VII.B-veje aktiveret af HER2/neu-receptoren
Receptortyrosinkinasesignalering medieres af et antal SH2-holdige substrater, herunder phospholipase C-larr (PLC-larr), PI-3-kinase, Gtpaseaktiverende protein (GAP), Shc, Grb2, src-familiekinaser og SH2-domæneholdige fosfataser. Aktivering af kinasesubstrater med receptortyrosinkinase fører til frigivelse af anden budbringere, såsom inositolphosphat og diacylglycerol mellemprodukter. Derudover fører aktivering af Ras-vejen ved receptortyrosinkinaser til regulering af en serin/threonin-proteinkaskade, inklusive Ras og MAP-kinasevejen. Til sidst påvirker signaltransduktion den nukleare transkription af gener eller forårsager proteinmodifikationer, som regulerer cellecyklusprogression og andre cellulære aktiviteter. En oversigt over flere nøglesignaltransduktionsveje involveret i transformation drevet af Her2/neu overekspression er præsenteret i Fig. 4.
Fig. 4. Signaltransduktionsveje forbundet med HER2 / neu-onkogen. Flere signaltransduktionsveje, som menes at bidrage til det transformerende potentiale i Her2/neu, er illustreret.
tyrosinkinase signalering er kendt for at aktivere flere veje, der styrer vækst, proliferation og overlevelse. Det relative bidrag fra hver vej er vanskeligt at fastslå og kan være celletypespecifik. Aktivering af KORTKINASEVEJEN synes imidlertid at være kritisk i mange situationer. Vi har vist i transficerede celler af forskellige typer, at transformerende niveauer af erbb-receptorkomplekser inducerer vedvarende, uoptenueret aktivering af MAP-kinaseaktiviteter. Leder og kolleger har undersøgt betydningen af forskellige signaltransduktionsveje ved at undersøge effekten af vejspecifikke farmakologiske hæmmere på tumorlinjer etableret ud fra transgene musemodeller. Tumorer linjer afledt af Neu transgene mus viste forhøjet aktivitet i MAP kinase vej; desuden blev væksten af disse tumorlinjer hæmmet af en farmakologisk hæmmer af MAP-kinasevejen, hvorimod brysttumorlinjer af forskellig oprindelse ikke blev påvirket af dette middel. Disse data antyder, at Ras-aktivering af MAP-kinasevejen er en kritisk komponent i Her2/neu-induceret vækst.
Vi har demonstreret, at proteasomet kan spille en kritisk rolle i reguleringen af cellevækst og transformation i HER2/neu-ekspressive tumorer. NIH / 3T3-celler transformeret ved overekspression af p185neu blev behandlet med et monoklonalt antistof, der vides at føre til fænotypisk reversion. Disse behandlede celler blev sammenlignet med ubehandlede celler ved hjælp af differentieret mRNA-display, en screeningsteknik, der kan identificere mRNA-arter, der adskiller sig i overflod mellem to prøver. TBP1, oprindeligt klonet som et protein med høj homologi til HIV Tat-bindende protein – 1, viste forhøjede mRNA-niveauer i antistofbehandlede celler. For at teste betydningen af dette resultat blev TBP1 cDNA brugt til at transficere transformerede celler. TBP1-ekspression førte til reversion af den transformerede fænotype målt ved formindsket celleproliferation, reduceret kolonidannelse i blød agar og hæmmede stærkt tumordannelse i athymiske mus. Dette identificerede en regulator af proteasomet som havende en tumorundertrykkende-lignende aktivitet. Vi forventer, at nedregulering af proteasomfunktioner vil begrænse nedbrydningen af cellecyklusinhibitorer og derved begrænse cellevækst.i overensstemmelse med ideen om, at cellecyklusregulering er kritisk for HER2/neu ‘ s transformationsevne, er cyclin D1 blevet anerkendt for sin betydning i neu-transformation. Lee og kolleger bemærkede, at cyclin D1-proteinniveauer var forhøjet i både Neu-transgene musemodeller og neu-transformerede cellelinjer. Cyclin D1-induktion kunne ophæves ved mutation af kritiske rester inden for Her2/neu. Transformation blev vist at være hæmmet in vivo af cyclin