Kallikreiny należą do rodziny proteaz serynowych, które są szeroko rozpowszechnione w organizmach żywych. w organizmach żywych, ulegają ekspresji w różnych wzorcach specyficznych dla tkanek i o których wiadomo, że pełnią bardzo zróżnicowane funkcje fizjologiczne. 15 ludzkich i 24 mysich i 24 mysie kallikreiny są zaangażowane w patofizjologię mózgu, nerek oraz układu oddechowego i rozrodczego. układu oddechowego i rozrodczego i często są wykorzystywane jako biomarkery nowotworowe. Aby lepiej wyjaśnić strukturę i ewolucyjne pochodzenie tego ważnego genu rodziny genów u świni, skonstruowaliśmy ciągłą mapę fizyczną pochodzącą z klonu BAC mapę regionu genu kallikreiny świni i w pełni zsekwencjonowaliśmy klon BAC zawierający 13 genów kallikreiny, z których 11 jest nowych. Radiacyjne mapowanie hybrydowe przypisuje ten region bogaty w geny kallikreiny do chromosomu 6 świni. Analizy filogenetyczne i procentowe analizy tożsamości ujawniły silną strukturę i kolejność zachowanie kallikrein wśród czterech gatunków ssaków. Odwrotna analiza ekspresji świńskich kallikrein oparta na reakcji łańcuchowej transkryptaza-polimeraza kallikreiny wykazały złożony wzór ekspresji w różnych tkankach z grasica jest jedyną tkanką wyrażającą wszystkie 13 genów kallikreiny. [Dane dotyczące sekwencji Dane sekwencyjne opisane w tym artykule zostały przesłane do GenBank pod adresem AC149292]. --- Minisatelity to powtarzalne sekwencje DNA obecne w całym genomie. genomie. Chociaż pochodzenie i funkcja tych minisatelitów jest nadal nieznane, znalazły one zastosowanie kliniczne jako markery wielu chorób, w tym raka. Są one również użytecznymi narzędziami do pobierania odcisków palców DNA i analizy powiązań. Kallikreiny to proteazy serynowe, które wydają się być zaangażowane w wiele chorób w tym zaburzenia mózgu i nowotwory złośliwe. Niedawno scharakteryzowaliśmy ludzki locus genu kallikreiny na chromosomie 19q13.4, który obejmuje 15 genów kallikreiny genów. W tym badaniu zbadaliśmy locus kallikreiny (około 300 Kb) dla wszystkich znanych elementów powtarzalnych. Około 50% tego obszaru genomowego jest zajęte przez różnych elementów powtarzalnych. Zidentyfikowaliśmy również unikalne elementy minisatelitarne, które są ograniczone do chromosomu 19q13. Dziesięć klastrów tych minisatelitów jest rozmieszczonych wzdłuż locus na rozmieszczonych wzdłuż locus na obu niciach DNA. Klastry są zlokalizowane w promotorach i wzmacniaczach genów, w intronach i w nieulegających translacji regionach mRNA. Analiza tych elementów wskazuje, że są one polimorficzne, a zatem mogą być użyteczne w analizie sprzężeń i DNA fingerprinting. Nasze wstępne wyniki wskazują również, że rozmieszczenie różnych alleli tych minisatelitów może być związany ze złośliwością. --- Wczesne rozpoznanie raka i wczesne wykrycie nawrotu choroby po zabiegu chirurgicznym są krytyczne dla skutecznego leczenia choroby i pozytywnych wyników klinicznych. klinicznego. Identyfikacja nowych biomarkerów diagnostycznych, prognostycznych i predykcyjnych biomarkerów przyczyni się w znacznym stopniu do podejmowania decyzji klinicznych. Ludzka tkanka kallikreina i peptydazy związane z kallikreiną (KLK), kodowane przez największy klaster genów proteaz w ludzkim genomie, są wydzielanymi proteazami serynowymi o zróżnicowanych wzorcach ekspresji i fizjologii. proteazy o zróżnicowanych wzorcach ekspresji i rolach fizjologicznych. Nieprawidłowa ekspresja ekspresji KLK w różnych nowotworach złośliwych, a także ich udział w wielu procesach procesach związanych z rakiem, takich jak regulacja wzrostu komórek, angiogeneza, inwazja i przerzuty, skłoniły naukowców do zbadania ich potencjału jako biomarkerów nowotworowych. Ekspresja różnych KLK jest związana z parametrami kliniczno-patologicznymi