1

1

ARTYKUŁ REDAKCYJNY

Rola osteopontyny w chorobach sercowo-naczyniowych

WOJCIECH WITKIEWICZ, AGNIESZKA CZYŻEWSKA-BUCZYŃSKA, SEBASTIAN

BAŁASZ, JAN JANUSZ GNUS

Wojewódzki Szpital Specjalistyczny we Wrocławiu, Ośrodek Badawczo-Rozwojowy,

kierownik: prof. dr hab. med. W. Witkiewicz

Rola osteopontyny w chorobach sercowo-naczyniowych

Witkiewicz W., Czyżewska-Buczyńska A., Bałasz S., Gnus J.J.

Wojewódzki Szpital Specjalistyczny we Wrocławiu, Ośrodek Badawczo-Rozwojowy

Osteopontyna (OPN) jest fosforylowaną kwaśną glikoproteiną wydzielaną przez wiele

komórek, m.in. przez komórki układu odpornościowego, nabłonkowe, mięśni gładkich,

osteoblasty, osteoklasty oraz komórki nowotworowe. Dzięki charakterystycznej strukturze

cząsteczkowej, zawierającej domeny wiążące integryny, OPN ma zdolność do wiązania się z

wieloma receptorami integrynowymi, dzięki czemu białko to ma znaczenie w procesie

aktywacji, adhezji i migracji wielu komórek. Osteopontyna jest białkiem wielofunkcyjnym.

Bierze udział w regulacji procesów zapalnych, uczestniczy w procesie mineralizacji tkanek, a

także w nowotworzeniu. Ze względu na szeroki zakres działania, osteopontyna jest istotnym

czynnikiem, który bierze udział w patogenezie chorób sercowo-naczyniowych, w tym w

miażdżycy naczyń i w rozwoju tętniaka aorty brzusznej.

Słowa kluczowe: osteopontyna, zapalenie, miażdżyca, tętniak aorty brzusznej, choroby

sercowo-naczyniowe

The role of osteopontin in cardiovascular diseases

Witkiewicz W., Czyżewska-Buczyńska A., Bałasz S., Gnus J.J.,

Regional Specialist Hospital in Wroclaw, Poland, Research and Development Centre

2

2

Osteopontin (OPN) is an acid phosphorylated glycoprotein secreted by cells of the immune

system, epithelial cells, smooth muscle cells, osteoblasts, osteoclasts, tumor cells and many

more. Osteopontin is a multifunctional protein. Due to characteristic molecular structure

containing integrin bining domains, OPN can interact with several integrin receptors, thus it

play a role in activation, adhesion and migration of many cell types in such processes as

inflammation, tissue mineralization and tumor genesis. This broad biological action of

osteopontin underlie its presumed role in the pathogenesis of cardiovascular diseases,

including atherosclerosis and abdominal aortic aneurysm formation.

Key words: osteopontin, inflammation, atherosclerosis, abdominal aortic aneurysm,

cardiovascular disease

Osteopontyna – OPN (ang. osteopontin) jest białkiem należącym do rodziny małych,

wiążących integryny glikoprotein – SIBLING (ang. small integrin-binding ligand N-linked

glycoprotein), do której należą również kostne sialoproteiny, białka macierzy zębiny,

sialofosfoproteiny zębiny oraz glikofosfoproteiny macierzy zewnątrzkomórkowej [9].

Osteopontynę po raz pierwszy zidentyfikowano ponad 30 lat temu, jako kostną sialoproteinę

i opisano jako białko macierzy stanowiące swoisty łącznik pomiędzy komórkami kości a

hydroksyapatytem. W piśmiennictwie OPN nazywana jest fosfoproteiną o masie

cząsteczkowej 44 kDa, sialoproteiną 1 oraz wydzielniczą fosfoproteiną 1 (SSP-1), ze

względu na jej identyfikację w nadsączu komórek hodowanych w warunkach in vitro. Ze

względu na zdolność do wczesnej aktywacji limfocytów T, osteopontyna nazywana jest

cząsteczką Eta-1. W związku z wykryciem tego białka w moczu, OPN nazywana jest także

uropontyną [45].

W warunkach fizjologicznych osteopontyna jest wytwarzana przez wiele typów komórek,

takich jak: osteoblasty, osteoklasty, komórki nabłonkowe piersi, komórki nerwowe, komórki

śródbłonka naczyń, oraz komórki układu immunologicznego (limfocyty T i B, komórki NK,

komórki Kupffera, makrofagi, komórki dendrytyczne, neutrofile, mastocyty). Białko to

wykrywa się w wielu tkankach organizmu ludzkiego (mózgu, nerkach, wątrobie, płucach,

drogach pokarmowych, kościach, zębach, stawach, sercu oraz w tkance tłuszczowej).

