Src:n ilmentymisen ja aktivaation rooli ihmisen syövässä

Korostuneen Src-kinaasiaktiivisuuden vaikutuksia on tutkittu laajalti sekä in vitro käyttäen erilaisia ihmisen neoplastisia solulinjoja (Budde et al., 1994; Rosen et al., 1986; Biscardi et al., 1998; Bjorge et al., 1996; Bolen et al. 1987a; Cartwright et al., 1989; Weber et al., 1992; Lutz et al., 1998) kuin myös in vivo hiirimalleilla (Biscardi et al., 1998; Irby et al., 1999; Muthuswamy et al., 1994; Staley et al., 1997; Wiener et al., 1999). Näiden järjestelmien avulla tutkijat ovat tutkineet Src:n aktivoitumistapoja, Src:n vaikutuksia kasvaimen käynnistymiseen ja etenemiseen sekä tyrosiinikinaasi- ja antisense-estäjien vaikutuksia solujen käyttäytymiseen. Nämä tutkimukset havainnollistavat Src:n kanssa vuorovaikutuksessa olevien proteiinien monimutkaista verkostoa, joka vaikuttaa lukuisiin signaalinsiirtoreitteihin.

1980-luvun alkupuolelta lähtien on raportoitu lisääntynyttä Src-kinaasiaktiivisuutta useissa, ilmeisesti toisiinsa liittymättömissä ihmisen syövissä. Kohonneita Src-proteiinipitoisuuksia on todettu monissa syövissä, vaikka proteiinipitoisuus ei välttämättä kuvasta tarkasti spesifistä proteiinikinaasiaktiivisuutta. Tästä syystä kehitettiin luotettavia kinaasimäärityksiä, joissa käytetään eksogeenisia substraatteja proteiinin spesifisen aktiivisuuden määrittämiseksi. Lukuisista tutkimuksista saadut tulokset heijastavat Src:n spesifisen aktiivisuuden lisääntymistä ihmisen kasvaimissa ja näistä kasvaimista peräisin olevissa solulinjoissa (Cartwright ym., 1989, 1990; Muthuswamy ym., 1994; Budde ym., 1994; Jacobs ja Rubsamen, 1983; Mao ym., 1997; Masaki ym., 1998, 2000; Muthuswamy ja Müller, 1994; Rosen ym., 1994), 1986; Verbeek ym., 1996).

Rintasyöpä

Src-kinaasiaktiivisuutta, joka on 4-20-kertainen normaaleihin kudoksiin verrattuna, on löydetty ihmisen rintarauhaskarsinoomista (Egan ym., 1999; Jacobs ja Rubsamen, 1983; Muthuswamy ja Muller, 1994; Muthuswamy ym., 1994; Ottenhoff-Kalff ym., 1992; Rosen ym., 1986; Verbeek ym., 1996). Samoin näistä kasvaimista peräisin olevissa solulinjoissa Src-aktiivisuus on jopa 30-kertainen. Viimeaikaisten tietojen mukaan osa tästä aktiivisuudesta voi johtua fosfataasien toiminnasta, joka johtaa Tyr 530:n defosforylaatioon (Egan et al., 1999). Rosen ja muut (1986) raportoivat kohonneen Src-kinaasiaktiivisuuden rintakasvaimissa, joiden Src-proteiinipitoisuus oli suhteellisen normaali verrattuna normaaliin kudokseen. Toisaalta Verbeek ym. (1996) esittivät immunohistokemiallisia todisteita siitä, että Src-aktiivisuuden 4-30-kertaiseen lisääntymiseen liittyi Src-proteiinitasojen nousu. Ottenhoff-Kalff ym. (1992) havaitsivat, että 72/72 rintasyövässä oli havaittavissa tyrosiinikinaasiaktiivisuuden lisääntymistä, josta 70 % johtui c-Src:stä tai Src:n kaltaisista kinaaseista.

