familia Claudin de proteine și Cancer: o prezentare generală
rezumat
joncțiunile strânse sunt adeziunea apicală celulă-celulă care reglează permeabilitatea paracelulară și sunt critice pentru polaritatea celulelor epiteliale. Arhitectura moleculară a joncțiunii strânse a fost studiată extensiv, ceea ce a confirmat faptul că familia de proteine claudin este componentă integrantă a joncțiunii strânse. Pierderea aderenței celulă-celulă este esențială pentru transformarea celulară și dobândirea potențialului metastatic; cu toate acestea, rolul familiei claudin de proteine joacă într-o serie de evenimente fiziopatologice, inclusiv dezvoltarea carcinomului uman, abia acum începe să fie înțeleasă. Au fost generate mai multe modele de eliminare a șoarecilor claudin, iar diversitatea fenotipurilor observate demonstrează clar rolurile lor importante în menținerea integrității țesuturilor în diferite organe și sugerează că claudinele participă și la contexte celulare, altele decât joncțiunile strânse. Mecanismele reglării claudinului și rolurile lor exacte în fiziologia și boala normală sunt elucidate, dar rămân multe de făcut. În această revizuire, am discutat cadrul conceptual privind claudins și implicarea lor potențială în cancer. Prezicem că următorii câțiva ani vor asista probabil la un boom în înțelegerea rolului potențial al claudinelor în reglarea tumorigenezei, care poate, la rândul său, să ofere noi abordări pentru terapia vizată.
1. Introducere
modificările genetice ale diferitelor gene responsabile de menținerea fenotipului epitelial normal au apărut ca o cauză majoră pentru dereglarea fiziologiei epiteliale normale cu toate acestea, este bine stabilit că mutațiile genetice sunt corelate cu diverși stimuli de mediu. În plus, expunerea directă la diferiți agenți cancerigeni de mediu este considerată una dintre cele mai plauzibile surse de inducere a neoplaziei. În general, corpul mamiferelor este foarte selectiv în comportamentul său absorbant, care este reglat de mărime, precum și de sarcina moleculelor pe care corpul este expus. Joncțiunile strânse, cea mai apicală aderență celulă-celulă, datorită locației lor celulare, sunt responsabile pentru această selecție și orice dereglare calitativă sau cantitativă a caracteristicilor TJ ar putea schimba echilibrul normal menținut, rezultând o fiziologie celulară anormală. De asemenea, reglarea normală a activării receptorului factorului de creștere datorată distribuției diferențiale a receptorului și a liganzilor respectivi poate fi compromisă din cauza joncțiunilor strânse neregulate . Perturbarea funcției de barieră a joncțiunii strânse și modificările proprietăților de permeabilitate s-au dovedit a fi asociate cu o serie de afecțiuni patologice, cum ar fi tulburări renale, boli inflamatorii intestinale, edem pulmonar, diaree și icter . Interacțiunile corespunzătoare celulă-celulă și celulă-matrice extracelulară sunt esențiale pentru funcționarea normală a unei celule epiteliale și se știe că diferite proteine de adeziune celulară, cum ar fi e-cadherin,- catenin sau 1-inetgrin, îndeplinesc funcții diferite de funcția lor normală de adeziune celulară la pierderea aderențelor normale celulă-celulă sau celulă-ECM . O ipoteză similară ar putea fi postulată pentru proteinele care formează joncțiunile strânse, care ar putea juca probabil un rol central în procesul neoplastic prin cuplarea mediului extracelular cu căile de semnalizare intracelulară și citoscheletul. În acest sens, ZO-1, o proteină de joncțiune strânsă, se leagă de factorul de transcripție y-box ZONAB care s-a dovedit că crește proliferarea celulară și scade diferențierea . Recent, s-a demonstrat că Simplekin, încă un alt factor de transcripție, crește tumorigenicitatea celulelor canceroase de colon prin reglarea în sus a claudin-2 și ZONAB . Important, ZO-1 și ZONAB sunt localizate la joncțiunea strânsă în celulele epiteliale diferențiate și polarizate, în timp ce se translocează la citoplasma/nucleul celular în celule proliferative sau dediferențiate . În această lucrare, vom rezuma cunoștințele actuale privind rolul joncțiunii strânse, cu accent specific pe familia de proteine claudin în cancer și asocierea potențială cauză-efect între expresia membrilor specifici ai familiei claudin cu creșterea și progresia tumorii.