3

3

Osteopontyna występuje również w płynach ustrojowych (we krwi, moczu, mleku, nasieniu i

żółci) [4, 28, 37].

Osteopontyna jest białkiem wielofunkcyjnym. Stanowi składnik macierzy

zewnątrzkomórkowej. Uznawana jest także za cytokinę/hormon, ze względu na zdolność do

indukowania szlaku przekazywania sygnałów komórkowych. Liczne badania potwierdziły jej

udział w wielu procesach, zarówno fizjologicznych, jak i patologicznych, takich jak: kontrola

biomineralizacji, proces przebudowy kości, angiogeneza, powstawanie kamieni nerkowych,

nowotworzenie, choroby autoimmunologiczne, reakcje zapalne, czy też aterogeneza [46].

Pomimo wielu danych dotyczących roli OPN w organizmie człowieka, nie opisano

dotychczas dokładnych mechanizmów regulacji ekspresji i aktywności tego białka w

odniesieniu do chorób sercowo-naczyniowych.

Niniejsza praca stanowi próbę przybliżenia różnorodnych funkcji osteopontyny z

uwzględnieniem jej specyficznej struktury cząsteczkowej i udziału w patogenezie chorób

sercowo-naczyniowych, w tym w rozwoju tętniaka aorty brzusznej.

Struktura osteopontyny

Gen ludzkiej osteopontyny zlokalizowany jest na długim ramieniu chromosomu 4 (4q21-

4q25). Składa się z siedmiu egzonów. Regulacja ekspresji genu OPN przebiega na kilku

poziomach i może różnić się w zależności od typu komórek. W promotorze genu

osteopontyny zlokalizowano wiele sekwencji regulatorowych, obejmujących m.in. kasety

TATA i GC, odwróconą kasetę CCAAT, a także sekwencje wiążące czynniki transkrypcyjne,

tj. AP1, PEA3, E2A, i Ets-1. Opisano również unikalny mechanizm regulacji transkrypcji

genu OPN w komórkach makrofagów, obejmujący heterogenne białka z rodziny jądrowych

rybonukleoprotein (białka wiążące RNA związane z chromatyną) [10].

Pozytywną rolę czynników transkrypcyjnych, tj. β-katenina/Lef-1, AP-1 oraz Ets, w

stymulacji transkrypcji genu osteopontyny potwierdzono w komórkach szczura. Wykazano

ponadto, że występowanie wymienionych czynników transkrypcyjnych przynajmniej

częściowo odpowiada za nadekspresję OPN w komórkach raka piersi [7]. W regulacji

ekspresji genu OPN uczestniczy również wiele substancji, w tym m.in. hormony (witamina

D3, angiotensyna II, glikokortykosteroidy, estrogen), cytokiny prozapalne (IL-1β, IL-6, IFN-

γ, TNF-α), czynniki wzrostu (m.in. płytkowy czynnik wzrostu), a także utlenione cząsteczki

LDL (oxLDL) oraz estry forbolu [6, 19, 25].

4

4

Osteopontyna jest kwaśną glikoproteiną, zbudowaną z około 300 aminokwasów. W

organizmie ludzkim występuje jako białko związane z macierzą międzykomórkową.

Funkcjonuje także jako cytokina. Ze względu na wiele modyfikacji potranslacyjnych, takich

jak fosforylacja, glikozylacja, siarkowanie, sjalowanie oraz proteoliza, jej ciężar

cząsteczkowy waha się w granicach 40–80 kDa. W reakcji katalizowanej przez

transglutaminazę powstaje również polimeryczna forma osteopontyny, o masie

cząsteczkowej około 200 kDa [15]. Uważa się, że w różnych typach komórek dochodzi do

potranslacyjnych modyfikacji OPN, co leży u podłoża różnic w fizjologicznej funkcji, jaką

pełni to białko w różnych tkankach organizmu [21].

Osteopontyna zawiera kilka miejsc wiążących receptory integrynowe, dzięki czemu może

uczestniczyć w adhezji oraz migracji wielu komórek. W strukturze OPN wyróżnia się

ponadto domeny podlegające proteolitycznemu cięciu, co ma znaczenie w regulacji

biologicznej aktywności tego białka, (ryc. 1).

Domeny wykazujące zdolność wiązania receptorów integrynowych obejmują: motyw RGD,

złożony z trzech aminokwasów – arginina-glicyna-kwas asparaginowy, wiążący m.in.

receptory αVβ3, αVβ1, α5β1, α8β1 i αVβ5, sekwencję seryna-walina-walina-tyrozyna-kwas

glutaminowy-leucyna-arginina (SVVYGLR), rozpoznającą integryny α9β1, α4β1 i α4β7, a

także motyw ELVTDFTDLPAT, mający zdolność do wiązania α4β1 [39]. Wykazano, że

domena SVVYGLR jest zlokalizowana w krypcie. Do uzyskania pełnej zdolności wiązania

integryn w obrębie tej domeny konieczne jest proteolityczne cięcie cząsteczki OPN przez

trombinę [43, 49].

