De effecten van verhoogde Src-kinaseactiviteit zijn uitgebreid bestudeerd, zowel in vitro met behulp van een verscheidenheid van menselijke neoplastische cellijnen (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) en in vivo met muriene modellen (Biscardi et al., 1998; Irby et al., 1999; Muthuswamy et al., 1994; Staley et al., 1997; Wiener et al., 1999). Met behulp van deze systemen hebben onderzoekers modi van Src activering bestudeerd, effecten van Src op tumor initiatie en progressie, en effecten van tyrosine kinase en antisense remmers op cel gedrag. Deze studies illustreren het complexe netwerk van Src interagerende eiwitten die van invloed zijn op talrijke signaal transductie pathways.
Sinds het begin van de jaren ’80 is verhoogde Src kinase activiteit gerapporteerd in verschillende, ogenschijnlijk niet gerelateerde menselijke kankers. Verhoogde Src proteïne niveaus zijn gevonden in veel kankers, hoewel het proteïne niveau mogelijk niet nauwkeurig de specifieke proteïne kinase activiteit weergeeft. Daarom zijn betrouwbare kinase-tests met exogene substraten ontwikkeld om de specifieke activiteit van het eiwit te bepalen. De resultaten van talrijke studies wijzen op een toename van de specifieke activiteit van Src in menselijke tumoren en in cellijnen die van deze tumoren zijn afgeleid (Cartwright et al., 1989, 1990; Muthuswamy et al., 1994; Budde et al., 1994; Jacobs en Rubsamen, 1983; Mao et al., 1997; Masaki et al., 1998, 2000; Muthuswamy en Muller, 1994; Rosen et al, 1986; Verbeek et al., 1996).
Borstkanker
Src kinase activiteit, van 4-20-voudig hoger dan normaal weefsel, is gevonden in menselijke mammacarcinomen (Egan et al., 1999; Jacobs and Rubsamen, 1983; Muthuswamy and Muller, 1994; Muthuswamy et al., 1994; Ottenhoff-Kalff et al., 1992; Rosen et al., 1986; Verbeek et al., 1996). Op soortgelijke wijze vertonen cellijnen die van deze tumoren zijn afgeleid een tot 30-voudige verhoging van de Src-activiteit. Recente gegevens suggereren dat een deel van deze activiteit kan worden toegeschreven aan de werking van fosfatasen die resulteren in de defosforylering van Tyr 530 (Egan et al., 1999). Rosen et al. (1986) rapporteerden een verhoogde Src kinase activiteit in borsttumoren met relatief normale Src eiwit niveaus vergeleken met normaal weefsel. Anderzijds presenteerden Verbeek et al. (1996) immunohistochemisch bewijs dat een 4-30-voudige toename in Src activiteit gepaard ging met een toename in Src eiwit niveaus. Ottenhoff-Kalff et al. (1992) vonden dat 72/72 borstkankers een toename in tyrosine kinase activiteit vertoonden, waarvan 70% werd toegeschreven aan c-Src of Src-achtige kinasen.
Geactiveerd Src in borsttumoren is goed bestudeerd in transgene muizen. Muizen die viraal polyoma midden T-antigeen tot expressie brengen onder controle van de MMTV-promotor produceren sterk metastatische borsttumoren met verhoogde c-Src-kinaseactiviteit (Guy et al., 1994). Muthuswamy et al. (1994) ontdekten dat muizen die het neu oncogen overexpresseren ook borsttumoren ontwikkelen met een 6-8-voudige hogere c-Src kinase activiteit dan aangrenzend normaal weefsel. Dit zijn twee voorbeelden van geactiveerde Src, het ene een voorbeeld van een viraal eiwit dat Src bindt en activeert en zo tumoren veroorzaakt, en het andere een voorbeeld van een receptor tyrosine kinase dat Src-activatie veroorzaakt en vervolgens mammatumoren. Experimenten met naakte muizen (Biscardi et al., 1998) met borstkanker cellijnen die zowel c-Src als HER1 overexpresseren (MDA-MB-468 en MDA-MB-231) in vergelijking met cellijnen die alleen c-Src overexpresseren (MCF7 en ZR-75-1) toonden een verhoogde tumorigeniciteit aan in muizen die geïnjecteerd werden met de MDA lijnen. Dit ondersteunt de hypothese dat Src-activering kan worden gemedieerd door HER1-interacties.
