Role of Src expression and activation in human cancer

A megemelkedett Src kináz aktivitás hatásait széles körben tanulmányozták mind in vitro, különböző humán daganatos sejtvonalak felhasználásával (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) és in vivo egérmodellekkel (Biscardi et al., 1998; Irby et al., 1999; Muthuswamy et al., 1994; Staley et al., 1997; Wiener et al., 1999). E rendszerek segítségével a kutatók tanulmányozták a Src aktiválódásának módját, a Src hatását a tumorok beindulására és progressziójára, valamint a tirozinkináz- és antisense-gátlók hatását a sejtek viselkedésére. Ezek a vizsgálatok a Src-vel kölcsönhatásban álló fehérjék komplex hálózatát mutatják be, amelyek számos jelátviteli útvonalat befolyásolnak.

Az 1980-as évek eleje óta a Src-kináz fokozott aktivitásáról számoltak be különböző, látszólag egymástól független emberi rákos megbetegedésekben. Számos rákos megbetegedésben találtak emelkedett Src fehérjeszintet, bár a fehérjeszint nem feltétlenül tükrözi pontosan a specifikus fehérje kináz aktivitást. Ezért megbízható, exogén szubsztrátokat használó kinázpróbákat fejlesztettek ki a fehérje specifikus aktivitásának meghatározására. Számos vizsgálat eredményei tükrözik a Src specifikus aktivitás növekedését a humán tumorokban és az ezekből a tumorokból származó sejtvonalakban (Cartwright és mtsi., 1989, 1990; Muthuswamy és mtsi., 1994; Budde és mtsi., 1994; Jacobs és Rubsamen, 1983; Mao és mtsi., 1997; Masaki és mtsi., 1998, 2000; Muthuswamy és Muller, 1994; Rosen és mtsi, 1986; Verbeek et al., 1996).

Mellrák

Src kináz aktivitást, a normális szöveteknél 4-20-szor nagyobbat, találtak emberi emlőrákokban (Egan et al., 1999; Jacobs és Rubsamen, 1983; Muthuswamy és Muller, 1994; Muthuswamy és mtsai., 1994; Ottenhoff-Kalff és mtsai., 1992; Rosen és mtsai., 1986; Verbeek és mtsai., 1996). Hasonlóképpen, az ezekből a tumorokból származó sejtvonalak akár 30-szoros Src-aktivitást mutatnak. A legújabb adatok szerint ennek az aktivitásnak egy része foszfatázok hatásának tulajdonítható, ami a Tyr 530 defoszforilációját eredményezi (Egan és mtsai., 1999). Rosen és munkatársai (1986) emelkedett Src kináz aktivitásról számoltak be emlődaganatokban, amelyek Src fehérjeszintje viszonylag normális volt a normális szövetekhez képest. Másrészt Verbeek és munkatársai (1996) immunhisztokémiai bizonyítékot mutattak be arra vonatkozóan, hogy a Src aktivitás 4-30-szoros növekedését a Src fehérjeszint növekedése kísérte. Ottenhoff-Kalff és munkatársai (1992) azt találták, hogy 72/72 emlőrák esetében a tirozin-kináz aktivitás növekedését mutatták ki, amelynek 70%-át a c-Src vagy Src-szerű kinázoknak tulajdonították.

Az emlődaganatokban aktiválódó Src-t jól tanulmányozták transzgenikus egereken. A vírusos polyoma középső T antigént az MMTV promóter kontrollja alatt expresszáló egerek erősen metasztatikus emlődaganatokat termelnek, emelkedett c-Src kináz aktivitással (Guy és mtsai., 1994). Muthuswamy és munkatársai (1994) azt találták, hogy a neu onkogént túlexprimáló egerekben szintén emlődaganatok alakulnak ki, amelyekben a c-Src kináz aktivitása 6-8-szor magasabb, mint a szomszédos normál szövetekben. Ez két példa az aktivált Src-re, az egyik példa arra, hogy egy vírusfehérje kötődik és aktiválja az Src-t, ami tumorokat okoz, a másik példa arra, hogy egy receptor-tirozin-kináz Src-aktivációt és azt követően emlődaganatot okoz. A c-Src-et és HER1-et egyaránt túlexprimáló emlőrák-sejtvonalakkal (MDA-MB-468 és MDA-MB-231) végzett meztelen egérkísérletek (Biscardi és mtsai., 1998) a csak c-Src-et túlexprimáló sejtvonalakkal (MCF7 és ZR-75-1) összehasonlítva fokozott tumorigenitást mutattak ki az MDA-vonalakkal injektált egerekben. Ez alátámasztja azt a hipotézist, hogy a Src aktiváció a HER1 kölcsönhatásokon keresztül közvetíthető.

