Abstrakt

Mitochondrialne białko translokatorowe (18 kDa –TSPO) po raz pierwszy wyizolowano w 1977 r. podczas badania zdolności wiązania diazepamu w tkankach obwodowych. Nazwą bardziej znaną jest wcześniej używany termin − receptor benzodiazepinowy typu obwodowego (PBR). TSPO/PBR różni się budową anatomiczną, strukturą oraz właściwościami fizycznymi i farmakologicznymi od centralnego receptora benzodiazepinowego (CBR). TSPO występuje w większości komórek, ale jego ekspresja jest największa w komórkach, w których są syntezowane steroidy, m.in. w korze nadnerczy, jajnikach, jądrach i łożysku. O roli TSPO świadczy obumieranie we wczesnym okresie płodowym zarodków myszy, którym inaktywowano gen TSPO. TSPO bierze udział w wielu funkcjach komórek, m.in. w steroidogenezie, oddychaniu komórkowym, regulowaniu potencjału błony mitochondrialnej, biosyntezie hemu, reakcjach immunologicznych, apoptozie i proliferacji komórkowej. Współdziała z innymi białkami komórkowymi: kanałem anionowym zależnym od potencjału (VDAC), translokazą nukleotydów adeninowych (ANT), cyklofiliną D, heksokinazą, kinazą kreatyninową, inhibitorem wiązania diazepamu (DBI), transporterem fosforanu i rodziną białek Bcl-2. Białka te w miejscu styku zewnętrznej i wewnętrznej błony mitochondrialnej współtworzą por zmiany przepuszczalności mitochondrialnej (MPTP) oraz decydują o jego aktywności. Właściwości megakanału w przeciwieństwie do jego składu są dość dobrze poznane. Ekspresja TSPO w komórce nie jest wartością stałą, a jej zmiany wiążą się z wieloma chorobami, m.in.: neurologicznymi, nowotworami, zaburzeniami psychicznymi, miażdżycą i uszkodzeniem niedokrwienno-reperfuzyjnym. Dotychczasowe badania przeprowadzane w warunkach in vitro oraz in vivo wydają się potwierdzać wielofunkcyjność TSPO w komórce oraz wskazują możliwości jego wykorzystania w diagnostyce i terapii różnych chorób.

Wstęp

Białko translokatorowe 18 kDa (translocator protein, TSPO) po raz pierwszy zostało wyizolowane w 1977 r. i opisane jako obwodowe, alternatywne dla centralnego receptora benzodiazepinowego, miejsce wiążące diazepam [10]. Przez ponad 30 lat od odkrycia TSPO było przedmiotem wielu badań, które pozwoliły poznać budowę i umiejscowienie w komórce, tkankach, narządach i organizmie oraz prawdopodobny mechanizm działania. TSPO różni się farmakologicznie, strukturalnie i fizjologicznie od receptora benzodiazepinowego typu ośrodkowego (central benzodiazepine receptor, CBR) [23]. Występuje w większości komórek organizmu, jego stężenie różni się w poszczególnych tkankach w zależności od ich typu i zachodzących w nich procesów. TSPO jest obecne głównie w zewnętrznej błonie mitochondrialnej (outer mitochondrial membrane, OMM), a takie umiejscowienie w komórce decyduje o jego znaczeniu − TSPO uczestniczy w wielu funkcjach mitochondrium i całej komórki, m.in. w steroidogenezie, regulowaniu potencjału błony mitochondrialnej, przepuszczalności mitochondrialnych kanałów wapniowych zależnych od napięcia i mitochondrialnego łańcucha oddechowego, dojrzewaniu, różnicowaniu się oraz apoptozie komórek, modulacji odpowiedzi immunologicznej, a także w: uszkodzeniu niedokrwienno- -reperfuzyjnym, aktywacji mikrogleju w odpowiedzi na uszkodzenie mózgu o różnej etiologii, proliferacji komó- rek nowotworowych, reakcji na stres [23,58,62]. O znaczeniu TSPO w komórce świadczy powstanie letalnego fenotypu myszy po inaktywacji genu TSPO, powodującej obumieranie płodów we wczesnej embriogenezie [39].

Historia odkrycia i nomenklatura

Białko translokatorowe po raz pierwszy wyodrębniono w nerce szczura i opisano jako miejsce obwodowego wiązania benzodiazepiny (peripheral binding benzodiazepine, PBBS) [10]. Długo było znane pod nazwą receptora benzodiazepinowego typu obwodowego (peripheral-type benzodiazepine receptor, PBR) [86]. W literaturze pojawiały się również inne propozycje jego określania: mitochondrialny receptor benzodiazepiny (mitochondrial benzodiazepine receptor, MBR), kompleks mitochondrialny receptora inhibitora wiązania diazepamu (mitochondrial diazepam-binding inhibitor receptor complex, mDRC), miejsce wiązania PK11195 (PK11195-binding siting, PK11195 binding site, PKB), białko wiążące izochinolinę (isoquinoline-binding protein, IBP), obwodowy receptor benzodiazepiny (benzodiazepine receptor peripheral), pk18, Omega3 receptor [58,62,80]. Wymienione nazwy określają pewne właściwości białka, jednak żadna nie opisuje właściwej, obecnie znanej. Obecna nazwa, która wydaje się najbardziej poprawna i uwzględnia budowę oraz pełnione funkcje została przyjęta przez HUGO Gene Nomenclature Committee (HGNC) dopiero w 2006 r. Wyróżniono mitochondrialne białko translokatorowe 18 kDa (mitochondrial translocator protein, mitoTSPO) i jądrowe białko translokatorowe 18 kDa (nuclear translocator protein, nucTSPO), opierając się na wynikach prowadzonych badań, uwzględniono różnice w ich roli fizjologicznej, zależnej od umiejscowienia w komórce. TSPO jest homologiczny do białka odkrytego u prokariotów fotosyntetyzujących – roślin i bakterii purpurowych (Rhodobater sphaeroides), którego poziom ekspresji zależy od stężenia tlenu, a skład aminokwasowy jest bogaty w reszty tryptofanowe (Tryptofan-rich Sensory Protein for Oxygen). TSPO jest dla tych organizmów niezbędne w syntezie chlorofilu – uczestniczy w transporcie protoporfiryn do chloroplastów/ plastycydów, jego ekspresja jest podwyższona w komórkach intensywnie fotosyntetyzujących, gdy stężenie tlenu i/lub natężenie światła jest niewielkie, natomiast ekspresja białka pozostaje na niskim poziomie, gdy bakterie rosną w warunkach komfortu tlenowego [88]. Gen tspO został również wyodrębniony w genomie bakterii niefotosyntetyzujących Pseudomonas fluorescens MF37 [13]. Białko, które koduje gen tspO ma podobną strukturę i funkcjonalność do mitochondrialnego TSPO ssaków, m.in. może tworzyć dimery [89]. Ligandy TSPO również mają powinowactwo do bakteryjnego TSPO i mogą ingerować w czynność komórki, np. PK11195 zmniejsza zdolność bakterii Pseudomonas fluorescens do adhezji i tym samym osłabia ich wirulencję (zjadliwość) [13]. Obecność TSPO w komórkach bakterii potencjalnie umożliwia wybór dotychczasowego leczenia zakażeń, ale należy rozważyć dodatkowe działania powszechnie stosowanych ligandów TSPO – benzodiazepin, które wynikają z interakcji z receptorem obecnym zarówno w komórkach gospodarza, jak i w komórkach drobnoustroju chorobotwórczego.

Umiejscowienie tkankowe i narządowe

TSPO występuje w większości komórek, przy czym poziom jego ekspresji jest zróżnicowany tkankowo. Dysproporcje te wynikają z funkcji pełnionej przez daną tkankę i udziału TSPO w niezbędnych do pełnienia tych funkcji procesach komórkowych. Największą ekspresją TSPO cechują się tkanki gruczołowe i wydzielnicze, m.in. kory nadnerczy, gonad, szyszynki, łożyska i przysadki mózgowej. Niższy poziom ekspresji TSPO stwierdza się w nerce oraz w układzie sercowo-naczyniowym, w którym są obecne w sercu i w ścianie naczyniowej: w komórkach śródbłonka, mię- śniówki gładkiej i w komórkach tucznych [12]. Pośrednim poziomem ekspresji cechują się elementy morfotyczne krwi: płytki, erytrocyty i leukocyty, przy czym ekspresja w monocytach i granulocytach jest większa niż w limfocytach i w komórkach NK (natural killers, naturalni zabójcy); wśród limfocytów najsilniejszą ekspresję obserwuje się w limfocytach pomocniczych T4 (T4-helper cells) [83]. Niewielką liczbę molekuł białka ma natomiast wątroba [11]. Szczególnym zróżnicowaniem ekspresji TSPO cechuje się mózg, w którym występuje ono głównie w komórkach glejowych – mikrogleju i astrocytach; rozmieszczenie TSPO w poszczególnych regionach OUN jest zgodne z jego budową histologiczną, największa ekspresja występuje w śródmózgowiu i we wzgórzu – obszarach mózgu zawierających dużą lizcbę komórek glejowych, a najmniejsza w korze czołowo-ciemieniowo-skroniowej i w móżdżku, w których mikroglej nie występuje, a dominujące w tych częściach mózgu neurocyty zawierają śladową ilość molekuł białka translokatorowego [35]. Zawartość TSPO nie jest wartością stałą, ale zmienia się m.in. pod wpływem hormonów, leków i w stanach chorobowych [23,47]. Chirurgiczne usunięcie przysadki mózgowej powoduje zmniejszenie ekspresji TSPO w warstwach pasmowatej i siateczkowatej kory nadnerczy, w jajnikach i jądrach, podany wówczas egzogenny hormon adrenokortykotropowy (ACTH) zwiększa syntezę molekuł białka translokatorowego w nadnerczach, ekspresja TSPO w jądrach obniża się pod wpływem podawania estradiolu, octanu cyproteronu i octanu testosteronu, a w nadnerczach i przysadce − octanu cyproteronu [16,47]. Długotrwałe podawanie progesteronu zwiększa poziom ekspresji TSPO w korze mózgowej i w nerkach. Kastracja u mężczyzn obniża zawartość TSPO w gruczo- łach opuszkowo-cewkowych, tzw. gruczołach Cowpera, które zapewniają prawidłowy skład nasienia [47]. W jajnikach ekspresja TSPO zmienia się w czasie cyklu owulacyjnego i osiąga maksymalną wartość w okresie owulacji [11]. U szczurzyc TSPO wykrywa się w ciałku żółtym ciążowym we wczesnym etapie ciąży [76]. W prawidłowej nerce najwięcej cząsteczek tego białka wykrywa się w nabłonku części grubej ramienia wstępującego pętli Henlego i w kanaliku zbiorczym, w kanaliku bliższym natomiast jest syntetyzowane tylko w przebiegu uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego – można je wówczas wykryć także w torebce Bowmana, w śródbłonku uszkodzonych naczyń oraz w naciekających makrofagach [80]. Angiotensyna II nie zmienia ekspresji TSPO w nerce, co sugeruje początkowy brak różnic w dystrybucji nerkowej TSPO w normo- i hipertensji. Zmienia się dopiero, gdy w przebiegu nadciśnienia uszkodzeniu ulegają kanaliki proksymalne. Ekspresja TSPO w nerce zwiększa się po stosowaniu furosemidu, a spada po adrenalektomii, temu spadkowi zapobiega aldosteron [11]. Szczególna nadekspresja TSPO występuje w tkankach nowotworowych.