D1 antisense, en eksperimentel teknik, som teoretisk specifikt forhindrer syntesen af et målprotein. Ved anvendelse af dominant-negative og farmakologiske hæmmere af cellecyklusveje blev det bestemt, at induktionen af cyclin D1 af p185neu var afhængig af Ras/MAP-kinasevejen, men ikke af PI-3-kinasevejen. Disse eksperimenter forstærker vigtigheden af MAP-kinasevejen og den kritiske regulering af cellecyklusstyring af Her2/neu. Selvom MAP-kinasevejen har vist sig at være af stor betydning for erbb-signalering, kan betydningen af andre større signalveje, såsom PI-3-kinasevejen, på ingen måde diskonteres. En større nedstrøms effektor af PI-3-kinasevejen, hvis betydning er blevet afsløret, er Akt-overlevelseskinasevejen. Som en nedstrøms effektor af mange vækstfaktorsignaler giver denne vej et antiapoptotisk signal. Mendelsohn og kolleger demonstrerede en beskyttende rolle for EGF mod Fas-induceret apoptose i både en brystkræftcellelinie og normale udødelige humane epitelceller. Beskyttelsen ved EGF-stimulering viste sig at være afhængig af Akt-signalering. Liu og kolleger demonstrerede, at Heregulin, en erbb-familieligand, fører til aktivering af Akt, og desuden at Akt-aktivering blokeres af et hæmmende antistof mod Her2, hvilket afslører en rolle for Her2 i Akt-aktivering. Vi har vist, at tumorundertrykkeren BRCA1 phosphoryleres som reaktion på erbb2-aktivering, og der er nogle beviser for, at denne modifikation også er påvirket af Akt-signalering.
at erbb-signalering fører til overlevelse er ikke overraskende givet data vedrørende virkningerne af Her2 / neu på kemosensitivitet og radiosensitivitet. Det er nu tydeligt, at et vigtigt aspekt ved drab af både kemoterapeutiske midler og strålebehandling skyldes induktion af apoptose. Gliale maligniteter af høj kvalitet er særligt ildfaste over for standardbehandlingsstrategier, og derfor vil enhver metode, der kan forbedre disse behandlingsstrategier, være til stor klinisk fordel. Vi har vist, at glial og andre celler transformeret af p185neu overekspression kan fænotypisk tilbageføres ved indførelsen af en p185 mutant med en intracellulær trunkering lige under membranen, p185T691Stop. Ud over at forårsage fænotypisk reversion, p185t691stop-medieret deaktivering af kinase-signalering sensibiliserede celler over for apoptose induceret af relursbestråling, en mediator af DNA-skade. Desuden blev denne apoptotiske respons vist at være p53 uafhængig, hvilket er opmuntrende fra et klinisk synspunkt i betragtning af den høje andel af humane tumorer, for hvilke overlevelse menes at blive forbedret ved tab af p53-funktion. Behandling med monoklonale antistoffer mod p185neu, som ekspression af en afkortet p185, kan føre til fænotypisk reversion og deaktivering af kinasereceptorer og vil blive diskuteret senere. Pietras og kolleger demonstrerede, at behandling med et sådant antistof fører til et fald i DNA-reparation, muligvis på grund af en svigt i induktionen af regulatoriske proteiner, såsom p21cip. Mens flere grupper har vist, at deaktivering af kinasereceptorer kan forbedre effektiviteten af antitumormidler, at Her2/neu overekspression tilvejebringer en iboende kemoresistens forbliver kontroversiel. Pegram og kolleger undersøgte dette problem både i cellekultur og i musemodeller og fandt ud af, at Her2/neu-overekspression alene ikke var tilstrækkelig til at give lægemiddelresistens og foreslog, at Her2/neu kan synes at give lægemiddelresistens på grund af hurtigere genvækst af tumorer. Kollektivt antyder undersøgelser af rollen som Her2 / neu og apoptose imidlertid, at overlevelsesveje er et kritisk aspekt af receptortyrosinkinasesignalering, og at denne komponent af receptortyrosinkinasesignalering er central for forståelsen af transformationsmekanismerne og fænotypisk reversion.