Le cascate della protein chinasi attivata dal mitogeno (MAPK) hanno dimostrato di svolgere un ruolo chiave nella trasduzione dei segnali extracellulari alle risposte cellulari. Nelle cellule di mammifero, tre famiglie di MAPK sono state chiaramente caratterizzate: vale a dire la classica MAPK (nota anche come ERK), C-Jun N-terminale kinse/ stress-activated protein chinasi (JNK/SAPK) e p38 chinasi. Le chinasi della MAPPA si trovano all’interno delle cascate della chinasi della proteina. Ogni cascata è costituita da non meno di tre enzimi che vengono attivati in serie: una chinasi chinasi MAPK (MAPKKK), una chinasi MAPK (MAPKK) e una chinasi MAPK (MAPK). Attualmente, almeno 14 MAPKKK, 7 MAPKKk e 12 MAPKK sono stati identificati nelle cellule di mammelli1 (Tab 1).
vie MAPK relè, ampliare e integrare i segnali da una vasta gamma di stimoli e di suscitare un’appropriata risposta fisiologica tra cui la proliferazione cellulare, differenziamento, sviluppo, risposte infiammatorie e apoptosi in cellule di mammifero.
MAPK pathway nella regolazione della proliferazione cellulare
La regolazione della proliferazione cellulare nell’organismo multicellulare è un processo complesso, che è regolato principalmente da fattori di crescita esterni forniti dalle cellule circostanti. I percorsi MAPK che coinvolgono una serie di cascate di protein chinasi svolgono un ruolo critico nella regolazione della proliferazione cellulare (Fig 1).
Principali MAPPA cascate di chinasi in cellule di mammifero
ERK
ERK è stato il migliore characteried MAPK e Raf-MEK-ERK rappresenta uno dei migliori characteried MAPK pathway di segnalazione.
La stimolazione dei recettori della tirosina chinasi(RTK) provoca l’attivazione di MAPK in un processo multistep. Ad esempio, i linker essenziali dai recettori del fattore di crescita epidermico alla MAP chinasi includono la proteina adattatore Grb2, una proteina di scambio nucleotidico guanina, come Sos, una piccola proteina legante GTP, p21ras, una cascata di protein chinasi definita sequenzialmente come MAPKKK (rappresentata da c-Raf-1) e MAPKK come MEK1 e MEK2. MEKs in definitiva fosforilano p44 MAPK e p42 MAPK, noti anche come ERK1 e ERK2 rispettivamente, aumentando così la loro attività enzimatica2. Quindi gli ERK attivati traslocano al nucleo e transattivano i fattori di trascrizione, cambiando l’espressione genica per promuovere la crescita, la differenziazione o la mitosi.
I recettori accoppiati alle proteine G (GPCR) possono anche portare all’attivazione di MAPK mediati dalla stimolazione di un gran numero di cascate complesse. Un nuovo meccanismo è che la stimolazione GPCRs può portare alla fosforilazione della tirosina di RTK, come l’EGFR, che alla fine si traduce nell’attivazione di ERK3. Invece di RTK, lo scaffold basato sull’integrina e lo scaffold β-arrestin coinvolti anche nei GPCR hanno stimolato le cascate di MAPK. Diversi recettori delle citochine attivano la via ERK attraverso l’attivazione di JAK (JAK1, 2, 3 e Tyk2). JAK può fosforilare Shc che porta all’attivazione del percorso ERK1/24. Diverse proteine citoplasmatiche hanno dimostrato di essere substrato per ERK1 / 2 tra cui RSK (90KDA ribosomiale S6 chinasi, p90rsk, noto anche come MAPKAP-K1), fosfolipasi citosolica A2 e diverse proteine associate ai microtubuli (MAP), tra cui MAP-1, MAP-2, MAP-4 e Tau5, 6. È stato suggerito che ERK1 / 2 potrebbe coinvolgere nel controllo della funzione MTOC7. Il MTOC controlla l’assemblaggio dei microtubuli citosolici nelle cellule interfase e il fuso mitotico delle cellule divisorie. ERK1/2 può attivare la chinasi C-terminale di RSK, portando all’attivazione della chinasi N-terminale. I substrati di RSK includono fattori di trascrizione come CREB, ER α, IkB α / NF κ B, c-Fos e glicogeno sintasi chinasi 3 (GSK 3). Quindi RSK può regolare l’espressione genica tramite associazione e fosforilazione dei regolatori trascrizionali. RSK è implicato nella regolazione del ciclo cellulare mediante inattivazione della protein chinasi Myt1 che porta all’attivazione della chinasi ciclina-dipendente p34cdc2 in xenopus laevis oocytes8. RSK può anche fosforilare il fattore di scambio RAS GTP / GDP, Sos che porta all’inibizione del feedback della via Ras-ERK.