pacjentów z rakiem. Co więcej, kilka KLK posiada znaczącą korzystną lub niekorzystną wartość prognostyczną w różnych nowotworach złośliwych, przy czym antygen specyficzny dla prostaty (PSA) jest obecnie najczęściej stosowanym biomarkerem w praktyce klinicznej. biomarkerem w praktyce klinicznej. KLK są również uważane za bardzo obiecujące biomarkery dla spersonalizowanej medycyny nowotworowej, zwłaszcza do przewidywania i monitorowania odpowiedzi pacjentów na chemioterapię, otwierając tym samym nowe horyzonty horyzonty w kierunku skutecznego monitorowania pacjentów po leczeniu. Niniejszy przegląd opisuje aktualny stan KLK jako biomarkerów nowotworowych. --- Niedawno zidentyfikowano cDNA dla genu proteazy serynowej podobnej do trypsyny (TLSP, symbol zatwierdzony przez HGMW PRSS20) został niedawno zidentyfikowany. TLSP ulega ekspresji w tkankach mózgu i skóry ale niewiele więcej wiadomo o tym nowym genie proteazy serynowej. W tym artykule opisujemy pełną organizację genomu i dokładne mapowanie genu TLSP. TLSP. Gen ten obejmuje 5,3 kb sekwencji genomowej na chromosomie 19q13.3-q13. 4. Gen składa się z sześciu eksonów, z których pierwszy jest nieulegający translacji. Wszystkie splice junctions są zgodne z zasadą GT/AG, a fazy intronów są identyczne z tymi identyczne z innymi genami podobnymi do kallikreiny, w tym zyme (PRSS9), NES1 (PRSSL1) i neuropsyny (PRSS19). Dokładne mapowanie obszaru wskazuje, że TLSP leży poniżej od genów PSA, zyme, neuropsyny i NES1. Znaczące homologie sekwencji między TLSP i innymi ludzkimi kallikreinami. Ponadto istnieje triady katalitycznej (histydyna, kwas asparaginowy, seryna) oraz liczby eksonów kodujących liczba kodujących eksonów (pięć; taka sama u wszystkich członków rodziny genów kallikreiny). rodziny). Sugerujemy zatem, że TLSP jest nowym członkiem ludzkiej rodziny genów kallikreiny rodziny. TLSP ulega ekspresji w wielu tkankach, w tym w móżdżku, prostacie, gruczołach ślinowych, żołądku, płucach, grasicy, jelicie cienkim, śledzionie, wątrobie i macicy. macicy. Ekspresja TLSP wydaje się być regulowana przez hormony steroidowe w linii komórkowej linii komórkowej raka piersi BT-474. --- Ludzkie kallikreiny to klaster 15 genów proteaz serynowych zlokalizowanych w chromosomalnym 19q13.4, nielosowo rearanżowanym regionie w wielu guzach litych, w tym raka trzustki. Wykorzystaliśmy bazy danych SAGE i EST projektu Cancer Genome Anatomy Project, aby przeprowadzić analizę in silico ekspresji genu kallikreiny w prawidłowych i nowotworowych tkankach trzustki i okrężnicy oraz liniach komórkowych przy użyciu wirtualnego Northern blotting (VNB), cyfrowego wyświetlania różnicowego (DDD) i X-profiler. Co najmniej dwie kallikreiny, KLK6 i KLK10, są znacząco regulowane w górę w raku trzustki. Zbadaliśmy 2 normalne i 6 bibliotek raka trzustki SAGE ze znacznikami specyficznymi dla genów dla każdej z tych kallikrein. KLK6 został uległa ekspresji w 5/6 bibliotekach nowotworowych i wykazała najbardziej znaczący (5-krotny) wzrost średnich poziomów ekspresji w raku w porównaniu z normalnym. Dane te zostały zweryfikowane przez sprawdzenie baz danych EST, gdzie wszystkie wyizolowane klony mRNA pochodziły z bibliotek nowotworowych, bez klonów wykrytych w normalnych tkankach trzustki lub liniach komórkowych. tkankach lub liniach komórkowych trzustki. Porównanie X-profiler dwóch pul prawidłowych i i nowotworowych bibliotek trzustkowych dodatkowo zweryfikowało znaczny wzrost poziomów ekspresji KLK6 w raku trzustki. Dane DDD wykazały 13-krotny wzrost ekspresji KLK10 w raku trzustki. Trzy geny kallikreiny, KLK6, 8 i 10 ulegają nadekspresji w raku okrężnicy w porównaniu z prawidłową okrężnicą, podczas gdy jedna kallikreina, KLK1, jest regulowana w dół. Podczas gdy nie wykryto ekspresji