Apelin - Apelin - Wikipedia

APLN
Identifikátory
AliasyAPLN, APEL, XNPEP2, apelin
Externí IDOMIM: 300297 MGI: 1353624 HomoloGene: 8498 Genové karty: APLN
Umístění genu (člověk)
X chromozom (lidský)
Chr.X chromozom (lidský)[1]
X chromozom (lidský)
Genomic location for APLN
Genomic location for APLN
KapelaXq26.1Start129,645,259 bp[1]
Konec129,654,956 bp[1]
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

8862

30878

Ensembl

ENSG00000171388

ENSMUSG00000037010

UniProt

Q9ULZ1

Q9R0R4

RefSeq (mRNA)

NM_017413

NM_013912

RefSeq (protein)

NP_059109

NP_038940

Místo (UCSC)Chr X: 129,65 - 129,65 MbChr X: 48,03 - 48,03 Mb
PubMed Vyhledávání[3][4]
Wikidata
Zobrazit / upravit člověkaZobrazit / upravit myš

Apelin (také známý jako APLN) je peptid, který je u lidí kódován APLN gen.[5] Apelin je endogenní ligand pro G-protein -připojeno APJ receptor[6][7][8][9][10] který je vyjádřen na povrchu některých typů buněk.[11] Je široce exprimován v různých orgánech, jako je srdce, plíce, ledviny, játra, tuková tkáň, gastrointestinální trakt mozek, nadledviny, endotel a lidské plazma.

Objev

Apelin je peptid, který byl identifikován v roce 1998 týmem profesora M. Fujina.[5]

Biosyntéza

Gen apelinu kóduje pre-proprotein o 77 aminokyselinách,[5] s signální peptid v N-terminál kraj. Po přemístění do endoplazmatické retikulum a štěpení signálního peptidu může proprotein 55 aminokyselin generovat několik aktivních fragmentů: peptid o 36 aminokyselinách odpovídající sekvenci 42-77 (apelin 36), peptid o 17 aminokyselinách odpovídající sekvenci 61-77 (apelin 17) a peptid o 13 aminokyselinách odpovídající sekvenci 65-77 (apelin 13). Tento poslední fragment může také podstoupit pyroglutamylaci na úrovni svého N-koncového glutaminového zbytku. Byla však zpochybněna přítomnost a / nebo koncentrace těchto peptidů v lidské plazmě.[12] Nedávno bylo v hovězím mlezivu identifikováno 46 různých apelinových peptidů od apelinu 55 (proapelinu) po apelin 12, včetně izoforem zkrácených C-ter.[13]

Fyziologické funkce

Místa exprese receptoru jsou jasně spojena s různými funkcemi, které v organismu hraje apelin.

Cévní

Cévní exprese receptoru[14][15] podílí se na kontrole krevní tlak[6] a jeho aktivace podporuje tvorbu nových krevních cév (angiogeneze ).[15][16][17][18] The hypotenzní účinek apelinu je výsledkem aktivace receptorů exprimovaných na povrchu endoteliální buňky.[14][15] Tato aktivace indukuje uvolňování NO,[19] silný vazodilatátor, který indukuje relaxaci buněk hladkého svalstva stěny tepny. Studie provedené na myších vyřazených z genu pro apelinový receptor[20] navrhli existenci rovnováhy mezi angiotensin II signalizace, která zvyšuje krevní tlak a signalizace apelinu, která snižuje krevní tlak. The angiogenní aktivita je důsledkem působení apelinu na proliferaci a migraci endotelových buněk. Apelin se aktivuje uvnitř buněčných transdukčních kaskád (ERK, Akt a fosforylace kinázy p70S6),[16][21] které vedou k množení endotelových buněk a tvorbě nových krevních cév.[17] Vyřazení genu pro apelin je spojeno se zpožděním ve vývoji vaskulatury sítnice.[22]