ERK può traslocare al nucleo e fosforilare diversi fattori di trascrizione, tra cui il fattore complesso ternario (TCF) Elk-1, la proteina accessoria del fattore di risposta del siero Sap-1a, Ets1, c-Myc, Tal ecc. Una delle risposte cellulari indotte da Ras è l’attivazione trascrizionale di più geni, come il gene precoce immediato c-fos. Quindi il percorso ERK può collegare i segnali mitogenici G0 / G1 alla risposta precoce immediata.
La famiglia ERK classica (p42/44 MAPK) è nota per essere un checkpoint intracellulare per la mitogenesi cellulare. Nelle linee cellulari coltivate, la stimolazione mitogenica da parte dei fattori di crescita è correlata alla stimolazione della chinasi MAP p42/44. Nei fibroblasti polmonari di criceto cinese e nelle cellule ovariche un’attivazione bifasica di MAPK a G1 è stata correlata con la capacità di entrare nella fase S9. Interferire con i componenti della via di segnalazione ERK con mutanti negativi dominanti o costrutti antisenso per raf-1 o ERK1 mostra una significativa inibizione della proliferazione cellulare. Al contrario, stimolando l’attività ERK1 si ottiene una maggiore proliferazione cellulare6, 10. È stato dimostrato che nelle cellule PC-12 il segnale Ras/Raf transitorio induce la proliferazione cellulare mentre un’attivazione prolungata fa sì che queste cellule si differenziino e cessino lentamente il ciclo cellulare11. Questi dati hanno dimostrato che la cascata ERK svolge un ruolo fondamentale nel controllo della progressione del ciclo cellulare.
Un legame tra la progressione del ciclo cellulare e la segnalazione del fattore di crescita è fornito dalla Ciclina D1, il cui gene è indotto come gene di risposta secondaria a seguito di stimolazione mitogenica. È stato riferito che i mutanti dominanti-negativi di MEK inibiscono la proliferazione delle cellule NIH-3T3 e un MEK costitutivamente attivo ha dimostrato di indurre la trasformazione cellulare o la proliferazione12. È stato dimostrato che le proteine Ras o MEK attivate inducono l’espressione di geni reporter guidati dal promotore cyclind113. Terada et al hanno dimostrato che il promotore cyclinD1 contiene due potenziali siti mirati all’attività della funzione Ras/Raf. L’ attività del promotore di cyclinD1 è aumentata significativamente quando una forma costitutiva attivata di MKK1(S222E) è stata espressa e inibita dall ‘ inibitore MKK1 PD9805914. L’elemento di risposta c-Jun potrebbe essere importante per l’espressione della proteina CyclinD1 e l’elemento reattivo Ets potrebbe essere un mediatore per la normale risposta del fattore di crescita15. Data la dipendenza della funzione CyclinD1 / Cdk4 su Rb, la funzione Ras a metà-fine G1 è Rb-dependent16. Oltre a regolare l’espressione di cyclinD1, la cascata di Raf-MEK-ERK può anche regolare la regolazione posttranslational dell’assemly dei complessi CyclinD-Cdk4 / 6. I complessi quindi fosforilano la proteina Rb causando l’attivazione di fattori di trascrizione E2F che regolano la trascrizione dei geni necessari per la transizione G1/S. Quindi la cascata Raf-MEK-ERK è responsabile della regolazione della progressione G1/S.