2. Joncțiunea strânsă și Tumorigeneza
joncțiunile strânse (TJs) sunt cele mai apicale joncțiuni intercelulare din celulele epiteliale și endoteliale. Cele două funcții majore definite pentru joncțiunile strânse sunt reglarea permeabilității paracelulare prin funcția sa de barieră și menținerea polarității celulare prin funcția de gard . Aceste considerente de polaritate, compartimentare și funcție de barieră sunt bazele unei dezvoltări fascinante în Biomedicină. Funcția de gard a joncțiunii strânse ajută la menținerea polarității celulare, prevenind astfel amestecarea moleculelor din membrana apicală cu cele din membrana laterală. Există anumite momente în orice domeniu al cercetării științifice în care se poate asista la un nou concept care prinde contur și câștigă acceptare. Implicarea defalcării barierei epiteliale în dezvoltarea neoplaziei epiteliale este un astfel de concept în prezent care câștigă acceptare și importanță, deși este important de menționat că “rădăcinile” acestui concept se întorc cu mulți ani în urmă. Funcția de joncțiune strânsă care este profund implicată în biologia celulelor canceroase este permeabilitatea paracelulară epitelială și pierderea polarității celulare .
conceptul de descompunere a barierei epiteliale implică cele trei elemente interdependente reciproc care au o atenție esențială în creșterea și dezvoltarea neoplazică: (i) ca urmare a polarității celulare, receptorii factorului de creștere funcțional sunt situați în mod normal pe suprafața celulei bazal-laterale cu care se confruntă fluidul interstițial și fluxul sanguin; (ii) proteinele factorului de creștere (liganzii acestor receptori) sunt frecvent compartimentate la concentrații foarte mari în; și (iii) la începutul procesului de neoplazie, “distorsiuni” apar în TJ-uri, astfel încât substanțele dizolvate relativ mari pot trece peste barierele epiteliale care le restricționează în mod normal mișcarea, fenomen pe care l-am putea numi “scurgere lezională.”De exemplu, în cancerul colorectal, expresia Claudinei – 2 care a fost corelată cu permeabilitatea epitelială crește, în timp ce expresia Claudinei-1 sau 7 care sunt corelate cu Ter crescut este fie mislocalizată, fie scăzută . Astfel, sa dezvoltat conceptul că întreruperea TJ în țesutul neoplazic premalign poate crește probabilitatea ca acesta să se dezvolte într-un carcinom sincer datorită stimulării continue a diviziunii celulare a celulelor inițiate (premaligne) care urmează defalcării barierei naturale dintre factorii de creștere și receptorii lor.
studiile au arătat că joncțiunile epiteliale strânse sunt structuri dinamice și sunt supuse modulării în timpul remodelării țesutului epitelial , reparării rănilor , inflamației și transformării în tumori . Asocierea funcției TJ anormale și dezvoltarea tumorii epiteliale a fost sugerată de studii anterioare care arată modificări ale structurilor TJ ale cancerelor epiteliale . Studiile in vitro care utilizează linii celulare epiteliale au demonstrat că monostraturile pot fi transformate în structuri asemănătoare polipului multistrat prin oncogene, cum ar fi K-ras , sau prin promotori tumorali ai esterului phorbol . Multistratul epitelial a fost asociat cu creșterea permeabilității TJ , activarea protein kinazei C – și fosforilarea proteinelor TJ .
