Fbxw7 vaidmuo palaikant normalias kamienines ir vėžį sukeliančias ląsteles | britų žurnalas apie vėžį

Fbxw7 vaidmuo palaikant normalias kamienines ir vėžį sukeliančias ląsteles | britų žurnalas apie vėžį

Anonim

Dalykai

  • Vėžinės kamieninės ląstelės
  • Ląstelių biologija

Anotacija

Kamieninės ląstelės, be savęs atsinaujinimo ir daugialypiškumo savybių, pasižymi ir skirtinga ląstelių ciklo būkle. Somatinės kamieninės ląstelės palaikomos ramybės būsenoje, tačiau prireikus jos pereina nuo ramybės prie proliferacijos. Kita vertus, embrioninės kamieninės ląstelės ir indukuotos pluripotentinės kamieninės ląstelės greitai dauginasi, kol diferenciacijos indukcija slopina ląstelių ciklo progresą. Taigi, atskleidus ląstelių ciklo kontrolės kamieninėse ląstelėse mechanizmus, turėtų būti suteikta įžvalga apie pusiausvyros tarp savęs atsinaujinimo ir diferenciacijos, kuris yra pagrindinis kamieninių ląstelių biologijos tikslas, reguliavimą. Naujausi tyrimai parodė, kad vėžį sukeliančios ląstelės (CIC), turinčios kamieninių ląstelių savybes, sergančias vėžiu, taip pat yra ramios, ši savybė suteikia atsparumą priešvėžiniam gydymui, nukreiptam į dalijamąsias ląsteles. Todėl galima tikėtis, kad CIC ramybės mechanizmų pašalinimas padės sukurti vėžį. Šioje apžvalgoje apibendrinamas dabartinis mūsų supratimas apie F-box ir WD40 pakartotinų domenų, kuriuose yra 7 (Fbxw7), kuris yra pagrindinis ląstelių ciklo reguliatorius, vaidmenį palaikant normalias kamienines ląsteles ir CIC, taip pat bandymai apibrėžti būsimus iššūkius. šioje srityje.

Pagrindinis

F-box ir WD40 pakartotinio domeno turinčios 7 (Fbxw7; taip pat žinomos kaip Fbw7, Sel-10, hCDC4 arba hAgo) yra F-box baltymas, atsakingas už substrato atpažinimą SCF (Skp1-Cul1-F-box) baltymų) tipo ubikvitino ligazės kompleksas. Fbxw7 genas sukuria tris izoformas (Fbxw7 α , - β ir - γ ), kurios skiriasi tik savo amino galais, kiekviena izoforma turi dimerizacijos domeną, F-dėžutės domeną, kuris verbuoja kitus ubikvitino ligazės komplekso komponentus, ir WD40 kartojasi, surišančios substratus (Welcker ir Clurman, 2008). Fbxw7 α buvo plačiausiai ištirtas iš šių izoformų. Fbxw7 vaidina pagrindinį vaidmenį ląstelių dalijimosi, augimo ir diferenciacijos srityje, nukreipdamas kelis baltymus - įskaitant c-Myc, Notch1, Notch4, c-Jun ir cikliną E - skilimui (Nakayama ir Nakayama, 2006) (1A pav.). Fbxw7 suriša kiekvieną iš šių substratų per konservuotą fosforilintą domeną, žinomą kaip Cdc4 fosfodegronas. Atsižvelgiant į tai, kad dauguma šių baltymų, kurių Fbxw7 skaidosi, yra proto-onkoproteinai, manoma, kad Fbxw7 veikia kaip naviko slopiklis. Iš tiesų, heterozigotinės FBXW7 mutacijos buvo aptiktos kelių tipų žmogaus vėžiui, įskaitant T-ląstelių ūminę limfoblastinę leukemiją (T-ALL), T-ląstelių limfomą ir cholangiokarcinomą (Nakayama ir Nakayama, 2006; Welcker ir Clurman, 2008). Beveik trys ketvirtadaliai šių mutacijų yra taškinės mutacijos, dėl kurių įvyksta aminorūgščių pakaitalai pagrindinėse WD40 pakartojimų vietose ir dėl to nutrūksta substrato jungimasis. Didžioji dalis likusių mutacijų yra nesąmoningos mutacijos, dėl kurių susidaro sutrumpintos Fbxw7 formos. Šie klinikiniai stebėjimai rodo, kad Fbxw7 yra labai svarbus siekiant užkirsti kelią kancerogenezei dėl jo vaidmens ląstelių ciklo reguliavime. Šioje apžvalgoje aptarsime Fbxw7 poveikį palaikant normalias kamienines ląsteles - įskaitant somatines kamienines ląsteles, embriono kamienines ląsteles (ESC) ir indukuotas pluripotencines kamienines ląsteles (iPSC) - ir vėžį sukeliančias ląsteles (CIC), taip pat kaip tokių žinių pritaikymą kuriant naujus priešvėžinius gydymo metodus.

