Войти
Также опухолевый супрессор фон Хиппеля – Линдау известный как pVHL, представляет собой белок, который у человека кодируется VHL ge ne. Мутации гена VHL связаны с болезнью фон Хиппеля – Линдау.
Белок, кодируемый геном VHL, является компонентом распознавания субстрата белкового комплекса, который включает элонгин B, элонгин C и кулин- 2, и обладает активностью E3 убиквитинлигазы. Этот комплекс участвует в убиквитинировании и последующей деградации факторов, индуцируемых гипоксией (HIF), которые являются факторами транскрипции, которые играют центральную роль в регуляции экспрессии генов в ответ на изменение уровня кислорода. Субъединица РНК-полимеразы II POLR2G / RPB7, как сообщается, также является мишенью для этого белка. Наблюдались альтернативно сплайсированные варианты транскриптов, кодирующие различные изоформы.
Регулирование HIF1α с помощью pVHL. При нормальном уровне кислорода HIF1α связывает pVHL через 2 гидроксилированных остатка пролина и полиубиквитинируется pVHL. Это приводит к его деградации через протеасомы. Во время гипоксии остатки пролина не гидроксилируются, и pVHL не может связываться. HIF1α вызывает транскрипцию генов, содержащих элемент ответа на гипоксию. При заболевании VHL генетические мутации вызывают изменения в белке pVHL, обычно в сайте связывания HIF1α. Результирующий белок продуцируется в двух формах: 18 кДа и 30 кДа, который функционирует как опухолевый супрессор. Считается, что основным действием белка VHL является его активность убиквитинлигазы E3, которая приводит к тому, что определенные целевые белки «маркируются» для деградации.
Наиболее изученной из этих мишеней является фактор, индуцируемый гипоксией 1a (HIF1a), фактор транскрипции, который индуцирует экспрессию ряда ангиогенеза связанные факторы.
HIF необходимы для роста опухоли, потому что большинство видов рака требуют высокой метаболической активности и поставляются только из структурно или функционально неадекватной сосудистой сети. Активация HIF способствует усилению ангиогенеза, что, в свою очередь, способствует увеличению поглощения глюкозы. В то время как HIF в основном активны в условиях гипоксии, VHL-дефектные клетки карциномы почек демонстрируют конститутивную активацию HIF даже в насыщенной кислородом среде.
Понятно, что VHL и HIF тесно взаимодействуют. Во-первых, все мутации почечно-клеточного рака в VHL, которые были протестированы, влияют на способность белка модифицировать HIF. Кроме того, активация HIF может быть обнаружена на самых ранних стадиях онкогенеза у пациентов с синдромом VHL. В нормальных клетках в условиях гипоксии HIF1A активируется с небольшой активацией HIF2A. Однако в опухолях баланс HIF1A и HIF2A склоняется в сторону HIF2A. В то время как HIF1A служит проапоптотическим фактором, HIF2A взаимодействует с циклином D1. Это приводит к увеличению выживаемости из-за более низкой скорости апоптоза и повышенной пролиферации из-за активации циклина D1. Недавний полногеномный анализ связывания HIF при раке почки показал, что HIF1A связывается выше основных генов хорошего прогноза, тогда как HIF2A связывается выше по течению с генами в основном плохого прогноза. Это указывает на то, что распределение факторов транскрипции HIF при раке почки имеет большое значение в определении исхода у пациентов.
В нормальной клетке с активным белком VHL альфа HIF регулируется гидроксилированием в присутствии кислорода. Когда присутствуют железо, 2-оксоглутарат и кислород, HIF инактивируется гидроксилазами HIF. Гидроксилирование HIF создает сайт связывания для pVHL (белкового продукта гена VHL). pVHL управляет полиубиквитилированием HIF1A, гарантируя, что этот белок будет расщепляться протеасомой. В условиях гипоксии субъединицы HIF1A накапливаются и связываются с HIFB. Этот гетеродимер HIF представляет собой фактор транскрипции, который активирует гены, кодирующие белки, такие как фактор роста эндотелия сосудов (VEGF ) и эритропоэтин, белки, которые оба участвуют в ангиогенезе. Клетки с аномальным pVHL неспособны нарушить образование этих димеров и поэтому ведут себя так, как будто они гипоксичны, даже в насыщенной кислородом среде.
HIF также был связан с mTOR, центральным контроллером решений о росте. Недавно было показано, что активация HIF может инактивировать mTOR.