3. Claudins: Proteinele integrale cu joncțiune strânsă
joncțiunile strânse sunt entități celulare complexe și au fost întotdeauna subestimate în special din cauza lipsei cunoașterii precise a proteinelor care le constituie și, de asemenea, din cauza dificultăților asociate cu stabilirea modelelor in vivo sau in vitro pentru a determina adevăratele caracteristici funcționale asociate acestor proteine. Deși mai multe proteine cu diverse funcții biologice, inclusiv supresoare tumorale, cum ar fi APC, PTEN sau proteine de polaritate celulară, cum ar fi Par-3, aPKC sunt localizate la locația de joncțiune strânsă, abia la sfârșitul anilor 1980 studiile biochimice și de imunolocalizare au identificat proteina 225 kDa zonula occludens-1 (Z0-1) ca prima polipeptidă asociată exclusiv cu TJ . ZO-2 și ZO-3, care sunt foarte înrudite cu ZO-1, au fost identificate ulterior . Cu toate acestea, studiile de manipulare genetică au sugerat că familia zo de proteine, deși asociată cu TJ nu sunt proteinele integrale TJ. Imunolocalizarea atât prin microscopie ușoară, cât și electronică a arătat în continuare că toate cele trei ZOs cunoscute (ZO-1, ZO-2 și ZO-3) sunt localizate exclusiv la suprafața citoplasmatică a TJs în imediata vecinătate a membranei plasmatice și nu în membrana plasmatică. De atunci , o serie de proteine membranare integrale asociate cu TJ au fost identificate în ultimii ani , inclusiv occludina, molecula de adeziune joncțională (JAM) și familia de proteine claudin, care constă din cel puțin 24 de membri (Figura 1). Blocajele sunt molecule transmembranare cu un singur interval de imunoglobulină (Ig) și aderență independentă de mediere. Acestea sunt concentrate atât la TJs, cât și la AJs, nu numai în celulele epiteliale și endoteliale polarizate, ci și în celulele hematopoietice ale tuturor descendențelor . Aceste proteine pot forma homodimeri sau heterodimeri pentru a produce fire pereche între celulele adiacente, determinând astfel proprietățile caracteristice de permeabilitate ale diferitelor țesuturi epiteliale . Occludina cu patru domenii transmembranare a fost identificată ca prima proteină membranară integrală specifică TJ. Cu toate acestea, celulele endodermului visceral cu deficit de occludină purtau încă o rețea bine dezvoltată de fire TJ, indicând existența unor proteine membranare integrale specifice TJ încă neidentificate .
prezentarea schematică a locației de joncțiune strânsă între celulele epiteliale și transportul paracelular. Partea inferioară reprezintă fire de joncțiune strânse și interacțiunea dintre componentele lor majore.
folosind aceeași fracție hepatică utilizată pentru a identifica occludina și prin intermediul unui gradient de pas cu zaharoză, a fost descoperită o singură bandă de 22 kDa ca o proteină integrală TJ. Secvențierea peptidelor a dezvăluit două proteine în această bandă care au fost denumite ulterior claudin 1 și 2 . Numele claudin derivă din cuvântul Latin “claudere” care înseamnă a închide. Acum, rezultatul mai multor studii de la descoperirea inițială a claudin-1 și -2, a stabilit că familia de proteine claudin sunt proteinele majore ale membranei integrale care formează coloana vertebrală a joncțiunilor strânse . Familia claudin este formată din 24 de proteine transmembranare cunoscute care prezintă modele distincte de distribuție specifice țesuturilor și dezvoltării . Acestea sunt detectate atât în celulele epiteliale, cât și în cele endoteliale și formează un complex cu occludină și/sau blocaje . Claudinele codifică 20-27 proteine kDa cu patru domenii transmembranare, două bucle extracelulare în care prima este semnificativ mai lungă decât cea de-a doua și o coadă intracelulară carboxilică scurtă (Figura 2). Ultimii aminoacizi ai acestei cozi sunt foarte conservați în cadrul familiei și constituie motive de legare PDZ: claudins 1-9 și 17 S/TYV, claudins 10 și 15 AYV, claudin 11 AHV, claudin 12 HTT, claudin 13 LDV, claudins 14, 18 și 20 DYV, claudin 16 TRV și claudin 19 DRV. Prin aceste motive, claudinele sunt legate de TJ PDZ care conține proteine ZO-1, ZO-2 , ZO-3, PATJ și MUPP1 . O serie de alte proteine citosolice și nucleare care includ proteine reglatoare Rab3b, Rab13, supresoare tumorale precum PTEN, factori de transcripție precum ZONAB și HuASH1 s-au dovedit, de asemenea, că interacționează direct sau indirect cu complexul de joncțiune strânsă . Aceste interacțiuni sugerează că joncțiunile strânse, pe lângă faptul că acționează ca bariere în calea fluxului paracelular de substanțe dizolvate, pot juca un rol important în reglarea altor funcții celulare, cum ar fi proliferarea și suprimarea tumorii. De exemplu, mutația în CLDN14 duce la surditate recesivă nesindromică, iar gena mutantă CLDN16 a fost asociată cu hipomagneziemie ereditară . Șoarecii lipsiți de claudin11 (cunoscuți și sub numele de Occludin Sertoli Protein) au demonstrat absența firelor TJ în foile de mielină ale oligodendrocitelor și celulelor Sertoli din testicul . Acestea prezintă sterilitate masculină, precum și rate de conducere axonale întârziate în sistemul nervos central. Cu toate acestea, detaliile emergente dintr-un boom de studii legate de claudins în cancer au implicat membrii familiei claudin într-o gamă largă de cancer uman și într-o manieră specifică țesuturilor.
