Індивідуальна хіміотерапія при метастатичному недрібноклітинному раку легенів (НМРЛ) - Вей - трансляційна легеня
Jia Wei 1, Teresa Moran 2, Zhengyun Zou 1, Xiaoping Qian 1, Lifeng Wang 1, Carlos Camps 3, Wenjing Hu 1, Imane Chaib 2, Belén Sanchez 2, Lixia Xu 1, Niki Karachaliou 4, María Sanchez-Ronco 5, Баруї Лю 1, Рафаель Розелл 2,4
Ключові слова: Недрібноклітинний рак легенів; індивідуальна хіміотерапія; Вираз BRCA1 та RAP80 (BREC); BRCA1; RAP80; КОЛЬЦОВИЙ пальцевий білок 8 (RNF8)
Подано 18 січня 2013 р. Прийнято до друку 19 лютого 2013 р.
Вступ
Рівні мРНК RAP80 та BRCA1 при налаштуванні хіміотерапії в BREC
Дослідження BREC були побудовані на основі індивідуального дослідження фази II групи іспанського раку легенів (SLGC) (NCT00883480) та інформації, виявленої у 2007 році щодо комплексу BRCA1-A (BRCA1, RAP80, ABRAXAS). Як коментувалось, інформація, яка відтоді повідомлялася, під час нарахування BREC дає обгрунтування для вивчення рівня мРНК інших генів у пацієнтів BREC - перш за все, RNF8 може зіграти вирішальну роль, оскільки, коли BRCA1 та RAP80 є низький, якщо RNF8 все ще виражений, це нейтралізує прогнозну модель. Інші цікаві гени та асоціації пояснюються нижче.
Дволанцюгові розриви (DSB), викликані хіміотерапією, призводять до реакції на пошкодження ДНК (DDR): пов'язана з ATM або тирозинкіназа
ДНК DSB, спричинені хіміотерапією, відновлюються двома основними системами: негомологічним кінцевим приєднанням (NHEJ) та гомологічною рекомбінацією (HR). Після введення ДНК DSB відбуваються такі процеси: гістон H2AX фосфорилюється мутацією атаксії телеангіектазії (ATM); медіатор контрольної точки 1 для пошкодження ДНК (MDC1) зв’язується з фосфорильованим H2AX (H2AX); АТМ фосфорилює MDC1 в області, що оточує DSB. Білок пальця 8 убіквітин-лігази E3 RING (RNF8) зв'язується з фосфорильованим MDC1 на сайтах DSB і сприяє рекрутингу іншої лібіази убикітину E3 RNF168; RNF8 і RNF168 кон'югують Lys 63-зчеплені ланцюги убиквітину з гістоном H2A з їх спорідненим ферментом, кон'югуючим убиквітин E2 UBC13, і індукують ремоделювання хроматину. UBC13-RNF8/RNF168-залежне убіквітінування сприяє рекрутингу BRCA1 та р53-зв’язуючого білка 1 (53BP1) до DSB (5) (рис. 2). Важливо, що велика частка BRCA1, яка локалізується на сайтах DSB, є складовою комплексу BRCA1-A, що складається з гетеродимера BRCA1/BARD1, убіквітин взаємодіючого мотиву (UIM), що містить RAP80, та адаптерного білка ABRAXAS (6-9).
На основі цієї інформації ми провели дослідницький аналіз рівнів мРНК RAP80 та ABRAXAS у попередньому індивідуальному дослідженні фази II. Хоча інформація, надана ABRAXAS, була подібною до інформації, наданої RAP80, RAP80 була більш значущою (10). Механічно, втрата RAP80 пригнічує вербування комплексу BRCA1 до місць пошкодження ДНК і скасовує процес відновлення пошкодження ДНК у DSB (11). З тих пір було виявлено, що комплекс BRCA1-A також включає деубіквітуючий фермент BRCC36, а також BRCC45/BRE та MERIT40/NBA1 (5). Інші групи також продемонстрували, що BRCA1 утворює біохімічно різні комплекси з деякими іншими білками, що відповідають на пошкодження ДНК [комплекси BRCA1-B та BRCA1-C; Малюнок 3 (6)] у відповідь на DSB. Одночасна наявність у DSB декількох різних комплексів BRCA1 припускає перехресні перешкоди між комплексами та підвищує рівень складності; наприклад, комплекс BRCA1/RAP80 може пом'якшити надмірну резекцію за допомогою CtIP (12). Хоча велика частка BRCA1 не вдається утримати в DSB після втрати RAP80, можливо, може відбутися переміщення невеликої кількості BRCA1 до DSB через асоціацію з іншими білковими комплексами.
Крім того, BRCA1 можна завербувати до DSB шляхом прямого зв'язування з фосфорильованим CtIP, утворюючи комплекс BRCA1-C (6) [Рисунок 3 (6)]. Важливо, що CtIP здатний генерувати обмежену кінцеву резекцію DSB без BRCA1, щоб сприяти зміненому NHEJ, пошкодженню помилок у фазі G1 клітинного циклу [Рисунок 2 (5)]. Цікаво, що кінцева резекція DSB, яку сприяє CtIP, інгібується 53BP1, а BRCA1 перекриває 53BP1 для виконання резекції (13,14). Крім того, 53BP1 блокує HR і підтримує зупинку росту, спричинену виснаженням BRCA1. Однією з основних функцій комплексу BRCA1 та BRCA1-C є придушення 53BP1 та подовження активності CtIP для кінцевої резекції DSB, щоб генерувати довжину ssDNA, достатньо довгу для HR [Рис.
RAP80 взаємодіє з ланцюжком, пов'язаним з Lys63, який генерується UBC13-RNF8/RNF168 і переносить BRCA1 на сайти DSB. Надмірна експресія деубіквітуючого ферменту OUT-домену, зв’язування альбігіду убихітину 1 (OTUB1) пригнічує залежне від пошкодження ДНК ускладнення хроматину шляхом інгібування активності UBC13, таким чином пригнічуючи HR (15) [Рисунок 2 (5)].
Однією з основних труднощів у дослідженні BREC є те, що пухлинні клітини мають різні системи відновлення ДНК, крім HR. Ці системи працюють надлишково, кожна працює з відновленням ДНК у випадку, якщо інші системи відновлення виявляються неефективними. Нещодавно було продемонстровано, що інгібування активності RNF8 або RNF168 може пригнічувати BRCA1 незалежно від HR у клітинах пухлини з низьким рівнем 53BP1. RNF8 необхідний для стійкості як до опромінення, так і до цитотоксичних препаратів (16). RNF8 може сприяти збірці RAD51 на сайтах DSB у виснажених клітинах BRCA1/53BP1 (17). Модель показує, що в нормальних клітинах ланцюг убиквітину з RAP80, BRCA1, 53BP1 та RAD51 збирається на сайтах DSB. У виснажених BRCA1 клітинах RAP80 і 53BP1, але не RAD51, збираються на сайтах DSB. У виснажених RAP80 клітинах невелика підмножина білка BRCA1, 53BP1 і RAD51 збирається на сайтах DSB. Однак у виснажених клітинах RNF8/BRCA1 або в виснажених клітинах RNF8/BRCA1/53BP1 RAD51 і RAP80 не збираються в місцях DSB (17) (рис. 4).