Οι

Αφηρημένο

Ιστορικό

Πολλές διαφορετικές γενετικές μεταβολές που παρατηρούνται στα καρκινικά κύτταρα. Μεμονωμένα γονίδια του καρκίνου εμφανίζουν σημειακές μεταλλάξεις όπως αλλαγές βάσης, προσθήκες και διαγραφές που κινεί και την προώθηση της ανάπτυξης του καρκίνου και την εξάπλωση. Σωματική υπερμετάλλαξη είναι ένα ισχυρό μηχανισμό για την παραγωγή διαφορετικών μεταλλάξεων. Δείχθηκε προηγουμένως ότι η σωματική hypermutability των πρωτο-ογκογονιδίων μπορεί να προκαλέσει την ανάπτυξη λεμφωμάτων.

Μεθοδολογία /Κύρια Ευρήματα

Βρήκαμε μια εξαιρετικά υψηλή συχνότητα εμφάνισης μεταλλάξεων μονής βάσης στα ογκοκατασταλτικά γονίδια

RASSF1

και

RBSP3 (CTDSPL)

δύο βρίσκονται σε 3p21.3 περιοχές, LUCA και AP20 αντίστοιχα. Αυτές οι περιοχές περιέχουν συστάδες των ογκοκατασταλτικών γονιδίων που εμπλέκονται σε πολλαπλούς τύπους καρκίνου, όπως του πνεύμονα, του νεφρού, του μαστού, του τραχήλου της μήτρας, το κεφάλι και το λαιμό, ρινοφαρυγγικό, προστάτη και άλλων καρκινωμάτων. Συνολικά σε 144 αλληλουχία

RASSF1A

κλώνους (εξόνια 1-2), 129 μεταλλάξεις εντοπίστηκαν (συχνότητα μετάλλαξης, MF = 0,23 ανά 100 bp) και σε 98 κλώνους του εξώνια 3-5 βρήκαμε 146 μεταλλάξεις (MF = 0.29). Σε 85 αλληλουχία

RBSP3

κλώνους, 89 μεταλλάξεις βρέθηκαν (MF = 0,10). Οι μεταλλάξεις δεν κυτιδίνη-ειδική, όπως θα αναμενόταν από αλλοιώσεις που παράγονται από AID /APOBEC οικογένεια ενζύμων, και εμφανίστηκε

de novo

κατά τη διάρκεια του κυτταρικού πολλαπλασιασμού. Μπορούν μειωμένη την ικανότητα των αντίστοιχων διαγονιδίων για την καταστολή αύξησης κυττάρων και όγκων πράγμα που συνεπάγεται μια απώλεια λειτουργίας. Αυτά τα υψηλά επίπεδα των σωματικών μεταλλάξεων βρέθηκαν τόσο σε βιοψίες καρκίνου και κυτταρικές σειρές.

Συμπεράσματα /Σημασία

Αυτή είναι η πρώτη έκθεση των υψηλών συχνοτήτων των σωματικών μεταλλάξεων στο

RASSF1

και

RBSP3

σε διάφορους καρκίνους γεγονός που υποδηλώνει ότι μπορεί να βασίζεται η φαινότυπο μεταλλάκτη του καρκίνου. Σωματικά hypermutations σε ογκοκατασταλτικά γονίδια που εμπλέκονται σε σημαντικές ανθρώπινες κακοήθειες προσφέρουν μια νέα αντίληψη για την ανάπτυξη του καρκίνου, την εξέλιξη και την εξάπλωση

Παράθεση:. Kashuba VI, Pavlova τηλεόραση, Grigorieva EV, Kutsenko Α, Yenamandra SP, Li J, et al. (2009) Υψηλή μεταβλητότητα των ογκοκατασταλτικά γονίδια

RASSF1

και

RBSP3 (CTDSPL)

