Onkologiya-

B.P.Kopnin

Cancer Russian Research Center. Blokhin RAMS, Moskva

zdroj RosOncoWeb.Ru

01 0203 0405 0607
3.2. pRb - poprvé identifikován nádorový supresor

3.2.1. Otevření Rb genu

Identifikace nádorový supresor začal s objevem genaRb vlastní, jejíž mutace způsobit vývoj retinoblastom.V začátku roku 1970 Knudson, provádění epidemiologických studií, poznamenat, že asi 40% retinoblastomu vyskytuje v mladencheskomvozraste (průměrný věk 14 měsíců). Kromě toho, tyto nádory kakpravilo dvoustranné (vyplývají z sítnici obou očí) a chastomnozhestvennye (v průměru 3 nezávislého nádoru u pacienta) .Pokud u těchto pacientů v důsledku chirurgických vmeshatelstvaizlechivalis z retinoblastom, mnoho z nich v mládí vozrasterazvivalis osteosarkomu, a v dospělosti - melanom kozhi.Pri v mnoha případech dědičná zabolevaniya.Knudson formulována hypotéza, že v případě dětí nasleduyutmutantny alely, později Rb, druhá mutace Už jsem se vyskytující v retinoblastom, což vede ke vzniku opuholi.Eto poměrně časté události (vyskytující se u přibližně 95% míru patsientovs asi tři na jednoho pacienta), a proto predraspolozheniek vývoj onemocnění je dominantní typ dědičnosti. Knudsonpredpolozhil také to, že děti, které retinoblastom voznikayutv pozdějším věku (frekvence těchto nádorů je malá - 1na 30000 jedinců) nezdědil mutantní alely genu Rb.Vmesto má dva nezávislé mutace se vyskytují v odnomiz retinoblastom, což vede ke vzniku nádorů. V důsledku toho je v souladu s hypotézou Knudson, první skupina pacientů imeetsyaodna vrozené a získané mutaci, zatímco vtoroygruppy pacienti s oběma mutacemi získané.

Vzhledem k tomu, pro některé dědičné retinoblastom obnaruzhivalisnebolshie delečního místa na dlouhém rameni chromozomu 13 (13q14), bylo navrženo, aby gen "predispozice k retinoblastom"(R b), lokalizovaný v tomto genomu oblasti. Ve skutečnosti, s použitím poziční klonování genu byl izolován, jak allelyakotorogo inaktivovaná v buňkách jak dědičné a sporadicheskihretinoblastom. Tak v dědičných forem zabolevaniyavse těla buňky měly vrozené mutace v tomto genu. Tak onemocnění, se ukázalo, že dvě mutace předpokládaného Knudson je nezbytná pro vývoj retinoblastomu se vyskytují v různých allelyahodnogo stejné Rb genu. Inaktivace genu Rb byla obnaruzhenane pouze retinoblastomovými buňkách, ale také v některých jiných, než dědičné nádory: prakticky všechny sluchayahmelkokletochnogo rakovinu plic, části případů, (20-40%) akutní leukémie, osteosarkomu, rakoviny močového měchýře, prostaty a jiné Vosstanovlenieekspressii tento gen. v kultivovaných buněk in vitro retinoblastomovými osteosarkomů vedla k inhibici jejich růstu. Takto se nejprve získá silný důkaz o existenci genů, kompletní inaktivaci, což vede k vývoji novoobrazovaniyi produktů, které mohou potlačit reprodukce neoplasticheskihkletok. Zákony identifikované Rb gen pod studie vchastnosti spojení s dědičnými formami rakoviny a neobhodimostporazheniya obou alelách (recesivní mutace zobrazení znaků), byly použity jako kritéria pro vyhledávání a identifikatsiidrugih nádorových supresorů.

V současné době značný pokrok ve funkci ponimaniinormalnoy Rb genového produktu (pRb) v buňce, a umístění oharakterizovanytipy mutacemi v retinoblastomu Rb genu v andother malignity, vysoce účinné metody navržené skriningamutatsy Rb u osob v ohrožení.

