Oncostatina M
Proteína de mamíferos hallada en el Homo sapiens

OSM
Estructuras disponibles
APBúsqueda de ortólogos: PDBe RCSB
Identificadores
AliasOSM , Osm, OncoM, oncostatina M
Identificaciones externasOMIM : 165095; MGI : 104749; HomoloGene : 10741; Tarjetas genéticas : OSM; OMA :OSM - ortólogos
Ortólogos
EspeciesHumanoRatón
Entre

5008

18413

Conjunto

ENSG00000099985

ENSMUSG00000058755

Protección unificada

P13725

P53347

RefSeq (ARNm)

NM_020530
NM_001319108

NM_001013365

RefSeq (proteína)

NP_001306037NP_065391
​

Número de serie_001013383

Ubicación (UCSC)Crónicas 22:30.26 – 30.27 MbCrónicas 11: 4.19 – 4.19 Mb
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La oncostatina M , también conocida como OSM , es una proteína que en los humanos está codificada por el gen OSM . [5]

La OSM es una citocina pleiotrópica que pertenece al grupo de citocinas de la interleucina 6. [6] De estas citocinas, es la que más se parece al factor inhibidor de la leucemia (LIF) tanto en estructura como en función. [6] Aunque todavía no está bien definida, está demostrando ser importante en el desarrollo del hígado, la hematopoyesis , la inflamación y posiblemente el desarrollo del sistema nervioso central. También está asociada con la formación y destrucción ósea. [7]

Las señales de OSM se transmiten a través de receptores de la superficie celular que contienen la proteína gp130 . El receptor de tipo I está compuesto por gp130 y LIFR , el receptor de tipo II está compuesto por gp130 y OSMR . [8]

Descubrimiento, aislamiento y clonación

La forma humana de OSM se aisló originalmente en 1986 a partir de los medios de crecimiento de células de linfoma histiocítico U-937 tratadas con PMA por su capacidad para inhibir el crecimiento de líneas celulares establecidas a partir de melanomas y otros tumores sólidos. [9] OSM es una proteína robusta, estable entre pH 2 y 11 y resistente al calentamiento durante una hora a 56 °C. Una secuencia parcial de aminoácidos permitió el aislamiento del ADNc de OSM humana y, posteriormente, clones genómicos. [10] El clon de ADNc completo de hOSM codifica un precursor de 252 aminoácidos, cuyos primeros 25 aminoácidos funcionan como un péptido señal secretor, que al eliminarlo produce el pro-OSM soluble de 227 aminoácidos. La escisión de la mayoría de los 31 residuos C-terminales en un sitio de escisión similar a la tripsina produce la forma completamente activa de 196 residuos. Hay dos sitios potenciales de N-glicosilación en hOSM, ambos retenidos en la forma madura. [11] [12]

La OSM de 196 residuos es la forma predominante aislada de una variedad de líneas celulares y corresponde a una glicoproteína de 28 KDa, aunque la pro-OSM más grande de 227 residuos se puede aislar de células sobretransfectadas . La pro-OSM, aunque un orden de magnitud menos eficaz en ensayos de inhibición del crecimiento, muestra una afinidad de unión similar hacia las células en ensayos de unión de radioligandos. [12] Por lo tanto, el procesamiento postraduccional puede desempeñar un papel significativo en la función in vivo de la OSM. Al igual que muchas citocinas, la OSM se produce a partir de células mediante síntesis de novo seguida de liberación a través de la vía de secreción clásica. Sin embargo, la OSM se puede liberar de los depósitos preformados dentro de los leucocitos polimorfonucleares en la desgranulación . [13] Todavía no está claro cómo se dirige la OSM a estos compartimentos intracelulares.

Estructura

Representación en cinta de la oncostatina M que muestra el haz de 4 hélices alfa. [14]

El análisis de la secuencia primaria de OSM lo asigna al grupo gp130 de citocinas. OSM se parece más a LIF, con un 22% de identidad de secuencia y un 30% de similitud. Por cierto, los genes de OSM y LIF se encuentran en tándem en el cromosoma humano 22. Ambos genes, LIF y OSM, tienen estructuras genéticas muy similares que comparten elementos promotores y una estructura intrón-exón similares. [15] Estos datos sugieren que OSM y LIF surgieron relativamente recientemente en términos evolutivos por duplicación genética. [5] De los cinco residuos de cisteína dentro de la secuencia de OSM humana, cuatro participan en puentes disulfuro, uno de estos enlaces disulfuro, concretamente entre las hélices A y B, es necesario para la actividad de OSM. El residuo de cisteína libre no parece mediar la dimerización de OSM.