Srdeční

Receptor apelinu je exprimován brzy v průběhu embryonální vývoj srdce, kde reguluje migraci progenitorů buněk určených k diferenciaci na kardiomyocyty, kontraktilní buňky srdce.[23][24] Jeho exprese je také detekována v kardiomyocytech dospělého člověka, kde se apelin chová jako jeden z nejúčinnějších stimulátorů srdeční kontraktility.[7][25][26] U starších myší s vyřazeným apelinem došlo k progresivnímu poškození srdeční kontraktility.[27] Apelin působí jako prostředník kardiovaskulární kontroly, včetně krevního tlaku a průtoku krve. Je to jeden z nejúčinnějších stimulátorů srdce kontraktilita dosud identifikován a hraje roli při remodelaci srdeční tkáně. Hladiny apelinu se zvyšují v levé komoře pacientů s chronickým srdečním selháním a také u pacientů s chronické onemocnění jater.[28]

Cvičení

Je prokázáno, že plazmatická koncentrace apelinu se během cvičení zvyšuje.[29] Paradoxně exogenní apelin u zdravých dobrovolníků snížil vrchol VO2 ve vytrvalostním testu.[30]

Mozek

Receptor apelinu je také exprimován v neuronech oblastí mozku zapojených do regulace příjmu vody a potravy.[6][31][32] Injekce apelinu zvyšuje příjem vody[6] a apelin snižuje hypotalamus sekrece antidiuretikum hormon vazopresin.[33] Tento diuretický účinek apelinu ve spojení s jeho hypotenzním účinkem se podílí na homeostatické regulaci tělesné tekutiny. Apelin je také detekován v oblastech mozku, které řídí chuť k jídlu, ale jeho účinky na příjem potravy jsou velmi rozporuplné.[34][35][36]

Tuková tkáň

Apelin je exprimován a vylučován adipocyty a jeho produkce se zvyšuje během diferenciace adipocytů a je stimulována inzulín.[37] Většina obézních lidí má zvýšené hladiny inzulínu, což může být důvodem, proč se uvádí, že obézní lidé mají také zvýšené hladiny apelinu.[37]

Zažívací

Receptor apelinu je exprimován v několika buněčných typech gastrointestinální trakt  : žaludek buňky podobné enterochromafinu;[38][39] neznámé endokrinní buňky slinivka břišní,[40] dvojtečka epitelové buňky.[41]V žaludku aktivace receptorů na buňkách podobných enterochromafinu apelinem vylučovaným parietální buňky může inhibovat uvolňování histaminu buňkami podobnými enterochromafinu, což zase snižuje sekreci kyseliny parietálními buňkami.[39] U slinivky břišní apelin inhibuje sekreci inzulínu indukovanou glukózou.[42] Tato inhibice odhaluje funkční vzájemnou závislost mezi signalizací apelinu a signalizací inzulínu pozorovanou na úrovni adipocytů, kde inzulín stimuluje produkci apelinu.[37] Nedávno byla také detekována exprese receptoru ve skeletických svalových buňkách. Jeho aktivace se podílí na absorpci glukózy a podílí se na regulaci hladin glukózy v krvi glykémie.[43]

Kost

Exprese receptoru je také pozorována na povrchu osteoblastů, buněčných předků podílejících se na tvorbě kostí.[44]

Stárnutí svalů

Exprese svalového apelinu klesá s věkem u hlodavců a lidí.[45] Doplněním stárnoucích myší exogenním apelinem tým Dr. C. Draye ukázal, že peptid byl schopen podporovat svalovou hypertrofii a následně vyvolal nárůst síly.[45] Tato studie také prokázala, že apelin se během stárnutí zaměřuje na svalové buňky různými a doplňkovými cestami: působí na svalový metabolismus aktivací biogeneze mitochondrií závislých na AMPK, podporuje autofagii a snižuje zánět u starších myší.[45] Kromě toho je apelinový receptor také přítomen na svalových kmenových buňkách a podporuje in vitro a in vivo proliferaci a diferenciaci těchto buněk na zralé svalové buňky podílející se na regeneraci svalu. A konečně, svalový apelin by mohl být použit jako biomarker úspěchu fyzického cvičení u starších jedinců, protože jeho produkce koreluje s přínosem chronického fyzického cvičení u starších jedinců.[45]