3.2.2. Funkce PRB v buňce a jeho poruchy v karcinogenezi

pRb je fosfobelok c mol. hmotnost 105kD, lokalizuyuschiysyav jádro a je exprimován ve většině typů buněk. Ten defosforilirovanv dělení buněk a v proliferujících buňkách, nahodyaschihsyav časné G1 fázi buněčného cyklu. V tomto stavu, pRb obrazuetkompleksy s několika proteiny, včetně proteinů, které způsobují remodelirovaniehromatina (histon deacetylasy HDAC, SWI-SNF komplexy) a transkriptsionnymifaktorami rodinu E2F, regulovat genovou aktivitu, produktykotoryh třeba začít a průchodem S-fáze (cyklin E, cyklin A, dihydrofolát reduktázu, thymidinkináza, PCNA, DNA polimerazaa atd.). Transkripce z těchto genů je potlačena, pokud související E2F skompleksami HDAC / pRb / SWI-SNF. Když PRB mitogenní signály ve fázi seredineG1 fosforylován na specifické aminokyseliny ostatkamtsiklinzavisimoy kinázy Cyklin D / Sdk4 (6), která ji způsobuje otvyazyvanieot HDAC. Komplexní pRb / SWI-SN (bez HDAC) neblokuje sposobnostE2F trans-aktivovat cyklin E gen, ale transkriptsiyudrugih potlačuje E2F-regulovaných genů, zejména cyklin A. V důsledku pozdní G1 fázi dochází tsiklinzavisimoykinazy selektivní aktivace cyklin E / Cdk2, který dále fosforyluje pRbpo další aminokyselinové zbytky. To způsobí, že vysvobozhdenietranskriptsionnogo faktor E2F komplexy pRb / SWI-SNF a egoaktivatsiyu což vede ke zvýšené expresi cyklinu A a drugihgenov jejichž produkty jsou potřebné pro syntézu DNA (obr. 1).

Obr. 1. pRb reguluje aktivitu transkripčních faktorů semeystvaE2F a kináz cyklin-dependentních odpovědné za vstup a prodvizheniepo S fáze buněčného cyklu (vysvětlení v textu).