Zmiany stopnia ekspresji białka translokatorowego w przebiegu ontogenezy

Stopień ekspresji TSPO w okresie prenatalnym zależy od etapu ciąży. Badania przeprowadzone dotychczas u płodów i noworodków zwierząt wykazały największą dynamikę zmian liczby molekuł białka translokatorowego w sercu i płucach – gwałtowny wzrost następuje bezpośrednio przed urodzeniem. W okresie pourodzeniowym ekspresja TSPO również zmienia się w poszczególnych narządach. Wysoka ekspresja białka występuje m.in. w szpiku kostnym, nadnerczach i jądrach. W jądrach i w nadnerczach wykazuje tendencję wzrostową, z maksimum ekspresji w jądrach w okresie dojrzewania i stopniowe zmniejszanie po jego osiągnięciu. W okresie starzenia się najwyraźniejsze obniżenie ekspresji TSPO obserwowano w nerce [83]. Badania przeprowadzone techniką PET z użyciem 11 C[R]PK11195 w zróżnicowanej wiekowo grupie ludzi wykazały, że w mózgu liczba molekuł zwiększa się z wiekiem, przy czym jest zachowany ogólny wzór jego rozmieszczenia w poszczególnych obszarach, a za przyczynę tego wzrostu uważa się przewlekłe, chociaż niewielkie uszkodzenie neuronów i glejozę [35]. Wydaje się także, że w niektórych narządach (np. w sercu) ekspresja TSPO pozostaje na stałym poziomie [83].

Umiejscowienie komórkowe TSPO

Białko translokatorowe występuje głównie w zewnętrznej błonie mitochondrialnej, ale można je także wykryć w błonie jądrowej, w błonach otaczających lizosomy i peroksysomy oraz w błonach tworzących aparat Golgiego [5,74]. TSPO w jądrze komórkowym i w błonach plazmatycznych skupionych w okolicy okołojądrowej odgrywa prawdopodobnie istotną rolę w podziale i różnicowaniu się komórek. Takie umiejscowienie białka najczęściej stwierdza się w komórkach nowotworowych, m.in. raka piersi, okrężnicy i stercza [5]. TSPO może być obecne również w komórkach pozbawionych mitochondriów i jądra komórkowego, np. w dojrzałych erytrocytach – wówczas znajduje się tylko w błonach plazmatycznych [56]. Podstawową jednostką czynnościową TSPO jest monomer o masie 18 kDa, który może polimeryzować przez tworzenie kowalencyjnych wiązań między resztami tyrozyny (powstają dimery, tetramery, pentamery i heksamery o masie odpowiednio: 36, 72, 90 i 108 kDa), zwłaszcza w wyniku stymulacji hormonalnej [19,39,44]. TSPO jako dimer dominuje w komórkach nowotworowych, a czynnikiem indukującym jego powstanie są wolne rodniki tlenowe (reactive oxygen species, ROS), których komórka zmieniona kancerogennie wytwarza więcej niż prawidłowa [19]. Białko TSPO jest kodowane przez genom jądrowy. Gen TSPO jest konserwatywny ewolucyjnie, analiza porównawcza sekwencji cDNA TSPO, uzyskanych od gryzoni, wołu i ludzi wykazała prawie 80% homologię sekwencji nukleotydowej [13]. U człowieka gen TSPO znajduje się w regionie q13.3 chromosomu 22 [65]. Aberracje chromosomu 22 są przyczyną stosunkowo dużej liczby wrodzonych i nabytych chorób, w tym również nowotworowych. Delecja genu TSPO w komórkach Leydiga powoduje zablokowanie transportu cholesterolu do mitochondrium i zmniejszenie syntezy steroidów. Powtórna transfekcja tych komórek wektorem zawierają- cym brakujący gen przywraca zdolność steroidogenezy. Ludzkie TSPO składa się z 169 reszt aminokwasowych, wśród których szczególnie częsta jest reszta tryptofanu. Jest zbudowane z 5-alfa-helikalnych przezbłonowych domen (każda zawiera 21 aminokwasów), C-końca zwró- conego do cytosolu, zawierającego sekwencję aminokwasową (fragment 153−169 reszty aminokwasowej) rozpoznającą i wiążącą cholesterol (cholesterol recognition amino acid consensus, CRAC) oraz umożliwiającą jego przenoszenie do mitochondrium. Utrata C-końca TSPO lub mutacja domeny CRAC pozbawia tak zmienione biał- ko zdolności wiązania cholesterolu. W CRAC unikatową sekwencją jest motyw Schellmana (a motif Schellman) między 103 a 108 resztą aminokwasową. Prawdopodobnie jest on niezbędny w dotarciu kodowanego w jądrze komórkowym i syntetyzowanego w rybosomach TSPO do mitochondrium, którego zewnętrzna błona jest ostatecznym miejscem w komórce [67]. Uszkodzenie motywu Schellmana blokuje inkorporację TSPO w zewnętrzną błonę mitochondrialną [49]. N-koniec zwrócony do mitochondrialnej przestrzeni międzybłonowej wiąże benzodiazepiny [9]. Ligandy TSPO mogą się wiązać z TSPO w różnych jego miejscach – pierwsza pętla cytoplazmatyczna prawdopodobnie również wiąże endo- i egzogenne ligandy, natomiast syntetyczne oksysomy o strukturze podobnej do cholesterolu mają powinowactwo do C-końca [8,38,79]. Domeny przezbłonowe wspólnie tworzą kanał o pozbawionym ładunku wnętrzu, przez które może się odbywać transport cholesterolu do wewnętrznej błony mitochondrialnej [39,67].

Megakanał. Interakcje TSPO z białkami megakanału

TSPO współtworzy złożony kompleks białkowy o masie 200−240 kDa, zwany porem zmiany przepuszczalności mitochondrialnej (mitochondrial permeability transition pore, MPTP) lub megakanałem (mitochondrial megachannel) [6,28,58,78]. Ten zespół białek znajduje się w miejscach kontaktu błon mitochondrialnych (mitochondrial contact site, MMC): zewnętrznej i wewnętrznej, a  właściwie tworzy ten kontakt, umożliwiając koordynację metaboliczną między cytosolem, mitochondrialną przestrzenią międzybłonową i macierzą mitochondrialną [75]. Dokładny jego skład białkowy i rola fizjologiczna nie zostały dotąd ustalone, ale przyjmuje się, że mogą go współtworzyć następujące białka [78]:

• Kanał anionowy zależny od potencjału (voltage-dependent anion channel; VDAC) [73].

• Translokaza nukleotydów adeninowych (adenine nucleotide translocator, ANT) [28].

• Inhibitor wiązania diazepamu (diazepam binding inhibitor, DBI). DBI jest agonistą TSPO [2]. Wynikiem działania DBI oraz produktów jego rozpadu (tzw. endozepin, m.in. triakontatetraneuropeptydu DBI (TTN) – jest m.in. stymulucja steroidogenezy in vitro – kortykosteronu i aldosteronu w mitochondriach wyizolowanych z komórek kory nadnerczy żaby oraz testosteronu w mitochondriach komórek Leydiga szczura. TSPO pośredniczy również w indukcji syntezy testosteronu przez TTN we fragmentach ludzkiej tkanki jądrowej in vitro, a można ją zablokować, podając flunitrazepam (antagonista TSPO). Przypuszczalnie DBI i jego pochodne indukują steroidogenezę w komórkach zdolnych do steroidogenezy, a które nie podlegają stymulacji hormonami tropowymi (ACTH, LH/FSH, hcG). W ośrodkowym układzie nerwowym – indukcja neurosteroidogenezy odbywa się auto- i/lub parakrynnie przez stymulację TSPO [18]. Podanie DBI bezpośrednio do komór mózgu u myszy in vivo zwiększało w surowicy stężenia testosteronu u samców lub estradiolu – u samic. Wzrost był zależny od dawki, występował po około 1 h i utrzymywał się do 4 h [17]. Kliniczne obserwacje wydają się potwierdzać udział endozepin w biosyntezie steroidów: długotrwała terapia benzodiazepinami u mężczyzn zmniejsza stężenie testosteronu, a zwiększa LH w surowicy krwi [18].

Białko towarzyszące obwodowemu receptorowi benzodiazepinowemu

Interakcje między TSPO a PRAX-1, które polegają na wiązaniu pojedynczej molekuły PRAX-1 z kilkoma cząstkami TSPO w OMM analizuje się pod kątem włączenia PRAX- 1 w implikacje TSPO w niektóre zaburzenia psychiczne i dziedziczne demencje degeneracyjne [22].

•Cyklofilina D (cyclophilin-D, Cyp-D) [32].

• Izoenzym mitochondrialny kinazy kreatynowej (michondrial creatine kinase, mtCK) [66].

• Mitochondrialna izoforma heksokinazy (hexokinase, HK) [78].

• Mitochondrialny transporter fosforanów (phosphate carrier, PiC) [9].

• Białka z rodziny Bcl-2 (podrodzina białek antyapoptotycznych Bcl-2: Bcl-2, Bcl-x, Bcl-xL, Bcl-w i podrodzina białek proapoptotycznych Bax: Bax, Bcl-xS, Bak, Bid). Interakcje białek z rodziny Bcl-2 z TSPO kontrolują przepuszczalność zewnętrznej błony mitochondrialnej [69,84].

MPTP reguluje stężenie Ca++ i pH w macierzy mitochondrialnej, potencjał przezbłonowy błony wewnętrznej mitochondrium (uwarunkowany gradientem protonów) i objętość mitochondrium. Otwarcie megakanału prowadzi do tzw. zmiany przepuszczalności mitochondriów (mitochondria permeability transition, MPT) [32]. Osiągając maksymalną średnicę 2,0-3,0 nm, megakanał pozwala na transport cząsteczek o masie do 1,5 kDa z macierzy do przestrzeni międzybłonowej mitochondrium [27].