στον Καρκίνο. PLoS ONE 4 (5): e5231. doi: 10.1371 /journal.pone.0005231

Επιμέλεια: Μαρία Γ Masucci, του Ινστιτούτου Καρολίνσκα, στη Σουηδία

Ελήφθη: 9 Δεκ, 2008? Αποδεκτές: 18 του Μαρτίου 2009? Δημοσιεύθηκε: May 29, 2009

Copyright: © 2009 Kashuba et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Χρηματοδότηση:. Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από ερευνητικές επιχορηγήσεις από τη σουηδική Εταιρεία Καρκίνου, το σουηδικό Συμβούλιο έρευνας, το σουηδικό ίδρυμα για τη Διεθνή Συνεργασία στην έρευνα και την Τριτοβάθμια Εκπαίδευση (όριο), το σουηδικό Ινστιτούτο, η Βασιλική σουηδική Ακαδημία Επιστημών, INTAS και Ινστιτούτο Καρολίνσκα. Α.Κ. Θα ήθελα να αναγνωρίσω το Σουηδικό Συμβούλιο Έρευνας για τη χορήγηση Έργου για νέους ερευνητές. EB υποστηρίχθηκε με τη Ρωσική Ίδρυμα για τη βασική έρευνα (Grant 07-04-00097-α). IK και MIL χρηματοδοτήθηκαν από το εσωτερικό ερευνητικό πρόγραμμα του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας, Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου, Κέντρο Έρευνας για τον Καρκίνο. VNS και LLK υποστηρίχθηκαν από ρωσικό Ίδρυμα για τη βασική έρευνα και από το Υπουργείο Παιδείας και Επιστημών (επιχορήγηση για τη στήριξη των κορυφαίων ρωσικών επιστημονικών σχολεία). Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:.. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει ότι δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα

Εισαγωγή

Έχουμε πραγματοποιηθεί μια ολοκληρωμένη έρευνα για διαγραφή 3p σε περισσότερα από 400 πνευμόνων, νεφρού, του μαστού, του τραχήλου της μήτρας και καρκινώματα των ωοθηκών (μεγάλες επιθηλιακών καρκίνων) χρησιμοποιώντας ένα καθορισμένο σύνολο δεικτών, συνδυάζοντας συμβατικές ΑΕ με ποσοτική πραγματικού χρόνου PCR (QPCR), η συγκριτική γενωμική και NotI μικροσυστοιχίες υβριδισμοί [1], [2], [3], [4], [5]. Έχουμε εντοπίσει δύο πιο συχνά επηρεάζονται 3p21.3 περιοχές, LUCA (Καρκίνο του Πνεύμονα) στο κεντρομερική και AP20 στα σύνορα τελομερικού της 3p21.3. Εκτροπές είτε περιοχή ανιχνεύθηκαν σε περισσότερο από το 90% των όγκων που μελετήθηκαν γεγονός που υποδηλώνει ότι φιλοξενούν πολλαπλά ογκοκατασταλτικά γονίδια (TSG) [5], [6], [7].

Ένας από αυτούς είναι

RASSF1

γονίδιο (από την περιοχή LUCA) που μπορεί να υπάρχει σε διάφορες μορφές εναλλακτικού ματίσματος (τουλάχιστον 7 διαφορετικές ισομορφές). Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η πιο σημαντική

RASSF1A

, η μεγαλύτερη μορφή συνένωσης [8]. Αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι η απώλεια του

RASSF1A

έκφραση παρουσιάζεται εξαιτίας του όγκου που αποκτήθηκαν υποκινητή μεθυλίωσης του DNA σε πολλές διαφορετικές μορφές καρκίνου. Για παράδειγμα,

RASSF1A

έχει σιγήσει από υπερμεθυλίωση προαγωγού σε πάνω από το 90% των μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (SCLC) και σαφείς κυττάρων καρκινώματα νεφρικών κυττάρων (RCC) και σε περίπου 40% των μη-μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα (NSCLC ). Το γονίδιο είναι ικανό να καταστέλλει την ανάπτυξη των πνευμόνων και νεφρικά καρκινικά κύτταρα σε καλλιέργεια και ο σχηματισμός όγκου σε ποντικούς [6]. Επιπλέον, περιστασιακή νοηματικές μεταλλάξεις σε ποσοστό

RASSF1A

έχουν αναφερθεί.

RASSF1A

κωδικούς για 340 αμινοξέα. Η αλληλουχία αμινοξέων του

RASSF1A

περιέχει ένα προβλεπόμενο διακυλογλυκερόλη (DAG) πεδίο σύνδεσης και ένα πεδίο σύνδεσης Ras. RASSF1A μπορεί να προκαλέσει αναστολή του κυτταρικού κύκλου με τη συμμετοχή του Rb-family σημείο ελέγχου του κυτταρικού κύκλου [9]. Αυτά και άλλα αποτελέσματα υποδεικνύουν έντονα ότι RASSF1A είναι μια σημαντική ανθρώπινη πρωτεΐνη καταστολέας των όγκων που ενεργούν σε διαφορετικά επίπεδα της εξέλιξης του όγκου [6].