Osteopontyna stanowi także substrat dla wielu metaloproteinaz macierzy MMP (ang.

matrix metaloproteinase), w tym m.in. dla MMP-2, MMP-3, MMP-7, MMP-9 i MMP-12 [1,

17]. Badania wykazały, że enzymy te mogą rozcinać cząsteczkę OPN w wielu miejscach

(ryc. 1), np. w obrębie sekwencji SVVYGLR, niszcząc domenę wiążącą integryny.

Aktywność metaloproteinaz może zatem wpływać na zmianę powinowactwa OPN do

receptorów typu α4α9, tym samym regulując aktywność tego białka i funkcje wielu komórek.

Fragmenty N-końcowe OPN, powstające po proteolitycznym odcięciu przez trombinę

wykazują większą zdolność do indukowania adhezji komórek, w porównaniu z pełną

cząsteczką OPN. Sugeruje się, że może to wynikać ze zmian konformacyjnych, jakie

zachodzą przy tym w obrębie domeny RGD [41].

Domena SVVYGLR odsłonięta po cięciu cząsteczki OPN przez trombinę również wykazuje

zdolność indukowania adhezji oraz migracji komórek poprzez receptory α4 i α9 [42].

5

5

Aktywność metaloproteinaz powoduje z kolei utratę zdolności do wiązania integryn α9 przez

nowopowstały fragment N-końcowy [49, 50]. C-końcowe fragmenty osteopontyny

generowane przez trombinę i MMP nie zawierają żadnej domeny wiążącej integryny,

immobilizowane nie mają zdolności do indukowania adhezji komórek. Co więcej, jak

wskazują wyniki badań z wykorzystaniem linii komórkowych monocytów, fragmenty te

hamują mediowaną przez OPN adhezję i migrację komórek [11, 42]. Ostatnie dane wskazują,

że polimeryzacja cząsteczek OPN w reakcji katalizowanej przez transglutaminazę 2 zwiększa

z kolei zdolności adhezyjne osteopontyny przez receptor integrynowy α9β1, niezależnie od

domeny SVVYGLR [31].

Osteopontyna w swej strukturze zawiera miejsce wiązania receptora kwasu hialuronowego

(CD44) (ryc. 1). Domena ta zlokalizowana jest w obrębie fragmentu C-końcowego

cząsteczki OPN generowanego przez trombinę i zdolna jest do wiązania pewnych izoform

CD44, m.in. CD44v3-v6 i v7, stymulując w ludzkich komórkach nowotworowych

transkrypcję genu CD44 i ekspresję receptora CD44s, v6 i v9 na powierzchni wielu komórek

[22]. Wykazano na przykład, że osteopontyna jest ważnym regulatorem ekspresji receptora

CD44 na powierzchni osteoklastów [5].

Interakcja OPN z receptorem CD44 odbywa się w sposób niezależny od domeny RGD i

wymaga obecności integryn β1 [20, 47]. Ligacja izoform CD44 przez OPN umożliwia

chemotaksję i adhezję fibroblastów, limfocytów T, a także komórek szpiku kostnego.

Związanie OPN z receptorem CD44 zmniejsza ekspresję IL-10 w makrofagach

otrzewnowych [46].

Osteopontyna może wiązać się również ze składnikami macierzy zewnątrzkomórkowej.

Wykazano, że cząsteczka OPN zawiera dwie konserwatywne N-końcowo lokalizowane

domeny wykazujące homologię do heparyny, umożliwiające interakcje OPN z siarczanem

heparanu, a także wiąże się bezpośrednio z fibronektyną i kolagenem [26, 29]. W swej

strukturze OPN ma ponadto sekwencje bogate w kwas asparaginowy wiążące wapń oraz

fosforylowaną serynę i treoninę uczestniczące w wiązaniu hydroksyapatytu, niezależnie od

domen wiążących receptory integrynowe [39].

Udział osteopontyny w zapaleniu

Osteopontyna wykazuje zdolność do regulacji odpowiedzi zapalnej na wielu poziomach.

Działanie to obejmuje m.in. zdolność OPN do regulacji adhezji, migracji i aktywności

6

6

komórek zapalnych, a także aktywacji limfocytów T i indukcji syntezy cytokin o charakterze

prozapalnym, m.in. IL-12. Aktywność OPN prowadzi w konsekwencji do zaostrzania reakcji

zapalnej oraz do utrzymywania przewlekłego stanu zapalnego.