Kolonrák

A c-src proto-onkogén gyakran szerepet játszik az emberi vastagbélrák kialakulásában és progressziójában, valamint az ebből eredő metasztázisokban (Bolen et al., 1987a; Cartwright et al., 1989, 1990, 1994; Talamonti et al., 1991; Termuhlen et al., 1993; Weber et al., 1992). A Src aktivitása a vastagbéldaganatok többségében 5-8-szorosára emelkedik. A Src-aktivitásnak és a kapcsolódó Yes-aktivitásnak ez az emelkedése korai esemény, már a premalignus szövetekben (Cartwright és mtsi., 1994) és az adenomatosus polipokban is előfordul (Cartwright és mtsi., 1990; Pena és mtsi., 1995). Az aktivitás nyilvánvalóan magas a rosszindulatú polipokban és a villózus elváltozást vagy súlyos diszpláziát tartalmazó jóindulatú polipokban, amelyek a rák kialakulásának legnagyobb kockázatának vannak kitéve. Az Src-aktivitást szintén emelkedettnek találták az enyhén diszpláziás hámsejtekben (6-10-szeres), ha közvetlenül összehasonlítják a szomszédos nem diszpláziás hámsejtekkel fekélyes vastagbélgyulladásban, és tovább emelkedik a súlyosan diszpláziás szövetekben, amelyeknél a rák kialakulásának legnagyobb a kockázata (Cartwright és mtsai, 1994).

A Src daganatos progresszióban betöltött szerepét ékesen illusztrálják azok a megfigyelések, hogy a Src aktivitása a vastagbéldaganatok progressziójával növekszik, magasabb az elsődleges daganatokban, mint a polipokban, és még magasabb az áttétes májléziókban (Talamonti és mtsi., 1991). Ezt a tendenciát tükrözi az ugyanattól a betegtől származó szinkron primer és metasztatikus léziók hat párosított mintája. Míg a Src-fehérje szintje betegenként nagymértékben változik, a májmetasztázisokban az aktivitás szintje a szinkron primer tumorokénál többszörösére nő – többszörösen nagyobb mértékben, mint a Src-fehérje szintjének növekedése. További különbségek vannak az extrahepaticus kolorektális metasztázisokban észlelt aktivált Src szintjeiben (Termuhlen és mtsai., 1993). Ezenkívül a hasi, kismedencei és mellkasi kolorektális metasztázisok jelentős aktivitásnövekedést mutattak a hepatikus metasztázisokhoz képest. Ezek az adatok felvetik a kérdést, hogy az áttétképződés helye befolyásolja-e az Src specifikus aktivitását, vagy az Src specifikus aktivitása befolyásolja az áttétképződés helyét.

A Src hatását vastagbélrákban szintén vizsgálták a Src szintjének vizsgálatával különböző differenciáltsági állapotú vastagbéldaganatokban. A közölt eredmények érdekesek, de nem mindig intuitívak. Weber és munkatársai (1992) arról számoltak be, hogy a humán vastagbéldaganatokban a legmagasabb Src-aktivitás a mérsékelten vagy jól differenciált daganatokban fordul elő, és a szintek meglehetősen normálisnak tűnnek a rosszul differenciált vastagbéldaganatokban, amit különböző tumorsejtvonalak is alátámasztanak. Park és munkatársai (1993), valamint Park és Cartwright (1995) a Src, valamint a Src-család kinázának, a Yes-nek a növekedéséről számoltak be mind vastagbélsejtvonalakban, mind primer vastagbélrákban, de ezek a vizsgálatok a teljesen differenciált sejtekben a Src-kinázok downregulációját mutatták ki. Ezek az eredmények a felszínen nehezen értelmezhetők annak tudatában, hogy a rosszul differenciált tumorok biológiailag agresszívebbek, mint a jól differenciált tumorok. A kolorektális májmetasztázisok többsége azonban valójában jól vagy közepesen differenciált, és ez a prevalencia magyarázhatja a megfigyelt eredményeket.