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000171388 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000037010 - Ensembl, Květen 2017
  3. ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  4. ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  5. ^ A b C Tatemoto K, Hosoya M, Habata Y, Fujii R, Kakegawa T, Zou MX, Kawamata Y, Fukusumi S, Hinuma S, Kitada C, Kurokawa T, Onda H, Fujino M (1998). "Izolace a charakterizace nového endogenního peptidového ligandu pro lidský APJ receptor". Biochem. Biophys. Res. Commun. 251 (2): 471–6. doi:10.1006 / bbrc.1998.9489. PMID  9792798.
  6. ^ A b C d Lee DK, Cheng R, Nguyen T, Fan T, Kariyawasam AP, Liu Y, Osmond DH, George SR, O'Dowd BF (2000). "Charakterizace apelinu, ligandu pro APJ receptor". J. Neurochem. 74 (1): 34–41. doi:10.1046 / j.1471-4159.2000.0740034.x. PMID  10617103.
  7. ^ A b Szokodi I, Tavi P, Földes G, Voutilainen-Myllylä S, Ilves M, Tokola H, Pikkarainen S, Piuhola J, Rysä J, Tóth M, Ruskoaho H (2002). „Apelin, nový endogenní ligand osiřelého receptoru APJ, reguluje srdeční kontraktilitu“. Circ. Res. 91 (5): 434–40. doi:10.1161 / 01.RES.0000033522.37861,69. PMID  12215493.
  8. ^ Kleinz MJ, Davenport AP (2005). „Vznikající role apelinu v biologii a medicíně“. Pharmacol. Ther. 107 (2): 198–211. doi:10.1016 / j.pharmthera.2005.04.001. PMID  15907343.
  9. ^ O'Dowd BF, Heiber M, Chan A, Heng HH, Tsui LC, Kennedy JL, Shi X, Petronis A, George SR, Nguyen T (prosinec 1993). „Lidský gen, který vykazuje identitu s genem kódujícím receptor angiotensinu, je lokalizován na chromozomu 11“. Gen. 136 (1–2): 355–60. doi:10.1016 / 0378-1119 (93) 90495-O. PMID  8294032.
  10. ^ Devic E, Paquereau L, Vernier P, Knibiehler B, Audigier Y (říjen 1996). „Exprese nového receptoru spřaženého s G proteinem X-msr je spojena s endotelovou linií v Xenopus laevis.“ Mech. Dev. 59 (2): 129–40. doi:10.1016/0925-4773(96)00585-0. PMID  8951791. S2CID  17999883.
  11. ^ Audigier Y (2006-04-07). "Apelin Receptor". Stránky UCSD Nature Molecule. doi:10,1038 / t.t. 000304,01. Archivovány od originál dne 22.07.2011. Citováno 2009-09-02.
  12. ^ Mesmin C, Dubois M, Becher F, Fenaille F, Ezan E (2010). "Zkouška kapalinovou chromatografií / tandemovou hmotnostní spektrometrií pro absolutní kvantifikaci očekávaných cirkulujících peptidů apelinu v lidské plazmě". Mass Commun Spectrom. 24 (19): 2875–84. Bibcode:2010RCMS ... 24,2875 mil. doi:10,1002 / rcm. 4718. PMID  20857448.
  13. ^ Mesmin C, Fenaille F, Becher F, Tabet JC, Ezan E (2011). "Identifikace a charakterizace apelinových peptidů v hovězím mlezivu a mléce kapalinovou chromatografií - hmotnostní spektrometrií". J Proteome Res. 10 (11): 5222–31. doi:10.1021 / pr200725x. PMID  21939284.
  14. ^ A b Devic E, Rizzoti K, Bodin S, Knibiehler B, Audigier Y (červen 1999). "Aminokyselinová sekvence a embryonální exprese msr / apj, myší homolog Xenopus X-msr a lidský APJ". Mech. Dev. 84 (1–2): 199–203. doi:10.1016 / S0925-4773 (99) 00081-7. PMID  10473142. S2CID  14753955.