Reprezentarea schematică a structurii lui claudins. Claudinele sunt proteine transmembranare cu domenii de la 1 la 4 (TMD-1, TMD-2, TMD-3 și TMD-4), iar buclele extracelulare reprezintă o țintă promițătoare pentru terapie. Terminalul-COOH al claudins conține domeniul de legare PDZ care suferă modificări posttranscripționale care sunt importante pentru transducția semnalului.
4. Claudins și Cancer
de la descoperirea lor, literatura privind statutul claudinelor în diferite tipuri de cancer este în continuă expansiune și, spre deosebire de gândul general că expresia claudinelor ar scădea în timpul tumorigenezei pe măsură ce joncțiunile strânse se pierd în timpul transformării celulare, expresia claudinelor pare să se schimbe într-o manieră specifică țesutului. Tan și colab. au arătat că expresia și distribuția claudin-1 este asociată cu starea de disociere celulară în celulele canceroase pancreatice prin activarea protein kinazei 2 activată de mitogen. În schimb, claudin-7 sa dovedit a fi scăzut în carcinoamele ductale invazive, cancerul capului și gâtului și cancerul de sân metastatic . Pe de altă parte, Claudin-3 și -4 sunt frecvent crescute în diferite tipuri de cancer, inclusiv adenocarcinom ductal pancreatic, cancer de prostată, uterin, ovarian și cancer de sân, în timp ce carcinoamele hepatocelulare și renale au exprimat niveluri mai scăzute de Claudine-4 și -5 . În timp ce expresia mai scăzută a Claudinei-2 a fost observată și în carcinoamele mamare și prostatice, expresiile Claudinei-1 și Claudinei-7 care au fost nedetectabile în epiteliul scuamos cervical normal au crescut în neoplazia cervicală . Interesant, studii recente au arătat că expresia anumitor Claudine în special claudin-1 și claudin-4 crește în timpul metastazelor și inhibarea genetică a expresiei lor are un efect profund asupra abilităților metastatice ale celulelor canceroase, deși într-un mod specific țesutului . În tabelul 1, am rezumat starea expresiei membrilor familiei claudin în diferite tipuri de cancer. Intuitiv, mecanismul prin care scăderea expresiei Claudinei ar putea duce la funcția TJ compromisă și, astfel, neoplazia este ușor de înțeles, dar modul în care expresia crescută a Claudinei contribuie la progresia neoplazică, așa cum este descris aici și de alții, este mai puțin clar. Un mecanism plauzibil este că reglarea în sus sau expresia tisulară aberantă a anumitor Claudine poate contribui la neoplazie prin modificarea directă a structurii și funcției TJ. Mai mult, se postulează că claudinele pot afecta și căile de semnalizare celulară. Proteinele Claudin sunt probabil implicate în căile de semnalizare prin legarea domeniilor la ZO-1 la capătul lor carboxil . Se știe că proteinele de adeziune celulă-celulă joacă un rol important în transformarea celulară atunci când sunt deplasate din localizarea lor normală a membranei și ar putea servi drept moleculă oncogenă. Cele mai bine studiate molecule sunt-catenina, care, deși servesc ca molecule de adeziune celulă-celulă atunci când este exprimată în localizarea sa celulară normală,- catenina devine oncogenă . O eterogenitate funcțională similară ar putea fi postulată pentru claudins, însă sunt necesare studii suplimentare pentru a susține o astfel de noțiune.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
în acest sens, am demonstrat recent semnificația biologică a expresiei modificate claudin-1 în celulele cancerului de colon. O creștere a expresiei claudin-1 a fost observată în probele de carcinom de colon primar și metastaze umane și în liniile celulare derivate din tumorile primare și metastatice în comparație cu omologii lor normali . O constatare importantă a studiului nostru a fost localizarea nucleară a claudin – 1 într-un subset semnificativ de probe de cancer de colon, în special în rândul subsetului de leziuni metastatice hepatice. Localizarea nucleară a mai multor proteine de joncțiune celulară (- catenină, ZO-1, ZO-2) este cunoscută a fi corelată cu transformarea oncogenă și proliferarea celulelor . După