La proliferazione cellulare è controllata da Cdk2 che in associazione con la CiclinA e la CiclinA regola la transizione G1 / S e la progressione della fase S. L’attivazione di Cdk2 dipende dalla sua localizzazione nel nucleo. Blanchard et al hanno riferito che la traslocazione nucleare di Cdk2 e la risultante transizione G1/S della cellula T Kit 225 dipendente da IL-2 è direttamente associata all’interazione fisica di Cdk2 con MAPK e dipendente dall’attività di MAPK17.
Nelle cellule di mammifero i CDK sono defosforilati e attivati dalle fosfatasi Cdc25. Quindi i Cdc25 svolgono un ruolo cruciale nella regolazione del ciclo cellulare. Tutte e tre le fosfatasi Cdc25 (Cdc25A, B, C) esistono in complessi insieme alla chinasi c-Raf-1. Cdc25A è direttamente fosforilato e attivato dalla chinasi c-Raf-1. la chinasi c-Raf-1 è anche coinvolta nella regolazione dell’espressione di cdc25A tramite l’induzione di c-myc18. La segnalazione Ras / Raf è coinvolta nell’induzione dell’espressione c-myc. La proteina c-Myc è una proteina legante il DNA che è coinvolta nel controllo trascrizionale dell’espressione genica e ha dimostrato di essere essenziale per la proliferazione cellulare. La coespressione di Ras con Myc consente la generazione di attività chinasica Ciclina E-dipendente e l’induzione della fase s19. Dati recenti mostrano che un alto livello di proteina c-Myc impedisce l’associazione di p27kip1 con complessi Ciclina E/Cdk2. La proteina c-Myc spinge la proteina p27kip1 fuori dai complessi Cdk2 / CiclinA, che quindi facilita la fosforilazione di p27 e quindi segna la proteina per l’ubiquitinazione e la degradazione15. La proteina p27kip1 viene repressa dalla segnalazione Ras / Raf. Il p27kip1 può legare CiclinA-Cdk2 per formare un complesso e inibire l’attività di CiclinA-Cdk2, bloccare la transizione G1/S. Il livello di mRNA p27kip1 non cambia tra le cellule arrestate e proliferanti. Il tasso di traduzione e degradazione attraverso la via ubiquitina dipendente fanno le differenze nel livello proteico. L’ERKs può fosforilare la proteina p27kip1 che potrebbe essere un trigger per la degradazione forzata della proteina p27kip1 dalla via ubiquitina-proteasoma. Noi stessi abbiamo anche scoperto che CKI p15INK4b può ritardare la transizione G1 / S delle cellule di melanoma umano inibendo la molecola del ciclo cellulare e aumentando l’espressione di p27kip1 che si correla con l’attività ridotta di ERK1 ed ERK2. Gli ERK svolgono un ruolo centrale nel controllo del livello di p27kip1. ERK può influenzare la progressione del ciclo cellulare mediante fosforilazione e degradazione della proteina p27kip1 (in stampa).
MAP chinasi (MAPK) coinvolta anche nella maturazione degli Ovociti. Gli ovociti vengono rilasciati dal loro arresto di prophase I, di solito per stimolazione ormonale, solo per fermarsi di nuovo alla metafase II, dove attendono la fecondazione. Proteina Mos, un MAPKKK è un regolatore chiave del processo di maturazione degli ovociti. Ha codificato la proteina chinasi serina / treonina, che può fosforilare e attivare MEK1. Mos svolge un ruolo chiave di regolazione del ciclo cellulare durante la meiosi. La proteina Mos è necessaria per l’attivazione e la stabilizzazione del fattore di promozione della fase M MPF, il master of cell cycle switch, attraverso un percorso che coinvolge la cascata di protein chinasi attivata dal mitogeno (MAPK). Dopo l’espressione nelle cellule somatiche, Mos provoca perturbazioni del ciclo cellulare con conseguente citotossicità e trasformazione neoplastica. Tutte le attività biologiche conosciute di Mos sono mediate dall’attivazione del percorso MAPK20, 21.