La estructura tridimensional de la OSM humana se ha resuelto con resolución atómica, lo que confirma la topología predicha del haz de cuatro hélices de cadena larga. [14] La comparación de esta estructura con las estructuras conocidas de otras citocinas LC conocidas muestra que está más estrechamente relacionada con LIF (RMSD de 2,1 Å a través de 145 Cα equivalentes). Una torcedura distintiva en la hélice A surge de la desviación del patrón clásico de unión de hidrógeno de la hélice alfa , una característica compartida con todas las estructuras conocidas de LIFR que utilizan citocinas. Esta "torcedura" da como resultado una posición especial diferente de un extremo del haz con respecto al otro, lo que afecta significativamente la posición relativa del sitio III con los sitios I y II (ver: Sitios de reclutamiento de receptores)

Receptores

Los receptores de OSM se pueden encontrar en una variedad de células de una variedad de tejidos. En general, las células derivadas de orígenes endoteliales y tumorales expresan altos niveles de receptores de OSM, mientras que las células de origen hematopoyético tienden a expresar cantidades más bajas. El análisis de Scatchard de los datos de unión de radioligandos de la unión de 125I-OSM a una variedad de líneas celulares sensibles a OSM produjo gráficos curvilíneos que los autores interpretaron como la presencia de dos especies de receptores, una forma de alta afinidad con una constante de disociación aproximada Kd de 1-10 pM y una forma de baja afinidad de 0,4-1 nM. [16] Posteriormente se demostró que la presencia de gp130 por sí sola era suficiente para reproducir la forma de baja afinidad del receptor, y la cotransfección de células COS-7 con LIFR y gp130 produjo un receptor de alta afinidad. [17] Sin embargo, experimentos posteriores demostraron que no todas las acciones de OSM podían ser replicadas por LIF, es decir, ciertas células que no responden a LIF responderían a OSM. [18] Estos datos sugirieron la existencia de una cadena receptora específica de ligando adicional que condujo a la clonación de OSMR. [19] Estos dos complejos de receptores, a saber, gp130/LIFR y gp130/OSMR, se denominaron receptores de oncostatina-M de tipo I y tipo II. La capacidad de OSM para señalizar a través de dos complejos de receptores ofrece convenientemente una explicación molecular a los efectos compartidos y únicos de OSM con respecto a LIF. Por lo tanto, las actividades biológicas comunes de LIF y OSM están mediadas a través del receptor de tipo I y las actividades específicas de OSM están mediadas a través del receptor de tipo II.

El homólogo murino de OSM no fue descubierto hasta 1996, [20] mientras que el homólogo murino de OSMR no fue clonado hasta 1998. [21] Hasta hace poco, se pensaba que mOSM solo envía señales a través del receptor de tipo II murino, es decir, a través de complejos mOSMR/mgp130, debido a una baja afinidad por el receptor de tipo I homólogo. [22] Sin embargo, ahora se sabe que, al menos en el hueso, mOSM puede enviar señales a través de mOSMR/mgp130 y mLIFR/mgp130. [7]

Sitios de reclutamiento de receptores

La oncostatina M desencadena la formación de complejos de receptores al unirse a los receptores a través de dos sitios de unión denominados sitio II y sitio III. La nomenclatura de estos sitios se toma por analogía directa con la hormona del crecimiento , probablemente la citocina de haz de cuatro hélices mejor estudiada.

El sitio II consta de residuos expuestos dentro de las hélices A y C, y confiere unión a gp130. Los residuos cruciales del sitio III se encuentran en el extremo N-terminal de la hélice D. Este sitio es el más conservado entre las citocinas similares a IL-6. OSM contiene residuos conservados de fenilalanina y lisina (F160 y K163). Las citocinas que reclutan LIFR a través del sitio 3, es decir, LIF, OSM, CNTF y CT-1 poseen estos residuos conservados de fenilalanina y lisina y se conocen como motivo FK.