KLK6 w normalnej okrężnicy, znaczniki specyficzne dla KLK6 były wykrywalne w 2 bibliotekach nowotworowych. Podobne wyniki uzyskano przez przesiewanie EST; nie wykryto klonów KLK6 w żadnej z 28 badanych bibliotek 28 badanych bibliotekach, podczas gdy 10 klonów KLK6 EST znaleziono w gruczolakoraku okrężnicy. gruczolakoraku jelita grubego. KLK10 nie był wykrywalny w normalnej okrężnicy. Znaczniki specyficzne dla genów były jednak wykrywalne z dużą gęstością w raku okrężnicy, a 7 klonów EST uległo ekspresji w gruczolakoraku okrężnicy. --- Kallikreiny są enzymami proteolitycznymi, które stanowią podrodzinę proteaz serynowych. proteaz serynowych. Niedawno sklonowano nowe geny kallikreiny i wykazano, że ludzka rodzina kallikrein zawiera 15 genów ułożonych tandemowo w chromosomalnym locus 19q13.3-q13.4. Na podstawie ich zmienionej ekspresji w komórkach nowotworowych, kallikreiny mogą być zaangażowane w patogenezę i/lub progresję raka. Przedstawiono dowody na to, że niektóre kallikreiny mogą być wykorzystywane jako biomarkery nowotworowe. biomarkery nowotworowe. Chociaż funkcja (funkcje) nowych kallikrein jest obecnie nieznana, coraz więcej dowodów sugeruje, że kallikreiny mogą uczestniczyć w regulacyjnych kaskadach enzymatycznych. Wyjaśnienie funkcji nowych kallikrein w dużej mierze zależy od dostępności aktywnych białek rekombinowanych. Tutaj zymogen dla kallikreiny 13 był nadeksprymowany w Pichia pastoris i scharakteryzowany biochemicznie. scharakteryzowany biochemicznie. Wykazano, że zymogen kallikreiny 13 wykazuje wewnętrzną aktywność katalityczną prowadzącą do autoaktywacji. Przycięta forma kallikreiny 13, wskazującą na autokatalityczne rozszczepienie na wewnętrznym wiązaniu R114-S115. wewnętrznym wiązaniu R114-S115. Dojrzała kalikreina 13 wykazuje aktywność podobną do trypsyny z ograniczoną specyficznością wobec substratów syntetycznych i białkowych. Kombinatoryczne Biblioteki P1-Lys tetrapeptydowych substratów fluorogenicznych zostały zsyntetyzowane i wykorzystane do profilowania specyficzności P2 wybranych kallikrein. Co ciekawe, wykazano, że ludzka kalikreina 13, podobnie jak PSA, może specyficznie rozszczepiać ludzki plazminogen, generując fragmenty podobne do angiostatyny, sugerując, że określone kallikreiny mogą mieć działanie antyangiogenne. Zrozumienie Zrozumienie fizjologii ludzkich kallikrein pojawia się wraz z potencjalnymi zastosowaniami klinicznymi. zastosowań klinicznych. --- Kallikreiny tkankowe to grupa proteaz serynowych występujących w wielu narządach i płynach biologicznych. i płynach biologicznych. Geny kalikrein tkankowych (KLK) znajdują się na chromosomie 19q13.3-4 jako klaster genów kodujący 15 różnych proteaz serynowych. W skórze występują dwa białka kallikreiny tkankowej, hK5 i hK7, ulegają ekspresji w warstwie rogowej naskórka i wiadomo, że biorą udział w złuszczaniu korneocytów. Możliwy zaangażowanie innych białek kallikreiny nie zostało jednak wyjaśnione, ani ani znaczenie każdego członka w aktywności proteazy serynowej skóry. w aktywności proteaz serynowych skóry. W opisanym tutaj badaniu zbadaliśmy ekspresję i lokalizację mRNA mRNA KLK w normalnej ludzkiej skórze za pomocą RT-PCR i hybrydyzacji in situ. Ilościowa analiza RT-PCR wykazała obfitą ekspresję mRNA KLK1 i KLK11, umiarkowaną ekspresję mRNA KLK4, KLK5, KLK6, KLK7 i KLK13 oraz niską ekspresję mRNA KLK8. ekspresja mRNA KLK8 w normalnej ludzkiej skórze. Dla mRNA KLK4, KLK8 i KLK13, zidentyfikowano warianty splicingu, które są ich głównymi gatunkami mRNA. Dwa warianty dla KLK13 mRNA były nowe. Ilość inhibitora proteazy serynowej typu Kazal 5 (SPINK5) była porównywalna z mRNA KLK1 i KLK11. Hybrydyzacja in situ ujawniła intensywną ekspresję wszystkich badanych mRNA KLK z wyjątkiem mRNA KLK12 w