Osteopontyna jest potencjalnym czynnikiem chemotaktycznym makrofagów i uczestniczy w

gromadzeniu tych komórek w miejscu rozwoju zapalenia. Osteopontyna reguluje również

aktywność komórek fagocytujących. Badania wykazały, że makrofagi podlegają

autoregulacji za pośrednictwem OPN w sposób autokrynny [39].

Osteopontyna indukuje wczesną odpowiedź limfocytów Th1, dzięki czemu zyskała miano

cytokiny szlaku Th1. Wywołuje chemotaksję i adhezję limfocytów T, a także uczestniczy w

proliferacji tych komórek. Indukuje ekspresję ligandu dla receptora CD40 (CD40L) oraz

wzmaga syntezę IFN-γ. Wzmożona ekspresja CD40L przez limfocyty T powoduje aktywację

proliferacji limfocytów B i syntezę przeciwciał [34]. Aktywacja komórek T odpowiada

również za CD3-zależną aktywację makrofagów i indukcję syntezy IL-12, hamując

jednocześnie wydzielanie IL-10.

Synteza IL-12 jest wynikiem interakcji fragmentu N-końcowego OPN z receptorem

integrynowym αVβ3, podczas gdy wydzielanie IL-10 hamowane jest za pośrednictwem

fragmentu C-końcowego, prawdopodobnie przez receptor CD44 [48]. Osteopontyna odgrywa

rolę w przeciwbakteryjnej i przeciwwirusowej odpowiedzi makrofagów i limfocytów T i

uczestniczy w modulacji aktywności komórek dendrytycznych i chemotaksji neutrofilów

[25].

Osteopontyna jest cytokiną nie tylko o charakterze prozapalnym, ale także wykazuje

właściwości przeciwzapalne [33]. Działanie to polega m.in. na zdolności do hamowania

wydzielania MMP-2 i cytokin przez makrofagi, a także na zahamowaniu ekspresji syntazy

tlenku azotu, co potwierdzono w badaniach na szczurach, a także w ludzkich makrofagach i

w komórkach nabłonkowych kanalików nerkowych [27, 40].

Rola osteopontyny w chorobach sercowo-naczyniowych

Choroby sercowo-naczyniowe obejmują grupę schorzeń, u których podłoża leżą zmiany

miażdżycowe rozwijające się w ścianie tętnic.

Miażdżyca tętnic uznawana jest obecnie za chorobę przewlekłą o podłożu zapalnym, w

której powstawaniu uczestniczy wiele czynników, zarówno środowiskowych, jak i

biologicznych. Klasyczne czynniki ryzyka rozwoju miażdżycy, takie jak: dyslipidemia,

7

7

cukrzyca i otyłość, odpowiadają za rozwój reakcji zapalnej poprzez kompleksowe

mechanizmy, obejmujące, takie procesy jak: glikacja i peroksydacja lipidów oraz

zwiększenie syntezy cytokin prozapalnych, co powoduje kumulację komórek zapalnych

(makrofagów) w miejscu zmienionego śródbłonka. Rozwój miażdżycy jest związany nie

tylko z miejscową kumulacją komórek prozapalnych, ale także z rozwojem ogólnoustrojowej

reakcji zapalnej.

W warunkach fizjologicznych głównym źródłem osteopontyny w ścianie naczyń

krwionośnych są komórki mięśni gładkich oraz komórki nabłonkowe wydzielające OPN w

bardzo niewielkich ilościach, co ma znaczenie w ochronie przed mineralizacją. W procesie

aterogenezy za zwiększenie stężenia OPN odpowiadają przede wszystkim makrofagi licznie

naciekające ścianę naczynia. Znamienne zwiększenie ekspresji mRNA dla osteopontyny

wykazano w komórkach makrofagów otaczających zmiany miażdżycowe rozwijające się w

ścianie naczynia. Co więcej zmiany te korelowały z nasileniem procesu miażdżycowego

[16].

Badania wykazały zwiększone stężenie OPN w obrębie tętnic wieńcowych zmienionych

miażdżycowo, w porównaniu z tętnicami wieńcowymi niewykazującymi tego typu zmian

[8]. Zwiększone stężenie OPN zanotowano także w objawowej miażdżycy tętnic szyjnych, w

porównaniu ze zmianami miażdżycowymi, które nie dają objawów klinicznych, co

dodatkowo może mieć znaczenie w ocenie stabilności blaszki miażdżycowej [13].