Transduceosom jest kompleksem białkowym o dużej rozpiętości masy cząsteczkowej, 66-800 kDa, zależnej od stopnia polimeryzacji TSPO [49,67]. W skład trasduceosomu oprócz TSPO wchodzą:

• białko towarzyszące obwodowemu receptorowi benzodiazepinowemu (PBR-associated protein, PAP 7) o masie 60 kDa jest obecne w aparacie Golgiego i w zewnętrznej błonie mitochondrialnej, w bezpośrednim sąsiedztwie TSPO [42,43]. PAP7 należy do rodziny białek kotwiczących, rekrutuje kinazę białkową A (w postaci holoenzymu) do białka translokatorowego, stąd jego inna, równorzędna nazwa – białko kotwiczące kinazę A (A kinase anchor protein, AKAP) [43,68]. Interakcje PKA-AKAP(PAP7)-TSPO pozwalają uznać PAP7 za element sprzęgający wymienione białka [60];

• kinaza białkowa A (protein kinase A, PKA) jest syntetyzowana jako nieaktywne enzymatycznie probiałko, tetramer jest zbudowany z 2 podjednostek regulatorowych i 2 podjednostek katalitycznych. Aktywacja enzymu następuje pod wpływem cAMP i w jej wyniku uwolnione jednostki katalityczne powodują fosforylację StAR, natomiast jednostki regulatorowe (każda o masie 54 kDa) pozostają połączone z PAP7-TSPO [43];

• białko ostrej regulacji steroidogenezy (steroidogenic acute regulatory protein, StAR), w postaci prekursorowej, o masie 37 kDa (285 reszt aminokwasowych) jest syntetyzowane w cytosolu większości komórek albo w wyniku stymulacji hormonami tropowymi (ACTH, hcG, LH) lub czynnikami auto- i parakrynnymi (steroidogeneza niezależna od cAMP) [43]. Jedynym narządem, w którym StAR nie występuje, a w którym przebiega intensywna steroidogeneza jest łożysko, funkcje StAR pełni białko MNL64 (metastatic lymph node 64)[50]. Okres półtrwania natywnego StAR jest krótki (t0,5 wynosi ok. 15 min) – jeśli StAR w tym czasie nie zostanie inkorporowany w wewnętrzną błonę mitochondrialną, to ulegnie rozkładowi przez cytoplazmatyczne proteazy [25]. StAR i TSPO współdziałają w regulacji transportu cholesterolu do mitochondriów. W mitochondriach, w których molekuł TSPO jest niewiele steroidogeneza jest znacznie wolniejsza [67]. C-koniec białka StAR wiąże cholesterol w cytoplazmie i dostarcza go do TSPO, transport cholesterolu przez zewnętrzną błonę mitochondrialną odbywa się przez TSPO, który peł- ni funkcję kanału i przebiega jednocześnie z przejściem StAR przez zewnętrzną błonę mitochondrialną. StAR jest aktywny tylko w zewnętrznej błonie mitochondrialnej [9,50]. Po przejściu do mitochondrialnej przestrzeni mię- dzybłonowej odłącza się N-końcowa sekwencja sygnałowa i powstaje postać nieaktywna − końcowa postać StAR o masie 30 kDa, którą wykrywa się także w wewnętrznej błonie mitochondrialnej i w macierzy [9]. Końcowy StAR nie pełni w mitochondrium żadnej funkcji, a jego nagromadzenie może być potencjalnie dla tej organelli szkodliwe i dlatego musi ulec proteolizie przez enzymy mitochondrialne (t½ 30 kDa Star wynosi ok. 4 h) [25]. StAR jest fosfoproteiną, zawiera dwa miejsca fosforylacji, z któ- rych jedno ulega fosforylacji przez kinazę białkową A, a drugie przez kinazę białkową C [54]. Fosforylacja przez kinazę A warunkuje aktywność StAR, chociaż niektóre analizy dowodzą, że tylko ją zwiększa, a obecność fosforylowanego StAR jest przyczyną nasilenia steroidogenezy indukowanej w porównaniu ze steroidogenezą podstawową [9,45]. Istnieją dowody o niezbędności zarówno StAR jak i TSPO w steroidogenezie: mutacje genu białka StAR powodują lipoidowy wrodzony przerost kory nadnerczy (congenital lipoid adrenal hyperplasia, lipoid CAH) – zaburzony jest transport cholesterolu do mitochondriów i jego nadmiar gromadzi się w cytoplazmie, co przeładowuje nadnerczy lipidami i blokuje steroidogenezę, z klinicznymi cechami niedoboru hormonów nadnerczowych (zespół śmiertelny we wczesnym dzieciństwie) [68]. Zniszczenie genu TSPO w komórkach linii nowotworowej Leydiga wiąże się z defektem transportu cholesterolu do mitochondriów i brakiem steroidogenezy [49]. Bardzo długo nie znano mechanizm jej stymulacji przez hormony peptydowe (hCG) i cAMP, podanie ich może szybko, w ciągu kilku minut, nasilić syntezę hormonów steroidowych. Doświadczalnie wykazano, że bezpośrednio po podaniu wymienionych stymulatorów w komórkach zdolnych do steroidogenezy następuje tworzenie polimerów TSPO, synteza 37 kDa StAR i jego transport z cytosolu do zewnętrznej błony mitochondrialnej oraz transport PAP7 z aparatu Golgiego. Wiązanie PAP7 z TSPO obecnym w zewnętrznej błonie mitochondrialnej umożliwia fosforylację StAR przez kinazę białkową A [60,67]. Prawdopodobnie StAR wymaga obecności VDAC, który zapobiega degradacji fosforylowanego StAR przez proteazę cysteinową jeszcze przed jego importem do mitochondrium [9]. Skutkiem opisanych procesów jest transfer cholesterolu do wewnętrznej błony mitochondrialnej, gdzie obecny enzym P450scc (cytochrom P450 cholesterol side-chain cleavage enzyme, enzym P450 odłączający boczny łańcuch cholesterolu) przekształca go w pregnenolon – hormon prekursorowy wszystkich hormonów steroidowych [49]. Do wyjaśnienia pozostaje pytanie, dlaczego aktywacja hormonalna steroidogenezy jest szybka w warunkach in vivo (w ciągu kilku min), a o wiele wolniejsza (10-20 min) w warunkach in vitro? I dlaczego synteza StAR następuje jeszcze później – po około 20-30 min od podania hormonów? Czy w pierwszej fazie jest przenoszony cholesterol, który może jest już związany z TSPO w zewnętrznej błonie mitochondrialnej (tzw. cholesterol niestrukturalny), a niewielka ilość StAR obecna stale w komórce jest wynikiem regulacji innej niż stymulacja hormonalna i dopiero później następuje synteza cytosolowego 37 kDa StAR i intensywna steroidogeneza [60,67];

• kompleks desmolazy cholesterolowej składający się z cytochromu P450scc, reduktazy adrenodoksyny (adrenodoxin reductase, AdR) i adrenodoksyny (adrenodoxin, Adx) [67].

Biosynteza steroidów

Synteza steroidów (steroidogeneza) jest prawdopodobnie najlepiej poznanym szlakiem metabolicznym zachodzącym z udziałem białka translokatorowego. TSPO działające w kompleksie transduceosomu pośredniczy w transporcie cholesterolu w komórce: z cytosolu do mitochondriów. Brak TSPO lub jego niepełnowartościowość skutkuje brakiem steroidogenezy [58].

Transport porfiryn i biosynteza hemu

Transport porfiryn i biosynteza hemuczeniu tkanki nowotworowej z wykorzystaniem reakcji fotoutleniania (photodynamic therapy, PDT). Akumulację porfiryn w komórkach nowotworowych można tłumaczyć zwiększeniem aktywności deaminazy porfobilinogenu, zmniejszeniem aktywności ferrochelatazy, ale też prawdopodobnie zwiększeniem wychwytu protoporfiryn, spowodowanym nasiloną ekspresją TSPO [3,57].

Transport jonów Cl-, Na+, K+

TSPO obecne w komórkach nabłonkowych przewodu pokarmowego uczestniczy w zależnym od wapnia transporcie chloru (Cl- ), potasu (K+ ) i sodu (Na+ ) między komórką a światłem przewodu pokarmowego [58]. Komórki gruczołowe ślinianek podżuchwowych cechuje wysoka ekspresja TSPO. Dożylne podanie szczurom PK11195 przyspiesza wydzielanie śliny, o zwiększonej zawartości Na+ , K+ i Cl- [51,74]. TSPO występuje w enterocytach dwunastnicy, jelita czczego i jelita krętego, jego ekspresja jest najwyższa w komórkach części szczytowej kosmków jelitowych, a w komórkach kubkowych krypt jelitowych białka tego się nie stwierdza. Kierunek transportu jonów Cl- jest różny w poszczególnych częściach jelita: w dwunastnicy − wydzielanie Cl- do światła jelita, w jelicie czczym − absorpcja Cl- . Różnice te mogą wynikać z odmiennych proporcji białek w megakanale: ilość TSPO i ANT jest podobna w całym jelicie cienkim, natomiast ekspresja VDAC jest znacznie niższa w dwunastnicy w porównaniu z jelitem krętym i czczym [56].

Białko translokatorowe jest też obecne w mięśniu sercowym i wpływa na jego czynność. Ro5-4864 (benzodiazepina), agonista TSPO, skraca czas trwania potencjału czynnościowego kardiomiocytów i osłabia kurczliwość mięśnia sercowego świnki morskiej, podobnie jak blokery kanałów wapniowych [86]. Skutki działania zarówno Ro5 4684, jak i pochodnych dihydropirydyny można odwrócić podaniem PK11195 (antagonisty TSPO).

Proliferacja i różnicowanie komórkowe

TSPO jest niezbędne już podczas gastrulacji – w czasie powstania pierwotnych narządów osiowych (m.in.: struny grzbietowej, cewy nerwowej, jelita pierwotnego) i przypuszczalnie odgrywa główną rolę w procesie pierwotnej erytropoezy. Hipotezę potwierdzają mutacje knockout genu TSPO u danio pręgowanego (łac. Danio retro, ang. zebrafish), które prowadzą do nieefektywnej erytropoezy, nie powstają krwinki lub ich liczba jest niewielka [62]. Prawdopodobnie tłumaczy to, a nie jak początkowo przypuszczano brak steroidogenezy − tak wczesną letalność embrionów myszy, nosicieli tej mutacji [39]. Dodatkowym potwierdzeniem takiego patomechanizmu mogą być mutacje genu kodującego białko StAR − brak StAR i steroidogenezy pozwala na przeżycie płodów przez cały okres ciąży, choć są nieprawidłowo rozwinięte (brak syntezy testosteronu jest przyczyną żeńskiego fenotypu u płodów z kariotypem XY), a do ich obumierania dochodzi dopiero we wczesnym etapie pourodzeniowym.

TSPO nasila proliferację komórkową. Antagoniści TSPO hamują proliferację w liniach komórkowych różnych nowotworów, hamują przejście komórek w fazę S i G2 /M, powodując akumulację komórek w fazie G1 /G0 cyklu [71].

Udział w odpowiedzi zapalnej. Immunomodulacja

Obecność białka translokatorowego w komórkach limfoidalnych i makrofagach może świadczyć o jego potencjalnym udziale w reakcjach immunologicznych organizmu. Ligandy TSPO mogą więc modyfikować czynność komórek immunologicznych, nasilając ją (agoniści) lub osłabiając (antagoniści) [86]. Diazepam i Ro5 4864 stymulują migrację i fagocytozę neutrofilów najpewniej wskutek aktywacji białka translokatorowego. PK11195 − antagonista TSPO, hamuje migrację i fagocytozę neutrofilów indukowaną diazepamem lub Ro5 4864, natomiast L-werapamil, bloker kanałów wapniowych, hamuje tylko fagocytozę. Dowodzi to, że fagocytoza jest następstwem zmian wewnątrzkomórkowego stężenia Ca2+, natomiast migracja neutrofilów jest procesem niezależnym od zmian stężenia Ca2+. Diazepam, podany w celu przerwania napadu padaczkowego, osiąga stężenie terapeutyczne w zakresie wartości mikro- i supramikromalarnych, w badaniach in vitro wykazano, że takie stężenia są wystarczające do stymulacji neutrofilów do migracji i fagocytozy, stąd dawki terapeutyczne diazepamu mogą modyfikować odpowiedź immunologiczną [44]. Białko translokatorowe moduluje też czynność komórek immunokompetentnych – sekrecję cytokin i immunoglobulin [58].