Aktivoitunutta Src:tä maitorauhaskasvaimissa on tutkittu hyvin siirtogeenisillä hiirillä. Hiiret, jotka ilmentävät virusperäistä polyooman keskimmäistä T-antigeenia MMTV-promoottorin ohjaamana, tuottavat voimakkaasti metastaattisia rintakasvaimia, joissa c-Src-kinaasiaktiivisuus on koholla (Guy ym., 1994). Muthuswamy ym. (1994) havaitsivat, että neu-onkogeenia yliekspressoivat hiiret kehittävät myös rintakasvaimia, joiden c-Src-kinaasiaktiivisuus on 6-8-kertainen viereiseen normaaliin kudokseen verrattuna. Nämä ovat kaksi esimerkkiä aktivoituneesta Src:stä, joista toinen on esimerkki virusproteiinin sitoutumisesta ja Src:n aktivoitumisesta aiheuttaen kasvaimia, ja toinen esimerkki reseptorityrosiinikinaasista, joka aiheuttaa Src:n aktivoitumisen ja sitä seuraavat nisäkasvaimet. Alastomilla hiirillä tehdyissä kokeissa (Biscardi ym., 1998), joissa käytettiin rintasyöpäsolulinjoja, jotka yli-ilmentävät sekä c-Src:tä että HER1:tä (MDA-MB-468 ja MDA-MB-231), verrattuna solulinjoihin, jotka yli-ilmentävät vain c-Src:tä (MCF7 ja ZR-75-1), havaittiin lisääntynyttä kasvainherkkyyttä hiirissä, joihin oli ruiskutettu mDA-linjoja. Tämä tukee hypoteesia, jonka mukaan Src-aktivaatio voi välittyä HER1-vuorovaikutusten kautta.

Paksusuolisyöpä

C-src-proto-onkogeeni on usein kytketty ihmisen paksusuolisyövän syntyyn ja etenemiseen sekä siitä johtuviin etäpesäkkeisiin (Bolen ym., 1987a; Cartwright ym., 1989, 1990, 1994; Talamonti ym., 1991; Termuhlen ym., 1993; Weber ym., 1992). Src-aktiivisuus on suurimmassa osassa paksusuolen kasvaimia 5-8-kertainen. Tämä Src-aktiivisuuden ja siihen liittyvän Yes-aktiivisuuden lisääntyminen on varhainen tapahtuma, jota esiintyy jo premalignissa kudoksessa (Cartwright ym., 1994) ja adenomatoottisissa polyypeissä (Cartwright ym., 1990; Pena ym., 1995). Aktiivisuus on ilmeisen korkea pahanlaatuisissa polyypeissä ja hyvänlaatuisissa polyypeissä, joissa on kyynämäistä muutosta tai vakavaa dysplasiaa, joilla on suurin riski sairastua syöpään. Src-aktiivisuuden havaittiin olevan koholla myös lievästi dysplastisissa epiteeleissä (6-10-kertainen), kun sitä verrattiin suoraan viereisiin ei-dysplastisiin epiteeleihin haavaista paksusuolitulehdusta sairastavissa potilaissa, ja se lisääntyi entisestään vakavasti dysplastisessa kudoksessa, jolla on suurin riski sairastua syöpään (Cartwright ym.),