  15. ^ A b C Saint-Geniez M, Masri B, Malecaze F, Knibiehler B, Audigier Y (leden 2002). "Exprese myšího msr / apj receptoru a jeho ligandu apelinu je během tvorby retinálních cév upregulována". Mech. Dev. 110 (1–2): 183–6. doi:10.1016 / S0925-4773 (01) 00558-5. PMID  11744380. S2CID  16855047.
  16. ^ A b Masri B, Morin N, Cornu M, Knibiehler B, Audigier Y (prosinec 2004). „Apelin (65-77) aktivuje p70 S6 kinázu a je mitogenní pro pupeční endoteliální buňky“. FASEB J. 18 (15): 1909–11. doi:10.1096 / fj.04-1930fje. PMID  15385434.
  17. ^ A b Kasai A, Shintani N, Oda M, Kakuda M, Hashimoto H, Matsuda T, Hinuma S, Baba A (prosinec 2004). „Apelin je nový angiogenní faktor v endoteliálních buňkách sítnice“. Biochem. Biophys. Res. Commun. 325 (2): 395–400. doi:10.1016 / j.bbrc.2004.10.042. PMID  15530405.
  18. ^ Cox CM, D'Agostino SL, Miller MK, Heimark RL, Krieg PA (srpen 2006). „Apelin, ligand pro endotelový receptor spojený s G-proteinem, APJ, je silným angiogenním faktorem potřebným pro normální vaskulární vývoj embrya žáby.“ Dev. Biol. 296 (1): 177–89. doi:10.1016 / j.ydbio.2006.04.452. PMID  16750822.
  19. ^ Tatemoto K, Takayama K, Zou MX, Kumaki I, Zhang W, Kumano K, Fujimiya M (červen 2001). „Nový peptidový apelin snižuje krevní tlak prostřednictvím mechanismu závislého na oxidu dusnatém“. Regul. Pept. 99 (2–3): 87–92. doi:10.1016 / S0167-0115 (01) 00236-1. PMID  11384769. S2CID  3064032.
  20. ^ Ishida J, Hashimoto T, Hashimoto Y, Nishiwaki S, Iguchi T, Harada S, Sugaya T, Matsuzaki H, Yamamoto R, Shiota N, Okunishi H, Kihara M, Umemura S, Sugiyama F, Yagami K, Kasuya Y, Mochizuki N , Fukamizu A (červen 2004). „Regulační role APJ, sedmi transmembránového receptoru souvisejícího s receptorem angiotensinu typu 1 v krevním tlaku in vivo“. J. Biol. Chem. 279 (25): 26274–9. doi:10,1074 / jbc.M404149200. PMID  15087458.
  21. ^ Masri B, Lahlou H, Mazarguil H, Knibiehler B, Audigier Y (leden 2002). „Apelin (65-77) aktivuje extracelulární signálně regulované kinázy prostřednictvím G proteinu citlivého na PTX“. Biochem. Biophys. Res. Commun. 290 (1): 539–45. doi:10.1006 / bbrc.2001.6230. PMID  11779205.
  22. ^ Kasai A, Shintani N, Kato H, Matsuda S, Gomi F, Haba R, Hashimoto H, Kakuda M, Tano Y, Baba A (říjen 2008). "Zpomalení cévního vývoje sítnice u myší s deficitem apelinu". Arterioskler. Tromb. Vasc. Biol. 28 (10): 1717–22. doi:10.1161 / ATVBAHA.108.163402. PMID  18599802.
  23. ^ Scott IC, Masri B, D'Amico LA, Jin SW, Jungblut B, Wehman AM, Baier H, Audigier Y, Stainier DY (březen 2007). „Receptor spojený s g proteinem agtrl1b reguluje časný vývoj progenitorů myokardu“. Dev. Buňka. 12 (3): 403–13. doi:10.1016 / j.devcel.2007.01.012. PMID  17336906.
  24. ^ Zeng XX, Wilm TP, Sepich DS, Solnica-Krezel L (březen 2007). "Apelin a jeho receptory řídí tvorbu srdečního pole během gastrulace zebrafish". Dev. Buňka. 12 (3): 391–402. doi:10.1016 / j.devcel.2007.01.011. PMID  17336905.
