VII.B-Signalwege, die durch den Her2 / neu-Rezeptor aktiviert werden
Die Signalisierung der Rezeptor-Tyrosinkinase wird durch eine Reihe von SH2-haltigen Substraten vermittelt, darunter Phospholipase C-γ (PLC-γ), PI-3-Kinase, GTPaseactivating Protein (GAP), Shc-, Grb2-, SRC-Familienkinasen und SH2 domänenhaltige Phosphatasen. Die Aktivierung von Kinasesubstraten durch Rezeptor-Tyrosinkinase führt zur Freisetzung von zweiten Botenstoffen wie Inositolphosphat und Diacylglycerinzwischenprodukten. Darüber hinaus führt die Aktivierung des Ras-Signalwegs durch Rezeptor-Tyrosinkinasen zur Regulation einer Serin / Threonin-Proteinkaskade, einschließlich des Ras- und des MAP-Kinase-Signalwegs. Schließlich beeinflusst die Signaltransduktion die nukleare Transkription von Genen oder verursacht Proteinmodifikationen, die das Fortschreiten des Zellzyklus und andere zelluläre Aktivitäten regulieren. Eine Zusammenfassung mehrerer wichtiger Signaltransduktionswege, die an der durch Her2 / neu-Überexpression gesteuerten Transformation beteiligt sind, ist in Abb. 4.
Abb. 4. Signaltransduktionswege, die mit dem Her2 / neu-Onkogen assoziiert sind. Es werden mehrere Signaltransduktionswege dargestellt, von denen angenommen wird, dass sie zum Transformationspotential von Her2 / neu beitragen.
Es ist bekannt, dass die Tyrosinkinase-Signalisierung mehrere Signalwege aktiviert, die Wachstum, Proliferation und Überleben steuern. Der relative Beitrag jedes Signalwegs ist schwer zu bestimmen und kann zelltypspezifisch sein. Die Aktivierung des MAP-Kinase-Signalwegs scheint jedoch in vielen Situationen kritisch zu sein. Wir haben in transfizierten Zellen verschiedener Typen gezeigt, dass transformierende Spiegel von ErbB-Rezeptorkomplexen eine anhaltende, ungeschwächte Aktivierung von MAP-Kinase-Aktivitäten induzieren. Leder und Kollegen haben die Bedeutung verschiedener Signaltransduktionswege untersucht, indem sie die Wirkung von wegspezifischen pharmakologischen Inhibitoren auf Tumorlinien untersucht haben, die aus transgenen Mausmodellen hergestellt wurden. Tumorlinien, die von neu-transgenen Mäusen abgeleitet wurden, zeigten eine erhöhte Aktivität im MAP-Kinase-Weg; darüber hinaus wurde das Wachstum dieser Tumorlinien durch einen pharmakologischen Inhibitor des MAP-Kinase-Weges gehemmt, während Brusttumorlinien unterschiedlicher Herkunft von diesem Mittel nicht beeinflusst wurden. Diese Daten legen nahe, dass die Ras-Aktivierung des MAP-Kinase-Signalwegs eine kritische Komponente des Her2 / neu-induzierten Wachstums ist.
Wir haben gezeigt, dass das Proteasom eine entscheidende Rolle bei der Regulation des Zellwachstums und der Zelltransformation in Her2/neu-exprimierenden Tumoren spielen kann. NIH / 3T3-Zellen, die durch die Überexpression von p185neu transformiert wurden, wurden mit einem monoklonalen Antikörper behandelt, von dem bekannt ist, dass er zu einer phänotypischen Reversion führt. Diese behandelten Zellen wurden mit unbehandelten Zellen unter Verwendung der differentiellen mRNA-Anzeige verglichen, einer Screening-Technik, mit der mRNA-Arten identifiziert werden können, die sich in der Häufigkeit zwischen zwei Proben unterscheiden. TBP1, ursprünglich als Protein mit hoher Homologie zum HIV-Tat-bindenden Protein-1 kloniert, zeigte erhöhte mRNA-Spiegel in mit Antikörpern behandelten Zellen. Um die Signifikanz dieses Ergebnisses zu testen, wurde TBP1-cDNA verwendet, um transformierte Zellen zu transfizieren. Die TBP1-Expression führte zu einer Reversion des transformierten Phänotyps, gemessen an einer verminderten Zellproliferation, einer verringerten Koloniebildung in weichem Agar und einer stark gehemmten Tumorbildung in athymischen Mäusen. Dies identifizierte einen Regulator des Proteasoms mit einer tumorsuppressorähnlichen Aktivität. Wir erwarten, dass die Herunterregulierung der Proteasomfunktionen den Abbau von Zellzyklusinhibitoren begrenzt und dadurch das Zellwachstum begrenzt.Im Einklang mit der Idee, dass die Zellzyklusregulation für die Transformationsfähigkeit von Her2 / neu entscheidend ist, wurde Cyclin D1 für seine Bedeutung bei der Neu-Transformation anerkannt. Lee und Kollegen stellten fest, dass die Cyclin-D1-Proteinspiegel sowohl in neu-transgenen Mausmodellen als auch in neu-transformierten Zelllinien erhöht waren. Die Cyclin-D1-Induktion könnte durch die Mutation kritischer Reste innerhalb von Her2 / neu aufgehoben werden. Es wurde gezeigt, dass die Transformation