cum sa menționat mai sus, -Catenina joacă un rol dublu bine caracterizat în aderența celulară (membrana localizată) și în transducția semnalului (citoplasmatic și nuclear) care duce la transformarea celulelor epiteliale. Mai mult, mutanții proteinei TJ ZO-1 care nu se mai localizează la membrana plasmatică induc o tranziție dramatică epitelial-mezenchimală (EMT) a celulelor i renale Canine Madin-Darby . În mod similar, manipulările genetice ale expresiei Claudinei-1 în liniile celulare ale cancerului de colon au indus modificări ale fenotipului celular, cu modificări structurale și funcționale ale markerilor tranziției epitelio-mezenchimale (EMT) și au avut efecte semnificative asupra creșterii tumorilor xenografte și a metastazelor la șoarecii atimici. În special, reglarea expresiei e-cadherinei și semnalizarea-catenină/Tcf a apărut ca unul dintre mecanismele potențiale care stau la baza modificărilor dependente de claudin– 1 și, prin urmare, a sugerat o interacțiune complexă între diferite molecule de adeziune celulă-celulă . Există dovezi acumulate că reglarea expresiei genice a proteinelor de joncțiune strânsă de către calea de semnalizare Wnt face parte dintr-un mecanism esențial pentru diferențierea celulelor epiteliale, care este dezechilibrat în transformarea oncogenă. Mai mult, transducția semnalului dependentă de Wnt poate fi o modalitate de a influența funcția de barieră care este determinată în esență de joncțiunile strânse epiteliale. În ultimii ani, o serie de componente găsite în complexele joncționale ale celulelor epiteliale polarizate s-au dovedit a avea funcții de semnalizare implicate în creșterea și diferențierea celulelor . Activarea căii Wnt duce la stabilizarea-cateninei, care ulterior se translocă în nucleul celular și reglează expresia genei în asociere cu familia factorilor de transcripție a factorului de amplificare limfoidă (LEF)/factorul celulelor T (TCF). LEF / TCF sunt efectori nucleari ai căii de semnalizare Wingless (Wg)/Wnt, care este implicată în reglarea destinului, diferențierii și polarizării celulelor . Mutatii in gena pentru adenomatous polipoza coli (APC) proteina supresoare tumorale stabilizează-catenina și ar trebui să fie evenimente cruciale în transformarea oncogenică a celulelor epiteliale intestinale, care se pot dezvolta în adenoame și carcinoame . Expresia membrilor specifici ai familiei claudin poate fi reglată prin calea de semnalizare Wnt. Claudin-1 și claudin-2 se dovedesc a fi gene țintă reglementate de semnalizarea-catenină . Nu numai că expresia Claudinei – 1 a scăzut semnificativ ca răspuns la reducerea cateninei intracelulare prin transferul mediat de adenovirus al APC de tip sălbatic în celulele cancerului de colon cu deficit de APC, dar și două elemente de legare Tcf4 presupuse în regiunea 5′ flancantă a Claudinei-1 au fost confirmate a fi responsabile pentru activarea transcripției sale . Mai mult, efectorii nucleari ai căii de semnalizare Wnt se leagă direct de regiunea promotorului claudin-2 și astfel sporesc activitatea promotorului claudin-2. Ei au demonstrat în continuare o încrucișare între calea de semnalizare Wnt și activarea transcripțională legată de Cdx în ceea ce privește expresia genelor mediate de promotorul claudin-2 . Acest lucru sugerează că semnalizarea Wnt reglează direct promotorul claudin-2 prin complexul LEF-1/-catenină și îmbunătățește indirect expresia genei claudin-2 prin activarea transcripției Cdx1. Important, expresia genică a unei alte componente a complexului de joncțiune strânsă, ZO-1, a fost suprimată după expresia tranzitorie a-cateninei în liniile celulare de cancer de colon uman cu catenină endogenă scăzută, care se sugerează că contribuie la pierderea polarizării epiteliale în celulele neoplazice . Mai mult, mutația genei APC (astfel, -activarea cateninei și translocarea nucleară) este prezentă în majoritatea carcinoamelor colorectale umane . Este interesant faptul că celulele canceroase de colon care au exprimat claudin-1 (HT29, SW480 și SW620) toate