Nazubljeni zarezni protein 1 (JAG1) jest jedan od pet površinskih proteina ćelija (liganda), koji stupaju u interakciju sa četiri receptora na putu sisarske zarezne signalizacije. Signalni zarezni put je visoko konzervirani put koji funkcionira za uspostavljanje i regulaciju odluka o sudbini ćelija u mnogim organskim sistemima. Kada se dese interakcije JAG1-NOTCH (receptor-ligand), aktivira se kaskada proteolitskog cijepanja što rezultira aktivacijom transkripcije za ciljne nizvodne gene. Smješten na ljudskom hromosomu 20, gen JAG1 eksprimiran je u više organskih sistema u tijelu i uzrokuje autosomno dominantni poremećaj Alagilleov sindrom (ALGS) koji je rezultat gubitka funkcije mutacije unutar gena. JAG1 je takođe označen kao CD339 (klaster diferencijacije 339).
Struktura i funkcija
JAG1 je prvi put identificiran kao ligand koji je bio u stanju da aktivira zarezne receptore kada je kloniran u pacova 1995. godine.[5] Nalazi se na citogenetičkoj poziciji 20p12.2 i genomskoj lokaciji (GRCh37) chr20:10,618,331-10,654,693 on the human chromosome 20.[6] Struktura proteina JAG1 uključuje malu unutarćelijsku komponentu, transmembranski motiv, a nastavlja se vanćelijskom regijom koja sadrži sekvencu bogatu cisteinom, 16 ponavljanja sličnih EGF-u, DSL domen, i na kraju signalni peptid u ukupnoj dužini od 1.218 aminokiselina koje kodira preko 26 egzona.[7]
Protein JAG1 kodiran sa JAG1, ljudski je homolog nazubljenog proteina u rodu Drosophila.[5] Ljudski JAG1 jedan je od pet liganada za receptore u signalnom putu NOTCH koji pomaže u određivanju ćelijske sudbine i aktivan je u mnogim razvojnim fazama. Vanćelijska komponenta proteina JAG1 fizički komunicira sa svojim odgovarajućim zareznim (Notch) receptorima. Ova interakcija pokreće kaskadu proteolitskog cijepanja, što dovodi do toga da se izvorni NOTCH unutarćelijsi domen prebaci u ćelijsko jedro, što dovodi do aktivacije različitih ciljnih gena.[8][9][10][11]
Modeli miša kod kojih je (recesivni) gen Jag1 isključen u određenim tkivima (uslovni nokaut modeli miša) korišteni su za proučavanje uloge Jag1 u mnogim područjima specifičnim za tkivo. Iako se pokazalo da su homozigotne delecije Jag1 smrtonosne kod embriona miševa, a heterozigotne delecije mogu pokazati samo ograničeni fenotip (uključujući oko); haploinsuficijentni miševi za oba Jag1 i Notch2 prisutni su s ALGS fenotipom.[15]Uvjetno nokautiranje gena u modelima miša s Jag1 mutacijama usmjerenim na portnu venu , mezenhim, endotel i kranijskii nervni greben svi pokazuju karakteristike klasične ekspresije onima kod osoba s ALGS-om, ističući ulogu ovog tkiva u porijeklu bolesti [16][17][18][19][20]
Fenotip bolesti
ALGS je autosomno dominantni multi-sistemski poremećaj koji pogađa nekoliko tjelesnih sistema, uključujući jetru, srce, skelet, oko, strukturu lica, bubrege i vaskularni sistem. Klinički najvažnije zabrinutosti proizlaze iz problema sa jetrom, srcem, cirkulacijskim sistemima ili bubrezima. Prvo je otkriveno da su mutacije u JAG1 odgovorne za ALGS, u i Dječijoj bolnici u Filadelfiji i Nacionalnom institutu za zdravstvo, 1997.[6] Pacijenti koji su klinički u skladu s poremećajem obično imaju mutaciju u JAG1 (94%), dok 2% imaju mutaciju u NOTCH2.[21] Preko polovine osoba sa mutacijama u genu nije ga naslijedilo ni od jednog roditelja, pa tako ima mutaciju de novo.[21][22] Tipovi mutacija JAG1 uključuju skraćivanje bjelančevina (mjesto prerade, pomicanje okvira i nonsens, misens mutacije i delecije cijelih gena, što čini 80%, odnosno 7%, i 12%. Budući da svi tipovi mutacija dovode do fenotipa pacijenta, smatra se da je haploinsuficijencijaJAG1 vjerovatni mehanizam djelovanja bolesti.[23][24][25]
Iako nekii mogu imati niz tipova mutacija u JAG1 , sve poznate mutacije dovode do gubitka funkcije jedne kopije i nema korelacije između tipa ili lokacije mutacije i težine bolesti. Iako osobe s ALGS imaju nekoliko pogođenih tjelesnih sistema, postoji podskup osoba s mutacijama JAG1 koje se javljaju sa Fallotovum tetralogijom/plućnom stenozom koje ne pokazuju ostale kliničke znakove sindroma.[26] S obzirom na varijabilnu ekspresivnost bolesti, mogu biti prisutni i drugi genetički ili ekološki modifikatori izvan originalne mutacije JAG1.
