Циклиновая ось D-CDK4/6-RB: как клетки вступают в цикл деления

От сигнала роста к циклину D-типа

Митогенная передача сигналов через пути RAS-MAPK и PI3K увеличивает транскрипцию и стабильность циклинов D-типа (циклин D1, D2 и D3). Циклины D-типа недолговечны, поэтому их уровень точно соответствует силе сигнала роста, что делает их реостатом для входа в клеточный цикл.

Обмен циклина D частично контролируется убиквитинлигазой CRL4-AMBRA1. Мутации «горячих точек», которые стабилизируют циклин D, или потеря AMBRA1, повышают уровни циклина D и могут снизить чувствительность к ингибиторам CDK4/6.

Активация CDK4 и CDK6

Циклины D-типа связывают и активируют CDK4 и CDK6. Активный комплекс начинает фосфорилировать белок ретинобластомы, а также изолирует ингибиторы CIP/KIP p21 и p27, высвобождая циклин E-CDK2 для завершения фосфорилирования RB.

CDK4 амплифицируется при некоторых саркомах (часто наряду с MDM2), а CDK6 сверхэкспрессируется при некоторых лейкозах и лимфомах. Любое событие увеличивает активность киназы по отношению к RB.

Тормоза INK4 и CIP/KIP

Два семейства ингибиторов сдерживают ось. Белки INK4 (p16INK4a из CDKN2A, а также p15, p18, p19) напрямую связывают CDK4/6 и блокируют ассоциацию циклина D. Белки CIP/KIP (p21, p27, p57) обладают более сложными, зависящими от концентрации эффектами в комплексах CDK-циклин.

Гомозиготная делеция или метилирование промотора CDKN2A удаляет p16 и является одним из наиболее частых событий при раке человека, функционально имитируя гиперактивацию CDK4/6.

Фосфорилирование RB и высвобождение E2F

В своем активном гипофосфорилированном состоянии RB связывает факторы транскрипции E2F и рекрутирует хроматин-репрессивные комплексы для подавления генов S-фазы. Прогрессивное фосфорилирование с помощью CDK4/6, а затем CDK2 инактивирует RB, высвобождая E2F и стимулируя экспрессию циклина E, факторов репликации ДНК и ферментов синтеза нуклеотидов.

Потеря биаллельного RB1 делает клетку в значительной степени независимой от вышестоящей активности CDK4/6. Обычно ожидается, что опухоли без функционального RB не будут реагировать на ингибиторы CDK4/6, поэтому статус RB имеет центральное значение для интерпретации этого пути.

Как ось считывается в отчете

Отчет может показывать амплификацию CCND1 или CDK4/CDK6, потерю CDKN2A или изменение RB1. Они не взаимозаменяемы: они находятся в разных точках пути и по-разному влияют на действующие на них лекарства.

Вызов количества копий также зависит от чистоты опухоли и дизайна анализа, а потеря белка RB, обнаруженная с помощью иммуногистохимии, не идентична варианту последовательности RB1. Точное открытие и метод должны сопровождать результат.

Ключевые выводы

• ·Сигналы роста повышают уровень циклинов D-типа, активируя CDK4/6 для инактивации RB и высвобождения E2F.
• ·Потеря CDKN2A, амплификация CDK4/6 или циклина D, а также потеря RB1 нарушают ось по разным механизмам.
• ·Активность ингибитора CDK4/6 обычно зависит от интактного RB.
• ·Метод и контекст опухоли являются частью любого результата по циклину, CDK или RB.