mutațiile port în APC și au activat-catenin/Tcf semnalizare. În schimb, celulele rie și HCT116 exprimă APC de tip sălbatic și niciuna dintre liniile celulare nu exprimă niveluri detectabile de claudin-1 și, astfel, a indicat că proteina APC poate regla expresia claudin-1 în-catenină/Tcf dependentă/independentă. Dependența similară a expresiei claudin-1 în celulele cancerului de colon de semnalizarea APC și-catenină a fost demonstrată și de alții . Metastaza este un fenomen complex care necesită o serie de etape specifice, cum ar fi scăderea aderenței, creșterea motilității și invaziei, proteoliza și rezistența la apoptoză . Expresia Claudins crește migrația / motilitatea așa cum se arată atât în camera Boyden, cât și în testele de vindecare a rănilor . Claudin-5 promovează prelucrarea pro-MMP-2 de către MT1-MMP. Expresia claudin-5 nu numai că a înlocuit TIMP-2 în activarea pro-MMP-2 de către MT1-MMP, dar a promovat și activarea pro-MMP-2 mediată de toți mutanții MT-MMP și MT1-MMP lipsiți de domeniul transmembranar (DeltaMT1-MMP) . Stimularea activării proMMP-2 mediată de MT-MMP este, de asemenea, raportată la alți membri ai familiei claudin, inclusiv claudin-1, -2 și -3 . Substituțiile sau ștergerile de aminoacizi în ectodomenul Claudinei-1 au eliminat acest efect stimulator și interacțiunea directă a Claudinei-1 cu MT1-MMP și MMP-2 a fost demonstrată folosind imunoprecipitarea. MT1-MMP a fost colocalizat cu claudin-1 nu numai la granițele celulelor celulare, ci și în alte părți ale celulei . Astfel, se pare că interacțiunea MMP cu claudinele ar putea juca un rol important în tumorigeneză, invazie și metastaze mediate de expresia Claudinei. În studiile noastre, am observat că supraexprimarea Claudinei – 1 în celulele canceroase de colon a crescut activitatea atât a MMP-2, cât și a MMP-9, în timp ce inhibarea Claudinei-1 a dus la o scădere semnificativă a activității MMP-9 . În mod similar, supraexprimarea claudin-3 sau 4 în celulele epiteliale ovariene a crescut activitatea metaloproteinazei matricei-2 (MMP-2).
expresia și funcțiile Claudin sunt reglementate la mai multe niveluri și prin mecanisme diverse . Delocalizarea claudinelor din membrană pare a fi comună în rândul celulelor transformate . Activarea constitutivă a Ras sau a căii / căilor de semnalizare mediate de Ras este unul dintre pașii inițiali în timpul tumorigenezei care este asociat cauzal cu transformarea neoplazică. În Ha-Ras supraexprimând celulele MDCK, proteinele de joncțiune strânse claudin-1, ocluzive și ZO-1 au fost absente din locurile de contact celulă-celulă, dar au fost prezente în citoplasmă . Inhibarea activității MEK1 a recrutat toate cele trei proteine în membrana celulară, ducând la restabilirea funcției de barieră de joncțiune strânsă în celulele MDCK . Cu toate acestea, într-un alt studiu, deși a utilizat celule canceroase de sân, inhibarea MEK1 nu a afectat ARNm sau nivelurile de proteine ale Claudinei-1, occludinei și/sau ZO-1 și nici nu a modificat distribuția citoplasmatică subcelulară a Claudinei-1 pentru a fi mai specifică membranei . Mai mult, studiile au implicat proteina kinaza C în reglarea TJs prin stimularea esterului phorbol . De asemenea, a fost demonstrată recent reglementarea dependentă de PKA a TJs. Claudin-3 și -4 pot fi fosforilate în celulele canceroase ovariene prin PKA, o kinază activată frecvent în cancerul ovarian (Figura 3). Mai mult, modularea semnalizării MAP kinazei în mod specific ERK 1/2 și P-P38, precum și kinaza PI-3 au un efect profund asupra etanșării strânse a joncțiunii și a expresiei Claudinei . În mod similar, proteina kinaza 4 cu deficit de lizină (WNK4) poate fosforila mai multe Claudine și poate crește permeabilitatea paracelulară . Majoritatea proteinelor claudinice au situsuri de fosforilare serină și/sau treonină presupuse în domeniile lor carboxi-terminale citoplasmatice. Consecințele modulației diferențiale determinate de aceste kinaze asupra acestor Claudine rămân de determinat, dar pot contribui la tumorigeneza ovariană.