U novije vrijeme promjene u izražavanju JAG1 implicirane su u mnoge vrste karcinoma. Konkretno, regulacija JAG1 korelirana je i sa lošim ukupnim stopama preživljavanja od raka dojke i sa pojačanom proliferacijom tumora kod pacijenata sa adrenokortsksnim karcinomom.[13][27][28][29]
^McCright B, Lozier J, Gridley T (2002). "A mouse model of Alagille syndrome: Notch2 as a genetic modifier of Jag1 haploinsufficiency". Development. 129 (4): 1075–82. PMID11861489.
Piccoli DA, Spinner NB (2002). "Alagille syndrome and the Jagged1 gene". Semin. Liver Dis. 21 (4): 525–34. doi:10.1055/s-2001-19036. PMID11745040.
Lindsell CE, Boulter J, diSibio G, Gossler A, Weinmaster G (1997). "Expression patterns of Jagged, Delta1, Notch1, Notch2, and Notch3 genes identify ligand-receptor pairs that may function in neural development". Mol. Cell. Neurosci. 8 (1): 14–27. doi:10.1006/mcne.1996.0040. PMID8923452. S2CID8058790.
Li L, Krantz ID, Deng Y, Genin A, Banta AB, Collins CC, Qi M, Trask BJ, Kuo WL, Cochran J, Costa T, Pierpont ME, Rand EB, Piccoli DA, Hood L, Spinner NB (1997). "Alagille syndrome is caused by mutations in human Jagged1, which encodes a ligand for Notch1". Nat. Genet. 16 (3): 243–51. doi:10.1038/ng0797-243. PMID9207788. S2CID8794354.
Li L, Milner LA, Deng Y, Iwata M, Banta A, Graf L, Marcovina S, Friedman C, Trask BJ, Hood L, Torok-Storb B (1998). "The human homolog of rat Jagged1 expressed by marrow stroma inhibits differentiation of 32D cells through interaction with Notch1". Immunity. 8 (1): 43–55. doi:10.1016/S1074-7613(00)80457-4. PMID9462510.
Pilia G, Uda M, Macis D, Frau F, Crisponi L, Balli F, Barbera C, Colombo C, Frediani T, Gatti R, Iorio R, Marazzi MG, Marcellini M, Musumeci S, Nebbia G, Vajro P, Ruffa G, Zancan L, Cao A, DeVirgilis S (2000). "Jagged-1 mutation analysis in Italian Alagille syndrome patients". Hum. Mutat. 14 (5): 394–400. doi:10.1002/(SICI)1098-1004(199911)14:5<394::AID-HUMU5>3.0.CO;2-1. PMID10533065.
Wong MK, Prudovsky I, Vary C, Booth C, Liaw L, Mousa S, Small D, Maciag T (2000). "A non-transmembrane form of Jagged-1 regulates the formation of matrix-dependent chord-like structures". Biochem. Biophys. Res. Commun. 268 (3): 853–9. doi:10.1006/bbrc.2000.2173. PMID10679295.