Src:n merkitystä kasvainten etenemisessä havainnollistavat terävästi havainnot, joiden mukaan Src-aktiivisuus lisääntyy paksusuolen kasvainten etenemisen myötä ja on korkeampi primaarikasvaimissa kuin polyypeissä ja vielä korkeampi metastaattisissa maksalöydöksissä (Talamonti ym., 1991). Suuntaus näkyy kuudessa parittaisessa näytteessä, jotka ovat synkronisia primaarisia ja metastaattisia leesioita samalta potilaalta. Vaikka Src-proteiinipitoisuudet vaihtelevat suuresti potilaiden välillä, aktiivisuustaso nousee maksametastaaseissa synkronisten primaarikasvainten aktiivisuustasoa suuremmaksi – moninkertaisesti suuremmaksi kuin Src-proteiinipitoisuuksien nousu. Muita eroja on aktivoituneen Src:n tasoissa, joita havaitaan maksan ulkopuolisissa kolorektaalimetastaaseissa (Termuhlen ym., 1993). Lisäksi vatsaan, lantioon ja rintakehään levinneissä kolorektaalimetastaaseissa aktiivisuus lisääntyi merkittävästi maksametastaaseihin verrattuna. Nämä tiedot herättävät kysymyksen siitä, vaikuttaako etäpesäkkeen sijainti Src:n spesifiseen aktiivisuuteen vai vaikuttaako Src:n spesifinen aktiivisuus etäpesäkkeen sijaintiin.

Src:n vaikutusta paksusuolensyövässä on tutkittu myös tutkimalla Src:n pitoisuuksia paksusuolen kasvaimissa, jotka ovat eri erilaistumistiloissa. Raportoidut tulokset ovat mielenkiintoisia mutta eivät aina intuitiivisia. Weber ym. (1992) raportoivat, että korkeimmat Src-aktiivisuustasot ihmisen paksusuolen kasvaimissa esiintyivät kohtalaisesti tai hyvin erilaistuneissa kasvaimissa, ja tasot vaikuttavat melko normaaleilta huonosti erilaistuneissa paksusuolen kasvaimissa, ja tätä havaintoa tukevat erilaiset kasvainsolulinjat. Park ym. (1993) sekä Park ja Cartwright (1995) raportoivat Src:n sekä Src-perheen kinaasin Yes:n lisääntyneen sekä paksusuolen solulinjoissa että primaarisissa paksusuolen syövissä, mutta nämä tutkimukset osoittivat Src-kinaasien vähentyneen täysin erilaistuneissa soluissa. Näitä tuloksia on pintapuolisesti vaikea tulkita, kun tiedetään, että huonosti erilaistuneet kasvaimet ovat biologisesti aggressiivisempia kuin hyvin erilaistuneet kasvaimet. Suurin osa paksusuolen maksametastaaseista on kuitenkin itse asiassa hyvin tai kohtalaisesti erilaistuneita, ja tämä yleisyys saattaa selittää havaitut tulokset.

Src:n roolia paksusuolen syövässä on hiljattain tutkittu käyttäen nude-hiirimallia, johon on ruiskutettu erilaisia paksusuolen syöpäsolulinjoja (Irby ym., 1997; Staley ym., 1997). Staley ym. (1997) transfektoivat paksusuolen syöpäsolulinjan HT 29 antisense-vektorilla, joka on suunniteltu vähentämään c-Src-ekspressiota mutta ei c-Yes-ekspressiota. Kun nämä solut injektoitiin alastomiin hiiriin, ne muodostivat hitaasti kasvavia kasvaimia, joiden proliferaatiovauhti hidastui enemmän kuin kulttuurissa kasvatettujen vanhempien solujen alentunut proliferaatiovauhti. Sen sijaan sense-vektorilla stabiilisti transfektoitujen solujen proliferaatio ei eronnut viljelmissä eikä nude-hiirissä villiintyneistä HT 29 -soluista. Toisessa tutkimuksessa, jossa pyrittiin määrittämään villityypin c-Src-yliekspression fenotyyppisiä vaikutuksia ihmisen paksusuolen syöpäsoluihin, c-Src-transfektoituja KM12C-paksusuolen syöpäsoluja, jotka ilmentävät jopa 10-kertaisesti enemmän c-Src:tä kuin villityypin solut, injektoitiin nude-hiiriin ihonalaisesti ja solunsisäisesti (Irby ym., 1997). Solut, joiden c-Src-ekspressio oli suurempi, muodostivat nopeammin kasvavia kasvaimia kuin villityypin solut, mutta eivät muodostaneet maksametastaaseja. Mielenkiintoista on, että transfektoidut ja villityypin solut, joita kasvatettiin in vitro, osoittivat samanlaista proliferaatiota. Nämä kaksi tutkimusta osoittavat, että ensinnäkin Src:n taso ja sen aktiivisuus muuttavat kasvaimen kasvunopeutta suhteessa in vivo ja toiseksi kasvunopeudet in vitro eivät välttämättä vastaa solujen kasvunopeuksia in vivo. Tämä viittaa siihen, että mikroympäristö vaikuttaa suuresti kasvainsolujen kasvuun, ja ehkä se osoittaa, että kasvainsolun Src-aktiivisuus voi vaikuttaa isäntäsolun kasvainta edistävien proteiinien ilmentymiseen. Nämä tutkimukset osoittavat myös, että vaikka pelkkä villityyppisen c-Src:n yliekspressio vaikuttaa selvästi kasvaimen kasvuun in vivo, se voi olla riittämätön metastaattisen fenotyypin aikaansaamiseksi.