JNK pathway
La via di trasduzione del segnale JNK è implicata in molteplici processi fisiologici. Esistono tre geni che codificano JNK α, β e γ) con 12 possibili isoforme derivate da prodotti di splicing alternativi22. Diversi MAPKKK sono stati segnalati per attivare il percorso di segnalazione JNK. Questi includono membri del gruppo MEKK, il gruppo protein chinasi di stirpe mista, il gruppo ASK, TAKI e Tpl223. JNK può legare il dominio di attivazione NH2-termianl di c-Jun e fosforilato c-Jun su Ser-63 e Ser-73. La transattivazione di c-Jun porta ad una maggiore espressione di geni con siti AP-1 nei loro promotori, ad esempio il gene c-jun stesso. Quindi avvia un ciclo di feedback positivo. I substrati che sono stati identificati per JNK includono c-Jun, ATF-2 (attivazione del fattore di trascrizione 2), Elk-1, p53, DPC4, Sap-1a e NFAT41. Poiché questi fattori possono positivamente regola il promotore di c-fos, la loro attivazione risultante aumentata espressione della proteina c-Fos, aumentando ulteriormente il livello di AP-1. È interessante notare che JNK fosforila anche JunB, JunD e il fattore di trascrizione relativo all’Ets PEA324, 25.
Pedram et al hanno riferito che attraverso una nuova attivazione incrociata da ERK a JNK e la successiva azione JNK, gli eventi importanti per la progressione G1/S indotta da VEGF e la proliferazione cellulare sono potenziati26. Gli ERK possono attivare le chinasi JNK. La ERK indotta da VEGF era necessaria e sufficiente per una rapida attivazione di JNK e che entrambe le MAP chinasi mediavano gli effetti di proliferazione cellulare del VEGF. Hanno scoperto che JNK è il mediatore finale per ERK per stimolare la proliferazione cellulare. Il ruolo di ERK è principalmente quello di indurre l’attivazione di JNK quando attivato da un fattore di crescita delle cellule endoteliali (EC) come il VEGF. Il ruolo identificato di JNK e l’importanza della cross-attivazione ERK/JNK è specificamente visto per la stimolazione di importanti eventi del ciclo cellulare G1 che portano alla progressione alla fase S (sintesi del DNA)26. È probabile che il cross-talk tra i membri della famiglia MAP chinasi contribuisca alla decisione di una cellula di dividere o differenziare terminalmente.
L’attivazione di JNKs è associata alla trasformazione in molti percorsi oncogeni e mediati dal fattore di crescita. La transattivazione di c-Jun potrebbe svolgere un ruolo importante in questo processo. I JNKS possono trasdurre segnali per la differenziazione nel sistema ematopoietico e possibilmente coinvolgere nello sviluppo embrionale. La via JNK è stata implicata sia nell’apoptosi che nella segnalazione di sopravvivenza. È stato riferito che l’apoptosi UV-indotta in fibroblasti richiede JNK per il rilascio del citocromo C dal motochondria27. Ma il meccanismo non è chiaro.
p38 pathway
Le famiglie MAPK dei mammiferi p38 sono attivate da stress cellulare, tra cui irradiazione UV, shock termico, alto stress osmotico, lipopolisaccaridi, inibitori della sintesi proteica, citochine proinfiammatorie (come IL-1 e TNF-α) e alcuni mitogeni. Sono state identificate almeno quattro isoforme di p38, note come p38 α, p38 β, p38 γ e p38 δ28, che possono essere tutte fosforilate dalla chinasi MAPK MKK6 (SKK3). Altri MAKKs possono fosforilare alcune isoforme p38. MKK3 può attivare p38 α, p38 γ e p38 δ e MKK4 può attivare p38 α.
È stato dimostrato che p38 è un componente necessario per la segnalazione IFN dove dirige la fosforilazione e l’attivazione della fosfolipasi citosolica A2. IFN α o yactivation di p38 MAPK provoca anche la fosforilazione del fattore di trascrizione Stat1 su Ser72729. p38 può fosforilare il fattore di trascrizione ATF-2, Sap-1a e GADD153 (arresto della crescita e fattore di trascrizione del danno al DNA 153) 30. p38 può regolare la trascrizione NF-κ B-dipendente dopo la sua traslocazione nel nucleo. Alcune isoforme p38 attivano anche bersagli di fattori non di trascrizione come la proteina chinasi attivata da mitogeno-proteina chinasi attivata (MAPKAPKs, -2, -3 e -5) e la proteina correlata MNK1.