Osteopontyna uczestniczy w regulacji procesu przebudowy ściany naczyń krwionośnych,

zachodzącej podczas aterogenezy. Indukuje migrację i proliferację komórek mięśni gładkich

ściany naczyń oraz miofibroblastów przydanki [24]. Badania wykazały ponadto związek

nadeksprsji OPN ze zmniejszeniem grubości kompleksu błony wewnętrznej i środkowej

ściany naczynia IMT (ang. intima-media thickness) wraz z wiekiem, zarówno in vivo, jak i

u myszy transgenicznych z wywołanym uszkodzeniem tętnic [18]. Potwierdzono ponadto

reekspresję OPN w komórkach mięśni gładkich ściany naczyń w procesie restenozy [35].

Udział osteopontyny w procesie remodelingu ściany naczyń krwionośnych ma związek ze

zdolnością tego białka do regulacji wydzielania i aktywności białek macierzy

międzykomórkowej. Wykazano, że domena SVVYGLR, odsłonięta po proteolitycznym

cięciu cząsteczki OPN, ma zdolność do indukcji ekspresji białka pro-MMP-9 w hodowanych

komórkach mięśni gładkich ściany naczyń oraz w tętnicach myszy z indukowaną cukrzycą

[23].

8

8

Na zmiany ekspresji osteopontyny mogą wpływać tradycyjne czynniki ryzyka rozwoju

miażdżycy. Wykazano, że zwiększoną syntezę OPN w ścianie zmienionej miażdżycowo

indukuje wewnątrzkomórkowy metabolizm glukozy, a proces ten jest bezpośrednio

regulowany przez czynniki transkrypcyjne USF-1 i AP-1, a także czynnik jądrowy

aktywowanych limfocytów T (NFAT) [2, 30, 44].

Z patologicznego punktu widzenia dużą rolę w modulacji ekspresji OPN w ścianie naczyń

odgrywają również lipidy. Badania wykazały, że acetylowane cząsteczki LDL mogą

stymulować komórki mięśni gładkich ściany naczyń do zmiany fenotypu, w wyniku czego

komórki te zaczynają wydzielać białka charakterystyczne dla osteoblastów, w tym również

OPN, konsekwencją czego jest tworzenia centrów wapnienia w obrębie ściany naczynia

zmienionej miażdżycowo [36]. Wykazano również istnienie zależności pomiędzy wzrostem

stężenia osteopontyny w krążeniu, a występowaniem stresu oksydacyjnego [12, 23].

Wyniki badań oceniające kliniczne znaczenie zwiększonej ekspresji OPN wskazują na

związek pomiędzy stężeniem tego białka w osoczu, a chorobą wieńcową, niezależnie od

występowania tradycyjnych czynników ryzyka rozwoju miażdżycy tętnic. Co więcej,

zwiększone stężenie OPN koreluje nie tylko ze zmianami miażdżycowymi w tętnicach

wieńcowych, ale również z ich rozległością [32].

Z kolei wyniki badań przeprowadzonych przez Georgiadou i wsp. [12] wskazują na istnienie

pozytywnej korelacji pomiędzy stężeniem OPN w krążeniu, a występowaniem stresu

oksydacyjnego u pacjentów z rozpoznaną chorobą wieńcową. Znamienne zwiększenie

stężenia OPN w osoczu notuje się również u pacjentów z przewlekłą niewydolnością serca,

w porównaniu ze zdrowymi. Co więcej, stężenie tego białka w osoczu jest znacznie wyższe u

pacjentów z ostrą niewydolnością serca, w odniesieniu do pacjentów z wyrównaną

niewydolnością serca [38].

Wskazuje się również na związek pomiędzy zwiększonym stężeniem OPN w krążeniu, a

rozwojem tętniaka aorty brzusznej. Udział OPN w patogenezie tętniaka potwierdzono np. w

mysim modelu tego schorzenia, a także w badaniach in vitro [3]. Wyniki badań oceniających

stężenie OPN zarówno w osoczu pacjentów, jak i w tkankach, wskazują na istnienie

pozytywnej korelacji pomiędzy poziomem ekspresji OPN, a obecnością tętniaka aorty

brzusznej, niezależnie od występowania innych czynników ryzyka. Co więcej, autorzy

sugerują, że oznaczanie stężenia OPN w osoczu może być użytecznym markerem służącym

ocenie wielkości tętniaka i progresji choroby, szczególnie we wczesnym okresie rozwoju

[14].

9

9

Podsumowanie

Osteopontyna jest białkiem pełniącym wiele różnorakich funkcji. Owa wielofunkcyjność

wynika z modyfikacji, jakim podlega cząsteczka OPN w komórkach (ekspresja

specyficznych izoform) oraz z możliwości ekspresji w różnych tkankach. Osteopontyna jest

uznawana za jeden ze znaczących regulatorów odpowiedzi komórkowej w procesie

aterogenezy. Ekspresja tego białka przez komórki układu odpornościowego jest

odpowiedzialna za wzmacnianie i utrzymywanie procesu zapalnego. Jego wydzielanie przez

komórki mięśni gładkich i komórki nabłonkowe ściany tętnic stymulują dodatkowo

aktywację enzymów, uczestniczących w procesie przebudowy tętnic przyczyniając się do

progresji zmian miażdżycowych.