Image

F-box baltymas Fbxw7 reikalingas normalioms kamieninėms ląstelėms palaikyti. ( A ) Fbxw7 yra SCF tipo ubikvitino ligazės komponentas ir atsakingas už substrato atpažinimą. Baltymai, kurių sudėtyje yra visuotinės svarbos, skaidomi proteasomų. Nesant Fbxw7, šie substratai kaupiasi priklausomai nuo ląstelių konteksto ir tokiu būdu daro įtaką įvairiems ląstelių įvykiams, tokiems kaip ląstelės ciklo eiga. ( B ) Fbxw7 abliacija HSC sukelia c-Myc kaupimąsi ir atitinkamai ląstelių pakartotinį patekimą į ląstelių ciklą. Dviračių HSCs po to, kai aktyvinamas p53, patiria apoptozę, sukeliančią pancitopeniją. Nesant indukcijos p53, Fbxw7 trūkumas turintiems HSC sukelia leukemiją. Kita vertus, Fbxw7 praradimas NSC sąlygoja Notch kaupimąsi, dėl kurio atsiranda pusiausvyros sutrikimas tarp savęs atsinaujinimo ir diferenciacijos šiose ląstelėse, dėl ko atsiranda nenormalus smegenų vystymasis.

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Fbxw7 vaidmuo palaikant normalias kamienines ląsteles