Transducción de señales a través de receptores OSM

Ahora se ha demostrado que la señalización por los receptores OSM tipo I y tipo II es cualitativamente distinta. Estas diferencias en el carácter de la señalización, además de los perfiles de distribución tisular de OSMRb y LIFRb, ofrecen otra variable en la distinción entre los efectos celulares comunes y específicos de OSM con respecto a LIF . Todas las citocinas IL-6, ya sea que homo- o heterodimericen gp130, parecen activar JAK1 , JAK2 y en menor grado Tyk2 . [8] [23] JAK1, JAK2 y tyk2 no son intercambiables en el sistema gp130, esto se ha demostrado con el uso de líneas celulares deficientes en JAK1, Jak2 o Tyk2 obtenidas de ratones mutantes. Las células de ratones deficientes en JAK1 muestran una activación reducida de STAT y la generación de respuestas biológicas en respuesta a IL-6 y LIF. [24] Por el contrario, los fibroblastos derivados de ratones nulos para JAK2 pueden responder a IL-6, con una fosforilación de tirosina demostrable de gp130, JAK1 y TYK2. [25] Por lo tanto, parece que JAK1 es la JAK crítica requerida para la señalización de gp130. La activación de las mismas Jaks por las tres combinaciones de receptores (gp130/gp130, gp130/LIFR, gp130/OSMR) plantea la pregunta de cómo IL6 , LIF y OSM pueden activar vías de señalización intracelular distintas. La selección de sustratos particulares, es decir, la isoforma STAT, no dependió de qué Jak se activa, sino que está determinada por motivos específicos, especialmente motivos basados ​​en tirosina, dentro de cada dominio intracelular del receptor.

La alineación de los dominios intracelulares de gp130, LIFR y hOSMR da como resultado algunas observaciones interesantes. La identidad de secuencia es generalmente bastante baja en todo el grupo, con un promedio de 4,6%. Sin embargo, como ocurre con muchos receptores de hematopoyesis de clase I , están presentes dos motivos cortos proximales a la membrana, denominados box 1 y box 2. Además, estos receptores también contienen una región rica en serina y un tercer motivo menos conservado denominado box 3. Box 1 está presente en todos los receptores de citocinas de señalización . Es característicamente rico en residuos de prolina y es esencial para la asociación y activación de JAK . [26] Box 2 también es importante para la asociación con JAK. Gp130 contiene secuencias box1 y box2 dentro de la parte proximal a la membrana de la región citoplasmática, que se encuentran dentro de los 61 aminoácidos mínimos necesarios para la activación del receptor. [27] Las mutaciones en la región box1 reducen la capacidad de gp130 de asociarse con Jak [28] y eliminan la activación inducida por ligando de Jak1 y Jak2. [27] [29] Box 2 también contribuye a la activación y unión de JAK. Estudios con varios mutantes de truncamiento de gp130 muestran una reducción de la unión de Jak2 y la anulación de ciertos efectos biológicos tras la eliminación de box2. [27] [30] Sin embargo, Jak puede asociarse con gp130 desprovisto de box2 cuando se sobreexpresa. [28]

LIFR y OSMR también contienen regiones similares a box1/box2 proximales a la membrana. Los primeros 65 residuos de aminoácidos en el dominio citoplasmático de LIFR, en combinación con gp130 de longitud completa, pueden generar señalización en el tratamiento con LIF. [31] Coprecipitación de Jak1, Jak2 y Tyk2 con receptores que contienen partes citoplasmáticas de LIFR [32] u OSMR. [8] Todas las subunidades del receptor beta del sistema gp130 también poseen una región box 3. Esta región corresponde a los aminoácidos C-terminales de los receptores OSMR y LIFR respectivamente. Box 3 es necesario para la acción de OSMR; sin embargo, Box3 es prescindible para la acción de LIFR. [33] En el caso de gp130, box 3 es prescindible para la actividad, sin embargo, la presencia de una secuencia de box 3 intacta es necesaria para ciertos aspectos de la señalización de gp130, es decir, la estimulación de la transcripción a través del elemento de respuesta STAT-3. Además de la escasa conservación de secuencias entre los dominios intracelulares de los receptores gp130, la cantidad y la posición de los residuos de tirosina conservados también están escasamente conservados. Por ejemplo, LIFR y OSMR comparten tres tirosinas homólogas. En cambio, ninguno de los residuos de tirosina presentes en el dominio intracelular de gp130 comparte equivalentes con LIFR u OSMR, aunque las regiones intracelulares de LIFR y gp130 comparten más identidad de secuencia que LIFR y OSMR.