Apoptoza

Apoptoza – proces programowanej śmierci komórki, umożliwiający eliminację komórek z nieodwracalnymi defektami lub potencjalnie niebezpiecznych i utrzymanie homeostazy tkankowej organizmu, może się realizować dwoma sposobami – szlakiem zewnątrz- i wewnątrzpochodnym. TSPO jest włączone w szlak wewnątrzpochodny – mitochondrialny, który jest inicjowany sygnałami pojawiającymi się wewnątrz komórki, a będącymi skutkiem jej nieodwracalnego uszkodzenia. Można do nich zaliczyć ROS oraz sytuacje stresowe komórki, np.: szok cieplny, rozprzężenie transportu elektronów, nagromadzenie szkodliwych białek i uszkodzenie DNA. Kompleks megakanału i interakcje między wchodzącymi w jego skład VDAC i TSPO odgrywają główną rolę w mitochondrialnej indukcji apoptozy: w następstwie działania czynników proapoptotycznych megakanały łączące wewnętrzną i zewnętrzną błonę mitochondrium otwierają się i z przestrzeni międzybłonowej uwolnione zostają proapoptotyczne białka, m.in.: cytochrom c, czynnik indukujący apoptozę (apoptosis inducing factor, AIF) i prokaspazy 2,3,9, które inicjują kaskadowe reakcje prowadzące ostatecznie do apoptozy [84]. W świetle obecnych badań oprócz białek z rodziny Bcl- 2 – dotychczas oczywistych regulatorów apoptozy, tak- że TSPO może być regulatorem wewnętrznego szlaku apoptozy.

Mutacja genu TSPO typu knockdown w komórkach glejaka C6 powoduje zmniejszenie ekspresji TSPO w mitochondriach i prawie 50% redukcję wiązania jego ligandów oraz zmniejszenie częstości apoptozy tych komórek o około 60%. Obserwacje te sugerują pośrednio, że wzrost ekspresji TSPO w komórkach nowotworowych może nasilać apoptozę. Leki przeciwnowotworowe, np. erucylofosfocholina, erucylofosfohomocholina inicjują apoptozę przez aktywacjęTSPO i otwarcie MPTP. Ogniwem pośredniczącym w tym procesie są ROS, które aktywując VDAC − zmianiają przezbłonowy gradient potencjału i otwarcie megakanału. Ligandy TSPO: Ro5 4864 i PK11195 oraz mutacja knockdown genu TSPO blokują wszystkie etapy mitochondrialnego szlaku apoptozy indukowanego przez erucylofosfohomocholinę [84]. U chorych z neuroblastomą PK11195 indukuje apoptozę i wstrzymuje cykl komórkowy w komórkach tego nowotworu oraz dodatkowo uwrażliwia go na klasyczne chemioterapeutyki [49]. Ligandy TSPO o działaniu proapoptotycznym znajdą być może zastosowanie w leczeniu chorób nowotworowych, jako leki przeciwnowotworowe lub środki wspomagające klasyczne leki. Ligandy TSPO o działaniu antyapoptotycznym znajdą być może zastosowanie w leczeniu wtórnych uszkodzeń mózgu, np. po urazie – zapobiegają rozszerzaniu się strefy uszkodzenia neuronów wokół ogniska pierwotnego zniszczenia, którym w warunkach klinicznych może być np. krwiak, stłuczenie lub obrzęk. Z dużym prawdopodobieństwem mogą być także wykorzystane w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych, np. w chorobie Alzheimera, Parkinsona lub Huntingtona [84].

Białko translokatorowe w zaburzeniach czynności komórek i tkanek

Uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne

Uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne może dotyczyć każdego narządu, ale szczególnie groźne następstwa występują, gdy dotyczy serca lub mózgu. Już we wczesnej fazie uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego komórek mięśnia sercowego dochodzi do zmian w przebiegu fosforylacji oksydacyjnej i przepuszczalności błony mitochondrialnej – białko translokatorowe uczestniczy w obydwu procesach. Kardioprotekcyjne działanie wybranych ligandów TSPO potwierdzono w różnych modelach ostrego niedokrwienia. SSR180575 (7-chloro-N,N,5-trimetylo-4- okso-fenylo-3,5-dihydro-4H-pyrazino[4,5-b]indolo-1-acetamid, nieodwracalny antagonista) zmniejsza rozmiar strefy zawału zarówno ex vivo − w izolowanych sercach królika, jak i in vivo − u szczurów, którym zamknięto na 30 min lewą tętnicę wieńcową, poprawia się także kurczliwość komórek, do której osłabienia doszło w czasie incydentu niedokrwienia [41]. 4’Chlorodiazepam – inny antagonista, zmniejsza uszkodzenie mięśnia sercowego i poprawia powrót jego czynności skurczowej u szczurów po incydencie niedokrwiennym [87]. Wyniki badań doświadczalnych innego antagonisty TSPO − TRO40303 (3,5-seco-4-nor-cholestan-5-one oksyme-3-ol), związku o budowie podobnej do cholesterolu, który wiąże się z C-końcem TSPO zamiast cholesterolu, były tak korzystne, że zdecydowano się na jego kliniczne przetestowanie i obecnie jest w II fazie prób – otrzymują go chorzy z ostrym niedokrwieniem mięśnia sercowego przed wykonywaniem leczniczej angioplastyki naczyń wieńcowych [53,72]. Kardioprotekcja z użyciem wymienionych antagonistów TSPO polega na redukcji stresu oksydacyjnego, poprawie czynności mitochondriów oraz zmniejszeniu strefy zawału podczas uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego, ale dokładny mechanizm ich działania nie został jednak określony. Rozważana jest hipoteza związku uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego z metabolizmem lipidów w mitochondrium i udziałem w nim TSPO. W fazie reperfuzji niekontrolowany transport cholesterolu przez TSPO z cytosolu i wzrost jego stężenia w wewnętrznej błonie mitochondrialnej sprzyja autoutlenianiu cholesterolu i jest źródłem toksycznych oksysteroli: 7- i 7-hydroksysteroli, 7-ketocholesterolu i epoksydów cholesterolu, które otwierają megakanał, a 4’-chlorodiazepam i TRO40303 podane przed incydentem niedokrwienia, blokując transport cholesterolu, zapobiegają uszkodzeniu mitochondrium [61].

Następstwem niedokrwienia mózgu jest uszkodzenie neurocytów i rozplem komórek glejowych z nasiloną ekspresją TSPO, najintensywniejszą między 3 a 7 dniem reperfuzji [63]. Wzrost ekspresji białka translokatorowego, mierzonej z użyciem [3 H]PK11195, może być biomarkerem stopnia uszkodzenia neuronów, spowodowanego przejściowym niedokrwieniem. Degeneracji neuronów w przebiegu niedokrwienia prawdopodobnie zapobiegają benzodiazepiny − agoniści TSPO [83]. Nie wyjaśniono czy to neuroprotekcyjne działanie jest wynikiem interakcji benzodiazepin z ośrodkowym, czy z obwodowym receptorem benzodiazepinowym − białkiem translokatorowym (benzodiazepiny są agonistami obydwu receptorów). Podejrzewa się, że neuroprotekcyjne działanie benzodiazepin, realizujące się przez TSPO, jest prawdopodobnie wynikiem nasilenia miejscowej steroidogenezy. W modelach zwierzęcych podanie progesteronu do 24 h po niedokrwieniu przyczynia się do zmniejszenia obszaru zawału i obrzęku mózgu, powoduje zmniejszenie uszkodzeń i nekrozy neuronów, hamowanie syntezy wolnych rodników tlenowych, a także przyspiesza regenerację neuronów, co poprawia zdolność uczenia się i pamięć. Podobną neuroprotekcję wykazywał progesteron podany szczurowi przed zamknięciem tętnicy mózgowej, jeszcze skuteczniejszy w poniedokrwiennej neuroprotekcji jest metabolit progesteronu – tetrahydroprogesteron [77]. Przejściowa okluzja pępowiny u płodów owiec powoduje wzrost syntezy tetrahydroprogesteronu, który chroni mózgi płodów przed skutkami niedotlenienia okołoporodowego [53].

Poznanie mechanizmów uszkodzeń niedokrwienno-reperfuzyjnych przeszczepianych narządów może się przyczynić do poprawy przeżywalności przeszczepów i/lub złagodzić kryteria możliwego dawstwa, a więc pozwolić na przeszczepianie narządów o gorszych parametrach wyjściowych. W wyniku niedokrwiennego uszkodzenia nerki królika wzrasta poziom ekspresji mRNA TSPO, co wiąże się z nasileniem miejscowej steroidogenezy w czasie uszkodzenia niedokrwienno-reperfuzyjnego [70]. Syntetyzowane w komórkach kanalików nerkowych steroidy działają cytoprotekcyjnie. Wykazano, że wzrost ekspresji białka translokatorowego wykazuje działanie nefroprotekcyjne w modelu autoprzeszczepu nerki u świni [30]. Podanie świni SSR180575 – nieodwracalnego antagonisty TSPO − przed incydentem niedokrwienia łagodzi stres oksydacyjny występujący podczas reperfuzji oraz zapobiega apoptozie i nekrozie kanalików nerkowych [36].

Miażdżyca

Związek TSPO z miażdżycą jest rozpatrywany w kontekście jej diagnostyki prewencyjnej, która pozwoliłaby ocenić stopień stabilności samej płytki miażdżycowej, jej podatność na uszkodzenie i określić ryzyko pęknięcia, związane z konsekwencjami klinicznym w postaci zakrzepicy/zatoru. Niestabilność płytki miażdżycowej jest następstwem zapalenia – jej infiltracji przez makrofagi, przy czym wydaje się, że wskaźnik aktywowanych makrofagów koreluje ze stopniem jej niestabilności – i identyfikacja biomarkera aktywności makrofagów pozwoliłaby na przewidywanie powikłań miażdżycowych i zapobieganie im. Ponieważ aktywowane makrofagi cechują się wysokim stopniem ekspresji TSPO, biomarkerem takim mogłaby być substancja wiążąca się z tym białkiem [7]. Tezę wydają się potwierdzać badania z użyciem PET/TK, przeprowadzone w grupie chorych we wczesnym okresie zmian niedokrwiennych CSN spowodowanych stenozą tętnicy szyjnej, które wykazały, że płytki miażdżycowe powodujące okluzję naczynia wychwytywały intensywniej ligand TSPO 11C-PK11195 [20].

Choroby ośrodkowego układu nerwowego

Zdrowa tkanka mózgowa zawiera stosunkowo niewielkie ilości TSPO. Jego ekspresja wzrasta w stanach patologicznych o różnej etiologii, przebiegających z intensywną glejozą [14,70]. Najnowsze badania wskazują, że zwiększona ekspresja TSPO w mikrogleju następuje w reakcji na znaczne uszkodzenie/utratę neuronów, natomiast ekspresja TSPO w astrocytach towarzyszy regeneracji neuronów [14].