Haimasyöpä

Src:n aktiivisuutta on hiljattain tutkittu haimasyövässä. Lutz ym. (1998) tutkivat haiman duktaalikarsinoomia sekä haimasolulinjoja kohonneiden Src-proteiinipitoisuuksien ja kinaasiaktiivisuuden osalta. Src-proteiinitasot olivat koholla 13/13 haimasyövässä ja 14/17 haimasolulinjassa. Kinaasiaktiivisuus oli havaittavissa vain syöpäsoluissa, eikä tämä aktiivisuus korreloinut c-Src- tai Csk-proteiinitasojen kanssa. Lisätutkimukset, joissa käytettiin tyrosiinikinaasi-inhibiittoria, herbimysiini A:ta, osoittivat, että Src-aktiivisuus edisti haimakasvainsolujen kasvua. Yhden menetelmän, jolla Src lisää haimakasvainten kasvua, ehdottivat Flossmann-Kast ja muut (1998). Tämä ryhmä havaitsi, että Src aiheuttaa insuliinin kaltaisen kasvutekijän reseptorimolekyylien (IGF-R) määrän lisääntymisen solua kohti, mikä lisää IGF:stä riippuvaista kasvua. Toisessa tutkimuksessa, joka perustui haiman karsinogeneesin rotan malliin (Visser ym., 1996), Src-kinaasiaktiivisuuden lisääntyminen korreloi positiivisesti haimassa esiintyvien vaurioiden määrän kanssa. Tähän aktiivisuuden lisääntymiseen liittyi c-Src-proteiinin relokalisaatio ytimeen, mikä viittaa Src:n rooliin geenien säätelyssä.

Muut syöpäkasvaimet

Src-proteiinipitoisuuksien ja/tai kinaasiaktiivisuuden kohoamista on raportoitu keuhkoissa (50-80 %) (Mazurenko ym., 1992), neuraalisissa kasvaimissa (23/27 neuroblastoomaa, 3/3 retinoblastoomaa, Bjelfman ym, 1990; Bolen ym., 1985), munasarjasyöpien (Budde ym., 1994; Wiener ym., 1999), ruokatorven (3-4-kertainen aktiivisuus Barrettin ruokatorvessa ja kuusinkertainen aktiivisuus adenokarsinoomissa) (Kumble ym., 1997) ja mahasyövissä (Takeshima ym., 1991) sekä melanoomissa (Bjorge ym., 1996) ja Kaposin sarkoomassa (Munshi ym., 2000). Src-perheen kinaasien Lck, Lyn ja Fgr on vastaavasti osoitettu aktivoituvan leukemiasolujen kasvun aikana (Abts ym., 1991) (Dai ym., 1998; Danhauser-Riedl ym., 1996; Roginskaya ym., 1999).

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.