Podczas rozwoju, proliferacja prekursorów neuronów ziarnistych móżdżku (CGNP), kandydujących komórek pochodzenia dla dziecięcego guza mózgu medulloblastoma, wymaga sygnalizacji przez Sonic hedgehog (Shh) i insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF), których szlaki są również zaangażowane w medulloblastoma. Jedną z konsekwencji konsekwencji sygnalizacji IGF jest inaktywacja ssaczego celu rapamycyny (mTOR). rapamycyny (mTOR) - tłumiącego kompleks stwardnienia guzowatego (TSC), składającego się z TSC1 i TSC2, co prowadzi do zwiększonej translacji mRNA. Pokazujemy, że myszy, u których funkcja TSC jest upośledzona, wykazują zwiększoną aktywację szlaku mTOR, zwiększoną proliferację CGNP proliferację, kinazę syntazy glikogenu-3 alfa/beta (GSK-3 alfa/beta) inaktywację i cytoplazmatyczną lokalizację inhibitora kinazy cyklinozależnej inhibitora p27(Kip1), co zostało zaproponowane w celu spowodowania jego inaktywacji lub uzyskania funkcji onkogennych. Zaobserwowaliśmy te same cechy w dzikich CGNP, w których TSC1 i / lub TSC2 zostały znokautowane, oraz w mysich rdzeniakach indukowanych przez ektopową aktywację szlaku Shh. Ponadto, Rdzeniaki myszy indukowane Shh wykazywały inaktywację TSC2 za pośrednictwem Akt, a zmutowany allel TSC2 synergizował z nieprawidłową sygnalizacją Shh w celu zwiększenia częstość występowania rdzeniaków u myszy. Prowadzenie egzogennej ekspresji TSC2 w komórek rdzeniaka indukowanego Shh korygowało lokalizację p27(Kip1) i zmniejszało proliferację. proliferację. Inaktywacja GSK-3 alfa/beta w guzach in vivo i w pierwotnych hodowlach CGNP była zależna od mTOR, podczas gdy cytoplazmatyczna lokalizacja p27(Kip1) była regulowana przed mTOR przez TSC2. Wyniki te wskazują, że że równowaga między sygnalizacją mitogenną Shh a funkcją TSC regulującą nową syntezę białek i hamowanie kinaz zależnych od cyklin jest niezbędna dla prawidłowego rozwoju i zapobiegania powstawaniu lub ekspansji nowotworów. --- Szlak sygnałowy Hedgehog-Gli jest zaangażowany w regulację proliferacji proliferacji prekursorów w różnych narządach normalnego zarodka kręgowca. Komórki te wykazują ekspresję Gli1 i mogą być celem czynników rakotwórczych. Wiele typów nowotworów wywodzących się z narządów zawierających prekursory Gli1+ wydaje się konsekwentnie wyrażają Gli1, wskazując na ich pochodzenie i / lub obecność aktywnego szlaku. aktywnego szlaku. Niewłaściwa aktywacja szlaku w różnych komórkach prekursorowych w organizmach modelowych prowadzi do powstawania nowotworów, podczas gdy zahamowanie szlaku w ludzkich komórkach nowotworowych w ludzkich komórkach nowotworowych prowadzi do zmniejszenia ich proliferacji. W mózgu udokumentowaliśmy udokumentowaliśmy ekspresję Gli1 w strefach germinatywnych, a różnorodność guzy mózgu wykazują ekspresję GLI1, w tym rdzeniaki móżdżku i pewna liczba glejaki kory mózgowej. Wymóg sygnalizacji SHH-Gli we wzroście mózgu myszy, wraz ze zdolnością do niewłaściwej aktywacji szlaku niewłaściwej aktywacji szlaku w móżdżku do powodowania rdzeniaków oraz hamowanie wzrostu wielu guzów mózgu za pomocą cyklopaminy, inhibitora sygnalizacji SHH podkreśla krytyczną rolę szlaku SHH-GLI we wzroście mózgu i powstawaniu nowotworów. wzroście mózgu i powstawaniu guzów. Co więcej, podkreślają one, że składniki tego szlaku jako