Hematopoetinės kamieninės ląstelės

Hematopoetinės kamieninės ląstelės (HSC) yra vienos geriausiai apibūdinamų somatinių kamieninių ląstelių ir yra pavyzdys kitų audinių kamieninėms ląstelėms, tačiau mintis, kad somatinių kamieninių ląstelių funkcijai palaikyti ramybė yra labai svarbi, remiantis HSC tyrimais. . Nors naujausi įrodymai rodo, kad HSC į ląstelių ciklą pradeda citokinai, įskaitant interferono- α ir granulocitų kolonijas stimuliuojantį faktorių (Trumpp et al, 2010), vidiniai mechanizmai, kuriais grindžiamas tiesioginis ląstelių ciklo reguliavimas HSC, yra tik pradėta atidengti. Remiantis išvadomis, kad c-Myc gausos kontrolė yra būtina norint reguliuoti tiek savęs atsinaujinimą, tiek diferenciaciją HSC (Wilson ir kt., 2004), buvo nustatyta, kad ramybės palaikymas yra nepakankamas pelių, kurių Fbxw7 yra ypač pašalinamas, HSC. kraujodaros sistemoje (Matsuoka ir kt., 2008; Thompson ir kt., 2008; Reavie ir kt., 2010). Šis fenotipas buvo išgelbėtas papildomai pašalinus c-Myc, tai rodo, kad c-Myc stabilizavimasis, atsirandantis dėl Fbxw7 abliacijos, iš tikrųjų paskatino HSC vėl patekti į ląstelių ciklą (1B pav.). Taip pat nustatyta, kad Fbxw7 reguliuoja c-Myc gausą pelės vaisiaus kepenų HSC. Remiantis nuostata, kad kamieninių ląstelių ramybė turi lemiamą vaidmenį išlaikant savęs atsinaujinimo gebėjimą per visą organizmo gyvenimą ir užkertant kelią kancerogenezei, ∼ 30% pelių mutantų pastebimai sumažėjo HSC ( (kamieninių ląstelių išsekimas) ir dėl to atsirandanti sunki pancitopenija, daugumai gyvūnų, kuriems neparodė leukopenijos, ilgainiui išsivystė T-ALL. Be to, nors nustatyta, kad didelėje dalyje buvusių gyvūnų HSC yra apoptozė, susijusi su p53 ekspresijos padidinimu, šio fenotipo pastarosiose pelėse nepastebėta. Papildomas p53 pasišalinimas Fbxw7 turinčiose pelėse palengvino anemiją ir trombocitopeniją, tačiau paskatino T ląstelių piktybinius navikus, kurių latentinis laikotarpis buvo daug trumpesnis. Šie radiniai rodo, kad nuo p53 priklausoma apoptozė Fbxw7 trūkumu turinčiuose HSC yra skirta kancerogenezės prevencijai reaguojant į c-Myc kaupimąsi HSC fondo dydžio išlaikymo sąskaita. Taigi Fbxw7 ir p53 gali sudaryti dvigubą saugos įtaisą, užtikrinantį HSC vientisumą. Atvirkščiai, buvo įrodyta, kad priverstinė Fbxw7 ekspresija HSC slopina c-Myc kaupimąsi ir sukelia ląstelėms ramesnę būseną (Iriuchishima ir kt., 2011). Šie Fbxw7 per daug ekspresuojantys HSC pasižymėjo padidėjusiu gebėjimu atkurti kaulų čiulpus, dar labiau patvirtindami išvadą, kad Fbxw7 vaidina pagrindinį vaidmenį palaikant HSC reguliuojant jų ramybę.

Neuroninės kamieninės ląstelės

Centrinė nervų sistema yra dar vienas gerai ištirtas audinys, kurį palaiko kamieninės ląstelės, šiuo atveju vadinamos nervinėmis kamieninėmis ląstelėmis (NSC), ir nustatyta, kad Notch signalizacijos kelias vaidina pagrindinį vaidmenį NSC savęs atnaujinime (Schuurmans ir Guillemot, 2002). Dvi grupės savarankiškai sukūrė peles, turinčias specifines Fbxw7 delecijas smegenyse (Hoeck ir kt., 2010; Matsumoto ir kt., 2011) ir nustatė, kad Notch1 kaupiasi Fbxw7 turinčiose smegenyse maždaug embriono dieną (E) 16, 5, taip pat neurosferos, gautos iš Fbxw7 turinčių neuronų (1B pav.). Laikantis šių išvadų, NSC proliferacija pelių mutantų skilvelių zonoje yra padidinta ties E16.5. Be Notch, nustatyta, kad c-Jun kaupiasi neurosferose, gautose iš Fbxw7 turinčių neuronų, tuo tarpu NSC, kuriems trūksta Fbxw7, c-Myc nekaupia, skirtingai nei Fbxw7. Įdomu tai, kad neurosferos tyrimas atskleidė, kad nors pirminių neurosferų, suformuotų iš Fbxw7 trūkumų turinčių neuronų, skaičius buvo mažesnis nei susidariusių iš kontrolinių neuronų, Fbxw7 trūkumas buvo susijęs su padidėjusiu antrinių ir tretinių neurosferų skaičiumi. Šis rezultatas rodo, kad praradus Fbxw7, padidėja NSC skaičius, nors vis dar neaišku, kodėl Fbxw7 trūkumo padariniai skiriasi HSC ir NSC. Tačiau tai, kad NSC nebuvo išgryninti tokiu pat mastu, kaip ir HSC, ir substratų, kaupiančių po Fbxw7 abliacija, skirtumas tarp šių dviejų kamieninių ląstelių tipų, vis dėlto gali turėti reikšmės. Be Fbxw7 praradimo įtakos NSC savarankiškam atsinaujinimui, pirminės kultūros tyrimas atskleidė, kad Fbxw7 neturintys NSC pasižymi neuronų diferenciacijos sutrikimu ir sustiprinta astroglinine diferenciacija. Fbxw7 turinčių NSC fenotipai, atskleisti tiek neurosferos, tiek pirminės kultūros tyrimuose, buvo pakeisti atvirkščiai, gydant Notch signalizacijos kelio farmakologiniu inhibitoriumi. Tai rodo, kad Fbxw7 abliacija NSC padidina savęs atsinaujinimo gebėjimą ir padidina Notch aktyvumą. Dėl pusiausvyros tarp atsinaujinimo ir diferenciacijos Fbxw7 turinčiose NSC atsirado smegenų morfologiniai anomalijos, įskaitant išsiplėtusį ir iškreiptą trečiąjį skilvelį su horizontaliu pelių mutantu, taip pat jų mirtį netrukus po gimimo, susijusią su žindymo elgesys. Neseniai atliktas tyrimas parodė, kad „Hes5“, pagrindinis Notch signalizacijos pasroviui veikiantis efektorius, tiesiogiai slopina Fbxw7 β mRNR susidarymą ir kad NSC, esantys Fbxw7 heterozigotinėse nokauto pelėse, sutrikusi diferenciacija in vivo (Sancho et al., 2013). Taigi visi šie pastebėjimai rodo, kad Fbxw7 yra labai svarbus NSC reguliavimui, taip pat HSC priežiūrai.

Žarnyno kamieninės ląstelės

Plonosios žarnos epitelis yra suskirstytas į kripto-villus vienetus, kiekviena dalis atsinaujina ir pasižymi didesniu atsinaujinimo laipsniu nei bet kuris kitas žinduolio audinys. Nors manoma, kad žarnyno kamieninės ląstelės (ISC) yra atsakingos už šią apyvartą, jų tapatumas ir ląstelių ciklo būklė dar nėra nustatyta (Clevers, 2013). Nustatyta, kad Fbxw7 heterozigotinės išmuštos pelės pažeidė kablelio ląstelių diferenciaciją (Sancho ir kt., 2013), o sąlyginis abiejų Fbxw7 alelių trynimas žarnyne paskatino adenomų, kaupiančių keletą Fbxw7 substratų, įskaitant ir c-Myc, ir Notch, išsivystymą. (Babaei-Jadidi ir kt., 2011). Vien tik Fbxw7 abliacija nesukėlė spontaninės žarnyno neoplazijos, tačiau ji pagreitino žarnyno augliogenezę, kuriai būdingas c-Jun ir DEK kaupimasis esant adenomatoziniam polipozės coli trūkumui. Vienu metu Fbxw7 ir p53 ištrynimas žarnyne paskatino agresyvių ir metastazavusių žarnyno adenokarcinomų vystymąsi (Grim ir kt., 2012). Nors šie duomenys rodo, kad Fbxw7 ir p53 kartu slopina žarnyno vėžį, panašiai kaip jų kooperatyvas, pastebimas kaulų čiulpuose, vis dar reikia nustatyti, ar Fbxw7 trūkumo žarnyno fenotipai priskirtini Fbxw7 abliacijos poveikiui ISC. Ateityje sąžiningų ISC identifikavimas turėtų padėti išsiaiškinti Fbxw7 vaidmenį palaikant šias ląsteles.

Embrioninės kamieninės ląstelės

Skirtingai nuo suaugusiųjų somatinių kamieninių ląstelių, ESC yra būdingas ypač greitas proliferacija (Orford and Scadden, 2008). Ciklino E – CDK2 (nuo ciklino priklausomos kinazės 2) aktyvumas yra periodiškas ir didžiausias, kai somatinėse ląstelėse vyksta ląstelių ciklo G1 – S perėjimas, šis kompleksas konstituciškai aktyvuojamas ESC, dėl to sutrumpėja G1 trukmė . fazė. Atsižvelgiant į šią savybę, c-Myc gausu savarankiškai atsinaujinančių ESS, tuo tarpu, reaguojant į diferenciacijos indukciją, jis sureguliuojamas. Priešingai, Fbxw7 kiekis yra mažas savaime atsinaujinančiuose ESC ir yra padidintas dėl diferenciacijos indukcijos (Reavie et al, 2010). Remiantis šiais duomenimis, ESC specifinis Fbxw7 sunaikinimas neturėjo įtakos šarminės fosfatazės pozityvumui ar Nanog raiškai, tai rodo, kad Fbxw7 yra būtinas savarankiškam ESC atsinaujinimui. Kita vertus, RNR trukdžių sukeliamas Fbxw7 išeikvojimas diferenciacijos indukcijos metu ESC lėmė kolonijoms būdingos morfologijos išlaikymą, o šias kolonijas sudarė Nanog arba Oct4 teigiami ESC (Buckley ir kt., 2012). Tarp žinomų Fbxw7 substratų tik c-Myc gausa padidėjo reaguojant į Fbxw7 išeikvojimą, o papildomas c-Myc išeikvojimas išgelbėjo Fbxw7 nuskurdusių ESC fenotipus. Šie rezultatai rodo, kad Fbxw7 kontroliuoja ESC pluripotenciškumą reguliuodamas c-Myc baltymo stabilumą. ESC pluripotenciacijos reguliavimas buvo išsamiai ištirtas genų transkripcijos lygiu, tačiau šie tyrimai rodo pooperacinės kontrolės svarbą reguliuojant ESC funkciją.

iPSC

Sukeltos pluripotentinės kamieninės ląstelės (iPSC), kurios iš pradžių buvo generuojamos priverstinai eksprestuojant Oct3 / 4, Sox2, Klf4 ir c-Myc (OSKM) fibroblastuose (Takahashi ir Yamanaka, 2006), yra labai panašios į ESC. morfologija, ląstelių ciklo būklė ir vystymosi potencialas (Stadtfeld ir Hochedlinger, 2010). Išvada, kad dėl Fbxw7 praradimo ESC „palaiko“ daugiapotenciškumą, sukėlė hipotezę, kad Fbxw7 slopinimas taip pat gali turėti įtakos pluripotencijos „indukcijai“ - procesui, vadinamam ląstelių perprogramavimui. Remiantis šia samprata, tiek dėl priverstinio OSKM ekspresijos, tiek dėl Fbxw7 numušimo pelių embrionų fibroblastuose susidarė ine 60% daugiau šarminių fosfatazių teigiamų kolonijų, palyginti su vien OSKM priverstine ekspresija, ir tai rodo, kad Fbxw7 nutildymas padidina iPSC efektyvumą. kartos (Buckley ir kt., 2012). Nors c-Myc yra pagrindinis veiksnys, atsakingas už perprogramavimo efektyvumą (Takahashi ir Yamanaka, 2006), papildomas c-Myc išeikvojimas neturėjo įtakos iPSC kartos skatinimui, kurį sukėlė Fbxw7 praradimas, ir tai rodo, kad kitas Fbxw7 substratas (arba substratai) prisideda prie šiuo atžvilgiu Fbxw7 išeikvojimas (Okita ir kt., 2012). Šie rezultatai rodo, kad molekuliniai mechanizmai, kuriais grindžiamas pliuripotenciacijos palaikymas ir indukcija, gali skirtis, o identifikuojant „Fbxw7“ substratus, kurie padidina iPSC generavimo efektyvumą, turėtų būti suteikta tolesnė įžvalga perprogramavimo procese ir paruoštas kelias geresnėms manipuliacijoms iPSC.

„Fbxw7“ vaidmuo palaikant CIC ir reikšmė kuriant naujus priešvėžinius gydymo metodus

Leukemiją inicijuojančios ląstelės (LIC), retos ląstelių populiacijos, skleidžiančios leukemiją, prisidėjo prie mūsų žinių apie CIC, nes HSC ilgą laiką buvo svarbus modelis apibendrinant mechanizmus, kuriais grindžiamas normalus kamieninių ląstelių funkcionavimas. „Gilliland“, 2005). Manoma, kad leukemiją inicijuojančios ląstelės turi daug savybių, tokių kaip atsinaujinimas, daugiapotencija ir ramybė, kai normalūs HSC ir laikomi ramiais LIC prisidedantys prie leukemijos atsparumo įprastinei chemoterapijai (2A pav.). Pavyzdžiui, nors tirozinkinazės inhibitorius (TKI) imatinibas pastebimai pagerino lėtinę mieloidinę leukemiją (LML) turinčių asmenų prognozę, nukreipdamas į dviračių leukemijos progenitorius (Druker ir kt., 2001), neseniai atliktas prancūzų CML intergroup Stop Imatinib (STIM) tyrimas. nustatė, kad ∼ 60% LML sergančių pacientų, kuriems buvo atlikta visiška molekulinė remisija> 2 metus, dėl gydymo imatinibu recidyvo per 12 mėnesių nuo tokio gydymo nutraukimo (Mahon ir kt., 2010). Neseniai naudodami CML pelės modelį, mes parodėme, kad genetinė Fbxw7 abliacija paskatino ramybės būsenas LIC patekti į ląstelių ciklą, sukeldama c-Myc kaupimąsi šiose ląstelėse (Takeishi ir kt., 2013) (2A pav.). Be to, šie Fbxw7 trūkumą turintys LIC buvo jautrūs imatinibui, o Fbxw7 išeikvojimo ir imatinibo derinys buvo efektyvus LIC likvidavimui, todėl žymiai sumažėjo atkryčio dažnis nutraukus gydymą imatinibu (2B paveikslas). Svarbu tai, kad šis kombinuotas gydymas buvo veiksmingas ir LML sergantiems žmonėms, sergantiems LML.

Image

Fbxw7 abliacija LML sergant LML jautrina ląsteles imatinibui, užkertant kelią mieguistumui. ( A ) Fbxw7 palaiko LML LIC ramią būseną, skaidydama c-Myc. Fbxw7 abliacija skatina LIC sugrįžimą į ląstelių ciklą ir taip padidina jų jautrumą imatinibui. ( B ) Vien gydymas imatinibu nepašalina ramybės sukeliančių LIC, o likę LIC sukelia ligos atkrytį. Atvirkščiai, kombinuotas gydymas su Fbxw7 abliacija ir imatinibo vartojimas gali nukreipti į ramybės būseną sukeliančius LIC, todėl gaunamas visiškas išgydymas.

Visas dydis

  • Atsisiųskite „PowerPoint“ skaidrę

Nustatyta, kad genetinė Fbxw7 abliacija pelės B formos ląstelių limfoblastinės leukemijos modelyje sukelia apoptozę, susijusią su p53 taikinių genų ekspresija leukaminėse ląstelėse, ir slopina ligos progresavimą (Reavie ir kt., 2013). Fbxw7 turinčiose leukaminėse ląstelėse c-Myc baltymų gausumo padidėjimas nepastebėtas, tačiau padidėja tikimybė, kad Fbxw7 gali nukreipti kitokį substratą (ar substratus) į šio tipo leukemiją.

Nors dauguma iki šiol aprašytų išvadų buvo gautos iš tyrimų su Fbxw7, išmuštais pelėmis, naujausi tyrimai atskleidė Fbxw7 missense mutacijų įtaką kamieninių ląstelių funkcijai. Biocheminė analizė parodė, kad laukinio tipo Fbxw7 ir Fbxw7 heterodimeras, turintis mutaciją WD40 kartojimuose (arginino pakeitimas cisteinu 465 padėtyje), sąveikauja su c-Myc mažesniu mastu nei laukinio tipo Fbxw7 homodimeras. (Karalius ir kt., 2013). Sutikus su šiuo radiniu, heterozigotinių pelių H-cc-Myc lygis šiai Fbxw7 mutacijai, ypač hematopoetinėje sistemoje, buvo didesnis nei kontrolinių HSC, tačiau vis tiek buvo mažesnis nei Fbxw7 turinčių HSC. Keista, kad ši Fbxw7 mutacija nepakenkė HSC gebėjimui atkurti kaulų čiulpus, ir tai rodo, kad HSC toleruoja vidutinį c-Myc kaupimosi lygį, kurį sukelia heterozigotinė Fbxw7 mutacija. Be to, skirtingai nuo Fbxw7 sąlyginio išmušimo pelių, Fbxw7 mutantų pelėms spontaniškai nesivystė leukemija, tai rodo, kad T-ALL pacientams aptiktos FBXW7 mutacijos nėra vairuotojo mutacijos. Fbxw7 mutacija padidino LIC dažnį ir pagreitino ligos progresavimą T-ALL pelių modelyje, kurį sukėlė per daug išreikštos Notch1 formos apraiškos, o tai rodo, kad Fbxw7 ir Notch1 mutacijos gali bendradarbiauti sukeliant žmogaus T-ALL.

Išvada

Nors Fbxw7 vaidmuo palaikant kamienines ląsteles tampa vis akivaizdesnis, į daugelį svarbių klausimų liko neatsakyta. Pavyzdžiui, nors mes čia aptarėme Fbxw7 – c-Myc ašies vaidmenį HSC išlaikyme ląstelių ciklo reguliavimo požiūriu, gali būti, kad c-Myc kaupimasis Fbxw7 trūkumu turinčiuose HSC gali sutrikdyti HSC palaikymą per kitas mechanizmai. Pažymėtina, kad naujausi tyrimai rodo, kad HSC yra nedaug mitochondrijų ir jie naudoja anaerobinį metabolizmą, ir kad ši metabolinė būsena tiesiogiai reguliuoja HSC funkciją (Suda ir kt., 2011). Atsižvelgiant į tai, kad c-Myc reguliuoja daugelio genų, susijusių su mitochondrijų biogeneze, ekspresiją, c-Myc kaupimasis Fbxw7 turinčiuose HSC gali paveikti šių ląstelių funkciją, pakeisdamas jų metabolinę būseną.

Kita paslaptis yra mechanizmas, kuriuo grindžiamas „Fbxw7“ funkcijos reguliavimas per se . Gali būti numatyti bent trys Fbxw7-substrato porų funkcijos reguliavimo mechanizmai: Fbxw7 gausos, Fbxw7 ubikvitino ligazės aktyvumo reguliavimas arba substrato fosforilinimas. Fbxw7 yra labai gausu HSC ir LML LIC (Reavie ir kt., 2010, 2013; Takeishi ir kt., 2013), o mūsų pastebėjimas, kad Fbxw7 per didelis eksplikacija HSC padidina jų gebėjimą atkurti kaulų čiulpus (Iriuchishima ir kt., 2011) rodo, kad Fbxw7 gausa yra svarbus jo funkcijos veiksnys. Nors Fbxw7 gausumo ląstelių linijose reguliavimas yra susijęs su keliomis molekulėmis, įskaitant mikroRNR (Xu ir kt., 2010), neaišku, ar šios molekulės reguliuoja Fbxw7 lygį kamieninėse ląstelėse. Aprašytas Fbxw7 ubikvitino ligazės aktyvumo kontrolės mechanizmas (Min ir kt., 2012), tačiau dar reikia išsiaiškinti, ar šis mechanizmas veikia kamienines ląsteles. Dauguma, jei ne visi, Fbxw7 substratai fosforilinami glikogeno sintazės kinazės 3 (GSK3), o GSK3 aktyvumą slopina mitogeno signalizacijos per fosfatidilinozitolio 3 kinazės (PI3K) -Akt kelią (Welcker ir Clurman, 2008). Kai mitogeninio signalizacijos lygis yra žemas (ty didelis GSK3 aktyvumas), Fbxw7 substratai tampa fosforilinami, dėl to jie skaidosi ir susilpnėja ląstelių ciklo progresas. Atsižvelgiant į tai, kad PTEN (fosfatazės ir tenzino homologas), neigiamas PI3K-Akt kelio reguliatorius, prisideda prie HSC ramybės ir funkcijos palaikymo (Orford and Scadden, 2008), tikėtina, kad Fbxw7 funkciją HSC kontroliuoja PI3K- Akt būdas reguliuoti GSK3 veiklą. Įdomi galimybė yra tai, kad citokinai, išsiskiriantys iš pažeistų kaulų čiulpų, slopina Fbxw7 funkciją, aktyvuodami PI3K-Akt kelią, ir tokiu būdu skatina HSC vėl patekti į ląstelių ciklą.

Nors atrodo, kad „Fbxw7“ yra perspektyvus tam tikrų tipų leukemijos išnaikinimo tikslas, pastarųjų tyrimų duomenis klinikoje reikia atidžiai apsvarstyti. Atsižvelgiant į tai, kad Fbxw7 buvo laikomas onkosupresoriaus baltymu, tikėtina, kad Fbxw7 funkcijos susilpninimas sukels kancerogenezę arba paskatins vėžio vystymąsi. Tačiau eksperimentiniai duomenys rodo, kad kombinuotas gydymas su Fbxw7 abliacija ir imatinibo vartojimu nei sustiprina LML, nei indukuoja T-ALL, rodo, kad šis požiūris nekelia rimto pavojaus šiuo atžvilgiu, bent jau CML pelės modelyje (Takeishi ir kt., 2013). ). Nors žinduolių Fbxw7 inhibitorių šiuo metu nėra, tokių inhibitorių sukūrimas padėtų nustatyti, ar Fbxw7 nukreiptas gydymas iš tiesų yra saugus žmonėms. Fbxw7 inhibitoriaus vartojimo laikotarpis turėtų būti kuo trumpesnis, kad būtų sumažinta bet kokia rizika.

Kitas susirūpinimas dėl Fbxw7 tikslinės terapijos yra tai, ar nepažeistos normalios kamieninės ląstelės, atsižvelgiant į tai, kad Fbxw7 taip pat vaidina svarbų vaidmenį palaikant HSC. Nustatyta, kad lėtinės mieloleukemijos LIC yra jautresni Fbxw7 trūkumui nei HSC tiek pelėms, tiek žmonėms (Reavie ir kt., 2013; Takeishi ir kt., 2013), tačiau galima teigti, kad gali būti terapinis langas nukreipti Fbxw7. . Be to, buvo įrodyta, kad šis jautrumo skirtumas bent iš dalies susijęs su Fbxw7 ir c-Myc gausos skirtumu tarp LML LIC ir HSC, kadangi šios žinios gali būti naudojamos kuriant Fbxw7 inhibitorius, turinčių mažiau šalutiniai poveikiai. Nors dar reikia nustatyti, kiek Fbxw7 nukreipta terapija gali pakenkti kamieninėms ląstelėms kituose audiniuose, kitų kamieninių ląstelių gryninimo pažanga ir mūsų supratimas apie Fbxw7 vaidmenį jų išlaikyme turėtų suteikti įžvalgos apie šį kritinį klausimą.

Paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas bus ištirti, ar išvados, susijusios su Fbxw7 funkcija HSC, NSC ir LIC, yra tinkamos kitoms kamieninėms ląstelėms, ypač kitoms CIC. Vėžį sukeliančios ląstelės dabar yra identifikuotos daugelyje vėžio rūšių, įskaitant krūties, smegenų ir storosios žarnos vėžį (Clevers, 2011). Naujausi šių vėžio pelių modelių generavimo, taip pat žmogaus vėžio ksenotransplantacijos į imunodeficitines peles metodai gali padėti atskleisti Fbxw7 vaidmenį kitose CIC. Tokie būsimi tyrimai nustatys, ar „Fbxw7“ yra perspektyvus narkotikų, turinčių platų veikimo prieš vėžį, kūrimo tikslas.