Poznanie mechanizmów oddziaływania osteopontyny oraz jej funkcjonalnych fragmentów

pozwoli na opracowanie procedur diagnostycznych, pozwalających na wczesne wykrywanie

zmian w układzie naczyniowym, a także na wdrożenie skutecznych strategii postępowania

terapeutycznego, selektywnie ograniczających funkcje tego białka.

Piśmiennictwo

1. Agnihotri R., Crawford H.C., Haro H. i wsp.: Osteopontin, a novel substrate for matrix

metalloproteinase-3 (stromelysin-1) and matrix metalloproteinase-7 (matrilysin). J. Biol.

Chem., 2001, 276, 28261-28267.

2. Bidder M., Shao J.S., Charlton-Kachigian N. i wsp.: Osteopontin transcription in aortic

vascular smooth muscle cells is controlled by glucose-regulated upstream stimulatory factor

and activator protein -1 activities. J. Biol. Chem., 2002, 277, 44485-44496.

3. Bruemmer D., Collins A.R., Noh G. i wsp.: Angiotensin II-accelerated atherosclerosis and

aneurysm formation is atteuated in osteopontin-deficient mice. J. Clin., Invest., 2003, 112,

1318-1331.

4. Bulfone-Paus S., Paus R.: Osteopontin as a new player in mast cell biology. Eur. J.

Immunol., 2008, 38, 338-341.

5. Chellaiah M.A., Kizer N., Biswas R. i wsp.: Osteopontin deficiency produces osteoclast

dysfunction due to reduced CD44 surface expression. Mol. Biol. Cell, 2003, 14, 173-189.

6. Denhardt D.T., Noda M. Osteopontin expression and function: Role in bone remodeling. J.

Cell Biochem., 1998, 30, 92-102.

10

10

7. El-Tanani M., Platt-Higgins A., Rudland P.S. i wsp.: Ets gene PEA3 cooperates with β-

catenin-Lef-1 and c-Jun in regulation of osteopontin transcription. J. Biol. Chem., 2004, 279,

20794-20806.

8. Fitzpatrick. L.A., Severson A., Edwards W.D. i wsp.: Diffuse calcification in human

coronary arteries. Association of osteopontin with atherosclerosis. J. Clin. Invest., 1994, 94,

1597-1604.

9. Fisher L.W., Torchia D.A., Fohr B. i wsp.: Flexible structure of SIBLING proteins, bone

sialoprotein and osteopontin. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2001, 280, 460-465.

10. Gao C., Guo H., Mi Z. i wsp.: Transcriptional regulatory functions of heterogenous

nuclear ribonucleoprotein-U and A/B in endotoxin-mediated macrophage expression of

osteopontin. J. Immunol., 2005, 175, 523-530.

11. Gao Y.A., Agnihotri R., Vary C.P. i wsp.: Expression and characterization of

recombinant osteopontin peptides representing matrix metalloproteinase proteolytic

fragments. Matrix Biol., 2004, 23, 457-466.

12. Georgiadou P., Iliodromitis E.K., Varounis C. i wsp.: Relationship between plasma

osteopontin and oxidative stress in patients with coronary artery disease. Expert. Opin. Ther.

Targets., 2008, 12, 917-920.

13. Golledge J., McCann M., Mangan S., i wsp.: Osteoprotegerin and osteopontin are

expressed at high concentrations within symptomatic carotid atherosclerosis. Stroke, 2004,

35, 1636-1641.

14. Golledge J., Muller J., Shephard N. i wsp.: Association between osteopontin and human

abdominal aortic aneurysm. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2007, 27, 655-660.

15. Higashikawa F., Eboshida A., Yokosaki Y.: Enhanced biological activity of polymeric

osteopontin. FEBS Lett., 2007, 581, 2697-2701.

16. Hirota S., Imakita M., Kohri K. i wsp.: Expression of osteopontin messenger RNA by

macrophages in atherosclerotic plaques. A possible association with calcification. Am. J.

Pathol., 1993, 143, 1003-1008.

17. Hou P., Troen T., Ovejero M.C. i wsp.: Matrix metalloproteinase-12 (MMP-12) in

osteoclasts: new lesson on the involvement of MMPs in bone resorption. Bone, 2004, 34, 37-

47.