główne cele dla rozwoju leków, ze szczególnym uwzględnieniem białek GLI. GLI. Takie odczynniki pozwoliłyby na racjonalne podejście terapeutyczne do wysoce nieuleczalnych chorób. --- Sygnalizacja naskórkowego czynnika wzrostu (EGF) reguluje wzrost, proliferację i różnicowanie komórek, i różnicowanie. Po związaniu z receptorem, EGF wyzwala kaskady dalszych sygnałów, w tym sygnalizacji, w tym MAPK i kinazy fosfoinozytydo-3 (PI3K)/Akt sygnalizacji szlaki. Nieprawidłowa ekspresja/aktywacja EGFR występuje w wielu ludzkich nowotworach, w tym w medulloblastoma, najbardziej rozpowszechnionym dziecięcym raku mózgu, i często wiąże się z przerzutami, złym rokowaniem i opornością na chemioterapię. chemioterapię. Na,K-ATPaza jest pompą jonową dobrze znaną ze swojej roli w wewnątrzkomórkowej homeostazie jonów. wewnątrzkomórkowej homeostazie jonowej. Ostatnie badania wykazały, że Na,K-ATPaza również działa również jako platforma sygnalizacyjna i ujawniła rolę w sygnalizacji EGFR, MAPK i PI3K sygnalizacji. Podczas gdy zarówno EGFR, jak i Na,K-ATPaza wydają się modulować podobne szlaki sygnalizacyjne glikozydy nasercowe, które są podobnymi do steroidów inhibitorami Na,K-ATPazy, wykazują właściwości antyproliferacyjne i proapoptotyczne w komórkach nowotworowych. Tak więc staraliśmy się lepiej zrozumieć związek między EGF a glikozydami nasercowymi sygnalizacji. Tutaj pokazujemy, że w komórkach rdzeniaka zarówno EGF, jak i ouabaina aktywują sygnalizację Erk1/2 i PI3K/Akt. Niemniej jednak, w komórkach rdzeniaka ouabaina nie powodowała transaktywacji EGFR, o czym donoszono w różnych innych liniach komórkowych. liniach komórkowych. Rzeczywiście, ouabaina hamowała indukowaną przez EGF aktywację Erk1/2 i Akt, co więcej, zapobiegała indukowanemu przez EGF tworzeniu włókien naprężeniowych aktyny i ruchliwości komórek, prawdopodobnie poprzez aktywację aktyny i ruchliwości komórek, prawdopodobnie poprzez aktywację odpowiedzi sygnałowej stresu. Na,K-ATPaza została została zaproponowana jako rusztowanie sygnalizacyjne, a nasze badania sugerują, że w komórkach rdzeniaka komórkach rdzeniaka Na,K-ATPaza może działać jako punkt kontrolny integrujący sygnalizację ścieżki sygnałowe związane z EGF. Tak więc, Na,K-ATPaza może służyć jako ważny cel do opracowania nowych podejść terapeutycznych w nowotworach z nieprawidłową aktywacją kaskad sygnalizacyjnych EGFR. --- Podwyższona ekspresja receptora neurotrofiny-3 (NT-3) TrkC w dzieciństwie jest związana z korzystnym wynikiem klinicznym. Tutaj przedstawiamy że TrkC jest czymś więcej niż tylko pasywnym markerem rokowania. My wykazujemy, że: (a) rdzeniaki ulegają apoptozie in vitro, gdy są hodowane w obecności w obecności NT-3; (b) nadekspresja TrkC hamuje wzrost wewnątrzmózgowych ksenogra (b) nadekspresja TrkC hamuje wzrost wewnątrzmózgowych ksenograftów linii komórkowej rdzeniaka u nagich myszy; oraz (c) ekspresja trkC przez poszczególne komórki nowotworowe jest silnie skorelowana z apoptozą w pierwotnych próbkach biopsji rdzeniaka. Sygnalizacja NT-3, w której pośredniczy TrkC promuje apoptozę poprzez aktywację wielu równoległych szlaków sygnałowych oraz poprzez indukując natychmiastową ekspresję genów zarówno c-jun, jak i c-fos. Rozważane łącznie, wyniki te potwierdzają wniosek, że działania biologiczne aktywacji