Ένα άλλο γονίδιο

RBSP3

επίσης ονομάζεται

HYA22

και

CTDSPL

. Υπάρχει σε δύο μορφές ματίσματος (Α, 265 αμινοξέα και Β, 276 αμινοξέα) ότι χάρτη για την περιοχή AP20 και ανήκει σε μία οικογένεια γονιδίων μικρών C-τερματικό φωσφατάσες τομέα που μπορεί να ελέγχει την RNA πολυμεράση II μηχανήματα μεταγραφής [10]. Η έκφραση του γονιδίου ήταν σε μεγάλο βαθμό μειωμένη σε αρκετές κυτταρικές σειρές SCLC και NSCLC.

RBSP3

έδειξε καταστολή της ανάπτυξης με ρυθμιζόμενη διαγονιδίων στον πολιτισμό και την καταστολή του σχηματισμού όγκων σε ποντίκια SCID. Απεδείχθη ότι η παροδική έκφραση και των δύο μορφών Α και Β οδηγεί σε δραστική μείωση του φωσφορυλιωμένη μορφή της πρωτεΐνης RB πιθανώς οδηγώντας σε ένα μπλοκ του κυτταρικού κύκλου στην G1 /S όριο. Μετά από αυτό την εύρεση του γονιδίου μετονομάστηκε (πρωτεΐνη RB σερίνη φωσφατάση από το χρωμόσωμα 3). Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά είναι συνεπή με την κλασική χαρακτηριστικά ενός ΕΠΙΠ

Είναι ενδιαφέρον, τόσο

RASSF1

και

RBSP3

μπορούν να συνεργαστούν στη διακοπή του κυτταρικού κύκλου:. Ο πρώην αναστέλλοντας κυκλίνης D1 [ ,,,0],9] και ο τελευταίος από αποφωσφορυλίωση RB [10]. Αυτό υποστηρίζει την υπόθεση ότι ΕΠΠΕ σε αυτές τις δύο περιοχές θα μπορούσαν να δράσουν συνεργικά [4], [5]. Επιπλέον, δύο άλλα εγγυημένα παραδοσιακά ιδιότυπα προϊόντα από αυτές τις περιοχές θα μπορούσαν να προκαλέσουν αύξηση των συχνοτήτων μετάλλαξης σε όγκους (

MLH1

από AP20 και

G21 /NPRL2

από LUCA) [11], [12], [13].

είναι γνωστό ότι ο καρκίνος είναι το αποτέλεσμα γενετικών και επιγενετικών αλλαγών και σημειακές μεταλλάξεις είναι ένας από τους πιο σημαντικούς μηχανισμούς για την ανάπτυξη του καρκίνου [14], [15].

Προηγουμένως, τους άλλους και εντοπίσαμε πολλές αλλαγές μονής βάσης /μεταλλάξεις στο

RASSF1A

που πιστεύεται ότι είναι SNPs [8], [16], [17]. Επιπλέον,

RBSP3

μεταλλάξεις εντοπίστηκαν σε όλες τις 14 όγκους διαφόρων προελεύσεων εκφράζουν το γονίδιο [10].

Για να μελετήσουμε τις φαινομενικά υψηλές συχνότητες μετάλλαξης της TSG (ες) σε αυτές τις περιοχές του 3ρ21. 3, πραγματοποιήσαμε μια ολοκληρωμένη ανάλυση μετάλλαξης του

RASSF1A

[18], [19] και

RBSP3 /HYA22

[10] σε διάφορους καρκίνους. Εδώ μπορούμε να δείξουμε ότι εξαιρετικά συχνές μεταλλάξεις μονής βάσης συμβαίνουν σε αυτά τα γονίδια σε πολλαπλούς τύπους καρκίνου. Οι μεταλλάξεις δεν κυτιδίνη ειδικά όπως θα αναμενόταν εάν παράγεται από AID [20] ή άλλες οικογενειακές APOBEC [21], [22] τα ένζυμα. Αυτές οι μεταλλάξεις δεν οφείλονταν σε επεξεργασία RNA και εμφανίστηκε

de novo

κατά τη διάρκεια κυτταρικές διαιρέσεις.