p38 MAPK sembra svolgere un ruolo importante nell’apoptosi, differenziazione, sopravvivenza, proliferazione, sviluppo, infiammazione e altre risposte allo stress. l’attività di p38 è richiesta nell’arresto indotto Cdc42 del ciclo cellulare a G1 / S. Questo ruolo inibitorio può essere mediato dall’inibizione di espressione cyclinD1. Il p38 attivato può causare l’arresto mitotico nei cicli cellulari somatici al punto di controllo dell’assemblaggio del mandrino31, 32. Recentemente è stato riferito che p38 coinvolto in vari processi di differenziazione delle cellule vertebrate come adipociti, cardiomiociti, condroblasti, eritroblasti, mioblasti e neuron33.
La chinasi TGF – β-activating (TAK)-1 è un nuovo MAPKKK. È segnalato per partecipare alla trasduzione del segnale di TGF-β e alla fosforilazione della chinasi p38 e / o della via JNK. La trasfezione della chinasi p38 e della chinasi p38 chinasi, MKK3 / 6 ha causato l’inibizione dell’espressione ciclinD1 indotta da mitogeno. Così la via della chinasi TAK1-MKK6-p38 può regolare negativamente l’espressione ciclinD1 e la progressione del ciclo cellulare. D’altra parte, il percorso MKK1-p44/p42 può regolare l’attività del promotore cyclinD1 14. Il bilanciamento del contorno di p42 / 44 MAPK e p38 può svolgere un ruolo cruciale nella regolazione del ciclo cellulare.
Oltre ai percorsi MAPK recitati sopra, sono state identificate altre famiglie MAPK. Uno di questi è BMK1 (Big mitogen-activated protein chinasi, noto anche come ERK5), un membro recentemente identificato della famiglia dei mammiferi MAPK. È stato riferito che BMK1 può essere attivato da fattori di crescita, stress ossidativo e condizioni iperosmolari. MEK5, che viene attivato da MEKK 3 è una specifica chinasi a monte di BMK1. L’espressione di una forma negativa dominante di BMK1 blocca la proliferazione cellulare indotta da EGF e impedisce alle cellule di entrare nella fase s34.
I percorsi MAPK nelle reti di segnalazione nella regolazione della proliferazione cellulare
La rete di segnalazione è sempre più importante per la nostra comprensione della proliferazione cellulare. Il cross-talk può avvenire a molti livelli dalla membrana al nucleo. Coinvolge componenti che si trovano in percorsi comuni, nonché segnali di feedback positivi e negativi. Le vie MAPK sono strettamente regolate e comunicate con altre vie di segnalazione (Fig 2).
vie MAPK nella rete di segnalazione in cellule di mammifero
Uno dei migliori caratterizzati vie di segnale che regola l’attivazione di Mapk è il campo. Il campo gioca un ruolo opposto nella regolazione dei MAPK a seconda del tipo di cellula e recettore. Le piccole proteine G come Rap1, Rac e Cdc42 svolgono un ruolo chiave in questa decisione. cAMP inibisce la crescita delle cellule dei fibroblasti, delle cellule muscolari lisce e degli adipociti almeno in parte, bloccando il legame di Raf – 1 con Ras, bloccando così il percorso MAPK35. Al contrario, nelle cellule PC12, cAMP induce l’attivazione di MAPK attraverso l’attivazione indotta da PKA Rap1. Il Rap1 attivato è sia un attivatore selettivo di B-Raf che un inibitore di Raf-1. Nella maggior parte delle cellule in cui Raf-1 è l’isoforma Raf predominante, cAMP inibisce il percorso MAPK36.