warstwie ziarnistej prawidłowego naskórka, gdzie współistniało mRNA SPINK5. Wyłączając KLK13 mRNA, ulegają one również ekspresji w osłonce włosa, ekrynowych gruczołach potowych i gruczołach łojowych. gruczołach łojowych. Koekspresja różnych mRNA KLK i SPINK5 sugeruje, że że ich białka są kandydatami do zrównoważenia i utrzymania aktywności proteazy serynowej w skórze i przydatkach. --- Ludzkie tkankowe kallikreiny (hKs), które są kodowane przez największy ciągły klaster genów proteaz klaster genów proteaz w ludzkim genomie, są wydzielanymi proteazami serynowymi o zróżnicowanych wzorcach ekspresji i rolach fizjologicznych. Chociaż przede wszystkim znane z ich klinicznego zastosowania jako biomarkery nowotworowe, ostatnie dowody wskazują na udział hKs w wielu procesach związanych z rakiem, w tym w regulacji wzrostu komórek, angiogenezie, inwazji regulację, angiogenezę, inwazję i przerzuty. Wykazano, że promować lub hamować progresję nowotworową, działając indywidualnie i/lub w kaskadach z innymi hK i proteazami, i mogą stanowić atrakcyjne cele dla interwencji terapeutycznej. --- Najnowsze dowody sugerują, że wielu członków rodziny genów ludzkiej kalikreiny (KLK) są różnie regulowane w raku jajnika i mają potencjał jako markery diagnostyczne i/lub prognostyczne. markerów diagnostycznych i/lub prognostycznych. Wykorzystaliśmy seryjną analizę ekspresji genów ekspresji genów i bazy danych wyrażonych znaczników sekwencji projektu Cancer Genome Anatomy Cancer Genome Anatomy Project do przeprowadzenia analiz in silico wzorca ekspresji 15 ludzkich genów KLK w prawidłowych i nowotworowych tkankach jajnika i liniach komórkowych. Stwierdziliśmy, że siedem genów KLK (KLK5, KLK6, KLK7, KLK8, KLK10, KLK11 i KLK14) jest regulowane w górę w raku jajnika. Sondowanie 2 normalnych i 10 seryjnych nowotworów jajnika analiza bibliotek ekspresji genów z tagami specyficznymi dla genów dla każdego KLK wykazała, że podczas gdy nie wykryto ekspresji w żadnej normalnej bibliotece (z wyjątkiem wyjątkiem KLK10 i KLK11), stwierdzono, że te KLK ulegały ekspresji z umiarkowanej gęstości (103-408 znaczników na milion) w 40-60% analizowanych bibliotek raka jajnika. analizowanych bibliotekach. Dane te zostały zweryfikowane przez sprawdzenie baz danych wyrażonych sekwencji gdzie 78 z 79 klonów mRNA wyizolowanych dla tych genów pochodziło z bibliotek raka jajnika. bibliotek raka jajnika. Porównanie X-profiler pul prawidłowych i nowotworowych jajników i nowotworowych jajników zidentyfikowało znaczącą różnicę w poziomach ekspresji dla sześciu z siedmiu KLK. Eksperymentalnie zweryfikowaliśmy nadekspresję sześciu białek KLK w raku w porównaniu do normalnych lub łagodnych tkanek za pomocą wysoce czułych i wysoce czułych i specyficznych testów immunofluorometrycznych. Statystycznie istotny stopniowy wzrost poziomu białka stwierdzono wśród prawidłowych, łagodnych i nowotworowych tkanek jajnika. tkanek. Ekspresja pięciu KLK wykazała silny stopień korelacji na poziomie białka, sugerując istnienie poziomie białka, co sugeruje istnienie wspólnego mechanizmu lub szlaku który kontroluje ekspresję tej grupy sąsiadujących genów podczas progresji raka jajnika. raka jajnika. --- Białka płynu nasiennego wykazują uderzający wpływ na reprodukcję, obejmując manipulowanie zachowaniem i fizjologią kobiet, mechanizmy konkurencji plemników, i obronę przed patogenami. Oczekuje się silnej presji adaptacyjnej dla takich przejawy selekcji seksualnej i obrony gospodarza, ale zakres pozytywnej selekcji w białkach płynu nasiennego z rozbieżnych taksonów jest nieznany. My zidentyfikowaliśmy ewolucję adaptacyjną w białkach nasienia naczelnych przy użyciu genomu zasoby w badaniu specyficznym dla tkanki. Znaleźliśmy rozległe sygnatury pozytywnej selekcji