• Urazowe uszkodzenie mózgu

Stopień ekspresji TSPO w komórkach mikrogleju i astrocytach u szczurów wzrasta wielokrotnie w okresie od 6 h do 24 dni po urazie mózgu i jest proporcjonalny do stopnia uszkodzenia [14]. Jednocześnie obserwuje się nasilenie syntezy progesteronu w tych komórkach. Ponieważ progesteron i jego pochodne działają neuroprotekcyjnie, wydaje się, że wzrost ekspresji TSPO i następowa indukcja steroidogenezy są reakcją adaptacyjną. Progesteron u szczura zmniejsza pourazowy obrzęk mózgu i degenerację komórek mózgowych po uszkodzeniu części korowej mózgu, zastosowanie agonisty TSPO stymulującego neurosteroidogenezę może się okazać użyteczne klinicznie. Ligandy TSPO mogą być ponadto markerami pozwalającymi monitorować stopień zaawansowania i przebieg tego procesu, ponieważ aktywacja komórek glejowych występuje w czasie regeneracji w układzie nerwowym [60,77].

• Choroby neurodegeneracyjne (choroba Alzheimera, stwardnienie rozsiane, stwardnienie zanikowe boczne − choroba Charcota, Huntingtona, Parkinsona, demencja czołowo-ciemieniowa)

We wszystkich chorobach neurodegeneracyjnych ekspresja białka translokatorowego zwiększa się przede wszystkim w miejscach zmian degeneracyjnych i czasami także w obszarach odległych. W modelu eksperymentalnym autoimmunologicznego zapalenia mózgu i rdzenia u myszy (experimental encephalomyelitis, EAE), który imituje stwardnienie rozsiane, zaobserwowano zmienność ekspresji TSPO w zależności od czasu trwania choroby –przed rozpoczęciem choroby i w czasie pierwszego rzutu ekspresja TSPO jest zwiększona, zmniejsza się podczas drugiego rzutu choroby, a każdy kolejny rzut przebiega z intensywną ekspresją TSPO [46]. Ocenę zmian ekspresji TSPO w mózgu umożliwiło badanie PET z użyciem liganda TSPO (18)F-PBR111. W modelu wrodzonego porażenia mózgowego u królików, które zostało indukowane infekcją wewnątrzmaciczną, podobnie wartościowe diagnostycznie okazało się badanie PET z [11C]PK11195, co sugeruje możliwość diagnostyki wrodzonych neuroinfekcji noworodków, których okres płodowy był powikłany zapaleniem błon płodowych u matki [33]. Ligandy TSPO mogą być z powodzeniem markerami oceny stopnia zaawansowania zmian neurodegeneracyjnych i zapalnych CNS – mogą się przyczynić do wczesnej diagnostyki i monitorowania leczenia tych chorób [71]. Farmakoterapia tej grupy chorób również wiąże duże nadzieje z ligandami TSPO, m.in. TRO19622 z grupy olesoksimów wydaje się coraz bliżej zastosowania klinicznego w leczeniu stwardnienia zanikowego bocznego i rdzeniowego zaniku mięśni [8,82].

• Padaczka

Badania płata skroniowego u ludzi z padaczką wykazały zwiększony stopień ekspresji TSPO w okolicy hipokampa, która koreluje z utratą neuronów i proliferacją komórek glejowych w tym obszarze mózgu [12]. Przeciwdrgawkowe działanie benzodiazepin stosowanych w leczeniu padaczki może być skutkiem bezpośredniego działania na receptor GABAA, ale może następować również przez aktywację białka translokatorowego i stymulację neurosteroidogenezy [4]. Powstający w jej wyniku m.in. allopregnenolon, neurosteroid hamujący aktywność neuronów, w stężeniach nanomolowych − przez modulację allosteryczną receptora GABAA − nasila napływ Cl- do wnętrza komórki, prowadząc do hiperpolaryzacji i zmniejszenia przewodnictwa neuronalnego, a w wysokich stężeniach (mikromolowych) sam otwiera kanał chlorkowy, co daje podobny efekt kliniczny [77].

• Encefalopatie metaboliczne

Zwiększona ekspresja białka translokatorowego, związana z aktywacją gleju jest obserwowana w zaburzeniach metabolicznych przebiegających z objawami mózgowymi (zaburzenia świadomości, śpiączka). W encefalopatii Wernickego, rozwijającej się w wyniku niedoboru tiaminy, dochodzi do uszkodzenia i śmierci neuronów wzgórza. Prowadzi to do reaktywnej glejozy i zwiększenia liczby molekuł TSPO. Hiperamonemia, występująca m.in. w przebiegu ostrej i przewlekłej niewydolności wątroby lub mutacji dekarboksylazy ornityny, powoduje obrzęk komórek glejowych i uszkodzenia neuronów, a w konsekwencji obrzęk mózgu i śmierć jednocześnie ze zmianami w stężeniu glutaminianu/glutaminy i wytwarzaniem wolnych rodników tlenowych obserwuje się wzrost ekspresji TSPO. Aktywacja białka translokatorowego nasila syntezę licznych neurosteroidów, astrocyty mają zdolność do syntezy m.in. siarczanu pregnenolonu, który może hamować wzmożoną neurotransmisję GABA-ergiczną, indukowaną amonemią. In vivo pregnenolon zmniejsza toksyczność amoniaku, a in vitro – obrzęk astrocytów wywołany hiperamonemią [12]. Intensywna neurosteroidogeneza może wyjaśnić „fenomen” zwiększonego napięcia GABA -ergicznego w przebiegu ostrej niewydolności wątroby i możliwość krótkotrwałej poprawy stanu neurologicznego po podaniu flumazenilu – antagonisty CBR, co jest prognostycznie korzystne [1].

Choroby obwodowego układu nerwowego

W obwodowym układzie nerwowym białko translokatorowe jest obecne głównie w komórkach Schwanna, ale również w neuronach [70]. Uraz nerwu niezależnie od etiologii (mechaniczny, chemiczny, termiczny), a także neuropatia cukrzycowa powodują znaczący wzrost ekspresji TSPO, zarówno w komórkach obwodowego układu nerwowego, jak i w makrofagach infiltrujących struktury obwodowego układu nerwowego w odpowiedzi zapalnej. TSPO odgrywa ważną rolę w procesach regeneracji uszkodzonego nerwu. Doświadczalne uszkodzenie nerwu kulszowego powoduje długotrwałe zwiększenie ekspresji tego białka w komórkach Schwanna (lemocytach), utrzymujące się przez cały okres regeneracji aksonu. W odpowiedzi na uraz ekspresja TSPO zwiększa się również w neuronach czuciowych zwojów korzeni grzbietowych nerwów rdzeniowych i w neuronach ruchowych rdzenia. Wzrost TSPO w następstwie uszkodzenia nerwu obwodowego jest reakcją adaptacyjną, podobnie jak w tkance mózgowej – zwiększa syntezę neurosteroidów, które stymulują regenerację aksonów i mielinizację [24]. Ligandy TSPO (Ro5 4864, PK11195, Olesoxim, Eifoxin, SSR180575), oprócz udziału w regeneracji nerwu zmniejszają towarzyszący urazowi obrzęk i naciek cytokin zapalnych oraz ból neuropatyczny [70].

Zaburzenia psychiatryczne

W przebiegu zaburzeń zachowania i chorób psychicznych stwierdza się zmianę ekspresji TSPO w elementach morfotycznych krwi – monocytach i płytkach krwi [58,70]. Zmniejszenie ekspresji TSPO w płytkach krwi zaobserwowano u chorych z długotrwale utrzymującymi się zaburzeniami lękowymi: zespołem lęku uogólnionego, zespołem stresu pourazowego i zespołem lęku społecznego, natomiast odwrotny kierunek zmian ekspresji TSPO obserwowano podczas krótkotrwałych reakcji stresowych.

Leczenie zaburzeń lękowych diazepamem wiąże się ze zwiększeniem liczby molekuł białka translokatorowego w płytkach krwi [23]. Działanie przeciwlękowe ligandów TSPO, np. MPIGA (2-fenyloindologlyoksylamid) może wynikać z ich zdolności do nasilenia biosyntezy neurosteroidów (np: allopregnanolon, pregnenolon), które modulują działanie receptora GABAA-ergicznego [15,58].

Rozwój schizofrenii może być znacznie wyprzedzony przez patologiczne zmiany w strukturze i fizjologii mózgu. Patologią, która może prowadzić do powstania lub przyspieszenia rozwoju choroby jest najprawdopodobniej zapalenie mózgu. Mózgi osób cierpiących na stosunkowo wczesne stadium choroby (tzn. u których nie minęło więcej niż 5 lat od diagnozy), bardzo silnie wychwytują cząsteczki [11C]PK11195, co wskazuje na zwiększoną syntezę białka translokatorowego przez „pobudzone” komórki mikrogleju [82]. Aktywacja mikrogleju, która występuje we wczesnym etapie choroby u cierpiących na schizofrenię sugeruje etiologię zapalną choroby. Ze zmianami ekspresji TSPO w OUN współwystępują zmiany TSPO w płytkach krwi, przy czym kierunek zmian jest odwrotny. Obrazowi klinicznemu choroby – tendencjom do różnych zmian osobowości i behawioralnych − towarzyszy zróżnicowana ekspresja TSPO w trombocytach: chorzy na schizofrenię, u których obserwuje się bardzo niskie poziomy ekspresji TSPO w płytkach wykazują większą skłonność do agresywnych i wrogich zachowań oraz zaburzeń lękowych, przeciwnie – wzrost liczby molekuł białka translokatorowego odzwierciedla stosunkowo łagodny przebieg choroby i właściwie dobraną farmakoterapię. Ligandy TSPO mogą znaleźć zastosowanie w diagnostyce i terapii zaburzeń psychicznych, w porównaniu z klasycznymi benzodiazepinami – ligandami ośrodkowego receptora benzodiazepinowego, mają korzystniejszy profil farmakologiczny: szybciej występuje wynik działania, nie ma zależności lekowej i nie ulega zaburzeniu psychomotoryka [70]. Skutecznie również hamują objawy psychotyczne występujące w przebiegu psychoz. Możliwości terapeutyczne agonistów TSPO w zaburzeniach psychicznych wynikają z ich zdolności inicjacji biosyntezy neurosteroidów – allopregnanolonu, pregnelonu, progesteronu i tetrahydrodeoksykortykosteronu, które hamują zaburzenia lękowe i zachowania konfliktowe oraz zmniejszają pobudzenie psychoruchowe. U kobiet chorych na schizofrenię korzystne okazało się zastosowanie 17β-estradiolu jako adiuwantu w połączeniu z klasyczną terapią [15]. XBD173 (Emapunil) (N-benzylo-N-etylo-2-(7-metylo8- -oksy-2-fenylo-puryno-9)acetamid), szybko działa przeciwlękowo, potwierdzone także u ludzi. W porównaniu z alprazolamem (klasyczna benzodiazepina) XBD173 nie ma działania sedatywnego, a dłuższe stosownie nie powoduje rozwoju tolerancji i nie uzależnia [55]. Agoniści TSPO mogą zapobiegać zaburzeniom psychicznym, indukowanych stresem [58].