Reprezentarea schematică a mai multor mecanisme implicate în reglarea expresiei și funcției lui claudins. Liniile întrerupte indică căi indirecte, iar liniile solide reprezintă căi directe. Abrevieri: HDAC-Histonă deacetilază; MAPKs-protein kinaze activate de mitogen; factorul de transcripție 3 legat de RUNX3—Runt; FOXO1 – cutie de Forkhead O-1; PAR3/PAR6 – partiționare defectă; PI3K-Fosfoinositidă 3-kinaze; NF – B-factor nuclear kappa-lanț ușor-potențiator al celulelor B activate.
receptorii factorului de creștere care sunt importanți în reglarea proliferării și supraviețuirii celulare, inclusiv receptorii EGF, HGF și IGF reglează expresia Claudinei și distribuția celulară, deși încă o dată într-o manieră specifică celulei/țesutului . În plus, studii recente legate de inflamația intestinală au sugerat roluri ale citokinelor, inclusiv TNF -, INF -, IL-13 în reglarea expresiei claudinelor .
reciclarea Endocitară a proteinelor claudinice este , de asemenea, un mecanism potențial de reglare a Claudinei și s-a constatat că palmitoilarea acestor proteine influențează stabilitatea proteinei Claudinei. La nivel transcripțional, factorii de transcripție precum melcul, Cdx-2, HNF-și GATA-4 se pot lega de regiunile promotoare ale diferitelor gene claudin și le pot afecta expresia. Mai mult, am arătat că transcrierile colonului claudin-1 sunt reglementate de Smad-4, un supresor tumoral cunoscut, precum și inhibitori HDAC și astfel susțin o reglare complexă la mai multe niveluri .
5. Concluzie
indiferent de sursa diversă de creștere a cancerului și/sau eterogenitate în rândul pacienților cu cancer în ceea ce privește cancerul provenit din aceeași sursă de țesut, este bine acceptat faptul că tranziția epitelială la mezenchimală (EMT) este un eveniment celular central pentru inițierea și progresia tumorigenezei. Acest lucru ridică întrebarea: ce au în comun aceste tipuri de cancer? Important, majoritatea deceselor legate de cancer rezultă din cancerele de origine epitelială și includ cancerele de colon, prostată, vezică, plămân, esofag, sân, pancreas, ovar și ficat. Deși proprietățile lor diferențiate variază, toate sunt compuse în principal din celule epiteliale care împărtășesc caracteristici de bază similare, inclusiv polaritatea și funcția de barieră. Deci, se pune întrebarea: ce stă la baza proprietăților diferențiale și/sau a răspunsului la terapia cancerului între cancerele provenite de la diferite organe epiteliale, indiferent de asemănările dintre unitățile lor de bază și proprietățile lor? Adeziunea celulă-celulă slăbește sau se pierde în timpul procesului de EMT sau ca dediferențiere a celulelor epiteliale. Un rol critic al e-cadherinei, constituent principal al joncțiunii adherens, în reglarea EMT este cunoscut, totuși nu ajută la înțelegerea diversității/eterogenității în rândul cancerelor de origine epitelială. Foarte important, claudinele sunt exprimate în celulele epiteliale și într-o manieră specifică țesutului, iar modificările în rândul membrilor familiei claudin în cancer urmează un model specific țesutului și uneori contrastant. Astfel, familia de proteine claudin poate deține potențialul indiciu pentru eterogenitatea dintre tumorile de origine epitelială și dincolo de a fi markeri utili pot ajuta, de asemenea, să ofere oportunități terapeutice potrivite pentru tipul specific de cancer.
mulțumiri
această lucrare a fost susținută de Granturile NIH ca119005, CA124977 (P. Dhawan) și 5p50dk044757 și p30dk058406 proiecte Pilot (A. B. Singh).