Darmkanker
Het c-src proto-oncogen is vaak betrokken bij het ontstaan en de progressie van humane darmkanker, en bij de resulterende metastasen (Bolen et al., 1987a; Cartwright et al., 1989, 1990, 1994; Talamonti et al., 1991; Termuhlen et al., 1993; Weber et al., 1992). De activiteit van Src is 5-8-voudig verhoogd in de meeste colontumoren. Deze verhoging van de Src-activiteit, en van de verwante Yes-activiteit, is een vroege gebeurtenis, die zich zelfs voordoet in premaligne weefsels (Cartwright et al., 1994) en adenomateuze poliepen (Cartwright et al., 1990; Pena et al., 1995). De activiteit is blijkbaar hoog in kwaadaardige poliepen en in goedaardige poliepen met vlokkige veranderingen of ernstige dysplasie, die het grootste risico lopen om kanker te ontwikkelen. De activiteit van Src bleek ook verhoogd te zijn in mild dysplastische epithelia (6-10-voudig) in directe vergelijking met aangrenzende niet-dysplastische epithelia in ulceratieve colitis, en nam verder toe in ernstig dysplastisch weefsel, dat het grootste risico op het ontwikkelen van kanker vertoont (Cartwright et al., 1994).
Een rol voor Src in tumor progressie wordt schrijnend geïllustreerd door waarnemingen dat Src activiteit toeneemt met de progressie van colon tumoren, hoger in primaire tumoren dan in poliepen en nog hoger in metastatische lever laesies (Talamonti et al., 1991). Deze trend wordt weerspiegeld in zes gepaarde monsters van synchrone primaire en metastatische letsels van dezelfde patiënt. Terwijl de Src proteïne niveaus sterk variëren tussen patiënten, neemt het activiteitsniveau in levermetastasen toe boven dat van synchrone primaire tumoren – vele malen groter dan de toename in Src proteïne niveaus. Verdere verschillen bestaan in de niveaus van geactiveerd Src gezien in colorectale metastasen naar extrahepatische plaatsen (Termuhlen et al., 1993). Bovendien vertoonden colorectale metastasen naar abdomen, bekken en thorax een significante toename in activiteit ten opzichte van levermetastasen. Deze gegevens doen de vraag rijzen of de plaats van de metastase de specifieke activiteit van Src beïnvloedt dan wel of de specifieke activiteit van Src de plaats van de metastatische laesie beïnvloedt.
De invloed van Src in dikke darmkanker is ook onderzocht door onderzoek van Src niveaus in dikke darm tumoren van verschillende differentiatie toestanden. De gerapporteerde resultaten zijn interessant maar niet altijd intuïtief. Weber et al. (1992) rapporteerden dat de hoogste niveaus van Src activiteit in menselijke dikke darm tumoren voorkwamen in matig tot goed gedifferentieerde tumoren, en de niveaus lijken vrij normaal in slecht gedifferentieerde dikke darm tumoren, een bevinding die wordt ondersteund door verschillende tumor cellijnen. Park et al. (1993) en Park and Cartwright (1995) rapporteerden een toename van Src evenals van het Src familie kinase, Yes, in zowel colon cellijnen als in primaire colon kankers, maar deze studies toonden een downregulatie van Src kinases in volledig gedifferentieerde cellen. Deze resultaten zijn, op het eerste gezicht, moeilijk te interpreteren, wetende dat slecht gedifferentieerde tumoren biologisch agressiever zijn dan goed gedifferentieerde tumoren. De meerderheid van colorectale levermetastasen zijn echter in feite goed tot matig gedifferentieerd en deze prevalentie kan de waargenomen resultaten verklaren.