18. Isoda K., Nishikawa K., Kamezawa Y. i wsp.: Osteopontin plays an important role in the

development of medial thickening and neointimal formation. Circ. Res., 2002, 91, 77-82.

11

11

19. Jalvy S., Renault M.A., Leen L.L. i wsp.: Autocrine expression of osteopontin contributes

to PDGF-mediated arterial smooth muscle cell migration. Cardiovasc. Res., 2007, 75, 738-

747.

20. Katagiri Y.U., Sleeman J., Fujii H. i wsp.: CD44 variants but not CD44s cooperate with

beta 1-containing integrins to permit cells to bind to osteopontin independently of arginine-

glycine-aspartic acid, thereby stimulating cell motility and chemotaxis. Cancer Res., 1999,

59, 219-226.

21. Kazanecki C.G., Uzwiak D.J., Denhardt D.T.: Control of osteopontin signaling and

function by post-translational phosphorylation and protein folding. J. Cell Biochem., 2007,

102, 912-924.

22. Khan S.A., Cook A.C., Kappil M. i wsp.: Enhanced cell surface CD44 variant (v6 i v9)

expression by osteopontin in breast cancer epithelial cells facilitates tumor cell migration:

novel post-transcriptional, post-translational regulation. Clin. Exp. Metastasis., 2005, 22,

663-673.

23. Lai C.F., Seshadri V., Huang K. i wsp.: An osteopontin-NADPH oxidase signaling

cascade promotes pro-matrix metalloproteinase 9 activation in aortic mesenchymal cells.

Circ. Res., 2006, 98, 1479-1489.

24. Lenga Y., Koh A., Perera A.S. i wsp.: Osteopontin expression is required for

myofibroblast differentiation. Circ. Res., 2008, 102, 319-327.

25. Lund S.A., Giachelli C.M.: The role of osteopontin in inflammatory processes. J. Cell

Commun. Signal., 2009, 3, 311-322.

26. Martin S.M., Schwartz J.L., Giachelli C.M. i wsp.: Enhancing the biological activity of

immobilized osteopontin using a type-1 collagen affinity coating. J. Biomed. Mater. Res.,

2004, 70, 10-19.

27. Mazzali M., Kipari T., Ophascharoensuk V. i wsp.: Osteopontin – a molecule for all

seasons. Q. J. Med., 2002, 95, 3-13.

28. Mrochem J., Bartnik W.: Osteopontyna – nowy marker w chorobach nowotworowych.

Wsp. Onkol., 2008, 12, 349-353.

29. Mukherjee B.B., Nemir M., Beninati S. i wsp.: Interaction of osteopontin with fibronectin

and other extracellular matrix molecules. Ann. N. Y. Acad. Sci., 1995, 760, 201-212.

30. Nilsson-Berglund L.M., Zetterqvist A.V., Nilsson-Ohman J. i wsp.: Nuclear factor of

activated T cells regulates osteopontin expression in arterial smooth muscle in response to

diabetes-induced hyperglycemia. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2010, 30, 218-224.

12

12

31. Nishimichi N., Higashikawa F., Kinoh H.H. i wsp.: Polymeric osteopontin employs

integrin alpha 9 beta 1 as a receptor and attracts neutrophils by presenting a de novo binding

site. J. Biol. Chem., 2009, 284, 14769-14776.

32. Ohmori R., Momiyama Y., Taniguchi H. i wsp.: Plasma osteopontin levels are associated

with the presence and extent of coronary artery disease. Atheroscler., 2003, 170, 333-337.

33. O`Regan A.W., Berman JS. Osteopontin a key cytokine in cell-mediated and

granulomatous inflammation. Int. J. Exp. Pathol., 2000, 81, 373-390.

34. O`Regan A.W., Hayden J.M., Berman J.S.: Osteopontin augments CD3-mediated

interferon-gamma and CD40 ligand expression by T cells, which results in IL-12 production

from peripheral blood mononuclear cells. J. Leukoc. Biol., 2000, 68, 495-502.

35. Panda D., Kundu G.C., Lee B.I. i wsp.: Potential roles of osteopontin and alphaVbeta3

integrin in the development of coronary artery restenosis after angioblasty. Proc. Natl. Acad.

Sci. U S A., 1997, 94, 9308-9313.

36. Proudfoot D., Dawies J.D., Skepper J.N. i wsp.: Acetylated low-density lipoprotein

stimulates human vascular smooth muscle cells calcification by promoting osteoblast

differentiation and inhibiting phagocytosis. Circulation, 2002, 106, 3044-3050.

37. Ramaiah S.K., Rittling S.: Pathophysiological role of osteopontin in hepatic

inflammation, toxicity and cancer. Toxicol. Sci., 2008, 103, 4-13.