Po zaversheniyaS pRb fáze se stává defosforylovaným stát v kotoromon E2F aktivity a blokuje vstup do další fáze S (pro své nové initsiatsiineobhodim mitogenní stimulačních aktivace komplexů tsiklinD / CDK4). Tak, modulaci aktivity E2F a reguliruemyhim genu pRb hraje klíčovou úlohu při regulaci posledovatelnostisobyty poskytování G0 / G1 buněk v S fázi přechodu a jeho uspeshnoezavershenie. Navíc k E2F pRb se váže na a moduluje aktivnostryada jiné transkripční faktory, které se podílejí na regulaci nejvíce tkanespetsifichnyi určité diferenciační programm.Tak, zvyšuje transkripční aktivitu některých predstaviteleysemeystva bHLH (MyoD a kol.), Které stimulují sval differentsirovkui C / EBP rodina hraje klíčovou roli v monocytů-makrofágů (NF-IL-6) a adipotsitarnoy (C / EBP-b) diferenciace. Kromě toho, pRb váže na a potlačuje transkriptsionnyefaktory homeobox obsahující (Pax-3, Mhox, Chx10), určování osud buněk v rannemembrioneneze. To vše dal důvod se domnívat, že hlavní fiziologicheskayafunktsiya pRb je determinancy některé terminalnyhdifferentsirovok, což vyžaduje zastavení buněčného cyklu (provádí potlačení E2F funkci) a indukce ekspressiiryada specializované proteiny (aktivnostitkanespetsifichnyh realizován úpravou transkripční faktory). Mnohem chastmutatsy Rb gen nalézt v různých nádorů, protože libodeletsiyu genu nebo kódující posun rámu, nebo se prezhdevremennuyuterminatsiyu nebo poruch mRNA sestřihu. To vše vede Ilík úplnou ztrátu exprese proteinového produktu, nebo ekspressiinepolnotsennyh a nestabilní proteiny pRb. V některých případech nablyudayutsyamissens mutace způsobuje nahrazení jednoho z aminokyselinovými mutacemi ovlivnit ostatkov.Takie doménu odpovědnou za vazbu na pRb cryadom buněčné proteiny a virové onkoproteiny - T-SV40, E1A adenovirusovi E7 HPV. Zřejmě dysfunkce této konkrétní domény, vyzyvaemoelibo mutací nebo jeho vazbu na virové onkoproteiny, yavlyaetsyakritichnym potlačit supresorovou aktivitu pRb. Když mutatsiyahoboih Rb genové alely způsobující nedostatek exprese proteinů buňky pRbili funkčně neaktivní formě, transkriptsionnyyfaktor E2F trvale uloženy v aktivovaném stavu. To znamená, za prvé, snižuje závislost na reprodukci rostovyhfaktorov buněk, a za druhé, ruší negativní regulaci inhibičních signálů buněčného růstu proliferatsiipri. Kromě toho je ztráta funkce narushaetprotsessy diferenciaci pRb. To vše výrazně zvýšit veroyatnostpoyavleniya neustále množící buněčných klonů, ve kterých budutnakaplivatsya a jiné onkogenní mutace, které vedou k zlokachestvennoytransformatsii. Ve stejné době, to zůstává nejasné, proč se v vrozhdennoyinaktivatsii jedna z alel genu Rb ve všech buňkách organizmau pacienta v mladém věku se vyvíjí retinoblastom, ane některých dalších nádorů. Je zajímavé, že transgennyhmyshey s inaktivaci jedné alely Rb genu (inaktivace oboihalleley neslučitelné s embryonálními života v důsledku nesrovnalostí eritropoezai neurogeneze) vzniknou ne retinoblastom, a medulární karcinomy schitovidnoyzhelezy nebo adenomy hypofýzy průměr vyplývající z melanoforů (na rozdíl od myší, u lidí Tato látka je v hypofýze atrofovanou) .Kromě toho, retinoblastom a nevyvíjejí v chimérických myší, a to i ve všech buňkách sítnice, které obě alely genu inaktivované Rb.Otsutstvie retinoblastomy v takové chimérické myshe obyasnenootnositelno může být malý ve srovnání s člověkem číslo kletokv sítnice, což snižuje pravděpodobnost výskytu pro korotkoyzhizni zvířete v jedné z retinoblastomu dodatečné geneticheskihizmeneny nezbytné pro vývoj nádorů. Méně veroyatnosttakih událostí může být také v souvislosti s nedostatkem laboratornyhmyshey dalších karcinogenních faktorů, jako je sítnice oblucheniekletok slunečnímu záření podporuje samozřejmě razvitiyuretinoblastom v podobné situaci u lidí. Ve prospěch predpolozheniyao potřeba pro vývoj retinoblastomu dopolnitlnyh sobytiymozhet naznačují, že retinoblastom vznikají utransgennyh myši exprimující virové onkoproteinu T-SV40, kotoryysvyazyvaet a inaktivuje nejen pRb, ale jeho homologů, a další nádorové supresorové (viz níže). - p53 (viz. bod 3.3).

3.2.3.Gomologi PRB: p107 a Rb2 / p130

O něco později, na počátku 90. let gg.bylo identifitsiorovano dva genové produkty, které iRb2 proteiny P107 / P130, mají strukturní podobnosti a částečně perekryvayuschiesyafunktsii s pRb. Tak, podobný pRb, jsou schopny potlačit aktivnostE2F vykonávají citlivých genů a blokovat vstup do fáze S. však mají několik rozdílů od pRb. Zejména se vážou tolkoE2F4 a E2F5, vzhledem k tomu, pRb interaguje s E2F1, E2F2, E2F3 iE2F4. Možná to je důvod, proč proteiny p107 a p130 / RB2, na rozdíl od pRb, ne sposobnypodderzhivat dlouhodobý pobyt v G0 nekotoryhtipov a diferenciaci buněk, jako jsou svalové buňky. Homology pRb dysfunkce, zdá se, že nejsou zapojeny do počátečních fázích vývoje liboopuholey jakékoli osoby, pokud tam byly identifikovány s vrozenou dědičnou formynovoobrazovany zárodečných mutací genů r107ili RB2 / p130. Kromě toho myši heterozygotní Knockout etihgenov výskyt nádorů se nezvyšuje. Ve stejné mutace vremyasomaticheskie inaktivace je Rb2 / p130 gen vyznačující dlyachasti Pouzdra Burkittův lymfom, nosohltanu karcinom a melkokletochnogoraka světlo, a, zpravidla, jsou uvedeny v pozdějším stadiyahzabolevaniya. Asi dysfunkce tohoto homologu pRb obespechivayutprogressiyu některé nádory.