Eph受体(Eph receptors)是一组能够通过与Eph受体相互作用的蛋白质(ephrins)结合而被激活的受体。这些受体是已知最大的受体酪氨酸激酶(RTKs)亚家族。 Eph受体和其对应的ephrin配体都是膜结合蛋白,需直接的细胞间相互作用才能激活Eph受体。 Eph/ephrin信号传递在胚胎发育的许多过程中发挥了重要作用,包括轴突引导、组织边界形成、细胞迁移和分段等。此外,这种信号传递在成人体内维持长期增强作用、血管生成、干细胞分化及癌症等多个过程中也被证明至关重要。
Eph/ephrin信号传递能够介导细胞间的多种相互作用,这使得Eph/ephrin系统成为调节胚胎发育过程的理想位置。
Eph受体可以根据序列相似性及其对糖脂镁质酯(glycosylphosphatidylinositol,简称GPI)链接的ephrin-A配体或跨膜的ephrin-B配体的结合亲和力,分为两个亚类别,即EphAs和EphBs。已知人类表达九个EphAs(EphA1-8和EphA10)和五个EphBs(EphB1-4和EphB6)。 Eph受体的特定亚类别通常优先与相应亚类别的所有ephrin结合,而对对立亚类别的ephrin则几乎不会进行交叉结合。有研究表明,EphAs和EphBs的结合机制差异可能是造成其结合特异性的原因之一。
Eph受体的胞外区域由一个高度保守的球状ephrin配体结合区域、一个富含半胱氨酸的区域以及两个纤维连接蛋白III型结构域组成。胞内区域则包含一个与膜相邻的区域,里面有两个保守的酪氨酸残基,以及酪氨酸激酶区域、一个无性α结构域(SAM)和一个PDZ结合基序。当ephrin配体与Eph受体的胞外球状域结合后,Eph的胞内酪氨酸激酶转变为活性形式,并随之激活或抑制下游的信号传导。
与大多数RTK不同,Eph受体具备在细胞间接触后在接收受体的细胞(“前向”信号传递)和相对的ephrin-bearing细胞(“反向”信号传递)中启动细胞内信号的独特能力,这被称为双向信号传递。虽然这一信号传递的功能后果尚未完全阐明,但可以确定的是,这一独特的信号过程使得Eph的ephrin能够在生长锥存活方面产生相反的影响,并促进Eph表达细胞与ephrin表达细胞的隔离。
分段是胚胎发育的一个基本过程,在大多数无脊椎动物和所有脊椎动物中,通过这一过程身体最初被划分为功能单元。在胚胎的分段区域,细胞开始呈现出生化和形态界限,在这些界限处细胞行为有所不同,对于未来的分化和功能至关重要。 Eph信号被认为是这些分段边界的形成和维持的关键因素。
随着神经系统的发展,Eph/ephrin信号在神经元连接模式形成中发挥了作用。 Eph/ephrin信号通过降低轴突生长锥的存活率并驱赶迁移的轴突,来调节其向目标目的地的迁移。这一过程的成功依赖于Eph和ephrin的相对表达水平,使得不同的Eph和ephrin表达梯度能够指导生长锥的迁移。
Eph受体在血管生成和心血管系统的早期发展中起着重要作用。缺乏Eph会干扰这一过程,影响动脉和静脉内皮的分化以及毛细血管芽的产生。而且,Eph在癌症中的作用也逐渐受到关注,特别是在肿瘤的成长和转移过程中高表达的情况。
综上所述,Eph受体的双向信号传递不仅在开发过程中扮演关键角色,而且在调控细胞行为和维持组织稳定性方面也同样重要。这一独特的信号传递机制是如何影响我们对生物体发育及其相关疾病的理解的呢?