in vivo durch Cyclin D1 Antisense gehemmt wird, eine experimentelle Technik, die theoretisch spezifisch die Synthese eines Zielproteins verhindert. Durch die Verwendung von dominant-negativen und pharmakologischen Inhibitoren von Zellzykluswegen wurde festgestellt, dass die Induktion von Cyclin D1 durch p185neu vom Ras / MAP-Kinaseweg abhängig war, nicht jedoch vom PI-3-Kinaseweg. Diese Experimente verstärken die Bedeutung des MAP-Kinase-Signalwegs und die kritische Regulation der Zellzykluskontrolle durch Her2 / neu. Obwohl sich gezeigt hat, dass der MAP-Kinase-Signalweg für die ErbB-Signalisierung von großer Bedeutung ist, kann die Bedeutung anderer wichtiger Signalwege, wie des PI-3-Kinase-Signalwegs, keineswegs außer Acht gelassen werden. Ein wichtiger nachgeschalteter Effektor des PI-3-Kinase-Signalwegs, dessen Bedeutung aufgedeckt wurde, ist der Akt-Überlebenskinase-Signalweg. Als nachgeschalteter Effektor vieler Wachstumsfaktorsignale liefert dieser Signalweg ein antiapoptotisches Signal. Mendelsohn und Kollegen zeigten eine schützende Rolle für EGF von Fas-induzierter Apoptose sowohl in einer Brustkrebszelllinie als auch in normalen immortalisierten menschlichen Epithelzellen. Es wurde gezeigt, dass der durch die EGF-Stimulation verliehene Schutz auf der Akt-Signalisierung beruht. Liu und Kollegen zeigten, dass Heregulin, ein ErbB-Familienligand, zur Aktivierung von Akt führt und dass die Akt-Aktivierung durch einen inhibitorischen Antikörper gegen Her2 blockiert wird, was eine Rolle für Her2 bei der Akt-Aktivierung aufdeckt. Wir haben gezeigt, dass der Tumorsuppressor BRCA1 als Reaktion auf die ErbB2-Aktivierung phosphoryliert wird, und es gibt einige Hinweise darauf, dass diese Modifikation auch durch die Akt-Signalisierung beeinflusst wird.
Dass die ErbB-Signalisierung zum Überleben führt, ist angesichts der Daten über die Auswirkungen von Her2 / neu auf die Chemosensitivität und Strahlensensitivität nicht überraschend. Es ist nun offensichtlich, dass ein Hauptaspekt der Tötung sowohl durch Chemotherapeutika als auch durch Strahlentherapie auf die Induktion von Apoptose zurückzuführen ist. Hochgradige gliale Malignome sind besonders refraktär gegenüber Standardbehandlungsstrategien, und daher wäre jede Methode, die diese Behandlungsstrategien verbessern könnte, von großem klinischen Nutzen. Wir haben gezeigt, dass Gliazellen und andere Zellen, die durch p185neu-Überexpression transformiert wurden, phänotypisch durch die Einführung einer p185-Mutante mit einer intrazellulären Trunkierung direkt unter der Membran, P185T6912, rückgängig gemacht werden können. Zusätzlich zur phänotypischen Reversion sensibilisierte p185T691Stop-vermittelte Deaktivierung der Kinase-Signalisierung Zellen für Apoptose, die durch γ-Bestrahlung, einen Mediator von DNA-Schäden, induziert wurde. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass diese apoptotische Reaktion p53-unabhängig ist, was aus klinischer Sicht angesichts des hohen Anteils menschlicher Tumoren, bei denen das Überleben durch den Verlust der p53-Funktion erhöht wird, ermutigend ist. Die Behandlung mit monoklonalen Antikörpern gegen p185neu, wie die Expression eines abgeschnittenen p185, kann zu einer phänotypischen Reversion und Deaktivierung von Kinase-Rezeptoren führen und wird später diskutiert. Pietras und Kollegen zeigten, dass die Behandlung mit einem solchen Antikörper zu einer Abnahme der DNA-Reparatur führt, möglicherweise aufgrund eines Versagens bei der Induktion von regulatorischen Proteinen wie p21cip. Während mehrere Gruppen gezeigt haben, dass die Deaktivierung von Kinase-Rezeptoren die Wirksamkeit von Antitumormitteln verbessern kann, bleibt die Her2 / Neu-Überexpression eine intrinsische Chemoresistenz umstritten. Pegram und Mitarbeiter untersuchten dieses Problem sowohl in Zellkultur als auch in Mausmodellen und fanden heraus, dass die Her2 / Neu-Überexpression allein nicht ausreichte, um eine Arzneimittelresistenz zu vermitteln, und schlugen vor, dass Her2 / neu aufgrund eines schnelleren Nachwachsens von Tumoren eine Arzneimittelresistenz zu vermitteln scheint. Studien zur Rolle von Her2 / neu und Apoptose legen jedoch nahe, dass Überlebenswege ein kritischer Aspekt der Rezeptor-Tyrosinkinase-Signalisierung sind und dass diese Komponente der Rezeptor-Tyrosinkinase-Signalisierung für das Verständnis der Mechanismen der Transformation und phänotypischen Reversion von zentraler Bedeutung ist.