regulado pelos oxiesteróis e ácidos biliares, os quais induzem ou reprimem a transcrição da enzima de limitação da taxa desta via, a CYP7A1. O receptor nuclear LXRA liga oxiesteróis e media a indução da progressão da alimentação. Lu e outros (2000) mostraram que a repressão é coordenadamente regulada por um triunvirato dos receptores nucleares, incluindo o receptor de ácidos da bile, o FXR, o ativador específico do promotor, o LRH1 (NR5A2; 604453), e o repressor específico do promotor, SHP (NR0B2; 604630). A repressão de retorno da CYP7A1 é realizada pela ligação dos ácidos da bile ao FXR, o qual leva à transcrição de SHP. Esses resultados revelaram um elaborada cascata auto-regulatória mediada pelos receptores nucleares para a manutenção do catabolismo hepático do colesterol.

Goodwin e outros (2000) usaram um potente ligante de FXR, não esteróide, para mostrar que o FXR induz a expressão de SHIP1, um membro atípico da família de receptores nucleares que carecem de um domínio de ligação a DNA. O SHP1 reprime a expressão de CYP7A1 por inibição da atividade do LRH1, um receptor nuclear órfão que regula a expressão de CYP7A1 positivamente. Esta cascata regulatória ativada dos ácidos da bile proporciona uma base molecular para a supressão coordenada da CYP7A1 e outros genes envolvidos na biossíntese do ácido da bile.

Extratos da resina da árvore guggul (Commiphora mukul) reduzem os níveis do colesterol em humanos. O esterol da planta guggulterona (4,17(20)-pregnadiene-3,16-dione) é um agente ativo neste extrato. Urizar e outros (2002) demonstraram que a guggulsterona é um antagonista altamente eficaz do receptor X do farnesóide. O tratamento com guggulterona diminuiu o colesterol hepático nos camundongos de tipo selvagem alimentados com dieta de alto colesterol mas não foi efetivo em camundongos nulos em FXR.

Huber e outros (2002) descobriram que a transativação e a atividade de repórter de todas as quatro isoformas de FXR foi aumentada em uma linha de células transfectadas de hepatoma seguindo a exposição ao ácido quenodesoxicólico, um ocorrente natural dos ácidos da bile. O FXR-alfa também estava sobre-regulado nas células de hepatoma seguindo a exposição a uma agonista de FXR não esteróide.

Usando um ensaio de ligação de proteínas in vitro, Torra e outros (2004) determinaram que o FXR ligou-se a PPARBP (604311: proteína de ligação ao receptor de proliferador de peroxissoma ativado) em resposta aos ligantes dos ácidos da bile de forma dependente da dose, e a potência dessa interação foi associada com a habilidade do ligante para ativar FXR. A interação requereu a ativação da região 2 de função do domínio de ligação ao ligante de FXR e do motivo LxxLL no terminal N de PPARBP. Em ensaios de transferência em gel, os heterodímeros FXR/RXR ligados a DNA recrutaram PPARBP. Nas células sobre-expressando FXR/RXR, a transativação mediada pelo FXR foi aumentada pelo PPARBP, e a heterodimerização entre FXR e RXR foi requerida para a coativação de PPATBP.

(PPARBP: 604311: proteína de ligação ao receptor de proliferador de peroxissoma ativado.

Obs.:

1) Peroxissoma é uma organela ligada à membrana que ocorre em muitas células eucarióticas e, frequentemente, tem uma inclusão cristalina densa em elétrons contendo catalase, urato oxidase e outras enzimas oxidativas relacionadas com a formação de H2O2; considerada importante na detoxificação de várias moléculas e na catálise da decomposição de ácidos graxos em acetil-CoA;

2) Os receptores ativados de proliferador de peroxissoma (PPARs) são membros da sub-família de receptores de hormônio nuclear de fatores de transcrição. Os PPARS formam heterodímeos com os receptores X de retinóide (RXRs) e esses heterodímeros regulam a transcrição de vários genes. Existem três sub-tipos de PPARs conhecidos, PPAR-alfa, PPAR-delta de PPAR-gama.

2.1)O PPAR-alfa e o PPAR-delta são receptores ativados de proliferadores de peroxissomas. Os proliferadores de peroxissoma são diversos grupos de químicos que incluem drogas hipolipidêmicas, herbicidas, antagonistas de leucotrienos (produtos do metabolismo de eicosanóides – ácido araquidônico, com função na inflamação e reações alérgicas; receberam o nome porque foram descobertos em associação com leucócitos) e plastificadores. O PPAR-gama é creditado por estar envolvido na diferenciação do adipócito.)

Bishop-Bailey e outros (2004) descobriram que o tratamento de células do músculo liso vascular (músculo liso é uma das fibras musculares dos órgãos internos, como vasos sanguíneos; as fibras musculares lisas estão unidas em feixes por fibras reticulares) com ligantes de FXR resultou na apoptose de maneira que correlacionou-se com a habilidade do ligante para ativar FXR.

Huang e outros (2006) identificaram um papel para a sinalização dos ácidos da bile dependente de receptores nucleares na regeneração normal do fígado. Níveis elevados de ácidos biliares aceleraram a regeneração, e diminuíram os níveis de inibição do re-crescimento do fígado, assim como a ausência dos receptores primários do ácido biliar FXR. Huang e outros (2006) propuseram que a ativação do FXR pelo fluxo aumentado de ácidos da bile é um sinal de decréscimo da capacidade funcional do fígado. O FXR, e possivelmente outros receptores nucleares, podem promover a homeostase não somente por regularem a expressão dos genes alvo dos metabólitos apropriados, mas também por dirigir o crescimento homeotrófico do fígado (homeotrófico deve ser o crescimento do fígado em relação à alimentação).

ESTRUTURA DO GENE

Huber e outros (2002) determinaram que o gene FXR contém 11 éxons. O UTR no primeiro 5 contém um Box TATA, e o códon de iniciação está dentro da região do primeiro 3 do éxon 3. Um éxon alternativo 3ª codifica a variante FXR-beta, a qual tem uma sequencia terminal N alternada. A inserção de 12 pares de base em alguns transcritos de FXR resulta do Splice alternativo afetando o éxon 5.

MAPEAMENTO

Por análise de sequencia genômica, Huber e outros (2002) mapearam o gene NR1H4 no cromossomo 12q23.1. Por análises de um híbrido de primeira geração inter-específico, Kosak e outros (1996) mapearam o gene Nr1h4 do camundongo no cromossomo 10 na região que apresenta homologia de sintenia com o cromossomo 12q humano.

Fonte: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=603826