aktywacji TrkC wpływają na wynik rdzeniaka poprzez hamowanie wzrostu guza poprzez promowanie apoptozy. --- Medulloblastoma jest najczęstszym nowotworem mózgu w dzieciństwie. Z powstawaniem i wzrostem rdzeniaka zostało powiązanych z powstawaniem i wzrostem rdzeniaka. Należą do nich rozwojowe Hedgehog, (Hh) Notch i Wnt, a także receptorowe kinazy tyrozynowe (RTK) c-Met, c-Met i c-Met. receptorowe kinazy tyrozynowe (RTK) c-Met, erbB2, IGF-R i TrkC oraz onkoproteinę Myc. onkoproteiny Myc. Tutaj dokonujemy przeglądu zaangażowania tych szlaków w medulloblastoma z naciskiem na sposób ich deregulacji, wartość prognostyczną, efekty funkcjonalne, komórkowe i molekularne mechanizmy działania oraz implikacje terapeutyczne. działania oraz implikacje dla terapii. --- TŁO: Medulloblastoma stanowi około 20% wszystkich pierwotnych dziecięcych guzów mózgu. dziecięcych guzów mózgu. Pomimo ostatnich postępów, wskaźnik przeżycia pacjentów wysokiego ryzyka a zachorowalność związana z tymi metodami leczenia pozostaje nieoptymalna. Aby aby poprawić wyniki i zmniejszyć zachorowalność, wymagana jest bardziej ukierunkowana terapia. Jednym z możliwym celem jest rodzina kinaz Aurora. Celem tego badania była ocena wpływu hamowania kinazy Aurora w liniach komórkowych rdzeniaka zarodkowego. PROCEDURA: Proliferację komórek mierzono za pomocą testu MTS po dodaniu inhibitora kinazy inhibitora kinazy Aurora (C1368) w różnych stężeniach. Analiza cyklu komórkowego przeprowadzono za pomocą cytometrii przepływowej z użyciem jodku propidyny (PI). Eksperymenty RNAi przeprowadzono przy użyciu oligonukleotydów siRNA. Eksperymenty z lucyferazą przeprowadzono przy użyciu macierzy Cignal Finder 10 Pathway Reporter Arrays. WYNIKI: Zahamowanie kinazy Aurora A indukuje śmierć komórkową w komórkach rdzeniaka komórek i obniża IC(50) innych środków chemioterapeutycznych (etopozyd i cisplatyny) stosowanych w leczeniu rdzeniaka. Zatrzymanie komórek w fazie G2/M było znacząco zwiększone w liniach komórkowych rdzeniaka leczonych C1368 Sigma w IC(30) lub transfekowanym siRNA. Zahamowanie kinazy Aurora A spowodowało zmniejszoną aktywność proproliferacyjnych szlaków sygnałowych, w tym Wnt, Myc, i RB, mierzoną za pomocą testów reporterowych lucyferazy. WNIOSKI: Dane te wskazują, że hamowanie kinazy Aurora A hamuje wzrost komórek rdzeniaka zarodkowego poprzez hamowanie proproliferacyjnych szlaków sygnałowych szlaków sygnałowych Wnt, Myc i RB. Dodatkowo, połączenie inhibicji kinazy Aurora A z innymi lekami chemioterapeutycznymi znacząco obniża ich IC(50), co sprawia, że obiecującym celem dla małych cząsteczek w terapii rdzeniaka. --- Medulloblastoma to złośliwy nowotwór, który powstaje w móżdżku u dzieci, przypuszczalnie w wyniku transformacji komórek prekursorowych neuronów ziarnistych. Modele in vivo rdzeniaka zarodkowego u genetycznie zmodyfikowanych myszy wykazały, że aktywacja szlaków szlaków transdukcji sygnału, które stymulują proliferację i hamują różnicowanie neuronalnych komórek progenitorowych. różnicowanie neuronalnych komórek progenitorowych podczas rozwoju móżdżku inicjują powstawanie rdzeniaka. Aktywacja szlaku sygnałowego Sonic hedgehog (Shh)/Patched w postnatalnym móżdżku jest wystarczająca do indukować rdzeniaka u myszy. Aktywacja szlaku sygnałowego kinazy fosfatydyloinozytolu 