podczas porównywania 161 ludzkich białek płynu nasiennego i 2,858 geny wyrażane w prostacie do tych u szympansów. Siedem z ośmiu wyróżniających się genów dało statystycznie istotne dowody pozytywnej selekcji, gdy analizowanych u rozbieżnych naczelnych. Funkcjonalne wskazówki zostały uzyskane poprzez rozbieżne analiza, w tym kilka przypadków utraty funkcji specyficznej dla gatunku w geny wtyczek kopulacyjnych i statystycznie istotne przestrzenne skupisko pozytywnie wyselekcjonowanych miejsc w pobliżu aktywnego miejsca kallikreiny 2. To badanie ujawnia wcześniej niezidentyfikowaną pozytywną selekcję w siedmiu nasieniach naczelnych białek, a w połączeniu z wynikami badań u Drosophila wskazuje, że rozległa pozytywna selekcja występuje w płynie nasiennym w rozbieżnych grupach taksonomicznych. grup taksonomicznych. --- Najnowsze dowody sugerują, że wielu członków ludzkiej rodziny genów kallikreiny są różnie regulowane w raku piersi i innych nowotworach złośliwych nowotworach złośliwych. W tym badaniu wykorzystaliśmy seryjną analizę ekspresji genów (SAGE) i bazy danych znaczników sekwencji wyrażonych (EST) projektu Cancer Genome Anatomy Cancer Genome Anatomy Project (CGAP) do przeprowadzenia analiz in silico wzoru ekspresji 15 ludzkich genów kallikreiny w prawidłowych i nowotworowych tkankach piersi i liniach komórkowych przy użyciu różnych narzędzi analitycznych, takich jak Virtual Northern blotting, Digital Digital Differential Display i X-profiler. Nasze wyniki wskazują, że co najmniej cztery geny kallikreiny (KLK5, 6, 8, 10) są regulowane w dół w raku piersi. Sondowanie osiem normalnych i 24 biblioteki SAGE raka piersi z tagami specyficznymi dla genów dla dla każdej z powyższych kalikrein wykazało umiarkowaną do wysokiej gęstość ekspresji w w prawidłowej piersi (27-319 znaczników na milion; tpm, w dwóch do pięciu z ośmiu bibliotek). bibliotek), w porównaniu do braku lub niskiej ekspresji (0 - 34 tpm w zero do dwóch bibliotekach na 24) w raku piersi. Dane te zostały zweryfikowane przez sprawdzenie baz danych EST, gdzie wszystkie klony mRNA wyizolowane dla tych genów, z wyjątkiem jednego w wszystkie klony mRNA wyizolowane dla tych genów, z wyjątkiem jednego, pochodziły z normalnych bibliotek piersi. z tkanek lub linii komórkowych raka piersi (z wyjątkiem KLK8). Porównanie X-profiler dwóch puli bibliotek prawidłowych i raka piersi dodatkowo zweryfikowało obecność znacznego obniżenia poziomów ekspresji 4 genów kallikrein (KLK5, 6, 10, 12). Eksperymentalnie zweryfikowaliśmy regulację w dół tych czterech kallikrein (KLK5, 6, 8, 10 i 12) za pomocą analizy RT - PCR. --- Ludzkie kallikreiny tkankowe (hKs) przyciągają coraz większą uwagę ze względu na ich z różnymi formami raka i innymi chorobami. Geny ludzkich geny kallikrein tkankowych stanowią największą ciągłą grupę proteaz w ludzkim genomie. ludzkiego genomu. Istnieje wiele obszarów badań nad kallikreinami, które wymagają dalszej należy dalej badać, w tym ich wzorce ekspresji w tkankach, ich regulację, identyfikacja specyficznych substratów, ich udział w kaskadach proteolitycznych i ich zastosowanie kliniczne. proteolitycznych oraz ich kliniczne zastosowanie jako biomarkerów nowotworowych i celów terapeutycznych. cele terapeutyczne. W niniejszym przeglądzie krótko opisujemy aktualny stan badań nad kallikreiną i identyfikujemy przyszłe kierunki badań, które poprawią nasze zrozumienie ich funkcji i udziału w chorobach człowieka. --- TŁO: Peptydazy związane z kallikreiną (KLK) są rodziną proteaz serynowych. proteaz, które, jak wykazano, ulegają dysregulacji w kilku nowotworach złośliwych w tym raka jajnika. Kontrola genów kallikreiny i ich fizjologiczna funkcja w raku fizjologiczna funkcja w raku nie jest dobrze poznana. Postawiliśmy