Nowotwory

W tkankach zmienionych nowotworowo (piersi, jajnika, endometrium, okrężnicy, gruczołu krokowego, mózgu) poziom ekspresji białka translokatorowego jest znacznie zwiększony w porównaniu ze zdrowymi tkankami [5]. Największą ekspresję TSPO mają komórki przerzutów [19]. Istnieje ścisły związek między ilością tego białka a stopniem złośliwości guza, jego progresją i zdolnością do tworzenia ognisk metastatycznych oraz wskaźnikiem wyleczenia i przeżywalności chorych: im większa jest ekspresja TSPO, tym większa złośliwość nowotworu i mniejsza szansa wyzdrowienia i/lub przeżycia chorego [5]. U myszy z ciężkim, złożonym niedoborem odporno- ści (severe combined immunodeficiency, SCID) komórki raka piersi MCF-7, w których poziom ekspresji TSPO był niewielki, cechowały się niewielką złośliwością w porównaniu z komórkami raka piersi MDA-231, w których wysoka ekspresja TSPO korelowała z intensywną proliferacją komórek nowotworowych, szybkim wzrostem masy guza i skłonnością do przerzutów [21]. Nadekspresja TSPO jest prognostycznie niekorzystnym wskaźnikiem agresywności nowotworu piersi, raka okrężniczo-odbytniczego i prostaty [19]. Związek ekspresji TSPO ze wskaźnikami proliferacji i apoptozy (komórki nowotworowe cechuje intensywna proliferacja i zmniejszony wskaźnik apoptozy) został wykazany w komórkach gwiaździaka (astrocytoma) – w komórkach z wieloma molekułami TSPO obserwowano najwyższe wartości białka Ki-67, które jest wskaźnikiem indeksu mitotycznego komórek, a stosując technikę TUNEL (terminal deoksynukletydyl transferase mediatel d-UTP nick end-labelling) wykryto zmniejszoną liczbę komórek apoptotycznych [85]. W szybko proliferujących komórkach nowotworowych TSPO jest obecne nie tylko w podstawowym, mitochondrialnym umiejscowieniu (mTSPO), ale także w jądrze komórkowym (nTSPO) [29]. Wydaje się, że umiejscowienie TSPO w jądrze współwystępuje ze zwiększoną proliferacją komórkową raka piersi i guza Erlicha. nTSPO jest odpowiedzialny za translokację do jądra komórkowego cholesterolu, który przypuszczalnie może regulować aktywność białek cyklu komórkowego, np: kinazy cyklinozależne (cyklin dependent protein kinaza, CDK). Szybko proliferujące komórki nowotworowe mają duży metabolizm – wymagają większej ilości energii oraz substratów do biogenezy błon komórkowych, mTSPO w komórkach nowotworowych występuje prawie wyłącznie w postaci dimerów (36 kDa). Antagoniści TSPO działają antyproliferacyjnie i proapoptotycznie. In vitro PK11195 i lorazepam powodują obumieranie komórek nowotworowych, in vivo masa guza stercza u myszy jest mniejsza po zastosowaniu tych antagonistów niż w grupie kontrolnej z użyciem placebo, przy czym PK11195 wykazuje silniejsze działanie od lorazepamu. PK11195 zwiększa wrażliwość komórek nowotworowych na chemioterapeutyki, np.: doksorubicynę, paklitaksel, docetaksel, cisplatynę [19]. Badania z użyciem linii komórkowych nerwiaka niedojrzałego (neuroblastomy) potwierdziły, że PK11195, proporcjonalnie do stężenia, powoduje zatrzymanie cyklu komórkowego w fazie G1 /S i hamuje proliferację, a indukuje apoptozę tych komórek oraz uwrażliwia je na cytotoksyczne działanie chemioterapeutyków [48]. Możliwość oddziaływania na komórkę nowotworową przez ligandy TSPO powoduje, że zwiększona ekspresja TSPO, korelująca za stopniem złośliwości nowotworu, może się okazać, paradoksalnie, korzystna terapeutycznie. W raku płaskonabłonkowym płuc i anaplastycznym gwiaździaku, nowotworach cechujących się dużą złośliwością, zwiększenie ekspresji TSPO, która jest w tych nowotworach niska, może zwiększyć możliwości terapeutyczne i poprawić rokowanie. Lekiem, który indukuje syntezę molekuł TSPO jest kwas walproinowy (depakina). Depakina jest inhibitorem deacetylotransferazy histonowej (histone deacetylase, HDAC) i wiążąc się z nią powoduje nasilenie acetylacji histonów, co hamuje proliferację, a indukuje różnicowanie lub apoptozę komórki nowotworowej. Modyfikacje w białkach histonowych, m.in. ich metylacja i acetylacja są określane jako zmiany epigenetyczne (pozagenowe) i mogą być odpowiedzialne za kancerogenezę. Mechanizmy epigenetyczne prawdopodobnie odpowiadają także za zmiany ekspresji TSPO w komórkach nowotworu piersi i tarczycy, a dzięki temu, że są to zmiany odwracalne powstają nowe możliwości terapii nowotworów [34].

Ligandy TSPO. Charakterystyka. Możliwości diagnostyczne i/lub terapeutyczne

Ligandy białka translokatorowego początkowo służyły do poznania samego białka (diazepam, Ro5 4684, PK11195). Znakowane radioznacznikiem (np.3 H, 11C) pozwoliły poznać jego umiejcowienie komórkowe i ekspresję narządową u ludzi i różnych gatunków zwierząt oraz interakcje z innymi białkami i współudział w różnych procesach fizjologicznych i patologicznych.

Benzodiazepina (Ro5 4684) (7-chloro-5-(4-chlorophenyl)- 1,3-dihydro-1-metylo-2H-1,4-benzodiazepin-2-one) i izochinolinokarboksamid – PK11195 (1-(2-chlorofenylo)-Nmetylo-N-(1-metylpropyl)-3-izochinolinokarboksamid) są uznane za prototypowe ligandy i wykorzystywane jako referencyjne związki w  poszukiwaniu nowych molekuł farmakologicznych. Na podstawie analizy termodynamicznej reakcji przebiegających z udziałem obydwu wzorcowych ligandów wstępnie ustalono, że Ro5 4684 jest agonistą lub częściowym agonistą, natomiast PK11195 – antagonistą [14]. Jednak obydwa ligandy, podobnie jak wiele dotychczas zsyntetyzowanych (około 200), mogą wykazywać podobne działanie w zależności od rodzaju tkanki i poszczególnych procesów biologicznych w jakich uczestniczą, np. FGIN-1-27 działa proapoptotycznie, SSR180575 – antyapoptotycznie, obydwa natomiast stymulują steroidogenezę [62].

Większość dotychczasowych badań z udziałem ligandów TSPO przeprowadzono w hodowlach komórkowych i na zwierzęcych modelach doświadczalnych. Mimo stosunkowo dużej homologii w  budowie (prawie 80%) TSPO istnieją jednak pewne różnice międzygatunkowe, które ograniczają możliwości klinicznych zastosowań terapeutycznych, opartych na wynikach uzyskiwanych eksperymentalnie. Istnieje jednak perspektywa szerokiego zastosowania ligandów TSPO w diagnostyce i leczeniu, która wynika z udziału tego białka w decyzyjnych dla organizmu procesach fizjologicznych oraz dynamice zmian jego ekspresji w określonych stanach chorobowych. Wyróżnia się endo- i egzogenne ligandy TSPO. Do pierwszej grupy należy m.in.: cholesterol [38], protoporfiryny (protoporfiryna IX, mezoporfiryna IX, deuteroporfiryna IX), fosfolipaza A2 oraz DBI i jego enzymatyczne pochodne [79]. W grupie egzogennych ligandów wyróżnia się ligandy naturalne (np.: winpocetyna) i syntetyczne [26]. Te ostatnie są coraz liczniejszą grupą, która jest zróżnicowana pod względem budowy chemicznej. Syntetyczne ligandy TSPO to m.in.: pochodne benzodiazepiny, benzotiazepiny, benzoksazepiny, pochodne izochinolinokarboksamidowe i imidazopirydynowe, pirolochinolinowe, indoloacetamidowe oraz indolyglyoksylamidowe [79].