3 (PI3K) przez insulinopodobny czynnik wzrostu II, inaktywacja białka supresorowego nowotworu p53, utrata mechanizmów naprawy uszkodzeń DNA i ektopowa ekspresja onkoproteiny Myc. ekspresja onkoprotein Myc współpracują z sygnalizacją Shh/Patched w celu zwiększenia powstawanie nowotworów u myszy. Ektopowa ekspresja interferonów alfa i beta w rozwijającym się mózgu w rozwijającym się mózgu również indukuje powstawanie rdzeniaka za pośrednictwem Shh, co sugeruje możliwą rolę odpowiedzi przeciwwirusowej w genezie rdzeniaka. Poprzez ujawnienie, które białka sygnalizujące komórki mogą inicjować powstawanie rdzeniaka, modele mysie umożliwiły badaczom identyfikację celów molekularnych dla do projektowania nowych terapii. Małocząsteczkowe inhibitory szlaków Shh/Patched i PI3K są potencjalnymi środkami chemioterapeutycznymi dla pacjentów ze medulloblastoma. --- Medulloblastoma to guz móżdżku dotykający dzieci i młodych dorosłych, stanowiący około jednej piątej wszystkich dziecięcych guzów mózgu. stanowi około jednej piątej wszystkich dziecięcych guzów mózgu. Pomimo multimodalnej terapii, która obejmuje chirurgię, radioterapię i chemioterapię, nawroty są częste, a ogólna śmiertelność pozostaje stosunkowo wysoka. Co więcej, radioterapia ma poważny wpływ na intelekt, a młodszy wiek wiek leczenia koreluje z większymi deficytami. Ulepszenia w terapii tego tego nowotworu wieku dziecięcego będą w coraz większym stopniu koncentrować się na wyjaśnieniu dokładnego komórkowego i mechanizmów genetycznych przyczyniających się do powstawania guza oraz na nowych, ukierunkowanych opcjach terapeutycznych. na nowych ukierunkowanych opcjach terapeutycznych. Nieprawidłowa aktywacja szlaków rozwojowych Hedgehog (Hh) i Wnt jest związana z medulloblastoma, ale deregulacja innych szlaków molekularnych ale deregulacja innych szlaków molekularnych, w tym sygnalizacji insulinopodobnego czynnika wzrostu (IGF), jest również związana z patogenezą tego nowotworu. Niedawne obserwacje w modelach mysich wykazały znaczenie nadzoru genomu genomu, ponieważ defekty w szlakach naprawy DNA u zwierząt mogą prowadzić do niestabilności genomu w progenitorach neuronalnych. niestabilności genomowej w neuronalnych komórkach progenitorowych, prowadząc do medulloblastoma. W skupi się na najnowszych odkryciach dotyczących patologii molekularnej rdzeniaka molekularnej rdzeniaka zarodkowego i omówieniu ich potencjalnego wkładu w leczenie ukierunkowanych na zmiany molekularne. --- CEL: Rdzeniaki są najczęstszymi złośliwymi guzami mózgu w dzieciństwie. mózgu w dzieciństwie. Przypuszcza się, że wywodzą się one z komórek prekursorowych móżdżku. komórek prekursorowych móżdżku. Niedawno wykazano, że indukowane przez Sonic Hedgehog powstawanie medulloblastoma w modelu zwierzęcym jest znacznie nasilone przez aktywację fosfatydyloinozytolu 3'-kinazy (PI3K). CEL EKSPERYMENTALNY: Zbadanie roli sygnalizacji PI3K/AKT w molekularnej patogenezie ludzkiego rdzeniaka. patogenezie ludzkiego rdzeniaka zarodkowego, przeprowadziliśmy badanie immunohistochemiczne ekspresji białka Ser473-fosforylowanego (p)-AKT w 22 próbkach rdzeniaka próbek: Wszystkie próbki wykazywały ekspresję p-AKT. Aby zbadać, czy aktywowany jest szlak PI3K/AKT jest wymagany do wzrostu komórek rdzeniaka, poddaliśmy działaniu