hipotezę, że mikroRNA (miRNA) reprezentują nowy mechanizm kontroli potranskrypcyjnej ekspresji KLK w nowotworach. METODY: Najpierw przeanalizowaliśmy ekspresję miRNA w raku jajnika in silico. Łącznie 98 miRNA wykazuje zmienioną ekspresję w raku jajnika. Trzy z tych miRNA były przewidywane jako cel KLK10. Eksperymentalnie zweryfikowaliśmy przewidywaną interakcję miR-KLK10 przy użyciu dwóch niezależnych technik, testu lucyferazy za pomocą konstruktu zawierającego 3' region nieulegający translacji (UTR) KLK10, pMIR-KLK10 oraz pomiar poziomu białka KLK10 po transfekcji miRNA. WYNIKI: Kiedy współtransfekowaliśmy komórki pMIR-KLK10 i let-7f, miR-224 lub mR-516a, zaobserwowaliśmy zmniejszony sygnał lucyferazy, co sugeruje, że te miRNA mogą być ukierunkowane na KLK10. Następnie zbadaliśmy wpływ tych trzech miRNA na ekspresję białka KLK10 i wzrost komórek. Transfekcja wszystkich miRNA, let-7f, miR-224 i miR-516a doprowadziła do spadku ekspresji białka i wzrostu komórek. wzrostu komórek. Wykazano, że efekt ten był zależny od dawki. Poziomy białka KLK10 zostały częściowo przywrócone przez współtransfekcję let-7f i jego inhibitora. Ponadto Ponadto nastąpił niewielki spadek ekspresji mRNA KLK10 po transfekcji let-7f. WNIOSEK: Nasze wyniki potwierdzają, że KLK mogą być celem więcej niż jednego miRNA. miRNA. Zwiększona ekspresja niektórych miRNA w raku jajnika może prowadzić do zmniejszonej ekspresji białka KLK, a następnie mieć negatywny wpływ na proliferację komórek. proliferację komórek. Ten zależny od dawki efekt sugeruje, że mechanizm "dostrajania" lub istnieje mechanizm "dostrajania", w którym ekspresja jednego KLK może być kontrolowana przez wiele miRNA. Dane te łącznie sugerują, że miRNA mogą być mogą być wykorzystywane jako potencjalne opcje terapeutyczne i wymagane są dalsze badania. --- Rodziny genów kallikreiny zostały wcześniej zidentyfikowane w genomach człowieka, myszy i szczura, a poszczególne geny podobne do kallikreiny zostały znaleziono u wielu innych gatunków. Niniejsze badanie przedstawia identyfikację in silico rodzin genów rodzin genów kallikreiny w niedawno zsekwencjonowanych genomach czterech dodatkowych gatunków ssaków, szympansa gatunków ssaków, szympansa, psa, świni i oposa. Filogenezy zostały skonstruowane z sekwencji genów ze wszystkich siedmiu rodzin ssaków rodzin ssaków, wykorzystując analizę bayesowską, która wyjaśniła ewolucyjne relacje między tymi genami. relacje między tymi genami. Poszczególne sekwencje genów, jak również wykorzystano zarówno pojedyncze sekwencje genów, jak i skonkatenowane konstrukty wielu sekwencji. Piętnaście genów kallikreiny zostało zlokalizowanych w genomie szympansa (Pan troglodytes), podczas gdy tylko 14 zidentyfikowano w genomie psa (Canis familiaris), ponieważ nie znaleziono ortologa do ludzkiego KLK3. Trzynaście genów zidentyfikowano z genomu świni (Sus scrofa) w którym brakowało homologów do KLK2 i KLK3, oraz 11 genów, ortologicznych do ludzkich KLK5 do KLK15, znaleziono w genomie oposa (Monodelphis domestica) genom. Nie zidentyfikowano żadnych genów kallikreiny z dostępnych sekwencji genomu kurczaka (Gallus gallus) lub afrykańskiej żaby szponiastej (Xenopus tropicalis). W obrębie rodziny kallikrein kilka podrodzin zostało zasugerowanych przez analizę filogenetyczną. analizę filogenetyczną. Jedna składała się z KLK4, KLK5 i KLK14; inna z KLK9, KLK11 i KLK15; trzecia z KLK10 i KLK12; czwarta z KLK6 i KLK13; oraz wreszcie jeden z KLK8 i klasycznych kallikrein (KLK1, KLK2 i KLK3). --- Rodzina kallikrein gruczołowych składa się ze strukturalnie spokrewnionych proteaz serynowych. proteaz serynowych. Badania pokazują, że mysia rodzina obejmuje co najmniej 14 wysoce funkcjonalnych genów, ale tylko tkankowa kallikreina ma ludzkiego ortologa. ortolog. U