Podsumowanie

Przypisy

• 1. Ahbouha S., Gamrani H., Baker G.: GABAergic neurosteroids: The“endogenous benzodiazepines” of acute liver failure. Neurochem.Int., 2012; 60: 707-714
  Google Scholar
• 2. Alfonso J., Le Magueresse C., Zuccotti A., Khodosevich K., MonyerH.: Diazepam binding inhibitor promotes progenitor proliferationin the postnatal SVZ by reducing GABA signaling. Cell Stem Cell,2012; 10: 76-87
  Google Scholar
• 3. Angell-Petersen E.: Light and drug dosimetry considerations inporphyrin precursor-based photodynamic therapy. https://www.duo.uio.no/bitstream/10852/11156/1/DUO_633_Angell-Petersen.pdf (03.12.2014)
  Google Scholar
• 4. Badoni A., Maithani J., Kalra K.: Neuroactive steroids and neuropharmacologicaldisorder. Int. J. Pharm. Life Sci., 2013; 4: 2396-2401
  Google Scholar
• 5. Batarseh A., Papadopoulos V.: Regulation of translocation protein 18 kDa (TSPO) expression in health and disease states. Mol. Cell.Endocrinol., 2010; 327: 1-12
  Google Scholar
• 6. Bernardi P.: The mitochondrial permeability transition pore:a mystery solved? Front. Physiol., 2013; 4: 95
  Google Scholar
• 7. Bird J.L., Izquierdo-Garcia D., Davies J.R., Rudd J.H., Probst K.C.,Figg N., Clark J.C., Weissberg P.L., Warburton E.A.: Evaluation oftranslocation protein quantification as a tool for characterisingmacrophage burden in human carotid atherosclerosis. Atherosclerosis,2010; 210: 388-391
  Google Scholar
• 8. Bordet T., Buisson B., Michaud M., Drouot C., Galéa P.P., Delaage P.,Akentieva N.P., Evers A.S., Covey D.F., Ostuni M.A., Lacapere J.J., MassaadC., Schumacher M., Steidl E.M., Maux D., Delaage M., HendersonC.E., Pruss R.M.: Identification and characterization of cholest-4-en-3-one, oxime (TRO19622), a novel drug candidate for amyotrophiclateral sclerosis. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2007; 322: 709-720
  Google Scholar
• 9. Bose M., Whittal R.M., Miller W.L., Bose H.S.: Steroidogenic activityof StAR requires contact with mitochondrial VDAC1 and phosphatecarrier protein. J. Biol. Chem., 2008; 283: 8837-8845
  Google Scholar
• 10. Braestrup C., Squires RF.: Specific benzodiazepine receptors inrat brain characterized by high-affinity [3H]diazepam binding. Proc.Natl. Acad. Sci. USA, 1977; 74: 3805-3809
  Google Scholar
• 11. Bribes E., Casellas P., Vidal H., Dussossoy D., Casellas D.: Peripheralbenzodiazepine receptor mapping in rat kidney. Effects of angiotensinII-induced hypertension. J. Am. Soc. Nephrol., 2002; 13: 1-9
  Google Scholar
• 12. Casellas P., Galiegue S., Basile A.S.: Peripheral benzodiazepinereceptors and mitochondrial function. Neurochem. Int., 2002; 40:475-486
  Google Scholar
• 13. Chapalain A., Chevalier S., Orange N., Murillo L., PapadopoulosV., Feulloley M.G.: Bacterial ortholog of mammalian translocatorprotein (TSPO) with virulence regulating activity. PLoS One, 2009;4: e6096
  Google Scholar
• 14. Chen M.K., Guilarte T.R.: Translocator protein 18kDa (TSPO):molecular sensor brain injury and repair. Pharmacol. Ther., 2008;118: 1-17
  Google Scholar
• 15. Costa B., Da Pozzo E., Chelli B., Simola N., Morelli M., Liusi M.,Maccheroni M., Taliani S., Simorini F., Da Settimo F., Martini C.: Anxiolyticproperties of a 2-phenylindolglyoxylamide TSPO ligand: stimulationof in vitro neurosteroid production affecting GABAA receptoractivity. Psychoneuroendocrinology, 2011; 36: 463-472
  Google Scholar
• 16. De Souza E.B., Anholt R.R., Murphy K.M., Snyder S.H., KuharM.J.: Peripheral-type benzodiazepine receptors in endocrine organs:autoradiographic localization in rat pituitary, adrenal, and testis.Endocrinology, 1985; 116: 567-573
  Google Scholar
• 17. Dong E., Matsumoto K., Watanabe H.: Diazepam binding inhibitor(DBI) reduces testosterone and estradiol levels in vivo. Life Sci.,2002; 70: 1317-1323 18 Duparc C., Lefebrvre H., Tonon M.C., Vaudry H., Kuhn J.M.: Characterizationof endozepines in the human testicular tissue: effectof triakontatetraneuropeptide on testosterone secretion. J. Clin.Endocrinol. Metab., 2003; 88: 5521-5528
  Google Scholar
• 18. kDa translocator protein (TSPO), implications for apoptosis. J.Bioenerg. Biomembr., 2008; 40: 199-205
  Google Scholar
• 19. Fafalios A., Akhavan A., Parwani A.V., Bies R.R., McHugh K.J.,Pflug B.R.: Translocator protein blockade reduces prostate tumorgrowth. Clin. Cancer Res., 2009; 15: 6177-6184
  Google Scholar
• 20. Gaemperli O., Shalhoub J., Owen D.R., Lamare F., Johansson S.,Fouladi N., Davies A.H., Rimoldi O.E., Camici P.G.: Imaging intraplaqueinflammation in carotid atherosclerosis with 11C-PK11195positron emission tomography/computed tomography. Eur. HeartJ., 2012; 33: 1902-1910
  Google Scholar
• 21. Galiegue S., Casellas P., Kramar A., Tinel N., Simony-LafontaineJ.: Immunohistochemical assessment of the peripheral benzodiazepinereceptor in breast cancer and its relationship with survival.Clin. Cancer Res., 2004; 10: 2058-2064
  Google Scholar
• 22. Galiegue S., Jbilo O., Combes T., Bribes E., Carayon P., Le Fur G.,Casellas P.: Cloning and characterization of PRAX-1. A new proteinthat specifically interacts with peripheral benzodiazepine receptor.J. Biol. Chem., 1999; 274: 2938-2952
  Google Scholar
• 23. Gavish M., Bachman I., Shoukrun R., Katz Y., Veenman L., WeisingerG., Weizman A.: Enigma of the peripheral benzodiazepine receptor.Pharmacol. Rev., 1999; 51: 629-650
  Google Scholar
• 24. Girard C., Liu S., Cadepond F., Adams D., Lacroix C., Verleye M.,Gillardin J.M., Baulieu E.E., Schumacher M., Schweizer-Groyer G.:Etifoxine improves peripheral nerve regeneration and functionalrecovery. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2008; 105: 20505-20510
  Google Scholar
• 25. Granot Z., Geiss-Friedlander R., Melamed-Book N., Eimerl S.,Timberg R., Weiss A.M., Hales K.H., Hales D.B., Stocco D.M., Orly J.:Proteolysis of normal and mutated steroidogenic acute regulatoryproteins in the mitochondria: the fate of unwanted proteins. Mol.Endocrinol., 2003; 17: 2461-2476
  Google Scholar
• 26. Gulyás B., Vas A., Tóth M., Takano A., Varrone A., Cselényi Z.,Schain M., Mattsson P., Halldin C.: Age and disease related changesin the translocator protein (TSPO) system in the human brain: positronemission tomography measurements with [11C]vinpocetine.Neuroimage, 2011; 56: 1111-1121
  Google Scholar
• 27. Halestrap A.P.: What is the mitochondrial permeability transitionpore? J. Mol. Cell. Cardiol., 2009; 46: 821-831
  Google Scholar
• 28. Halestrap A.P., McStay G.P., Clarke S.J.: The permeability transitionpore complex: another view. Biochimie, 2002; 84: 153-166
  Google Scholar
• 29. Hardwick M., Fertikh D., Culty M., Li H., Vidic B., PapadopoulosV.: Peripheral-type benzodiazepine receptor (PBR) in humanbreast cancer: correlation of breast cancer cell aggressive phenotypewith PBR expression, nuclear localization, and PBR-mediatedcell proliferation and nuclear transport of cholesterol. Cancer Res.,1999; 59: 831-842
  Google Scholar
• 30. Hauet T., Han Z., Wang Y., Hameury F., Jayle C., Gibelin H., GoujonJ.M., Eugene M., Papadopoulos V.: Modulation of peripheral-typebenzodiazepine receptor levels in a reperfusion injury pig kidneygraftmodel. Transplantation, 2002; 74: 1507-1515
  Google Scholar
• 31. Huemer H.P., Lassnig C., Nowotny N., Irschick E.U., Kitchen M.,Pavlic M.: Diazepam leads to enhanced severity of orthopoxvirusinfection and immune suppression. Vaccine, 2010; 28: 6152-6158
  Google Scholar
• 32. Javadov S., Karmazyn M., Escobales N.: Mitochondrial permeabilitytransition pore opening as a promising therapeutic target incardiac diseases. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2009; 330: 670-678
  Google Scholar
• 33. Kannan S., Balakrishnan B., Muzik O., Romero R., Chugani D.:Positron emission tomography imaging of neuroinflammation. J.Child Neurol., 2009; 24: 1190-1199
  Google Scholar
• 34. Klubo-Gwieździńska J., Jensen K., Bauer A., Patel A., Costello J.Jr,Burman K.D., Wartofsky L., Hardwick M.J., Vasko V.V.: The expressionof translocator protein in human thyroid cancer and its role in theresponse of thyroid cancer cells to oxidative stress. J. Endocrinol.,2012; 214: 207-216
  Google Scholar
• 35. Kumar A., Muzik O., Shandal V., Chugani D., Chakraborty P.,Chugani H.T.: Evaluation of age-related changes in translocator protein(TSPO) in human brain using 11C-[R]-PK11195 PET. J. Neuroinflammation,2012; 9: 232
  Google Scholar
• 36. Kunduzova O.R., Escourrou G., De La Farge F., Salvayre R., Ségué-las M.H., Leducq N., Bono F., Herbert J.M., Parini A.: Involvement ofperipheral benzodiazepine receptor in the oxidative stress, deathsignalingpathways, and renal injury induced by ischemia-reperfusion.J. Am. Soc. Nephrol., 2004; 15: 2152-2160
  Google Scholar
• 37. Łabędzka K., Grzanka A., Izdebska M.: Mitochondrium a śmierćkomórki. Postępy Hig. Med. Dośw., 2006; 60: 439-446
  Google Scholar
• 38. Lacapere J.J., Delavoie F., Li H., Péranzi G., Maccario J., PapadopoulosV., Vidic B.: Structural and functional study of reconstitutedperipheral benzodiazepine receptor. Biochem. Biophys. Res. Commun.,2001; 284: 536-541
  Google Scholar
• 39. Lacapere J., Papadopoulos V.: Peripheral-type benzodiazepinereceptor: structure and function of a cholesterol-binding protein insteroid and bile acid biosynthesis. Steroids, 2003; 68: 569-585
  Google Scholar
• 40. Lazzarini R., Maiorka P.C., Liu J., Papadopoulos V., PalermoNetoJ.: Diazepam effects on carrageenan-induced inflammatorypaw edema in rats: role of nitric oxide. Life Sci., 2006; 78: 3027-3034
  Google Scholar
• 41. Leducq N., Bono F., Sulpice T., Vin V., Janiak P., Fur G.L., O›ConnorS.E., Herbert J.M.: Role of peripheral benzodiazepine receptors in mitochondrial,cellular, and cardiac damage induced by oxidative stressand ischemia-reperfusion. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2003; 306: 828-837
  Google Scholar
• 42. Liu J., Cavalli L.R., Haddad B.R., Papadopoulos V.: Molecular cloning,genomic organization, chromosomal mapping and subcellularlocalization of mouse PAP7: a PBR and PKA-RIα associated protein.Gene, 2003, 308: 1-10
  Google Scholar
• 43. Manna P.R., Chandrala S.P., Jo Y., Stocco D.M.: cAMP-independentsignaling regulates steroidogenesis in mouse Leydig cells in the absenceof StAR phosphorylation. J. Mol. Endocrinol., 2006; 37: 81-95
  Google Scholar
• 44. Marino F., Cattaneo S., Cosentino M., Rasini E., Di Grazia L., FiettaA.M., Lecchini S., Frigo G.: Diazepam stimulates migration andphagocytosis of human neutrophils: possible contribution of peripheral-typebenzodiazepine receptors and intracellular calcium.Pharmacology, 2001; 63: 42-49
  Google Scholar