  25. ^ Berry MF, Pirolli TJ, Jayasankar V, Burdick J, Morine KJ, Gardner TJ, Woo YJ (září 2004). "Apelin má in vivo inotropní účinky na normální a selhávající srdce". Oběh. 110 (11 Suppl 1): II187–93. doi:10.1161 / 01.CIR.0000138382.57325.5c. PMID  15364861.
  26. ^ Ashley EA, Powers J, Chen M, Kundu R, Finsterbach T, Caffarelli A, Deng A, Eichhorn J, Mahajan R, Agrawal R, Greve J, Robbins R, Patterson AJ, Bernstein D, Quertermous T (leden 2005). „Endogenní peptid apelin účinně zlepšuje srdeční kontraktilitu a snižuje srdeční zátěž in vivo“. Cardiovasc. Res. 65 (1): 73–82. doi:10.1016 / j.cardiores.2004.08.018. PMC  2517138. PMID  15621035.
  27. ^ Kuba K, Zhang L, Imai Y, Arab S, Chen M, Maekawa Y, Leschnik M, Leibbrandt A, Markovic M, Makovic M, Schwaighofer J, Beetz N, Musialek R, Neely GG, Komnenovic V, Kolm U, Metzler B , Ricci R, Hara H, Meixner A, Nghiem M, Chen X, Dawood F, Wong KM, Sarao R, Cukerman E, Kimura A, Hein L, Thalhammer J, Liu PP, Penninger JM (srpen 2007). „Porucha kontraktility srdce u myší s deficitem genu Apelin spojená se stárnutím a tlakovým přetížením“. Circ. Res. 101 (4): e32–42. doi:10.1161 / CIRCRESAHA.107.158659. PMID  17673668.
  28. ^ Principe A, Melgar-Lesmes P, Fernández-Varo G, Del Arbol LR, Ros J, Morales-Ruiz M, Bernardi M, Arroyo V, Jiménez W (2008). „Systém jaterních apelinů: nový terapeutický cíl pro onemocnění jater“. Hepatologie. 48 (4): 1193–1201. doi:10.1002 / hep.22467. PMID  18816630.
  29. ^ Kechyn S, Barnes G, Howard L (2015). "Posouzení dynamických změn v plazmatické koncentraci apelinu v reakci na maximální výkon u člověka". European Respiratory Journal. 46: PA2316. doi:10.1183 / 13993003.congress-2015.PA2316.
  30. ^ Kečyn, Svyatoslav; Barnes, Gareth; Thongmee, Akaphot; Howard, Luke (září 2015). "Vliv apelinu na kardiopulmonální výkon během vytrvalostního cvičení". European Respiratory Journal (46 doplněk 59): 2241. doi:10.1183 / 13993003.congress-2015.PA2241.
  31. ^ O'Carroll AM, Selby TL, Palkovits M, Lolait SJ (červen 2000). "Distribuce mRNA kódující B78 / apj, krysí homolog lidského APJ receptoru a jeho endogenního ligandu apelinu v mozku a periferních tkáních". Biochim. Biophys. Acta. 1492 (1): 72–80. doi:10.1016 / S0167-4781 (00) 00072-5. PMID  11004481.
  32. ^ De Mota a kol., 2000
  33. ^ De Mota N, Lenkei Z, Llorens-Cortès C (prosinec 2000). "Klonování, farmakologická charakterizace a distribuce krysího apelinového receptoru v mozku". Neuroendokrinologie. 72 (6): 400–7. doi:10.1159/000054609. PMID  11146423. S2CID  39313631.
  34. ^ Taheri S, Murphy K, Cohen M, Sujkovic E, Kennedy A, Dhillo W, Dakin C, Sajedi A, Ghatei M, Bloom S (březen 2002). „Účinky centrálně podávaného apelinu-13 na příjem potravy, příjem vody a uvolňování hormonů hypofýzy u potkanů“. Biochem. Biophys. Res. Commun. 291 (5): 1208–12. doi:10.1006 / bbrc.2002.6575. PMID  11883945.
  35. ^ Sunter D, Hewson AK, Dickson SL (prosinec 2003). „Intracerebroventrikulární injekce apelinu-13 snižuje příjem potravy u potkanů“. Neurosci. Lett. 353 (1): 1–4. doi:10.1016 / S0304-3940 (03) 00351-3. PMID  14642423. S2CID  43645121.