Le isoforme PKC possono regolare direttamente l’attività di Raf-1. Gli esteri di Phorbol ed il bryostatin1 del lattone macro-ciclico possono attivare PKC ed è stato indicato per attivare Raf-1 e la chinasi della MAPPA in molti tipi delle cellule. L’esposizione di varie linee cellulari leucemiche agli esteri di phorbol provoca una risposta di differenziazione chinasi-dipendente di PKC / MAP che consiste dell’espressione aumentata di p21cip e dell’arresto del ciclo cellulare. Schonwasser et al hanno rivelato che il trattamento degli esteri di phorbol delle cellule 3T3 quiescenti attiva ERK via MEK e stimola la sintesi del DNA. Utilizzando la trasfezione transitoria di sei isotipi PKC (α, β1, δ, ɛ, η e ζ) mutanti in cellule Cos-7, hanno ulteriormente dimostrato che PKC può controllare l’attivazione di MAPK e inoltre che il meccanismo di attivazione mostra una certa specificità di isotipo. cPKC-α e nPKC-η sono potenti attivatori di c-Raf-137. È stato dimostrato che l’attivazione di PKC ha indotto la defosforilazione del sito nel C-terminale di c-Jun e l’aumento dell’attività di legame AP-1 da parte della fosfatasi potenziata o della protein chinasi c-Jun inibita. Inoltre, c-Jun è regolato positivamente dalla fosforilazione del suo dominio di attivazione N-terminale da parte di MAPK, con conseguente aumento rapido e significativo dell’attività di AP-138. Noi stessi abbiamo anche scoperto che il TPA (attivatore PKC) ha promosso la progressione G1/S delle cellule HeLa sincronizzate e l’attività MAPK è aumentata. Al contrario, la progressione G1 / S delle cellule HeLa è stata inibita dal trattamento GF-109203X (inibitore PKC). L’inibizione della PKC è correlata con una diminuzione dell’attività di MAPK nelle cellule HeLa 39. Inoltre, abbiamo osservato che l’espressione di PKCZ antisenso provoca la diminuzione del tasso di crescita e l’inibizione della transizione dalla fase G1 a S nelle cellule umane di cheratinociti Colo16. Il livello e l’attività di ERK1 nelle cellule Colo16 che esprimono PKCz antisenso sono diminuiti rispetto alle cellule progenitrici e alle cellule di controllo.Questi risultati hanno dimostrato che questi due percorsi di segnalazione hanno collaborato per regolare la progressione dalla fase G1 a S.
È ben noto che la via del segnale TGF-β ha un effetto inibitorio sulla crescita delle cellule. Ciò comporta cross talk tra percorsi di segnale. Il segnale TGF-β attiva due percorsi indipendenti, il TAK1(TGF-β-activated chinasi 1) -mediata e le vie Smad-mediata. Nella via TAK1 TGF-β attiva la cascata della chinasi TAK1-MKK6-p38 che conduce alla fosforilazione di ATF-2 e ATF-2 si associa a Smad4 in risposta a TGF-β. Pertanto, i complessi Smad e l’ATF-2 fosforilato possono interagire in un complesso nucleoproteico che si associa al DNA e attiva la trascrizione dei geni TGF-β-responsivi 40. È possibile che altre vie correlate alla MAP chinasi come JNK / SAPK e le vie classiche MAP kinse siano coinvolte nell’attivazione trascrizionale attraverso la fosforilazione di fattori trascrizionali ATF-2 e ATF-2. I dati di Shaochun Yan et al hanno dimostrato che nelle cellule di topo C3H10T1/2, TGF-β1 prima diminuisce e successivamente potenzia i livelli di MEK1/MAPK e PKB attivati dall’EGF. Hanno dimostrato che la via MAPK svolge un ruolo importante nella sintesi del DNA indotta da EGF, l’attivazione della via PI3K-PKB gioca un ruolo minore41. Inoltre, TGF-b1 può attivare PKA per inibire il percorso MEK1-MAPK attivato da EGF42.