• 45. Martel C., Huynh L.H., Garnier A., Ventura-Clapier R., BrennerC.: Inhibition of the mitochondrial permeability transition for cytoprotection:direct versus indirect mechanisms. Biochem. Res. Int.,2012; 2012: 213403
  Google Scholar
• 46. Mattner F., Staykova M., Berghofer P., Wong H.J., Fordham S.,Callaghan P., Jackson T., Pham T., Gregoire M.C., Zahra D., RahardjoG., Linares D., Katsifis A.: Central nervous system expression andPET imaging of the translocator protein in relapsing-remitting experimentalautoimmune encephalomyelitis. J. Nucl. Med., 2013; 54:291-298
  Google Scholar
• 47. Mazurika C., Veenman L., Weitzman R., Bidder M., Leschiner S.,Golani I., Spanier I., Weisinger G., Gavish M.: Estradiol modulatesuterine 18 kDa translocator protein gene expression in uterus andkidney of rats. Mol. Cell. Endocrinol., 2009; 307: 43-49
  Google Scholar
• 48. Mendonca-Torres M.C., Roberts S.S.: The translocator protein(TSPO) ligand PK11195 induces apoptosis and cell cycle arrest andsensitizes to chemotherapy treatment in pre- and post-relapse neuroblastomacell lines. Cancer Biol. Ther., 2013; 14: 319-326
  Google Scholar
• 49. Midzak A., Rone M., Aghazadeh Y., Culty M., Papadopoulos V.:Mitochondrial protein import and the genesis of steroidogenic mitochondria.Mol. Cell. Endocrinol., 2011; 336: 70-79
  Google Scholar
• 50. Miller W.L., Bose H.S.: Early steps in steroidogenesis: intracellularcholesterol trafficking. J. Lipid Res., 2011; 52: 2111-2135
  Google Scholar
• 51. Miszczak D., Słońska A., Golke A., Cymerys J.: Strategie przetrwaniaherpeswirusów – latencja i apoptoza. Postępy Hig. Med.Dośw, 2013; 67: 276-287
  Google Scholar
• 52. MITOCARE Study Group: Rationale and design of the ‘MITOCARE’Study: a phase II, multicenter, randomized, double-blind, placebocontrolledstudy to assess the safety and efficacy of TRO40303 forthe reduction of reperfusion injury in patients undergoing percutaneouscoronary intervention for acute myocardial infarction.Cardiology, 2012; 123: 201-207
  Google Scholar
• 53. Nguyen P.N., Yan E.B., Castillo-Melendez M., Walker D.W., HirstJ.J.: Increased allopregnanolone levels in the fetal sheep brain followingumbilical cord occlusion. J. Physiol., 2004; 560: 593-602
  Google Scholar
• 54. Niswender G.D.: Molecular control of luteal secretion of progesterone.Reproduction, 2002; 123: 333-339
  Google Scholar
• 55. Nothdurfter C., Rammes G., Baghai T.C., Schüle C., SchumacherM., Papadopoulos V., Rupprecht R.: Translocator protein (18 kDa) asa target for novel anxiolytics with a favourable side-effect profile. J.Neuroendocrinol., 2012; 24: 82-92
  Google Scholar
• 56. Ostuni M.A. Péranzi G., Ducroc R.A., Fasseu M., Vidic B., DumontJ., Papadopoulos V., Lacapere J.J.: Distribution, pharmacological characterizationand function of the 18 kDa translocator protein in ratsmall intestine. Biol. Cell, 2009; 101: 573-586
  Google Scholar
• 57. Ozaki H., Zoghbi S.S., Hong J., Verma A., Pike V.W., Innis R.B.,Fujita M.: In vivo binding of protoporphyrin IX to rat translocatorprotein imaged with positron emission tomography. Synapse, 2010;64: 649-653
  Google Scholar
• 58. Papadopoulos V., Baraldi M., Guilarte T.R., Knudsen T.B., LacapereJ.J., Lindemann P., Norenberg M.D., Nutt D., Weizman A., ZhangM.R., Gavish M.: Translocator protein (18 kDa): new nomenclaturefor the peripheral-type benzodiazepine receptor based on itsstructure and molecular function. Trends Pharmacol. Sci., 2006;27: 402-409
  Google Scholar
• 59. Papadopoulos V., Lecanu L.: Translocator protein (18 kDa) TSPO:An emerging therapeutic target in neurotrauma. Exp. Neurol., 2009;219: 53-57
  Google Scholar
• 60. Papadopoulos V., Liu J., Culty M.: Is there a mitochondrial signalingcomplex facilitating cholesterol import? Mol. Cell. Endocrinol.,2007; 265-266: 59-64
  Google Scholar
• 61. Paradis S., Leoni V., Caccia C., Berdeaux A., Morin D.: Cardioprotectionby the TSPO ligand 4’-chlorodiazepam is associated withinhibition of mitochondrial accumulation of cholesterol at reperfusion.Cardiovasc. Res., 2013; 98: 420-427
  Google Scholar
• 62. Rampon C., Bouzaffour M., Ostuni M.., Dufourcq P., Girard C.,Freyssinet J.M., Lacapere J.J., Schweizer-Groyer G., Vriz S.: Translocatorprotein (18 kDa) is involved in primitive erythropoiesis inzebrafish. FASEB J., 2009; 23: 4181-4192
  Google Scholar
• 63. Rao V.L., Bowen K.K., Rao A.M., Dempsey R.J.: Up-regulation ofthe peripheral-type benzodiazepine receptor expression and [3H]-PK11195 binding in gerbil hippocampus after transient forebrainischemia. J. Neurosci. Res., 2001; 64: 493-500
  Google Scholar
• 64. Ricchelli F., Sileikyte J., Bernardi P.: Shedding light on the mitochondrialpermeability transition. Biochim. Biophys. Acta, 2011;1807: 482-490
  Google Scholar
• 65. Riond J., Mattei M.G., Kaghad M., Dumont X., Guillemot J.C., LeFur G., Caput D., Ferrara P.: Molecular cloning and chromosomallocalization of a human peripheral-type benzodiazepine receptor.Eur. J. Biochem., 1991; 195: 305-311
  Google Scholar
• 66. Roberts R., Grace A.M.: Purification of mitochondrial creatinekinase. Biochemical and immunological characterization. J. Biol.Chem., 1980; 255: 2870-2877
  Google Scholar
• 67. Rone M.B.: Role of protein-protein interactions in mitochondrialprotein import, cholesterol transport and steroid biosynthesis.Washington 2010. https://repository.library.georgetown.edu/bitstream/handle/10822/552850/roneMalena.pdf(19.11.2014)
  Google Scholar
• 68. Rone M.B., Fan J., Papadopoulos V.: Cholesterol transport in steroidbiosynthesis: role of protein-protein interactions and implicationin disease states. Biochim. Biophys. Acta, 2009; 1791: 646-658
  Google Scholar
• 69. Rupniewska Z., Bojarska-Junak A.: Apoptoza: przepuszczalnośćbłony mitochondrialnej i rola pełniona przez białka z rodziny Bcl-2.Postępy Hig. Med. Dośw., 2004; 58: 538-547
  Google Scholar
• 70. Rupprecht R., Papadopoulos V., Rammes G., Baghai T.C, Fan J.,Akula N., Groyer G., Adams D., Schumacher M.: Translocator protein(18 kDa) (TSPO) as a therapeutic target for neurological and psychiatricdisorders. Nat. Rev. Drug Discov., 2010; 9: 971-988
  Google Scholar
• 71. Scarf A.M., Kassiou M.: The translocator protein. J. Nucl. Med.,2011; 52: 677-680
  Google Scholar
• 72. Schaller S., Paradis S., Ngoh G.A., Assaly R., Buisson B., DrouotC., Ostuni M.A., Lacapere J.J., Bassissi F., Bordet T., Berdeaux A., JonesS.P., Morin D., Pruss R.M.: TRO40303, a new cardioprotective compound,inhibits mitochondrial permeability transition. J. Pharmacol.Exp. Ther., 2010; 333: 696-706
  Google Scholar
• 73. Sileikyte J., Petronilli V., Zulian A., Dabbeni-Sala F., Tognon G.,Nikolov P., Bernardi P., Ricchelli F.: Regulation of the inner membranemitochondrial permeability transition by the 3outer membranetranslocator protein (peripheral benzodiazepine receptor). J. Biol.Chem., 2011; 286: 1046-1053
  Google Scholar
• 74. Snyder S.H., Verma A., Trifiletti R.R.: The peripheral-type benzodiazepinereceptor: a protein of mitochondrial outer membranesutilizing porphyrins as endogenous ligands. FASEB J., 1987; 1: 282-288
  Google Scholar
• 75. Speer O., Back N., Buerklen T., Brdiczka D., Koretsky A., WallimannT., Eriksson O.: Octameric mitochondrial creatine kinaseinduces and stabilizes contact sites between the inner and outermembrane. Biochem. J., 2005; 385: 445-450
  Google Scholar
• 76. Sridaran R., Philip G.H., Li H., Culty M., Liu Z., Stocco D.M., PapadopoulosV.: GnRH agonist treatment decreases progesteronesynthesis, luteal peripheral benzodiazepine receptor mRNA, ligandbinding and steroidogenic acute regulatory protein expression duringpregnancy. J. Mol. Endocrinol., 1999; 22: 45-54
  Google Scholar
• 77. Stopińska-Głuszak U., Wasilewska-Dziubińska E., Słowińska–Srzednicka J.: Progesteron – neurosteroid syntetyzowany w układzienerwowym. Postępy N. Med., 2008; 21: 154-158
  Google Scholar
• 78. Suh D.H., Kim M.K., Kim H.S., Chung H.H., Song Y.S.: Mitochondrialpermeability transition pore as a selective target for anti-cancertherapy. Front. Oncol., 2013; 3: 41
  Google Scholar
• 79. Taliani S., Pugliesi I., Da Settimo F.: Structural requirementsto obtain highly potent and selective 18 kDa translocator protein(TSPO) ligands. Curr. Top. Med. Chem., 2011; 11: 860-886
  Google Scholar
• 80. Thuillier R., Hauet T.: Role of translocator protein in renal ischemiareperfusion, renal preservation and acute kidney injury. Curr.Mol. Med., 2012; 12: 413-425
  Google Scholar
• 81. Trophos: Press Release 27 February 2013 Trophos announcespositive interim review in pivotal study of olesoxime in SpinalMuscular Atrophy http://www.trophos.com/news/pr20130227.htm(10.03.2013)
  Google Scholar
• 82. van Berckel B.N., Bossong M.G., Boellaard R., Kloet R., SchuitemakerA., Caspers E., Luurtsema G., Windhorst A.D., Cahn W., LammertsmaA.A., Kahn R.S.: Microglia activation in recent-onsetschizophrenia: a quantitative (R)-[11C]PK11195 positron emissiontomography study. Biol. Psychiatry, 2008; 64: 820-822
  Google Scholar
• 83. Veenman L., Gavish M.: The peripheral-type benzodiazepinereceptor and the cardiovascular system. Implications for drug development.Pharmacol. Ther., 2006; 110: 503-524
  Google Scholar
• 84. Veenman L., Shandalov Y., Gavish M.: VDAC activation by the
  Google Scholar
• 85. Vlodavsky E., Soustiel J.F.: Immunohistochemical expression ofperipheral benzodiazepine receptors in human astrocytomas and itscorrelation with grade of malignancy, proliferation, apoptosis andsurvival. J. Neurooncol., 2007; 81: 1-7
  Google Scholar
• 86. Woods M.J., Williams D.C.: Multiple forms and locations for theperipheral-type benzodiazepine receptor. Biochem. Pharmacol.,1996; 52: 1805-1814
  Google Scholar
• 87. Xiao J., Liang D., Zhang H., Liu Y., Li F., Chen Y.H.: 4’-Chlorodiazepam,a translocator protein (18 kDa) antagonist, improves cardiacfunctional recovery during postischemia reperfusion in rats. Exp.Biol. Med., 2010; 235: 478-486
  Google Scholar
• 88. Yeliseev A.A., Kaplan S.: A sensory transducer homologous tothe mammalian peripheral-type benzodiazepine receptor regulatesphothosynthetic membrane complex formation in Rhodobactersphaeroides 2.4.1. J. Biol. Chem., 1995; 270: 21167-21175
  Google Scholar
• 89. Yeliseev A.A., Kaplan S.: TspO of Rhodobacter sphaeroides: a structuraland functional model for the mammalian peripheral benzodiazepinereceptor. J. Biol. Chem., 2000; 275: 5657-5667
  Google Scholar
• 90. Zeno S., Zaaroor M., Leschiner S., Veenman L., Gavish M.:CoCl2 induces apoptosis via the 18 kDa translocator protein inU118MG human glioblastoma cells. Biochemistry, 2009; 48: 4652-4661
  Google Scholar

Pełna treść artykułu