Αποτελέσματα

Βιοπληροφορική ανάλυση των κλώνων EST cDNA αποκαλύπτει υψηλή συχνότητα μετάλλαξης του

RASSF1

και

RBSP3

Η

Πρώτα εξετάσαμε δημοσίως διαθέσιμα δεδομένα ακολουθίας EST για

RASSF1A

και

RBSP3

(για

RASSF1A

προσχώρηση Νο NM_007182?

RBSP3A

, προσχώρηση Νο AJ575644, και για το

RBSP3B

, προσχώρηση Νο AJ575645). δεν θεωρήθηκαν Ακολουθίες με ομολογία κάτω από το όριο (βλέπε Υλικά και Μέθοδοι) δηλαδή που περιέχουν πολλαπλές διακριτές αναντιστοιχίες στις σχολιασμένα γονίδια και άγνωστες νουκλεοτίδια (Ν). Ακολουθίες κλείσει μέχρι το τέλος του διαβάζει εξαιρούνται επίσης. Τα στοιχεία που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1 δείχνουν ότι το

RASSF1A

και

RBSP3

γονίδια μεταλλάχθηκαν σε εξαιρετικά υψηλές τιμές. Για το

RASSF1A

θεωρήσαμε μόνο 17 κλώνους (συχνότητα μετάλλαξης ανά 100 bp, MF = 0,22). Έξι από αυτά ελήφθησαν από καρκινικούς ιστούς και όλα αυτά περιείχε μεταλλάξεις (MF = 0,42). Έντεκα αλληλουχίες ήταν από φυσιολογικούς ιστούς (τέσσερις κλώνους με μία μετάλλαξη) και MF = 0,1, δηλαδή συχνότητες μετάλλαξης ήταν στατιστικά σημαντικά διαφορετικές (Ρ = 0,025).

Η

Ογδόντα ένα τοις εκατό του

RBSP3

ακολουθίες (63 από 79) περιείχε μεταλλάξεις /αναντιστοιχίες. MF για

RBSP3

EST που ήταν 0,63. Και πάλι ήταν πολύ υψηλότερη σε κλώνους που απομονώθηκαν από καρκίνο (MF = 1,05) από ό, τι από τους φυσιολογικούς ιστούς (MF = 0.45). Αυτή η διαφορά ήταν επίσης σημαντική (Ρ locusId = 11186]. Δεν SNP βρέθηκαν σε αλληλουχίες RBSP3.

Η συχνότητα των μεταλλάξεων ήταν παρόμοια με άλλες αναφερθείσες περιπτώσεις σωματικών hypermutations βρέθηκαν σε Rho /TTF, MYC και BCL6 σε μεγάλης κυττάρων λεμφωμάτων (MF ήταν από 0,12 για MYC έως 0,69 για BCL6). Ωστόσο, ήταν σημαντικά χαμηλότερη από ό, τι για τα γονίδια ανοσοσφαιρίνης (12,7 μεταλλάξεις ανά 100 bp, βλέπε [25]. Ωστόσο, για την πρώτη φορά που βρήκαμε υψηλή συχνότητα σωματικών μεταλλάξεων σε διαφορετικούς ιστούς συμπεριλαμβανομένων των μη-αιμοποιητικών και σε γονίδια καταστολείς όγκων σε αντίθεση με την προηγούμενη εκθέσεις όπου μελετήθηκαν ογκογονίδια.

Όπως AccuPrime ™

Ρίχ

DNA πολυμεράση δημιουργεί μέγιστο ένα λάθος σε 3 × 10

6 bp, τα αποτελέσματά μας απέδειξαν ότι οι παρατηρούμενες συχνότητες υπερμετάλλαξη στα πειράματα θα μπορούσαν δεν μπορεί να εξηγηθεί από την εσφαλμένη απόδοση των πολυμερασών. Στο πείραμά μας με SCID ποντίκια όταν AccuPrime ™

χρησιμοποιήθηκαν Pfx

DNA πολυμεράσης και 25 κύκλους, το 85% των

RBSP3

κλώνοι περιείχαν μεταλλάξεις.

κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των ίδιων κυτταρικών σειρών

in vitro

, το 30% των

RBSP3

κλώνους (επίσης 25 κύκλους και AccuPrime ™

Ρίχ

DNA πολυμεράσης) ήταν μεταλλαγμένη .

Σε πειράματα με

RASSF1A

(391 bp της πρώτης και της δεύτερης εξόνια), το 65% των κλώνων περιείχαν μεταλλάξεις (τα πειράματα με φυσιολογικά κύτταρα δεν περιλαμβάνεται).