człowieka kallikreina tkankowa wykazuje wysokie podobieństwo sekwencji do antygenem specyficznym dla prostaty i ludzką kalikreiną gruczołową 2, co sugeruje, że wyewoluowały po rozdzieleniu naczelnych i gryzoni. Badanie filogenetyczne genów kodujących kallikreiny gruczołowe u gatunków ewolucyjnie zlokalizowanych między gryzoniami a człowiekiem może ujawnić interesujące szczegóły dotyczące ewolucji tej rodziny genów. genów, co z kolei może dostarczyć informacji na temat funkcji tych białek. białek. W związku z tym rozpoczęliśmy badania nad kallikreinami gruczołowymi tamaryny bawełnianej (Saguinus oedipus), małpy z Nowego Świata. Poniżej przedstawiamy klonowanie i sekwencję nukleotydów jednego z nich, genu kallikreiny tkankowej. Gen o wielkości 4,4 kb składa się z pięciu eksonów, a jego struktura jest w 90% podobna do ortologicznego ludzkiego genu. Daje on początek polipeptydowi o długości 261 aminokwasów, w tym peptyd sygnałowy o długości 17 reszt, pro-część o długości 7 reszt i dojrzałe białko 237 reszt o szacunkowej masie cząsteczkowej 26,3 kD. masie cząsteczkowej 26,3 kD. Podobieństwo do ludzkiego antygenu specyficznego dla prostaty i ludzkiej genów kallikreiny gruczołowej 2 wynosi odpowiednio 73% i 72%, w tym intronów i regionów flankujących. regiony boczne. Niższe podobieństwo do tych genów w porównaniu z ludzkim genem tkankową kallikreiną wskazuje, że one lub ich progenitor powstały u naczelnych przed oddzieleniem się Nowego naczelnych przed rozdzieleniem małp Nowego i Starego Świata. Genomowe Southern pokazują również, że genom tamaryny bawełnianej obejmuje co najmniej jeden więcej gruczołowy gen kallikreiny. --- Rodzina genów kallikreiny tkankowej składa się z 15 genów ułożonych tandemowo na ludzkim chromosomie 19q13.4. Większość genów kallikreiny charakteryzuje się nieprawidłowym wzorce ekspresji w różnych ludzkich nowotworach, co czyni je idealnymi biomarkerami nowotworowymi. biomarkery nowotworowe. W niniejszym badaniu zbadaliśmy wpływ związku epigenetycznego epigenetyczny związek lekowy 5-aza-2'-deoksycytydyna na ekspresję genów kallikreiny w liniach komórkowych raka prostaty, piersi i jajnika. liniach komórkowych. Zaobserwowano reaktywację wielu genów kallikreiny, chociaż niektóre z tych genów geny te nie zawierają wysp CpG w swojej sekwencji genomowej. Regulacja epigenetyczna regulacja zapewnia nowy mechanizm farmakologicznej modulacji kallikreiny w ludzkich nowotworach z przypuszczalnymi implikacjami terapeutycznymi. --- Rodzina proteaz serynowych ludzkiej kalikreiny tkankowej (hK1-hK15 kodowana przez geny KLK1-KLK15) bierze udział w wielu procesach związanych z rakiem. KLK1-KLK15) jest zaangażowana w kilka procesów związanych z rakiem. Gromadzące się dowodów sugeruje, że niektóre tkankowe kalikreiny są częścią enzymatycznego kaskady enzymatycznej, która jest aktywowana w raku jajnika i innych chorobach nowotworowych. złośliwych. W niniejszym badaniu komórki raka jajnika OV-MZ-6 były stabilnie współtransfekowane plazmidami wyrażającymi hK4, hK5, hK6 i hK7. Komórki te wykazywały podobną zdolność proliferacyjną jak komórki kontrolne transfekowane wektorem (które nie wyrażają żadnej z czterech kallikrein tkankowych), ale wykazywały znacznie zwiększoną inwazyjność w teście inwazji Matrigel in vitro (p<0,01; test U Manna-Whitneya). Do analizy in vivo komórki nowotworowe zostały inokulowano do otrzewnej nagich myszy. Jednoczesna ekspresja hK4, hK5, hK6 i hK7 spowodowała znaczny średni wzrost obciążenia nowotworem o 92% w porównaniu do linii komórkowej kontrolowanej wektorem. Pięć z 14 myszy w grupie "tkanka nadekspresji kallikreiny" wykazywało stosunek guz/osocze większy niż 0,198, podczas gdy ten limit masy nie został w ogóle przekroczony w grupie kontrolnej