38. Rosenberg M., Zugck C., Nelles M. i wsp.: Osteopontin, a new prognostic biomarker in

patients with chronic heart failure. Circ. Heart Fail., 2008, 1, 43-49.

39. Scatena M., Liaw L., Giachelli C.M.: Osteopontin: A multifunctional molecule regulating

chronic inflammation and vascular disease. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2007, 27,

2302-2309.

40. Scott J.A., Weir M.L., Wilson S.M. i wsp.: Osteopontin inhibits inducible nitric oxide

synthase activity in rat vascular tissue. Am. J. Physiol., 1998, 275, 2258-2265.

41. Senger D.R., Perruzzi C.A., Papadopoulos S.A. i wsp.: Adhesive properties of

osteopontin: regulation by a naturally occuring thrombin-cleavage in close proximity to the

GRGDS cell-binding domain. Mol. Biol. Cell, 1994, 5, 565-574.

42. Smith L.L., Cheung H.K., Ling L.E. i wsp.: Osteopontin N-terminal domain contains a

cryptic adhesive sequence recognized by alpha9beta1 integrin. J. Biol. Chem., 1996, 271,

28485-28491.

43. Smitch L.L., Giachelli C.M.: Structural requirements for alpha 9 beta-1 mediated

adhesion and migration to thrombin-cleaved osteopontin. Exp. Cell Res., 1998, 242, 351-360.

13

13

44. Sun J., Xu Y., Sun Y.: Intermittent high glucose enhances proliferation of vascular

smooth muscle cells by upregulating osteopontin. Mol. Cell Endocrinol., 2009, 313, 64-69.

45. Waller A.H., Sanchez-Ross M., Kaluski E. i wsp.: Osteopontin in cardiovascular disease:

a potential therapeutic target. Cardiol. Rev., 2010, 18, 125-131.

46. Wang K.X., Denhardt D.T.: Osteopontin: Role In immune regulation and stress response.

Cytokine Growth Factor Rev., 2005, 19, 333-345.

47. Weber G.F., Ashkar S., Cantor H.: Interaction between CD44 and osteopontin as a

potential basis for metastasis formation. Proc. Assoc. Am. Physicians, 1997, 109, 1-9.

48. Weber G.F., Zawaideh S., Hikita S. i wsp.: Phosphorylation-dependent interaction of

osteopontin with its receptors regulates macrophage migration and activation. J. Leukoc.

Biol., 2002, 72, 752-761.

49. Yokosaki Y., Matsuura N., Sasaki T. i wsp.: The integrin alpha(9)beta(1) binds to a novel

recognition sequence (SVVLYGR) in the thrombin-cleaved amino-terminal fragment of

osteopontin. J. Biol. Chem., 1999, 274, 36328-36334.

50. Yokosaki Y., Tanaka K., Higashikawa F. i wsp.: Distinct structural requirements for

binding of the integrins αVβ6, αVβ5, α5β1 and α9β1 to osteopontin. Matrix Biol., 2005, 24, 418-

427.

Otrzymano 1 czerwca 2010 r.

Adres: Agnieszka Czyżewska-Buczyńska, Wojewódzki Szpital Specjalistyczny we

Wrocławiu, Ośrodek Badawczo-Rozwojowy, ul. H.M. Kamieńskiego 73a, 51-124 Wrocław,

tel. (71) 327 01 25, fax (71) 32 54 101, e-mail: czyzewska-buczynska@wssk.wroc.pl

Ryc. 1. Schemat struktury cząsteczki osteopontyny (OPN). Od strony lewej do prawej

zaznaczono: N-końcowo-zlokalizowaną sekwencję sygnalną, regulującą wydzielanie OPN,

która następnie jest odcinana po wydzieleniu białka; miejsce polimeryzacji OPN w reakcji

katalizowanej przez transglutaminazę; bogatą w kwas asparaginowy domenę Poli-D wiążącą

hydroksyapatyt; miejsca wiązania jonów wapnia; trzy domeny wiążące integryny; miejsca

cięcia cząsteczki przez trombinę i metaloproteinazy macierzy; C-końcowo zlokalizowaną

sekwencję rozpoznająca receptor CD44; kropki oznaczają potencjalne miejsca fosforylacji

OPN

14

14

Fig. 1. Osteopontin (OPN) structure scheme. From left side to right side are indicated: the N-

terminal signal sequence regulating OPN secretion, that is cleaved off after the protein

secretion; OPN polymerization side enzymatically mediated by transglutaminase; an aspartate

rich region (Poly-D) hydroxyapatite binding; calcium ions binding sides; three integrin binding

domains; sites cleaved by trombin and matrix metalloproteinases; C-terminal CD44 binding

sequence; dots indicate potential phosphorylation sites