Změny exprese vybraných genů Wnt dráhy ve vzorcích kolorektálního karcinomu
Milan Kment1, Jiří Švec1, Peter Ergang Orcid.org , Jana Bryndová Orcid.org , Jiří Pácha Orcid.org , Hana Zemková Orcid.org 2
+ Pracoviště
Souhrn
Úvod: Tumorigeneze je spojena s deregulací Wnt signalizační dráhy, která se významně podílí na regulaci proliferace a diferenciace buněk. Mutace nebo deregulace exprese komponent Wnt dráhy se uplatňují v indukci řady chorob včetně vzniku karcinomu. V případě vzniku neoplastických změn ve střevu dochází k aberantní stabilizaci a akumulaci β-kateninu, který i v nepřítomnosti Wnt signálů uniká destrukci a vstupuje do buněčného jádra. Zde vytváří transkripčně aktivní komplex, a tak dochází k zahájení transkripce řady genů včetně protoonkogenů. Otázkou je, co způsobuje akumulaci β-kateninu (mutace nebo deregulace exprese určitých komponent Wnt signalizace) a zda deregulace v kanonické Wnt/β-kateninové signalizaci není spojena se změnami nekanonické Wnt signalizace, která by se rovněž mohla uplatňovat v tumorigenezi.
Cíl studie: Cílem práce bylo porovnat expresi vybraných komponent Wnt signalizace ve vzorcích neoplastické tkáně pacientů s kolorektálním karcinomem a v okolní makroskopicky zdravé tkáni.
Materiál a metodika: Hladiny transkriptů vybraných genů Wnt dráhy byly měřeny pomocí kvantitativní PCR ve vzorcích tkáně získané od pacientů operovaných pro kolorektální karcinom.
Výsledky: Neoplastická tkáň vykazovala zvýšenou hladinu transkriptů genů pro Axin 2, DKK1 a NKD1 a sníženou hladinu transkriptu pro sFRP1. U dalších studovaných genů (Axin 1, LRP5, ßTrCP, DKK2, DKK3 a β-katenin) byly hladiny transkriptů v neoplastické i v okolní zdravé tkáni stejné.
Závěr: Prokázali jsme, že neoplastická tkáň pacientů s kolorektálním karcinomem, která je běžně spojena s aktivací kanonické Wnt/β-kateninové dráhy, vykazuje na úrovni mRNA změny v expresi 4 komponent Wnt signalizace, které působí tlumivě na Wnt/β-kateninovou dráhu. Nález zvýšené hladiny NKD1 mRNA spolu s poklesem hladiny sFRP1 naznačuje posun Wnt odpovědí ve směru k nekanonické dráze, což by se mohlo uplatňovat v tumorigenezi. Data rovněž naznačují možnost použití NKD1 mRNA a sFRP1 mRNA jako markerů kolorektální karcinogeneze.
Klíčová slova: Wnt dráhy - kolorektální karcinom.
ÚVOD
Regulace proliferace, diferenciace a životnosti buněk je řízena řadou komplexních regulačních sítí, které se uplatňují nejen během embryogeneze, ale i v dospělosti. Mutace nebo deregulace exprese některých komponent těchto sítí jsou schopny vyvolat změny transkripčních programů, které mohou indukovat vznik řady chorob včetně karcinomu. V případě kolorektálního karcinomu klíčovou roli hraje zejména Wnt signalizační dráha a její deregulace(1). Signalizace touto drahou je iniciována Wnt glykoproteiny, které se vážou na transmembránové receptory označované jako Frizzled (FZD). Z nich je signál přenášen na fosfoprotein Dishevelled (DVL), kde se signál dále zpracovává a podle typu Wnt proteinu (ligandu) a přítomnosti koreceptorů je dále translokován jednou z několika Wnt signálních drah (Wnt/β-kateninová, Wnt/PCP (planar cell polarity a Wnt/Ca++ dráha).
V případě kanonické Wnt/β-kateninové dráhy aktivuje Wnt ligand fosforylaci koreceptorů LRP5 (LDL-related receptor protein) a LRP6 a interakci DVL s FZD receptorem a dalšími proteiny. Interakce proteinu axinu s LRP5, LRP6 a DVL vede k inaktivaci komplexu, který v klidové buňce degraduje β-katenin, čímž dochází k jeho stabilizaci, translokaci do jádra a následně k odblokování represe Wnt-specifických cílových genů, mezi které patří řada onkogenů(2). Oproti tomu v nepřítomnosti Wnt signálu cytoplazmatický β-katenin vytváří komplex s axinem, proteinem APC a kinázami, které β-katenin fosforylují. Fosforylovaný β-katenin je degradován v proteozomu, čímž je udržována nízká hladina β-kateninu. Při tomto procesu dochází k interakci s proteinem βTrCP (β-transducin repeated-containing protein), komponentou E3 ubiquitin ligázy. Vzhledem k tomu, že zhruba 80 % kolorektálních karcinomů vykazuje inaktivaci APC genu, který je spojen s tumor-supresorovou aktivitou(3) a APC protein interaguje přímo s β-kateninem, tato genetická změna vede k aktivaci Wnt signalizace, která je prokazatelná v procesu karcinogeneze střeva(4,5) a byla demonstrována již v časných stadiích kolorektálního tumoru (dysplazie krypt) (6).
V případě nekanonických Wnt drah jsou Wnt ligandy (např. Wnt5A, Wnt5B, Wnt11), FZD receptory a DVL schopny aktivace signalizačních kaskád nezávisle na β-kateninu. V případě Wnt/PCL dráhy přenášejí Wnt proteiny prostřednictvím některých FZD receptorů a ROR koreceptorů signál do buňky, kde dochází nakonec k aktivaci signálních kaskád Rho/Rac a JNK. Nálezy naznačují, že aberantní aktivace Wnt/PCP signalizace v nádorech vede k malignějšímu fenotypu, jako je abnormální polarita tkáně, invazivita a metastázování(7). Významnou roli zde hraje negativní regulátor Wnt/β-kateninové dráhy NKD1, jehož zvýšená exprese byla nedávno prokázána při kolorektální tumorigenezi spolu s vyšší hladinou exprese FZD receptorů uplatňujících se v nekanonických Wnt dráhách(8)
Pro přístup k článku se, prosím, registrujte.
Výhody pro předplatitele
Výhody pro přihlášené