De las proteínas reclutadas a los receptores de citocinas tipo I, las proteínas STAT siguen siendo las más estudiadas. Se ha demostrado que la homodimerización de gp130 fosforila y activa tanto a STAT1 como a STAT3 . gp130 activa preferentemente a STAT3, lo que puede hacer a través de cuatro secuencias de consenso de activación de STAT3 YXXQ: (YRHQ), (YFKQ), Y905 (YLPQ), Y915 (YMPQ). La menor propensión a la activación de STAT1 puede ser un reflejo del menor número de secuencias de activación de STAT1, YZPQ (donde X es cualquier residuo y Z es cualquier residuo sin carga), a saber, Y905 e Y915. [34] Las citocinas que señalan a través de complejos homodiméricos de LIFR u OSMR (es decir, desprovistos de gp130) son actualmente desconocidas en la naturaleza. Sin embargo, varios investigadores han intentado la homodimerización artificial de los dominios intracelulares de LIFR y OSMR, con resultados contradictorios, mediante la construcción de quimeras de receptores que fusionan el dominio extracelular de un receptor de citocina con el dominio intracelular de LIFR u OSMR.

Se ha demostrado la señalización por homodimerización del dominio intracelular de LIFR en células de hepatoma y neuroblastoma, [31] células madre embrionarias [35] [36] y células COS-1 [37] mediante el uso de receptores quiméricos que homodimerizan tras estimulación con sus citocinas afines (es decir, GCSF, neurotrofina-3, EGF). Sin embargo, una quimera GCSFR/LIFR no fue capaz de señalizar en células M1 o Baf. [36]

¿Antiinflamatorio o proinflamatorio?

El papel de la OSM como mediador inflamatorio ya estaba claro en 1986 [9]. Su efecto preciso sobre el sistema inmunológico, como el de cualquier citocina, dista mucho de estar claro. Sin embargo, están surgiendo dos escuelas de pensamiento: la primera propone que la OSM es proinflamatoria, mientras que la otra sostiene la opinión opuesta, afirmando que la OSM es antiinflamatoria. Es importante señalar que antes de 1997 [38] se desconocían las diferencias en el uso del receptor OSM en humanos y ratones. Como resultado, varios investigadores utilizaron la OSM humana en ensayos con ratones y, por lo tanto, cualquier conclusión extraída de los resultados de estos experimentos será representativa de LIF, es decir, la señalización a través de complejos gp130/LIFR.

La OSM es sintetizada por células T y monocitos estimulados. [10] Los efectos de la OSM sobre las células endoteliales sugieren un papel proinflamatorio de la OSM. Las células endoteliales poseen una gran cantidad de receptores de OSM. [39] La estimulación de un cultivo endotelial primario ( HUVEC ) con hOSM da como resultado una regulación positiva retardada pero prolongada de la P-selectina, [40] que facilita la adhesión y el rodamiento de los leucocitos, necesarios para su extravasación. La OSM también promueve la producción de IL-6 a partir de estas células. [39]

Como se mencionó anteriormente, la acción de la OSM como inhibidor de la respuesta inflamatoria aún no se ha establecido de ninguna manera. Por ejemplo, existen resultados contradictorios en cuanto a la acción de la OSM en varios modelos de artritis. Por ejemplo, la OSM reduce el grado de destrucción articular en un modelo de artritis reumatoide inducido por anticuerpos. [41]

La OSM es un factor de crecimiento importante para las "células fusiformes" del sarcoma de Kaposi, que son de origen endotelial. [42] Estas células no expresan LIFR pero sí expresan OSMR en niveles altos. [43] Por ejemplo, la OSM puede modular la expresión de IL-6, un importante regulador del sistema de defensa del huésped. [39] La OSM puede regular la expresión de proteínas de fase aguda. [44] La OSM regula la expresión de varias proteasas e inhibidores de proteasas, por ejemplo, la gelatinasa y el inhibidor de la a1-quimotripsina.

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

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  • Hermanns HM, Radtke S, Schaper F, Heinrich PC, Behrmann I (diciembre de 2000). "Transducción de señales no redundantes de citocinas de tipo interleucina-6. La proteína adaptadora Shc se recluta específicamente para el receptor de oncostatina M". J. Biol. Chem . 275 (52): 40742–8. ​​doi : 10.1074/jbc.M005408200 . PMID  11016927.
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