  36. ^ O'Shea M, Hansen MJ, Tatemoto K, Morris MJ (červen 2003). „Inhibiční účinek apelinu-12 na noční příjem potravy u potkanů.“ Nutr Neurosci. 6 (3): 163–7. doi:10.1080/1028415031000111273. PMID  12793520. S2CID  37941683.
  37. ^ A b C Boucher J, Masri B, Daviaud D, Gesta S, Guigné C, Mazzucotelli A, Castan-Laurell I, Tack I, Knibiehler B, Carpéné C, Audigier Y, Saulnier-Blache JS, Valet P (duben 2005). „Apelin, nově identifikovaný adipokin up-regulovaný inzulinem a obezitou“. Endokrinologie. 146 (4): 1764–71. doi:10.1210 / cs.2004-1427. PMID  15677759.
  38. ^ Wang G, Anini Y, Wei W, Qi X, OCarroll AM, Mochizuki T, Wang HQ, Hellmich MR, Englander EW, Greeley GH (březen 2004). „Apelin, nový enterický peptid: lokalizace v gastrointestinálním traktu, ontogeneze a stimulace proliferace buněk žaludku a sekrece cholecystokininu“. Endokrinologie. 145 (3): 1342–8. doi:10.1210 / cs.2003-1116. PMID  14670994.
  39. ^ A b Lambrecht NW, Yakubov I, Zer C, Sachs G (březen 2006). „Transkriptomy purifikovaných ECL žaludku a parietálních buněk: identifikace nové dráhy regulující sekreci kyseliny“. Physiol. Genomika. 25 (1): 153–65. doi:10.1152 / physiolgenomics.00271.2005. PMID  16403840.
  40. ^ Sorhede Winzell a kol., 2005
  41. ^ Wang G, Kundu R, Han S, Qi X, Englander EW, Quertermous T, Greeley GH (srpen 2009). "Ontogeneze apelinu a jeho receptoru v gastrointestinálním traktu hlodavců". Regul. Pept. 158 (1–3): 32–9. doi:10.1016 / j.regpep.2009.07.016. PMC  2761510. PMID  19660504.
  42. ^ Sörhede Winzell M, Magnusson C, Ahrén B (listopad 2005). „Apj receptor je exprimován v pankreatických ostrůvcích a jeho ligand, apelin, inhibuje sekreci inzulínu u myší“. Regul. Pept. 131 (1–3): 12–7. doi:10.1016 / j.regpep.2005.05.004. PMID  15970338. S2CID  18224695.
  43. ^ Dray C, Knauf C, Daviaud D, Waget A, Boucher J, Buléon M, Cani PD, Attané C, Guigné C, Carpéné C, Burcelin R, Castan-Laurell I, Valet P (listopad 2008). „Apelin stimuluje využití glukózy u normálních a obézních myší rezistentních na inzulín“. Cell Metab. 8 (5): 437–45. doi:10.1016 / j.cmet.2008.10.003. PMID  19046574.
  44. ^ Xie H, Tang SY, Cui RR, Huang J, Ren XH, Yuan LQ, Lu Y, Yang M, Zhou HD, Wu XP, Luo XH, Liao EY (květen 2006). „Apelin a jeho receptor jsou exprimovány v lidských osteoblastech“. Regul. Pept. 134 (2–3): 118–25. doi:10.1016 / j.regpep.2006.02.004. PMID  16563531. S2CID  20819559.
  45. ^ A b C d Vinel, Claire; Lukjanenko, Laura; Batut, Aurelie; Deleruyelle, Simon; Pradère, Jean-Philippe; Le Gonidec, Sophie; Dortignac, Allizée; Geoffre, Nancy; Pereira, Ophélie; Karaz, Sonia; Lee, Umi; Camus, Mylène; Chaoui, Karima; Mouisel, Etienne; Bigot, Anne; Mouly, Vincent; Vigneau, Mathieu; Pagano, Allan; Chopard, Angèle; Pillard, Fabien; Guyonnet, Sophie; Cesari, Matteo; Burlet, Odile; Pahor, Marco; Feige, Jerome; Vellas, Bruno; Valet, Philippe; Dray, Cedric (30. července 2018). „Exerkinový apelin zvrací sarkopenii spojenou s věkem“. Přírodní medicína. 24 (9): 1360–1371. doi:10.1038 / s41591-018-0131-6. PMID  30061698. S2CID  51876150.

Další čtení

externí odkazy