pięciu ludzkie linie komórkowe rdzeniaka z rosnącymi stężeniami inhibitora PI3K LY294002 i przeanalizowaliśmy proliferację komórkową i apoptozę. Efekt efekt antyproliferacyjny może być antagonizowany przez nadekspresję konstytutywnie aktywnej AKT. aktywnej AKT. Ponieważ aktywacja sygnalizacji PI3K/AKT może być związana z mutacjami genu PTEN zlokalizowanego w 10q23.3, regionie chromosomalnym podlegającym w medulloblastoma, zbadaliśmy PTEN pod kątem mutacji i ekspresji mRNA. ekspresji mRNA. WYNIKI: Proliferacja wszystkich linii komórkowych rdzeniaka była zależna od sygnalizacji PI3K/AKT, podczas gdy apoptoza nie była znacząco zaburzona. Utrata alleli wykryto w 16% przypadków. Stwierdzono, że jedna linia komórkowa rdzeniaka mutację skracającą w sekwencji kodującej PTEN. Co ważniejsze, Stwierdzono, że poziomy mRNA i białka PTEN były znacząco niższe w rdzeniaków w porównaniu z prawidłową tkanką móżdżku na różnych etapach rozwoju. stadium rozwoju. Stwierdzono, że zmniejszenie ekspresji PTEN jest związane z z hipermetylacją promotora PTEN w 50% próbek guza. WNIOSKI: Wnioskujemy, że aktywacja szlaku PI3K/AKT stanowi ważny krok w patologii molekularnej ważny etap w patogenezie molekularnej rdzeniaka zarodkowego i że dysregulacja PTEN może odgrywać znaczącą rolę w tym kontekście. --- Sygnał Hedgehog (Hh) jest ważnym czynnikiem wzrostu i modelowania podczas rozwoju embrionalnego. rozwoju embrionalnego. Mutacja w Patched, Smoothened lub Gli1, które regulują szlak sygnałowy szlak sygnałowy Hh, może prowadzić do wystąpienia glejaka, raka podstawnokomórkowego, rdzeniastego raka podstawnokomórkowego, rdzeniaka i mięsaka prążkowanokomórkowego. Ostatnio sygnalizacja Hh została w sposób zależny od ligandu, przyczyniając się do kancerogenezy i progresji raka. kancerogenezy i progresji raka. Sygnalizacja Hedgehog jest reaktywowana w różnych typach nowotworów, co przyczynia się do progresji raka poprzez ułatwiając proliferację, inwazję i przeżycie komórek. Co więcej, sygnalizacja Hh jest powiązana z kilkoma innymi szlakami sygnalizacyjnymi, które przyczyniają się do progresji raka. progresji nowotworu. Obserwacje te wskazują, że kontrolowanie sygnalizacji Hh może stać się celem dla nowej terapii ukierunkowanej molekularnie. --- Pierwotne cilium jest dobrze ugruntowanym celem w patogenezie licznych zaburzeń rozwojowych i przewlekłych. rozwojowych i przewlekłych zaburzeń, a ostatnio przyciąga zainteresowanie jako jako struktura istotna dla raka. Tutaj omawiamy mechanizmy, dzięki którym zmiany w rzęskach mogą przyczyniać się do powstawania i wzrostu nowotworów. Podkreślamy znaczenie znaczenie zależnych od rzęsek szlaków sygnałowych i białek, w tym mTOR, VHL, TSC, WNT, Aurora-A, NEDD9 i Hedgehog, a także podkreślamy pojawiającą się rolę dysfunkcji rzęsek. rolę dysfunkcji rzęsek w raku nerkowokomórkowym, rdzeniaku i raku piersi. raka piersi.
Które szlaki sygnałowe zostały powiązane z powstawaniem i wzrostem rdzeniaka?
Medulloblastoma stanowi około 20% wszystkich pierwotnych dziecięcych guzów mózgu. Wiele szlaków sygnałowych zostało powiązanych z powstawaniem i wzrostem choroby. Obejmują one szlaki rozwojowe Hedgehog, Notch i Wnt, a także szlaki, w które zaangażowane są receptorowe kinazy tyrozynowe (RTK) c-Met, erbB2, IGF-R i TrkC oraz onkoproteina Myc.