wektora składającej się z 13 myszy (p=0,017; test chi2). Nasze wyniki silnie wspierają pogląd, że związana z guzem nadekspresja tkankowych kallikrein przyczynia się do progresji raka jajnika. do progresji raka jajnika. --- mikroRNA (miRNA) to niedawno odkryta klasa małych niekodujących RNA, które regulują ekspresję genów. Szybko gromadzące się dowody ujawniły, że miRNA są związane z rakiem. Rodzina genów ludzkiej kalikreiny tkankowej jest największą największą ciągłą rodziną proteaz w ludzkim genomie, zawierającą 15 genów. Wiele kallikrein zostało zgłoszonych jako potencjalne markery nowotworowe. W tym przeglądzie, przedstawiono najnowsze dowody bioinformatyczne i eksperymentalne wskazujące, że kallikreiny są potencjalnymi celami miRNA. Dostępne podejścia eksperymentalne w celu zbadania tych interakcji oraz potencjalnych zastosowań diagnostycznych i terapeutycznych. Omówiono również potencjalne zastosowania diagnostyczne i terapeutyczne. mechanizm kontrolujący ekspresję kallikreiny na poziomie posttranskrypcyjnym. poziomie posttranskrypcyjnym. Przewiduje się, że wiele miRNA celuje w kallikreiny, a pojedynczy miRNA może celować w więcej niż jedną kallikreinę. Ostatnie dowody sugerują, że miRNA mogą również wywierać "ilościową" kontrolę nad kallikreinami poprzez wykorzystanie wielu miejsc docelowych miejsca w mRNA kallikreiny. Potrzebne są dalsze badania, aby eksperymentalnie zweryfikować przewidywania in silico i zbadania możliwej roli w inicjacji i/lub progresji nowotworu. inicjacji i/lub progresji nowotworu. --- 15 członków rodziny peptydaz serynowych związanych z kalikreiną (KLK) ma zróżnicowane profile ekspresji specyficzne dla tkanek i przypuszczalne funkcje proteolityczne. Rodzina kallikrein staje się również bogatym źródłem biomarkerów chorób z KLK3, powszechnie znanym jako antygen specyficzny dla prostaty, będącym obecnie biomarkerem surowicy biomarkerem raka prostaty w surowicy. Locus kallikreiny jest również godny uwagi, ponieważ jest wyjątkowo wrażliwe na steroidy i inne hormony. Rzeczywiście, co najmniej 14 funkcjonalnych elementów odpowiedzi na hormony zostało zidentyfikowanych w locus kallikreiny. locus. Bardziej kompleksowe zrozumienie regulacji transkrypcji transkrypcyjnej kallikrein może pomóc w stawianiu bardziej świadomych hipotez na temat fizjologicznych funkcji kallikrein i ich skuteczności jako biomarkerów. W tym przeglądzie opisujemy organizację locus kallikreiny i strukturę genów kallikreiny. strukturę genów i białek kallikreiny. Skupiamy się również na transkrypcyjnej regulacja kallikrein przez androgeny, progestyny, glukokortykoidy, mineralokortykoidy, estrogeny i inne hormony w modelach zwierzęcych i ludzkich prostaty, piersi i tkanek układu rozrodczego. Interakcja receptora receptor androgenowy z elementami odpowiedzi androgenowej w promotorze i wzmacniaczu KLK2 i KLK3 jest również szczegółowo podsumowana. Istnieją dowody na to, że wszystkie kallikreiny są regulowane przez wiele receptorów jądrowych. Jednak oprócz KLK2 i KLK3, nie jest jasne, czy wszystkie kallikreiny są bezpośrednimi celami transkrypcyjnymi. transkrypcyjne. Dlatego też twierdzimy, że uzyskanie bardziej szczegółowych informacji na temat mechanizmów regulujących ekspresję kallikreiny powinno być priorytetem przyszłych badań i że locus kallikreiny będzie nadal ważnym modelem w erze analiz całego genomu. w erze analiz obejmujących cały genom.
Ile genów kallikreiny tkankowej jest obecnych w ludzkim genomie?
Kallikreiny tkankowe (KLK) to grupa blisko spokrewnionych proteinaz serynowych, które są reprezentowane przez rodziny wielu genów w ludzkim genomie. Rodzina genów ludzkiej kalikreiny tkankowej składa się z 15 genów, oznaczonych KLK1-KLK15, ułożonych tandemowo w chromosomalnym locus 19q13.4.