HIF может помочь объяснить органо-специфическую природу синдрома VHL. Было высказано предположение, что постоянная активация HIF в любой клетке может привести к раку, но что есть избыточные регуляторы HIF в органах, не затронутых синдромом VHL. Эта теория многократно опровергалась, поскольку во всех типах клеток потеря функции VHL приводит к конститутивной активации HIF и его последующим эффектам. Другая теория утверждает, что хотя во всех клетках потеря VHL приводит к активации HIF, в большинстве клеток это не приводит к преимуществам в пролиферации или выживании. Кроме того, природа мутации в белке VHL приводит к фенотипическим проявлениям в структуре развивающегося рака. Нонсенс или делеционные мутации белка VHL были связаны с VHL типа 1 с низким риском феохромоцитомы (опухоли надпочечников). VHL 2 типа связан с миссенс-мутациями и связан с высоким риском феохромоцитомы. Тип 2 также был дополнительно подразделен на основе риска почечно-клеточного рака. В типах 1, 2A и 2B мутант pVHL дефектен в регуляции HIF, в то время как мутант типа 2C дефектен в регуляции протеинкиназы C. Эти корреляции генотип-фенотип предполагают, что миссенс-мутации pVHL приводят к «усилению функции » белка.
Участие VHL в почечно-клеточном раке может быть объяснено множеством характеристик почечных клеток.. Во-первых, они более чувствительны к действию факторов роста, создаваемых после активации HIF, чем другие клетки. Во-вторых, связь с циклином D1 (как упоминалось выше) наблюдается только в почечных клетках. Наконец, многие клетки почек обычно работают в условиях гипоксии. Это может дать им пролиферативное преимущество перед другими клетками в гипоксической среде.
Помимо взаимодействия с HIF, белок VHL может также связываться с тубулином. В этом случае он способен стабилизировать и, таким образом, удлинить микротрубочки. Эта функция играет ключевую роль в стабилизации веретена во время митоза. Удаление VHL вызывает резкое увеличение разориентированных и вращающихся веретен во время митоза. Благодаря еще не известному механизму VHL также увеличивает концентрацию MAD2, важного белка контрольной точки веретена. Таким образом, потеря VHL приводит к ослаблению контрольной точки и, как следствие, к неправильной сегрегации хромосом и анеуплоидии.
Синдром фон Хиппеля – Линдау (VHL) является доминантно наследуемым наследственным синдромом рака, предрасполагающим к разнообразным злокачественным и доброкачественным опухолям глаза, головного, спинного мозга, почек, поджелудочной железы и надпочечников. Мутация зародышевой линии этого гена лежит в основе семейного наследования синдрома ВХЛ. Люди с синдромом VHL наследуют одну мутацию в белке VHL, которая вызывает потерю или изменение нормальной функции белка. Со временем спорадическая мутация во второй копии белка VHL может привести к карциномам, в частности гемангиобластомам, поражающим печень и почки, почечным (и вагинальным) светлоклеточным аденокарциномам.
Потеря активности белка VHL приводит к увеличению количества HIF1a и, таким образом, к увеличению уровней ангиогенных факторов, включая VEGF и PDGF. В свою очередь, это приводит к нерегулируемому росту кровеносных сосудов, одной из предпосылок опухоли. Кроме того, VHL участвует в поддержании дифференцированного фенотипа в почечных клетках. Кроме того, эксперименты на культуре клеток с VHL - / - клетками показали, что добавление pVHL может индуцировать переход от мезенхимального к эпителиальному. Эти данные свидетельствуют о том, что VHL играет центральную роль в поддержании дифференцированного фенотипа в клетке.
Кроме того, pVHL важен для образования внеклеточного матрикса. Этот белок также может играть важную роль в ингибировании матриксных металлопротеиназ. Эти идеи чрезвычайно важны при метастазировании VHL-дефицитных клеток. При классическом заболевании VHL одного аллеля дикого типа в VHL, по-видимому, достаточно для поддержания нормальной сердечно-легочной функции.
Предлагаемые цели для рака, связанного с VHL, включают цели пути HIF, такие как как VEGF. Ингибиторы рецептора VEGF сорафениб, сунитиниб, пазопаниб и недавно акситиниб были одобрены FDA. Также возможны аналоги ингибитора mTOR рапамицина эверолимус и темсиролимус или моноклональное антитело к VEGF бевацизумаб.
Поскольку железо, 2-оксоглутарат и кислород необходимы для инактивации HIF, было высказано предположение, что недостаток этих кофакторов может снизить способность гидроксилаз инактивировать HIF. Недавнее исследование показало, что в клетках с высокой активацией HIF даже в насыщенной кислородом среде происходило обратное действие путем снабжения клеток аскорбатом. Таким образом, витамин C может быть потенциальным средством лечения опухолей, индуцированных HIF.
Подавитель опухолей фон Хиппеля – Линдау взаимодействует с:
