Transkripcinis ląstelių poliškumo reguliavimas emt ir vėžyje | onkogenas

Transkripcinis ląstelių poliškumo reguliavimas emt ir vėžyje | onkogenas

Anonim

Anotacija

Epitelio ir mezenchiminis perėjimas (EMT) yra svarbus naviko progresavimo procesas, suteikiantis naviko ląstelėms galimybę išsiveržti iš pirminio naviko, migruoti į tolimus regionus ir įsiveržti į audinius. Dėl EMT reikia prarasti ląstelių ir ląstelių adheziją bei viršūninį ir bazinį poliškumą, taip pat įsigyti fibroblastoidinio judriojo fenotipo. Pastaraisiais metais atsirado keletas transkripcijos veiksnių, sukeliančių EMT, turinčių didelę reikšmę naviko progresavimui. Tačiau jų poveikis ląstelių poliškumui išlieka neaiškus. Čia mes iš naujo išnagrinėjome turimus duomenis, susijusius su EMT susijusių transkripcijos veiksnių poveikiu epitelio ląstelių plastiškumui, sutelkdami dėmesį į jų poveikį ląstelių poliškumui. Transkripciniai ir post-transkripciniai reguliavimo mechanizmai, tarpininkaujantys keliems EMT induktoriams, ypač ZEB ir sraigės faktoriams, sumažina pagrindinių poliškumo kompleksų išraišką ir (arba) funkcinį organizavimą. Mes taip pat apibendriname duomenis apie ląstelių poliškumo genų raišką žmogaus navikuose ir analizuojame genetinę sąveiką, kuri pabrėžia sudėtingų reguliavimo tinklų, susiliejančių su EMT induktorių ląstelių poliškumo reguliavimu žmogaus krūties karcinomose, egzistavimą. Šie naujausi stebėjimai suteikia naujų įžvalgų apie ryšį tarp ląstelių poliškumo komponentų pokyčių ir EMT sergant vėžiu, atveriant naujas galimybes juos naudoti kaip terapinius taikinius siekiant užkirsti kelią naviko progresavimui.

Įvadas

Metastazės yra svarbiausia sergamumo ir mirštamumo nuo žmonių vėžio priežastis. Epitelio ir mezenchiminis perėjimas (EMT) yra svarbus procesas embriogenezės metu (Barrallo-Gimeno ir Nieto, 2005), o jo patologinis aktyvinimas naviko vystymosi metu gali priversti pirminius navikus metastazuoti (Thiery, 2003; Gupta ir Massagué, 2006). EMT paprastai būdingas ląstelių ir ląstelių adhezijos praradimas bei viršūninių ir bazinių ląstelių poliškumas, taip pat padidėjęs ląstelių judrumas (Thiery, 2003). Ląstelių adhezija ir epitelio poliškumas priklauso nuo to, ar susidaro adreno jungtys, kuriose E-kadherinas yra pagrindinis veiksnys, užtikrinantis tiek ląstelės-ląstelės prisijungimo, tiek signalinių kompleksų įdarbinimo fizinę struktūrą (apžvelgtas Knusto ir Bossingerio, 2002; Perez-). Moreno ir kt., 2003). Vienas iš ankstyviausių EMT žingsnių yra E-kadherino funkcijos praradimas, ir iš tikrųjų visuotinai pripažįstama, kad EMT sukeliantys veiksniai inicijuoja epitelio persitvarkymą, sutrikdydami E-kadherino išraišką ar funkcijas (Peinado ir kt., 2004; Jeanes). et al., 2008). E-kadherino reguliavimo apibūdinimas EMT metu suteikė svarbių įžvalgų apie molekulinius mechanizmus, susijusius su ląstelių-ląstelių adhezijos praradimu ir migracijos savybių įgijimu karcinomos progresavimo metu (Peinado ir kt., 2007). Iki šiol buvo įrodyta, kad daugybė skirtingų tarpląstelinių užuominų sukelia epitelio diferenciaciją ir EMT, pavyzdžiui, susijusius su augimo faktoriaus β (TGF-β), įpjovos, fibroblastų augimo faktoriaus ir Wnt signalizacijos kelių transformavimu (Barrallo-Gimeno ir Nieto, 2005; De Craene ir kt., 2005a; Huber ir kt., 2005; Thiery ir Sleeman, 2006). Dauguma signalų, sukeliančių EMT, veikia moduliuodami transkripcijos veiksnius, kurie slopina epitelinius genus, tokius kaip tie, kurie koduoja E-kadheriną ir citokeratinus, ir kurie aktyvuoja transkripcijos programas, kurios nurodo į fibroblastų panašų judrumą ir invazinį fenotipą (Thiery ir Sleeman, 2006; Peinado ir kt., 2007).

Teigiama, kad keli transkripcijos veiksniai, skatinantys EMT, įskaitant sraigių ir pagrindinės spiralės kilpų spiralės (bHLH) šeimas, ir du dvigubo cinko piršto ir namų domeno (ZEB) faktoriai (apžvelgti Peinado ir kt., 2007). Išsami tokių transkripcijos veiksnių analizė aiškiai parodė jų įtaką prarandant ląstelių ir ląstelių sukibimą bei įgaunant judrumą, nors jų poveikio ląstelių poliškumui analizė dar nėra atlikta. Čia mes dar kartą ištyrėme esamus duomenis apie EMT transkripcijos veiksnių poveikį ir ryšį su epitelio ląstelių plastiškumu, sutelkdami dėmesį į jų poveikį ląstelių poliškumo mechanizmams. Mes taip pat apibendriname turimus duomenis apie ląstelių poliškumo genų ir jų transkripcijos reguliatorių ekspresiją žmogaus navikuose, kurie pabrėžia sudėtingų reguliavimo tinklų egzistavimą, derinant ląstelių poliškumą navikuose. Be jų, kaip naujų naviko žymenų, potencialo, akivaizdu, kad egzistuoja sudėtingi EMT reguliatorių tinklai, kontroliuojantys ląstelių poliškumą.

Poliškumą sukuriantys baltymų kompleksai iš pirmo žvilgsnio

Nors mūsų supratimas apie baltymų kompleksus, susijusius su poliškumo generavimu, buvo nagrinėjamas labiau specializuotose apžvalgose (Dow ir Humbert, 2007; Lee ir Vasioukhin, 2008), norint suprasti ląstelių poliškumo genų išraiškos pakitimo reikšmę. naviko vystymosi metu trumpai apibendrinsime epitelio ląstelių poliškumo sistemas. Epitelio ląstelės palaiko dviejų tipų ląstelių poliškumą: plokštuminį ir viršūninį-bazinį poliškumą (Dow ir Humbert, 2007). Plokštuminis poliškumas yra ląstelių poliarizacija abiejuose epitelio lapo matmenyse ir į tai nebus atsižvelgiama (apžvelgta Zallen, 2007). Epitelio epitelio ląstelių apikalaus ir bazinio poliškumo pobūdis yra akivaizdus iš dviejų specializuotų plazminės membranos sričių: viršūninio paviršiaus, nukreipto į liumeną, ir bazolateralinio paviršiaus, liečiančio gretimas ląsteles ir apatinį jungiamąjį audinį. Apikalinis-bazinis poliškumas taip pat gali būti daugiasluoksniuose epitelio audiniuose, tačiau tokiu atveju viršūninis ląstelės paviršius liečiasi su viršutiniu epitelio sluoksniu. Asimetriškas lipidų ir baltymų pasiskirstymas tiek viršūniniame, tiek baziniame domenuose atspindi skirtingas jų funkcijas. Tai yra tiek poliarizuotos apyvartos, tiek fizinės ribos, kurią sukuria apikalinis jungiamasis kompleksas, sudarytas iš sandarių sankryžų ir adherenų sankryžų, rezultatas. Įtemptos jungtys suteikia tvirtą tarpą tarp kaimyninių ląstelių, o tai yra būtina epiteliui, kad jis veiktų kaip barjeras, o adreno jungtys palaiko sukibimą tarp kaimyninių ląstelių. Neseniai buvo apžvelgta šio viršūninio jungiamojo komplekso baltymų sudėtis ir barjerinės savybės (Perez-Moreno ir kt., 2003; Perez-Moreno ir Fuchs, 2006; Niessen, 2007; Hartsock ir Nelson, 2008). Iš esmės sandarias ir adreno jungtis sudaro transmembraniniai baltymai, kurie prilimpa prie panašių baltymų gretimoje ląstelėje. Sandarių jungčių transmembraninę sritį daugiausia sudaro claudinai, tetraspaniniai baltymai su dviem tarpląstelinėmis kilpomis. Žinduoliuose claudino genų šeimoje yra ne mažiau kaip 24 nariai (Anderson ir kt., 2004), o šių baltymų citoplazminė sritis sąveikauja su oklidalinu ir keliais ZO baltymais (ZO1-3), kad susidarytų apnašos, susijusios su citoskeletu ( Tsukita ir kt., 1997). Adherenų jungtys yra tarpininkaujamos nuo Ca 2+ priklausomų kadherinų, vienpakopių membraninių baltymų, turinčių daugiau nei 100 narių, stuburinių genų šeimoje, suskirstytų į šešias porūšius (Nollet et al., 2000). Kadherinai sąveikauja su citoplazminiais cateninais, kurie jungia kadherino / catenino kompleksą su aktino citoskeletu (Perez-Moreno ir Fuchs, 2006).

Apikaliojo jungiamojo komplekso surinkimui ir lokalizavimui reikalingas konservuotų poliškumą sukuriančių baltymų kompleksų rinkinys. Iki šiol žinduoliams buvo nustatyti trys pagrindiniai sąveikaujantys baltymų kompleksai, kurie dalyvauja viršūninių ir bazinių ląstelių poliškume ir kurie daro įtaką jungiamųjų kompleksų surinkimui ir lokalizavimui: (1) PAR (Par6 / Par3 / netipinė baltymų kinazė C (aPKC)). ) kompleksas; (2) CRB (Crb / Pals / Patj) kompleksas; ir (3) SCRIB (Scrib / Dlg / Lgl) kompleksas (apžvelgtas Dow ir Humbert, 2007; Assemat ir kt., 2008; Aranda ir kt., 2008; Humbert ir kt., 2008). Iš pradžių PAR kompleksas buvo identifikuotas Caenorabditis elegans mutantuose (kad jie būtų atskirti su defektais; Kemphues ir kt., 1988), o žinduoliuose jį sudaro du pastolių baltymai (PAR6 ir PAR3) ir aPKC. Iki šiol žinduolių genomuose buvo nustatyti du PAR3 ( PARD3 , PARD3B ), trys PAR6 ( PARD6A , PARD6B , PARD6G ) ir du PKC ( PRKCI , PRKCZ ) genai. PAR kompleksas yra lokalizuotas viršūnės jungties srityje ir reikšmingi įrodymai rodo, kad jis atlieka svarbią funkciją sudarant sandarias sankryžas (apžvalgos pateikė Goldstein ir Macara, 2007; Ebnet, 2008). CRB ir SCRIB kompleksai iš pradžių buvo nustatyti Drosophila melanogaster , tikrinant mutacijas, sukeliančias epitelio defektus (apžvalgą pateikė Assemat ir kt., 2008). Žinduolių CRB kompleksas lokalizuojasi ant viršūninės membranos ir yra sudarytas iš transmembraninio baltymo trupinių (Crb) ir citoplazminių pastolių baltymų PALS1 ( Drosophila Stardust homologas, Sdt, MAGUK baltymas) ir PATJ (Pals susijęs su sandarių jungčių baltymu). Dpatj homologas). Šiuo metu yra trys CRB , du Pals ir vienas PATJ genas, egzistuojantis žmonėms (Assemat et al., 2008). CRB komplekso sudėtis ir funkcija žinduolių tinklainėje neseniai buvo peržiūrėta (Gosens ir kt., 2008), kai žmogaus CRB1 geno mutacijos sukelia autosominį recesyvinį pigmentinės tinklainės uždegimą ir autosominę Lebero įgimtą amaurozę (Richard et al., 2006). . Žinduolių SCRIB kompleksas yra lokalizuotas epitelinių ląstelių bazolateraliniame domene ir jį sudaro trys baltymai: skreplinis (Scrib), didelis diskas (Dlg) ir mirtinos milžiniškos lervos (Lgl) (apžvelgtas Vasioukhin, 2006). Dabar žinduolių genomuose nustatyti keturi DLG ( DLG1 - 4 ) ir du LGL ( LGL1 , LGL2 ). Be šių trijų „branduolio“ ląstelių poliškumo kompleksų, organizuojant ląstelių poliškumą vis svarbesni yra kiti komponentai ir baltymų kinazės (Assemat et al., 2008).

Dabar yra įtikinamų įrodymų, kad ląstelių poliškumo nustatymas yra abipusės antagonistinės sąveikos tarp PAR, CRB ir SCRIB kompleksų rezultatas, kai „Par6 / Par3 / aPKC“ kompleksas atlieka pagrindinę funkciją, o „Rac1 / Cdc42“ GTPazių aktyvavimas sukelia procesą (apžvelgtas). Suzuki ir Ohno, 2006; Etienne-Manneville, 2008; 1 paveikslas). Iš esmės suaktyvintą Cdc42 „Par6“ verčia į „Par“ kompleksą, kur jis suaktyvina aPKC. Ši kinazė savo ruožtu fosforilina Par3, tokiu būdu sudarydama galimybę susidaryti aktyviam Par kompleksui viršūniniame domene ir paskatina jungiamosios struktūros sujungimą. Aktyviųjų Par kompleksų lokalizaciją viršūniniame domene stabilizuoja CRB kompleksas, kurio pasiskirstymas yra abipusiai priklausomas nuo PAR komplekso. Šiame scenarijuje bazolateratiškai esantis „Scrib“ kompleksas veikia kaip aktyvaus PAR komplekso apikalinės lokalizacijos antagonistas. Scrib komplekso Lgl baltymai konkuruoja su Par3 dėl prisijungimo prie Par komplekso, tokiu būdu atsiribodami aktyviu Par kompleksu nuo viršūnės jungties srities (1 paveikslas). Priešingai, Lgl fosforilinimas aPKC būdu inaktyvuoja SCRIB kompleksą (apžvalgą pateikė Assemat ir kt., 2008; Lee ir Vasioukhin, 2008).

Image

Poliškumą sukuriančio mechanizmo schema. Ląstelių poliškumo kompleksai PAR (Par3-Par6-aPKC) ir CRB (Crumbs-Pals1-Patj) lokalizuojasi į viršūninę membraną ir skatina viršūninės membranos tapatumą. Šį procesą suaktyvina Cdc42 aktyvacija, kurią skatina ląstelių ir ląstelių sąveika. SCRIB kompleksas yra lokalizuotas bazolateriniame domene, neutralizuodamas PAR komplekso funkcijas ir skatindamas bazinės membranos tapatumą. SCRIB kompleksas yra abipusiai inaktyvinamas nuo PKC priklausomo Lgl baltymo fosforilinimo.

Visas dydis

Ląstelių poliškumo genų reguliavimas EMT metu

EMT: dinamiškas naviko progresavimo procesas

Epitelinių navikų (karcinomų) metastazės yra sudėtingas procesas, kurio metu naviko ląstelės patiria nuoseklią įvykių seką, kuri inicijuoja jų išėjimą iš pirminio audinio ir lemia antrinio naviko židinio susidarymą tolimame audinyje (Gupta ir Massagué, 2006). ). Šiuo metu EMT pripažįstamas svarbiausiu naviko progresavimo įvykiu, nes naviko epitelio ląstelės gali išnaudoti EMT, kad įgytų galimybę atsiriboti nuo savo kaimynų ir migruoti (Thiery, 2003). Taigi, EMT yra pirmasis metastazavimo kaskados, po kurios eina karcinomos, žingsnis, nors EMT gali atsirasti ir kituose metastazavimo proceso etapuose, pavyzdžiui, intra- ar ekstravazacijos metu (Gupta ir Massagué, 2006). Kaip minėta aukščiau, norint visiškai atlikti EMT, reikia suaktyvinti sudėtingą genetinę programą, kuri kartu su epitelio charakterio praradimu ir epitelio poliškumu reiškia mezenchiminių savybių ir judrumo įgijimą. Tačiau reikia atsižvelgti į keletą svarbių EMT ir naviko progresavimo ypatybių. Pirmasis aspektas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra tas, kad EMT, kaip ir embriono vystymuisi, tikriausiai yra trumpalaikis reiškinys naviko progresavimo metu, o priešingas mezenchiminis - epitelinis perėjimas taip pat gali įvykti metastazių metu (Thiery, 2003; Peinado ir kt.) al., 2004; Peinado ir kt., 2007). Antra, kadangi EMT gali lemti daugybė skirtingų signalizacijos veiksnių, tikriausiai paracrininiu būdu (Huber ir kt., 2005; Thiery ir Sleeman, 2006), tik kai kurios naviko ląstelės gali reaguoti į EMT sukeliančias užuominas, veikiančias nedideliais atstumais. naviko mikroaplinkoje (Scheel ir kt., 2007). Be to, EMT tikriausiai gali būti laikomas kraštutiniausiu epitelio ląstelių plastiškumo pasireiškimu (Grünert ir kt., 2003; Huber ir kt., 2005; Scheel ir kt., 2007), o visą EMT fenotipą gali būti sunku parodyti. stebėti navikų srityje. Iš tikrųjų EMT svarba žmonių navikams vis dar kelia daug diskusijų (Tarin ir kt., 2005; Thompson ir kt., 2005; Christiansen ir Rajasekaran, 2006; Scheel ir kt., 2007; Talmadge, 2007) ir kai kurie iš šių svarstymų laukia paaiškinimo ir tinkamų in vivo modelių sistemų sukūrimo bei išsamių žmogaus navikų tyrimų.

Kadangi dauguma žinių apie EMT iki šiol buvo gauti atlikus ląstelių kultūros tyrimus, pirmiausia išnagrinėsime esamus duomenis apie ląstelių kultūros sistemose esančio poliškumo genų transkripcijos reguliavimą, prieš tai išnagrinėsime turimus duomenis apie žmonių navikus.

EMT ir ląstelių poliškumo praradimas: griežtai koordinuojami įvykiai

Kartu su EMT procesu yra epitelio ląstelių apikalaus ir bazinio poliškumo išnykimas. Tačiau mechanizmai, kuriais grindžiamas ląstelių poliškumą lemiančių veiksnių sureguliavimas, ir galimas jų derinimas su E-kadherino ir kitų epitelio žymenų praradimu, vis dar yra menkai suprantami. Didžioji dalis dabartinių žinių apie EMT reguliavimą yra gauta atlikus E-kadherino praradimo mechanizmų tyrimus, dėl kurių buvo nustatyti keli transkripcijos represoriai, įskaitant sraigės super šeimos, SNAI1 (anksčiau žinomos kaip sraigė) ir SNAI2 ( anksčiau žinomas kaip „Slug“, iš bHLH šeimos (E47 / TCF3 ir „Twist“), du ZEB faktoriai, ZEB1 (dar žinomas kaip δEF1 / TCF8) ir ZEB2 (dar žinomas kaip SIP1 / ZFHX1B; persvarstytas Peinado ir kt., 2007). ir FOXC2 (Mani ir kt., 2007). Šiuo metu visi šie E-kadherino represoriai yra pripažinti pagrindiniais EMT induktoriais. Jie ne tik sukelia EMT, kai yra pernelyg ekspresuojami epitelio ląstelėse, bet ir skatina genetines EMT programas, kurios reguliuoja epitelio ir mezenchiminius genus, taip pat genus, susijusius su tarpląstelinės matricos rekonstravimu, citoskeleto pertvarkymu, ląstelių judėjimu ar net ląstelių išgyvenimu (Barrallo-Gimeno ir Nieto)., 2005; De Craene ir kt., 2005b; Vandewalle ir kt., 2005; Bermejo-Rodríguez ir kt., 2006; Moreno-Bueno ir kt., 2006; Peinado ir kt., 2007; Escrivà ir kt., 2008) . Šie skirtingi EMT reguliatoriai turi panašų pagrindinį molekulinį represijų mechanizmą, jungdamiesi su konservuotomis E-dėžutės sekomis (daugiausia CAGGTG tipo) proksimaliniame E-kadherino ir kitų epitelio genų promotoriuje (Peinado ir kt., 2004, 2007). Mezenchiminio judrumo ar išgyvenimo genų padidėjimo mechanizmai vis dar menkai suprantami, tačiau tikriausiai jie apima netiesioginius aktyvacijos kelius (Vega ir kt., 2004; Jordà ir kt., 2005; Grotegut ir kt., 2006; Beltran ir kt.). 2008).

Be E-kadherino , kiti epitelio genai, kuriuos iš pradžių sumažino sraigės ir ZEB veiksniai, yra sandarių sankryžų komponentai, įskaitant oklidaliną ir kelis claudinų šeimos narius (Ikenouchi ir kt., 2003; Ohkubo ir Ozawa, 2004; De Craene ir kt.)., 2005b; Vandewalle ir kt., 2005; Martínez-Estrada ir kt., 2006). Iš tikrųjų buvo pranešta apie tiesioginį SNAI1 / SNAI2 prisijungimą prie konservuotų E-dėžutės elementų atitinkamuose promotoriuose dėl okliludino , claudin-1 ir claudin-7 (Ikenouchi ir kt., 2003; Martínez-Estrada ir kt., 2006). Įdomu tai, kad claudin-4 , jungiamosios jungties molekulės-1 ( JAM-1 / JAM-A ) ir Dlg3 , reguliavimas buvo aptiktas karcinomos ląstelių genų profiliavimo tyrimuose, taip pat Madin-Darby šunų inksto (MDCK) ląstelėse, kuriose vyksta EMT po SNAI1, SNAI2, E47 ar kitų EMT reguliatorių ekspresijos (De Craene ir kt., 2005b; Moreno-Bueno ir kt., 2006; Peinado ir kt., 2008). Dėl glaudaus ryšio tarp sandarių jungčių ir epitelinių ląstelių poliškumo organizavimo, šie pastebėjimai rodo, kad pagrindinių ląstelių poliškumo kompleksų komponentai taip pat galėtų būti tiesioginiai EMT transkripcijos reguliatorių taikiniai.

Ląstelių poliškumo reguliatoriai yra EMT transkripcijos induktorių taikiniai

Iki šiol buvo labai mažai informacijos apie pagrindinių poliškumo komponentų reguliavimą veiksniais, sukeliančiais EMT. Kelios naujausios ataskaitos dabar pateikė įrodymų, kad CRB ir SCRIB kompleksų nariai yra tiesioginiai EMT induktorių taikiniai skirtingose ​​ląstelių sistemose. Ieškant ZEB1 taikinių, buvo pastebėta, kad CRB3, PATJ ir HUGl2 / LGL2 ( mirtinų milžiniškų lervų 2 žmogaus homologas), taip pat keli sandarių jungčių komponentai (JAM-1; oklludinas, claudinas-7) yra sureguliuoti nediferencijuotos krūties karcinomos ląstelės po ZEB1 nutildymo (Aigner ir kt., 2007). Promoterų analizė ir chromatino imunoprecipitacijos tyrimai parodė, kad CRB3 ir PATJ genai yra tiesioginiai ZEB1 taikiniai, kurie jungiasi prie specifinių proksimalinių E-box sekų, sukeliančių jų represijas (Aigner ir kt., 2007). Panašiai ZEB1 nutildymas padidina kelių poliškumo genų ekspresiją kolorektalinės karcinomos ląstelėse, įskaitant CRB3 ir LGL2 , LGL2 promotorius yra tiesioginis ZEB1 taikinys (Aigner ir kt., 2007). Įdomu tai, kad ZEB1 nutildymas krūties ir gaubtinės ir tiesiosios žarnos karcinomos ląstelėse lemia dalinį epitelio fenotipo atstatymą ir, tiesą sakant, CRB3 ir (arba) LGL2 perkėlimą į membraną, kuris yra susijęs su viršūninio ir bazinio poliškumo pertvarkymu (Aigner et. al., 2007; Spaderna ir kt., 2008). Priežastinis ryšys tarp ZEB1 sukeltos EMT ir ląstelių poliškumo praradimo taip pat patvirtinamas iš šių naujausių tyrimų, nes ląstelių poliškumo išlaikymas priklauso nuo LGL2 ZEB1 nutildytose kolorektalinės karcinomos ląstelėse (Spaderna ir kt., 2008). Biologinę reikšmę, kai ZEB1 sumažina LGL2 reguliavimą, dar labiau pabrėžia stebėjimas, kad ZEB1 nutildymas slopina metastazavusius kolorektalinės karcinomos ląstelių gebėjimus (Spaderna ir kt., 2008). Visų pirma, ZEB1 buvo aptiktas invaziniuose regionuose krūties ir gaubtinės ir tiesiosios žarnos navikuose bei naviko ir stromos sąsajoje - regionuose, kuriuose ryškiai sumažėja LGL2 baltymo kiekis ir nėra poliškumo požymių (Aigner ir kt., 2007; Spaderna ir kt., 2008). . Šie naujausi pastebėjimai atitinka ankstesnius tyrimus, rodančius, kad EMT įvyksta invaziniuose storosios žarnos navikų regionuose (Brabletz ir kt., 2005), kur ZEB1 gali atlikti svarbią funkciją (Spaderna ir kt., 2006).

Neseniai buvo pasiūlyti sraigės veiksniai, siekiant sumažinti poliškumo genų reguliavimą. Iš tiesų, krūties ir gaubtinės ir tiesiosios žarnos karcinomos ląstelėse buvo stebimas CRB3 ir LGL2 ekspresijos sumažėjęs reguliavimas SNAI1 / SNAI2, nors ir ne taip stipriai, kaip ZEB1 (Aigner ir kt., 2007; Spaderna ir kt., 2008). Įdomu tai, kad SNAI1 pirmiausia veikia per CRB3 promotoriaus distalines E-dėžutės sekas krūties karcinomos ląstelėse, priešingai nei ZEB1 veikia CRB3 promotoriaus proksimalinius E dėžutės elementus šioje ląstelių sistemoje (Aigner ir kt., 2007). ), siūlydama skirtingą įpareigojimo specifiką abiem represoriams. Tačiau tiesioginis SNAI1 prisijungimas prie endogeninio CRB3 promotoriaus to tyrimo metu nebuvo analizuotas. SNAI1 taip pat sureguliavo CRB kompleksą, bet ne PAR kompleksą MDCK ląstelėse (Whiteman ir kt., 2008), kuriame SNAI1 stipriai slopina CRB3 promotorių, bet mažiau - PALS ir PATJ promotorius. Tiesą sakant, tiesioginis SNAI1 surišimas su proksimaliniais CRB3 promotoriaus E dėžutėmis buvo įrodytas MDCK-SNAI1 ląstelėse (Whiteman ir kt., 2008), priešingai nei ankstesni krūties karcinomos pasiūlymai (Aigner ir kt., 2007). Kaip minėta aukščiau, manoma, kad kiti pagrindiniai poliškumo genai, tokie kaip DLG3 , gali būti sureguliuoti keliais EMT induktoriais, įskaitant SNAI1 / SNAI2 ir bHLH faktorius (E47 / TCF3, E2-2 / TCF4), tiek MDCK, tiek pelių karcinomos ląstelėse (Moreno-Bueno). et al., 2006; Peinado ir kt., 2008; Sobrado V, Moreno-Bueno G ir kt. , neskelbta), nors dar nėra atlikta funkcinių stimuliatorių tyrimų. Visi šie stebėjimai leidžia manyti, kad skirtingi EMT transkripcijos induktoriai veikia kartu, norėdami slopinti veiksnius, susijusius su poliškumo nustatymu, o tai galėtų sustiprinti apikalinio ir bazinio poliškumo, kuris reikalingas ląstelėms atlikti EMT, slopinimą. Kaip alternatyva, tikėtina, kad skirtingi EMT induktoriai galėtų veikti slopindami ląstelių poliškumo genus, konkrečiai skirtingų tipų navikus. Šiems klausimams išsiaiškinti būtini ryšiai tarp EMT transkripcijos represorių ekspresijos ir poliškumo genų didelėse navikų grupėse (žr. Toliau).

Nepaisant ryšio tarp skirtingų EMT transkripcijos induktorių, šiose naujose ataskaitose pabrėžiama, kad svarbūs CRB ir SCRIB kompleksų poliškumo genai yra skirtingų EMT induktorių transkripcijos taikiniai. Taigi atrodo, kad EMT yra suderinta genų reguliavimo programa.

Be tiesioginio EMT veiksnių poveikio pagrindinio poliškumo genams, yra ir papildomų galimybių transkripciniam ląstelių poliškumo reguliavimui kartu su EMT. Fosfatidilinozitolio (4, 5) bisfosfato pasiskirstymas viršūniniame paviršiuje yra vienas iš teisingo epitelio ląstelių apikalaus ir bazinio poliškumo reikalavimų (Martin-Belmonte et al., 2007). Pažymėtina, kad neseniai buvo pasiūlyta, kad PTEN lipidų fosfatazė, paverčianti fosfatidilinozitolio (3, 4, 5) trisfosfatu į fosfatidilinozitolio (4, 5) bisfosfatą, atliktų svarbią fosfatidilinozitolio (4, 5) bisfosfato lipidų lokalizacijos lokalizaciją (Martin-Belmonte et al., 2007), be gerai žinomo veikimo, neutralizuojančio fosfatidil-inozitol-3OH kinazės prosurvivalinį poveikį. Todėl PTEN raiškos ar lokalizacijos pokyčiai taip pat gali paveikti viršūninės membranos struktūrą. Neseniai buvo parodyta, kad PTEN yra papildomas SNAI1 taikinys ir kad jis stipriai slopinamas, kai SNAI1 jungiasi tiesiogiai prie PTEN promotoriaus proksimalinių E dėžučių (Escrivà et al., 2008). Taigi, SNAI1 tarpininkaujama PTEN represija yra netiesioginis mechanizmas, turintis įtakos tiek ląstelių poliškumo praradimui, tiek SNAI1 ekspresuojančių ląstelių išgyvenimo savybėms (Vega ir kt., 2004). Šis epitelinių ląstelių poliškumo netiesioginio reguliavimo SNAI1 pavyzdys leidžia įtikėti, kad būsimi tyrimai nustatys kitus netiesioginius SNAI1 ir kitų EMT induktorių transkripcijos reguliavimo mechanizmus, kurie gali paveikti ląstelių poliškumą.

EMT reguliatorių reguliavimas: transkripcijos ir postranskripcijos mechanizmai

Turbūt vienas esminių klausimų EMT srityje yra susijęs su skirtingų EMT induktorių reguliavimu. EMT induktorių moduliacijos mechanizmai dar tik pradedami atskleisti. Yra žinoma, kad daugybė signalizacijos takų kontroliuoja Snai1 / Snai2 raišką tiek vystymosi metu, tiek naviko ląstelėse (Thiery, 2003; Barrallo-Gimeno ir Nieto, 2005). Svarbu tai, kad daugelis signalizacijos kelių (TGF-β, fibroblastų augimo faktorius, Wnt, Notch) daro įtaką Snai1 / Snai2 genų transkripcijos reguliavimui (De Craene ir kt., 2005a; Huber ir kt., 2005; Thiery and Sleeman, 2006), postatyminiai mechanizmai, turintys įtakos baltymų stabilumui ir (arba) sraigių faktorių pernešimui, taip pat iškyla kaip pagrindiniai jų veiklos reguliatoriai (apžvelgta Peinado ir kt., 2007). Priešingai nei sraigės veiksniai, apie bHLH ir ZEB veiksnių reguliavimą žinoma daug mažiau, išskyrus kai kuriuos iš minėtų signalizacijos takų (Peinado ir kt., 2007). Visai neseniai buvo gauta reikšmingų įžvalgų apie ZEB faktorių ekspresijos moduliavimą, o tai įpareigojo nekoduojančias RNR naujuose po transkripcijos mechanizmuose. ZEB1 / ZEB2 ekspresija yra sumažinta epitelio ląstelėse selektyviai nukreipiant jų mRNR į keletą mikroRNR (Gregory ir kt., 2008; Korpal ir kt., 2008; Park ir kt., 2008) arba kitomis nekoduojančiomis RNR (Beltran et al. ., 2008). MikroRNR yra trumpos nekoduojančios RNR (20–22 nt ilgio), kurios kontroliuoja genų ekspresiją posttranskripcijos lygyje, suporuodamos jų sėklų sekas (2–8 nt 5′-gale) į komplementuojančias sekas, esančias 3′- Tikslinių mRNR UTR regionas (He and Hannon, 2004). Šis susiejimas lemia tikslinės mRNR degradaciją arba jos transliacijos slopinimą (Filipowicz et al., 2008). Svarbu tai, kad dabar buvo pateikti įrodymai dėl aktyvaus specifinių mikroRNR dalyvavimo EMT reguliavime, o ypač neseniai buvo pranešta apie penkių miR-200 šeimos narių ir miR-205 RNR ZEB1 / ZEB2 mRNR lygio moduliavimą. . ZEB1 / ZEB2 mRNR, iš pradžių apibūdintos kaip dviejų miR-200 šeimos narių taikiniai (Christoffersen ir kt., 2007; Hurteau ir kt., 2007), turi keletą rišančių vietų penkiems miR-200 nariams ir miR-2005 jų vietose. 3′-UTR regionai, kurie skatina mRNR inaktyvaciją ir užkerta kelią EMT indukcijai (Gregory ir kt., 2008; Korpal ir kt., 2008; Park ir kt., 2008). Atsižvelgiant į jų siūlomą neigiamų EMT reguliatorių funkciją, miR-200 ir miR-205 RNR ekspresija yra nepakankamai sureguliuojama ląstelėse, kurioms esant skirtingiems stimulams buvo atliktas visas EMT (Gregory et al., 2008; Korpal et al., 2008). ; Park ir kt., 2008). Panašiai, pakartotinė atskirų miR-200 RNR ekspresija mezenchiminėse ląstelėse sukelia dalinį grįžimą į epitelio fenotipą ir sumažina invazinių pelių krūties karcinomos ląstelių migracijos gebėjimus (Gregory et al., 2008; Korpal et al., 2008). Svarbu tai, kad „miR-200“ šeimos raiška prarandama invazinėse krūties vėžio ląstelėse ir metaplastinėse krūties karcinomose kartu su E-kadherino reguliavimu (Gregory ir kt., 2008). Be to, Nacionalinio vėžio instituto (NCI60) 60 žmogaus karcinomos ląstelių grupėje yra glaudus ryšys tarp miR-200 RNR ir E-kadherino ekspresijos, tai rodo, kad miR-200 šeima gali būti stiprus žymeklis ir epitelio fenotipo lemiantis veiksnys vėžio ląstelėse (Park et al., 2008). Visi šie rezultatai pabrėžia „miR-200“ šeimos dalyvavimą reguliuojant EMT, nors ir griežtai kontroliuojant ZEB1 / ZEB2 veiksnius.

Įdomu tai, kad taip pat pradeda ryškėti norminės grįžtamojo ryšio kilpos tarp miR-RNR ir EMT veiksnių. Dviejų miR-200 šeimos narių ekspresiją transkripcijos lygmeniu sumažina ZEB1 ir Snai1 faktoriai karcinomos ląstelėse (Burk ir kt., 2008), suteikdami teigiamą reguliavimo kilpą ZEB1 ekspresijai palaikyti . Kita vertus, kitos miR-RNR gali veikti kaip proinvazinės ir pro-metastazinės agentai, kaip rodo miR-10b sergant krūties vėžiu (Ma ir kt., 2007). Iš tikrųjų miR-10b transkripciją padidina „Twist“, kitas pagrindinis EMT induktorius, ir jo raiška slopina homeobox faktoriaus (HOXD10) mRNR transliaciją, todėl padidėja prometastatinio geno RHOC ekspresija (Ma ir kt., 2007). . Nors dar nė vienas tyrimas neištyrė „Twist“ įtakos ląstelių poliškumo genams, tikėtina, kad jie taip pat gali būti sureguliuoti „Twist“ tarpininkaujant EMT procesams. Taip pat yra įrodymų, kad Snai1 ir ZEB2 gali būti sureguliuotas atskiras post-transkripcijos mechanizmas (Beltran ir kt., 2008). Tokiu atveju SNAI1 tarpininkauja sukeliant natūralų ZEB2 antisense nuorašą, kuris neleidžia susisprausti 5′-UTR introno, turinčio vidinę ribosomų įėjimo vietą, tokiu būdu skatinant ZEB 2 mRNR transliaciją (Beltran et al., 2008). Įdomu tai, kad ZEB1 ir (arba) ZEB2 išraišką dažnai galima rasti paskui sraigių veiksnius skirtingose ​​EMT modelių sistemose (Guaita ir kt., 2002; Moreno-Bueno ir kt., 2006; Sobrado V, Moreno-Bueno G et al.). nepaskelbta), palaikydamas glaudų sraigės ir ZEB veiksnių ryšį EMT reguliavime.

Šie stebėjimai, kartu su aukščiau aprašytais galingais sraigės ir ZEB ląstelių poliškumo genų represijomis, palaiko aktyvią mikroRNR ar kitų nekoduojančių RNR funkciją, reguliuojant viršūninį ir bazinį poliškumą. Todėl bus svarbu išanalizuoti nekoduojančių RNR, EMT induktorių ir branduolio poliškumo genų ekspresijos ryšį karcinomos ląstelių linijose ir navikuose.

PAR transkripcijos reguliavimas EMT metu

Aukščiau aprašyti tyrimai rodo, kad CRB ir SCRIB kompleksų narius galima transkripcijai reguliuoti žinomais EMT induktoriais, tokiais kaip ZEB ir sraigės faktoriai. Nors turimi įrodymai vis dar yra preliminarūs, teigiama, kad PAR poliškumo komplekso komponentai nėra tiesioginiai EMT transkripcijos reguliatorių taikiniai, o veikiau gali būti moduliuojami reaguojant į skirtingus onkogenus, navikų slopintuvus ar EMT reguliavimo signalus (apžvelgta Lee ir Vasioukhin, 2008). ). TGF-β yra vienas iš patikimiausių užuominų, indukuojančių EMT skirtingose ​​modelių sistemose (apžvelgtos Zavadil ir Bottinger, 2005), dėl kurių keli EMT induktoriai, įskaitant SNAI1 / SNAI2, ZEB1, Twist ir Id veiksnius, yra sureguliuojami per Smad- priklausomi ir nuo Smad nepriklausomi keliai (Peinado ir kt., 2003; Kondo ir kt., 2004; Thuault ir kt., 2006; Moustakas ir Heldin, 2007). Naujausi įžvalgos apie TGF-β ląstelių poliškumo reguliavimą EMT metu suartino PAR kompleksą. Par3 baltymo lygis sumažėja veikiant TGF-β žiurkės žarnyno epitelio ląstelėse, kartu sukeliant E-kadherino slopinimą ir sukeliant mezenchiminius žymenis, tokius kaip α-lygiųjų raumenų aktinas (Wang et al., 2008). Par3 sumažėjimas, kurį sukelia gydymas TGF-β, lemia Par6 – aPKC komplekso persiskirstymą iš membranos į citoplazmą ir vėlesnį Par komplekso dezorganizavimą, dėl kurio prarandamas poliškumas. Priešingai, per didelis Par3 ekspresija blokavo TGF-β gydymo EMT sąlygotą poveikį, įskaitant E-kadherino ir α-lygiųjų raumenų aktino ekspresijos sumažėjimą (Wang et al., 2008). Par6 taip pat veikia TGF-β, nors per skirtingą mechanizmą. Normaliose pieno ląstelėse TGF-βRI sąveikauja su Par6 komplekse, esančiame ankštose sankryžose. Tačiau po ekspozicijos TGF-β, TGF-βRII yra įtraukiamas į viršūnės jungties kompleksą, kur fosforiluoja Par6. Fosforilintas Par6 pasamdo Smurf1 (E3 ubikvitino ligazę) į jungiamąjį kompleksą, kuris savo ruožtu nukreipia mažąją GTPazės RhoA skilimui ir išprovokuoja EMT (Ozdamar et al., 2005). Pažymėtina, kad „Par6“ fosforilinimo ir „Smurf1“ pritraukimo mechanizmai, kurie yra reikalingi TGF-β sukeltai EMT, nepriklauso nuo Smad kelio (Ozdamar ir kt., 2005). Tai dar labiau patvirtina skirtingų kelių, esančių paskui TGF-β, dalyvavimą reguliuojant ląstelių poliškumą ir EMT.

Be TGF-β, tirozinkinazės receptorių aktyvacija taip pat moduliuoja epitelio fenotipą vystymosi ir navikinėse ląstelėse (Huber ir kt., 2005; Thiery ir Sleeman, 2006), teigdama, kad jos taip pat gali dalyvauti ląstelių poliškumo kompleksų reguliavime. Iš tiesų buvo įrodyta, kad ErbB2 aktyvacija sutrikdo pieno epitelio ląstelių ir epitelio acini apikalinį ir bazinį poliškumą trimatėse kultūrose (Muthuswamy ir kt., 2001). ErbB2 negatively regulates cell polarity in epithelial cells by associating with Par6-aPKC components, thereby dissociating Par3 and generating an inactive PAR complex (Aranda et al., 2006). Interestingly, the action of ErbB2 on cell polarity disruption seems to be independent of cell proliferation control (Aranda et al., 2006). These studies indicate that post-transcriptional regulatory mechanisms of the PAR complex are indeed important modulators of EMT and cell polarity.

Collectively, the transcriptional and post-transcriptional regulatory mechanisms outlined above provide further evidence of the strict control of polarity components during EMT. Importantly, some of the regulatory pathways described so far are activated and implicated in human tumours. For example, ErbB2 has been associated with gynaecological tumours as well as other human cancer types (Hirohashi and Kanai, 2003), highlighting the biological relevance of the regulation of cell polarity in cancer.

EMT, cell polarity and cancer stem cells

The proteins that regulate cell polarity also have an important function in asymmetric cell division (Wodarz and Nathke, 2007), a critical event that guarantees the two essential properties of stem cells: self-renewal and differentiation. Studies in Drosophila neuroblasts (stem cell-like progenitors of the nervous system) have shown that the asymmetric localization of cell-fate determinants is controlled by the Par and Scrib complexes, mutations in their components provoking unrestricted tumour growth (reviewed by Lee and Vasioukhin, 2008). Recently, the existence of cancer stem cells has taken centre stage in cancer biology, as they are increasingly considered as the origin of cancer formation, acquiring the alternative denomination of cancer initiating cells. At present, the origin of cancer stem cells remains unclear, and the debate revolves around whether they derive from normal stem cells or if they arise from progenitor or more differentiated cells that acquire specific mutations that endow them with stem cell properties, such as self-renewal (Reya et al., 2001; Bjerkvig et al., 2005). Recent data have shed new light on the relationship between EMT and stem cells, showing that EMT generates cells with stem cell properties (Mani et al., 2008). It is noteworthy that both non-transformed and transformed mammary cells that undergo EMT following SNAI1 or Twist expression acquire stem cell markers and properties, including self-renewal and the ability to form mammospheres in suspension cultures. Moreover, cells similar to stem cells isolated from mammary glands or mammary carcinomas express EMT markers that are associated with the increased expression of several key inducers of EMT (SNAI1/SNAI2, Twist and/or ZEB2) (Mani et al., 2008). For the first time, these data provide a direct link between EMT and the acquisition of stem cell properties. Although not formally proven, these data suggest a link between EMT and the generation of cancer stem cells that undergo self-renewal, contributing to the generation of secondary tumours at distant sites (Mani et al., 2008). This proposal is in accordance with the existence of cancer stem cells with migratory properties generated by EMT at invasive regions suggested previously (Brabletz et al., 2005) and with the induction by Snail and Twist of cell survival factors and local tumour recurrence (reviewed by Peinado et al., 2007; Cobaleda et al., 2007). Therefore, it is tempting to speculate that the alterations to cell polarity factors induced in tumour cells due to EMT may underlie the acquisition of a stem-like phenotype. Further studies into these phenomena in the near future will certainly clarify these important issues.

Cell polarity genes as tumour markers

Early indications that cell polarity genes are involved in tumorigenesis came from observations in D. melanogaster . Mutations in three neoplastic genes, disc large ( dlg ), scribble ( scrib ) and lethal giant larvae ( lgl ), revealed a link between the regulation of cell polarity and cell proliferation. Indeed, because inactivating mutations in these three genes led to neoplastic overgrowth in imaginal discs, they were initially characterized as tumour suppressors in Drosophila (reviewed by Dow and Humbert, 2007; Wodarz and Nathke, 2007; Lee and Vasioukhin, 2008). In mammals, the Dlg, Scrib and Lgl proteins are highly conserved, although different isoforms of these proteins have been found. At least four DLG ( DLG1-4 ) and two LGL ( LGL1-2 ) genes have been described, whereas only one Scrib homologue was identified in humans (Assemat et al., 2008). These genes have been considered as tumour suppressors in humans, as they are downregulated in a variety of tumour types. DLG3 expression is virtually abolished in some oesophagus tumours (Hanada et al., 2000) and it is strongly repressed in gastric carcinoma (Liu et al., 2002). A decrease in DLG1 is a hallmark of gastric carcinomas and the additional decrease of DLG4 expression is correlated with more invasive types of diffuse gastric carcinomas (Boussioutas et al., 2003). Other recent data have shown decreased expression of DLG and/or SCRIB in colorectal tumours, associated with the lack of epithelial cell polarity and a disorganized tissue architecture (Gardiol et al., 2006), as well as in other tumour types (reviewed by Dow and Humbert, 2007). Decreased LGL1 expression has also been reported in several tumours, including colorectal carcinomas (Schimanski et al., 2005), endometrial carcinomas (Tsuruga et al., 2007) or melanomas (Kuphal et al., 2006). In several cases, the downregulation of LGL1 is associated with more advanced stages of the tumour, lymph node metastasis and/or poor survival, supporting its use as a marker of poor prognosis. In addition to expression data on core polarity genes, recent studies on LKB1, a Ser/Thr kinase involved in the regulation of AMPK and cell polarity (Baas et al., 2004), support its activity as a tumour suppressor and its involvement in the control of cell polarity in non-small cell lung cancer (Zhang et al., 2008) and endometrial carcinomas (Contreras et al., 2008).

All these observations are evidence that cell polarity components participate in human tumours. However, there is little information regarding the loss of cell polarity during tumour progression and in relation to EMT regulators. Indeed, it is presently unclear whether alterations in the elements involved in maintaining cell polarity in human tumours are secondary consequences or if they are causally linked to tumour progression. An inverse correlation has been established between ZEB1, an inducer of EMT, and LGL2 expression in invasive regions of colorectal and breast carcinomas (Aigner et al., 2007; Spaderna et al., 2008), supporting a causal function for the loss of polarity in tumour progression. However, neither the degree of temporal regulation nor the extent of transcriptional programming of polarity components in human tumours has been studied previously. On the other hand, genetic links between human cancer and DLG, SCRIB and LGL homologues have not yet been reported. In the absence of studies to address these fundamental issues, we have reviewed the analyses of existing gene data sets for human breast carcinomas to define the correlation between the expression of core polarity genes and EMT inducers with the clinical pathological data where available.

Networking of EMT inducers and cell polarity determinants in human tumours

To understand complex biological processes such as the loss of cell polarity and cancer progression, it is important to consider differential gene expression in the context of complex molecular networks. To analyse the relationship between EMT inducers and the hypothetical function of polarity genes in human tumours, we have analysed gene expression profiles in two different data sets of breast adenocarcinomas (van't Veer et al., 2002; Ma et al., 2004). We have used these models because they permit the expression of individual genes to be analysed in both non-metastatic and metastatic primary tumours in situ .