A Src szerepét a vastagbélrákban nemrégiben vizsgálták különböző vastagbélrák-sejtvonalakkal injektált meztelen egér modell segítségével (Irby és mtsai., 1997; Staley és mtsai., 1997). Staley és munkatársai (1997) a HT 29 vastagbélrák sejtvonalat transzfektálták egy antisense vektorral, amelyet úgy terveztek, hogy csökkentse a c-Src expressziót, de ne a c-Yes expressziót. Meztelen egerekbe injektálva ezek a sejtek lassan növekvő tumorokat képeztek, amelyek proliferációs rátája tovább késleltetett, mint a tenyészetben nevelt szülői sejtek csökkent proliferációs rátája. Ezzel szemben a sense vektorral stabilan transzfektált sejtek nem mutattak különbséget a proliferációban sem a kultúrában, sem a meztelen egerekben a vad típusú HT 29 sejtekhez képest. Egy második vizsgálatban, amelyben a vad típusú c-Src-túlkifejeződés fenotípusos hatását próbálták meghatározni humán vastagbélráksejtekre, a vad típusú sejtekhez képest akár 10-szer több c-Src-et expresszáló, c-Src-transzfektált KM12C vastagbélráksejteket injektáltak szubkután és intrasplenikusan meztelen egerekbe (Irby és mtsai., 1997). A magasabb szintű c-Src expresszióval rendelkező sejtek gyorsabban növekvő tumorokat képeztek, mint a vad típusú sejtek, de nem képeztek májmetasztázisokat. Érdekes módon a transzfektált és a vad típusú sejtek in vitro termesztve hasonló proliferációs sebességet mutattak. Ez a két vizsgálat arra utal, hogy egyrészt a Src szintje és aktivitása arányosan változtatja a tumor növekedési sebességét in vivo, másrészt az in vitro növekedési sebesség nem feltétlenül tükrözi a sejtek in vivo növekedési sebességét. Ez arra utal, hogy a tumorsejtek növekedését nagymértékben befolyásolja a mikrokörnyezet, és talán azt jelzi, hogy a daganatsejtben lévő Src-aktivitás befolyásolhatja a daganatot elősegítő fehérjék gazdaszervezet általi expresszióját. Ezek a vizsgálatok azt is bizonyítják, hogy a vad típusú c-Src túlterjedése önmagában, bár egyértelműen befolyásolja a tumor növekedését in vivo, nem elegendő a metasztatikus fenotípus kiváltásához.

Pankreatikus rák

A Src-aktivitást nemrégiben vizsgálták hasnyálmirigyrákban. Lutz és munkatársai (1998) hasnyálmirigy ductus karcinómákat, valamint hasnyálmirigy sejtvonalakat vizsgáltak emelkedett Src fehérjeszint és kináz aktivitás szempontjából. A Src fehérjeszint 13/13 hasnyálmirigyrákban és 14/17 hasnyálmirigy-sejtvonalban volt emelkedett. A kinázaktivitás csak a rákos sejtekben volt kimutatható, és ez az aktivitás nem korrelált sem a c-Src, sem a Csk fehérjeszintekkel. A tirozinkináz-inhibitor, a herbimicin A használatával végzett további vizsgálatok azt mutatták, hogy a Src-aktivitás döntő szerepet játszik a hasnyálmirigy-tumorsejtek növekedésének elősegítésében. Az egyik módszert, amellyel a Src fokozza a hasnyálmirigy-tumorok növekedését, Flossmann-Kast és munkatársai (1998) javasolták. Ez a csoport azt találta, hogy a Src az inzulinszerű növekedési faktor receptor (IGF-R) molekulák számának sejtenkénti növekedését okozza, így fokozza az IGF-függő növekedést. Egy másik, a hasnyálmirigy-karcinogenezis patkánymodelljén alapuló vizsgálatban (Visser és mtsai., 1996) a Src-kináz aktivitás növekedése pozitívan korrelált a hasnyálmirigyben jelen lévő elváltozások számával. Ezt az aktivitásnövekedést a c-Src fehérje magba történő relokalizációja kísérte, ami a Src génszabályozásban betöltött szerepére utal.

Szerte rákos megbetegedések

Elemelkedett Src fehérjeszintet és/vagy kináz aktivitást jelentettek tüdő (50-80%) (Mazurenko et al., 1992), neurális (23/27 neuroblastoma, 3/3 retinoblastoma) (Bjelfman et al., 1990; Bolen et al., 1985), petefészekrák (Budde et al., 1994; Wiener et al., 1999), nyelőcsőrák (3-4-szeres aktivitásnövekedés Barrett-nyelőcsőben és hatszoros emelkedés adenokarcinómákban) (Kumble et al., 1997) és gyomorrák (Takeshima et al., 1991), valamint melanoma (Bjorge et al., 1996) és Kaposi-szarkóma (Munshi et al., 2000). A Src családba tartozó Lck, Lyn és Fgr kinázok hasonlóan aktiválódtak a leukémiás sejtek növekedése során (Abts és mtsai., 1991) (Dai és mtsai., 1998; Danhauser-Riedl és mtsai., 1996; Roginskaya és mtsai., 1999).

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.