De rol van Src in dikke darmkanker is onlangs onderzocht met behulp van het naakte muismodel geïnjecteerd met verschillende dikke darmkanker cellijnen (Irby et al., 1997; Staley et al., 1997). Staley et al. (1997) transfecteerden de darmkanker cellijn HT 29 met een antisense vector ontworpen om c-Src expressie te verminderen maar niet c-Yes expressie. Bij injectie in naakte muizen vormden deze cellen traaggroeiende tumoren met een proliferatiesnelheid die verder vertraagd was dan de verminderde proliferatiesnelheid van in cultuur gekweekte oudercellen. Daarentegen vertoonden cellen die stabiel getransfecteerd waren met een sense-vector geen verschil in proliferatie in kweek of in naakte muizen ten opzichte van wild-type HT 29-cellen. In een tweede studie, waarin getracht werd de fenotypische effecten van over-expressie van wild-type c-Src op menselijke darmkankercellen te bepalen, werden met c-Src getransfecteerde KM12C darmkankercellen, die tot 10 maal meer c-Src tot expressie brengen dan wild-type cellen, subcutaan en intrasplenisch in naakte muizen geïnjecteerd (Irby et al., 1997). Cellen met een hoger niveau van c-Src expressie vormden sneller groeiende tumoren dan wild-type cellen, maar vormden geen levermetastasen. Interessant is dat getransfecteerde en wild-type cellen, gekweekt in vitro, vergelijkbare proliferatiesnelheden vertoonden. Deze twee studies geven aan dat, ten eerste, het niveau van Src en zijn activiteit de snelheid van tumorgroei in vivo proportioneel verandert, en, ten tweede, groeisnelheden in vitro niet noodzakelijk de groeisnelheden van cellen in vivo weerspiegelen. Dit suggereert dat de groei van tumorcellen sterk beïnvloed wordt door de micro-omgeving, en wijst wellicht op de mogelijkheid dat Src activiteit in de tumorcel de expressie van tumorbevorderende eiwitten door de gastheer beïnvloedt. Deze studies tonen ook aan dat over-expressie van wild-type c-Src alleen, hoewel duidelijk van invloed op de tumorgroei in vivo, onvoldoende kan zijn om het metastatische fenotype te induceren.
Pancreaskanker
Src activiteit is recentelijk bestudeerd bij pancreaskanker. Lutz et al. (1998) onderzochten zowel pancreas ductale carcinomen als pancreas cellijnen op verhoogde Src eiwit niveaus en kinase activiteit. Src proteïne niveaus waren verhoogd in 13/13 pancreaskankers en in 14/17 pancreas cellijnen. Kinase activiteit was alleen detecteerbaar in kankercellen en deze activiteit correleerde niet met het c-Src of Csk eiwit niveau. Verdere studies met de tyrosine kinase inhibitor, herbimycine A, toonden aan dat de Src activiteit een rol speelde in het bevorderen van de groei van pancreastumorcellen. Eén methode waardoor Src de groei van pancreastumoren bevordert werd gesuggereerd door Flossmann-Kast et al. (1998). Deze groep ontdekte dat Src een toename veroorzaakt van het aantal insuline-achtige groeifactor receptor (IGF-R) moleculen per cel, waardoor IGF-afhankelijke groei wordt bevorderd. In een andere studie, gebaseerd op een rattenmodel van pancreascarcinogenese (Visser et al., 1996), correleerde een toename van de Src-kinaseactiviteit positief met het aantal laesies dat in de pancreas aanwezig was. Deze toename in activiteit ging gepaard met een relokalisatie van c-Src eiwit naar de kern, hetgeen een rol voor Src in genregulatie suggereert.
Diverse kankersoorten
Een verhoogd Src eiwit niveau en/of kinase activiteit is gerapporteerd in long (50-80%) (Mazurenko et al., 1992), neurale (23/27 neuroblastomas, 3/3 retinoblastomas) (Bjelfman et al., 1990; Bolen et al., 1985), eierstokken (Budde et al., 1994; Wiener et al., 1999), slokdarmkanker (3-4-voudige verhoging van de activiteit in Barrett’s slokdarm en zesvoudige verhoging in adenocarcinomen) (Kumble et al., 1997) en maagkanker (Takeshima et al., 1991), alsook melanoom (Bjorge et al., 1996) en Kaposi’s sarcoom (Munshi et al., 2000). Van de Src-familie kinasen Lck, Lyn, en Fgr is eveneens aangetoond dat zij tijdens de groei van leukemische cellen worden geactiveerd (Abts et al., 1991) (Dai et al., 1998; Danhauser-Riedl et al., 1996; Roginskaya et al., 1999).