The correlation between EMT repressors and cell polarity genes in both series was analysed using the categorized expression data test. Accordingly, although SNAI1 expression was associated with repression of DLG3 , LLGL2 and PARD6 (Ma et al., 2004), the upregulation of TCF8/ZEB1 and DLG4 downregulation was observed (Table 1, up). However, no significant correlation was found between either the SNAI2 or the TCF3 transcription factors and any of the selected polarity genes. By contrast, in another series (van't Veer et al., 2002), the only significant correlation detected was between SNAI2 expression and the downregulation of DLG3 and PARD6 genes (Table 1, bottom). These results suggest that the regulation of the selected polarity genes by EMT inducers depends on the tumour context.

Pilno dydžio lentelė

The correlation between the transcription factors and polarity genes indicated was reinforced by the identification of 9, 11 and 8 canonical E-boxes in the promoter region of the DLG3 , LLGL2 and PARD6A genes, respectively. These data suggest that the expression of these genes could be modulated by the EMT-related transcription factors, although further studies are required to clarify this assumption.

We also investigated the potential network between EMT inducers, cell adhesion and polarity genes at the level of direct interactions (Figure 2). We included 15 genes involved in these processes: DLG , LGL and PARD family members and SNAI1 , SNAI2 , TCF3 , ZEB1 and ZEB2/TCF8 , as well as five genes related to cell adhesion, such as CDH1 , CLND1 , CLDN7 , OCLN and JAM1 . These genes were used to produce a protein–protein interaction network for the direct interactions between their products (Figure 2). This analysis was carried out using PathArchitect software incorporating information about these genes from the literature or from the experimental data included in different databases. The protein–protein interaction network obtained is the first such network available to analyse the function of EMT modulators in the context of cell polarity. We found that the network is typical of the complex cell systems, and that whereas the majority of nodes have few links, a few nodes (CDH1, TCF8 or DLG4) have many links, ensuring that the elements are fully connected.

Image

Epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and cell polarity protein networks at the direct interaction level. To obtain the protein–protein interaction network, we selected cell polarity genes (DLG, LGL and PARD family members), EMT inducers (SNAI1, SNAI2, TCF3, ZEB1/TCF8, ZEB2/SIP1) and cell adhesion-related (CDH1, CLND1, OCLN, JAM1) genes, and we used the PathArchitect software (Stratagene). ( a ) 'Cell polarity region', ( b ) 'EMT-region' (ellipses with a blue outline indicate the proteins included in the analysis, those without an outline represent proteins closely related according to the databases used). Symbol code indicates different interaction levels.

Visas dydis

Šiame tinkle buvo nustatyti du skirtingi regionai: 'ląstelių poliškumo' sritis ir 'adhezijos-EMT' sritis. Pirmieji apėmė sąveiką baltymų jungimosi lygyje tarp ląstelių poliškumo ir ląstelių adhezijos genų, išryškindami svarbią CLND1 ir OCLN baltymų funkciją, nes juos reguliuoja LLGL2 arba DLG2 baltymai. Be to, šis regionas žymi zoną, kurioje buvo reguliuojama viršūninė jungtis ir tame pačiame lygyje buvo nustatyta kita sąveika tarp DGL1, 2 ir 4, LLGL2 ir PARD6A baltymų. Atrodo, kad „adhezijos-EMT“ srityje TCF8 / ZEB1 moduliuoja adhezijos jungtis, sąveikaudami su CDH1; Įdomu tai, kad šią sąveiką tiesiogiai arba netiesiogiai reguliuoja DLG1 genas. Svarbu tai, kad DLG1 ir DLG4, atrodo, jungia abu regionus, ir jie gali būti laikomi svarbiais šio tinklo, jungiančio ląstelių poliškumą ir EMT, nariais.

Įdomesni rezultatai buvo gauti lyginant skirtingų transkripcijos veiksnių raiškos profilį su klinikiniais-patologiniais duomenų rinkinio parametrais. Analizuojant limfmazgių neigiamą (N0) krūties adenokarcinomos seriją (van't Veer ir kt., 2002), TCF8 išryškėja kaip svarbiausias faktorius, darantis įtaką ląstelių poliškumui. Iš tiesų TCF8 ekspresijos lygis buvo susijęs su metastazėmis (2 lentelė) ir beveik visi tirti navikai, kuriems išsivystė metastazė, išreiškė TCF8 (30/30, P = 0, 001). Be to, 26 iš 30 krūties navikų, kurie išreiškė TCF8, turėjo silpną naviko diferenciacijos laipsnį ( P = 0, 004). Be to, rasta labai reikšminga koreliacija tarp TCF8 ekspresijos ir klinikinio išgyvenamumo ( χ 2 : 6, 928, 1 df, P = 0, 014, 3 paveikslas). Šie rezultatai rodo, kad TCF8 ekspresija gali būti laikoma nauju blogos prognozės N0 krūties adenokarcinomos žymeniu.

Pilno dydžio lentelė

Image

Kaplano-Meier'io atlikta TCF8 / ZEB1 ekspresijos analizė esant limfmazgių neigiamoms (N0) krūties adenokarcinomoms (van't Veer ir kt., 2002). TCF8 mRNR teigiamos (baltos) ir neigiamos (juodos) ekspresijos vertės buvo gautos iš vidutinio ekspresijos santykio. P vertės buvo gautos iš log-rank testų.

Visas dydis

Baigiamosios pastabos ir būsimos kryptys

Pastaraisiais metais padaryta reikšminga pažanga, suprantant EMT ir ląstelių poliškumo reguliavimo mechanizmus. Atrodo, kad yra tiesioginis ryšys tarp EMT induktorių ir transkripcinio kelių ląstelių poliškumo genų reguliavimo sumažėjimo. Iš tiesų, po indukcijos EMT atsiranda tiesioginiai ir netiesioginiai mechanizmai, kurie reguliuoja ląstelių poliškumo komponentus transkripcijos ir po transkripcijos lygiu. Be to, funkciniai sąveikaujantys tinklai, jungiantys EMT induktorius su ląstelių poliškumu ir ląstelių jungimosi molekulėmis, nustatė galimus žmogaus krūties karcinomų reguliatorius, siūlantį pagrindinę ZEB1 faktoriaus funkciją. Galiausiai neseniai atsirado ryšys tarp EMT ir kamieninių ląstelių savybių, ir tai tikrai atvers kelią būsimiems tyrimams, kad būtų galima išspręsti daugelį neišspręstų klausimų. Visų pirma, mes turime apibrėžti ryšį tarp EMT ir ląstelių poliškumo bei vėžio kamieninių ląstelių fenotipo, taip pat nustatyti metastazes ir naviko pasikartojimą. Nepaisant to, šie pasiekimai rodo, kad EMT induktoriai gali būti tinkami taikiniai naujoms terapinėms intervencijoms, siekiant pakenkti naviko progresavimui.