Prove recenti suggeriscono che una quantità significativa di cross-talk si verifica tra i percorsi PI3K e MAPK. PI3K può essere in grado di interagire con la proteina di scambio Ras GDP/GTP in modo dipendente dal GTP. Ras ha dimostrato di funzionare sia a monte che a valle di PI3K a seconda del particolare stimolo. I P13K attivati possono fosforilare e attivare gli obiettivi a valle della chinasi p70ribosomiale S6, PKB / Akt e NF-κ B. In questo documento viene rimproverato che PI3K è stato implicato nell’attivazione di MEKK1 e nell’attivazione di MEK1/ERK43. Logan et al hanno dimostrato che una forma negativa dominante di PI 3-chinasi così come l’inibitore wortmannin bloks EGF-indotta attivazione JNK drammaticamente. Inoltre, una PI 3-chinasi costituzionalmente attiva, mirata alla membrana, ha dimostrato di produrre prodotti in vivo e di attivare JNK, mentre una forma mutata dalla chinasi di questa proteina non ha mostrato alcuna attivazione. Sulla base di questi esperimenti, essi propongono che l’attività della PI 3-chinasi svolga un ruolo nell’attivazione della JNK indotta dal FEG44. È stato demonastrato che Rac può essere attivato da una regione di Sos in un manner45 dipendente da Ras e PI3K. Rac1 e Cdc42 sono stati implicati nell’attivazione dell’attività del promotore CyclinD1, JNK e p70S6K46, 47, 48. È stato suggerito che i percorsi Raf / MEK / MAPK cooperino con gli eventi di segnalazione PI3K e Rac1 per indurre la sintesi del DNA 49,50. Ma alcuni dati hanno dimostrato che nelle cellule C2C12 l’attivazione della via PI3K-PKB/Akt ha inibito l’attivazione di ERK. Akt ha interagito con Raf e ha fosforilato questa proteina nel suo dominio normativo in vivo. La fosforilazione di Raf da Akt ha inibito l’attivazione della via di segnalazione di Raf-MEK-ERK e ha spostato la risposta cellulare dall’arresto del ciclo cellulare alla proliferazione nelle cellule MCF-751.
I recettori delle citochine senza attività intrinseca della chinasi possono trasmettere i loro segnali regolatori principalmente dalla famiglia di chinasi JAK. La chinasi di JAK può fosforilare le molecole di STAT sui loro residui di tirosina. La STAT attivata e dimerizzata traslocare in nucleare e infine legare il DNA e regolare l’espressione genica52. È stato dimostrato che diverse statistiche come STAT1a, STAT3 e STAT4 sono fosforilate, su un residuo di serina conservato. Questo residuo della serina è un obiettivo della serina / treonina chinasi ERK. La fosforilazione sul residuo della serina è richiesta affinchè queste statistiche transactivate massimamente l’espressione genica. È stato riportato che il trattamento di cellule endoteliali aortiche umane con fattore di crescita degli epatociti ricombinanti (rHGF) ha determinato un aumento significativo della sintesi del DNA e della fosforilazione di ERK da parte di rHGF. È interessante notare che il trattamento con rHGF ha aumentato significativamente la fosforilazione di STAT3 e ha aumentato significativamente l’attività del promotore di c-fos. Mentre PD98059 (inibitore di MAPKK) completamente attenuato la fosforilazione di STAT3 e l’attivazione del promotore di c-fos indotto da rHGF. La proliferazione cellulare indotta da rHGF è diminuita significativamente. Questi dati hanno dimostrato che l’HGF ha stimolato la proliferazione cellulare attraverso la via ERK-STAT3 nelle cellule endoteliali aortiche umane53.
Conclusione
In sintesi, le vie di trasduzione del segnale MAP chinasi svolgono un ruolo importante nella regolazione della proliferazione nelle cellule di mammifero in modo inestricabile da altri sistemi di trasduzione del segnale condividendo il substrato e l’interazione cross-cascade. Inoltre, per esplorare il complesso meccanismo di sovrapposizione è importante. È noto che la regolazione del ciclo cellulare è fondamentale per la normale proliferazione e lo sviluppo di organismi multicellulari. La perdita di controllo alla fine porta al cancro. Quindi, per indagare il meccanismo del ciclo cellulare è molto importante. Leland Hartwell, Paul Nurse e Tim Hunt hanno ricevuto il Premio Nobel 2001 per i loro contributi per rivelare i misteri del ciclo cellulare54. Recentemente i numerosi rapporti hanno indicato che i percorsi MAP Chinasi sono stati coinvolti in molte condizioni patologiche, tra cui il cancro e altre malattie. Sembra che le vie di segnalazione della chinasi della MAPPA rappresentino un potenziale bersaglio per l’intervento terapeutico. Pertanto, una migliore comprensione della relazione tra il sistema di trasduzione del segnale MAP chinasi e la regolazione della proliferazione cellulare è essenziale per la progettazione razionale di nuovi approcci farmacoterapeutici.