TP53, RB1, CDKN2A и MDM2: сравнение путей опухолесупрессора

Две связанные системы, а не один линейный путь

Система RB отвечает, должна ли клетка пройти точку рестрикции G1 и совершить репликацию ДНК. Митогенная передача сигналов активирует комплексы циклин D-CDK4/6, которые фосфорилируют белки семейства RB и обеспечивают E2F-зависимую транскрипцию S-фазы. p16INK4a, кодируемый CDKN2A, сдерживает CDK4/6 и, следовательно, помогает поддерживать активность RB.

Система р53 организована вокруг стресса. Повреждение ДНК, активация онкогена и другие сигналы могут стабилизировать р53, что затем изменяет транскрипцию генов, участвующих в аресте, репарации, старении или апоптозе. MDM2 ограничивает численность и активность p53, тогда как p14ARF — второй продукт CDKN2A — может сдерживать MDM2 в условиях онкогенного стресса. Системы пересекаются при контроле клеточного цикла, но остаются биологически различными.

TP53: результат должен интерпретироваться классом варианта

Миссенс-точка TP53 может продуцировать стабильный белок со сниженным связыванием с ДНК и, в некоторых случаях, с доминантно-негативным действием на р53 дикого типа. Бессмыслица, сдвиг рамки или изменение сплайсинга могут уменьшить или устранить белок. Делеция и копировально-нейтральная потеря гетерозиготности снова создают разные конфигурации аллелей. Их не следует объединять в одно универсальное «p53-негативное» состояние.

Патогенный вариант TP53 зародышевой линии поднимает вопросы о наследственном риске, связанном с синдромом Ли-Фраумени; обнаружение только TP53 в опухоли обычно является соматическим биомаркером и само по себе не позволяет диагностировать наследственный синдром. Иммуногистохимия р53 может помочь в интерпретации патологии, но не может идентифицировать каждый генотип. Таким образом, исходный отчет, образец и контекст «зародышевая линия против соматического» находятся рядом с символом гена.

RB1: Эффектор точки ограничения нисходящего потока

Гипофосфорилированный pRb связывает белки-активаторы E2F и рекрутирует регуляторы хроматина, которые репрессируют гены S-фазы. Фосфорилирование циклина-CDK меняет контроль RB-семейства, когда клетки входят в цикл. Утрата биаллельного RB1 удаляет этот нижестоящий эффектор; Таким образом, предшествующее ингибирование CDK4/6 может иметь меньшую способность восстанавливать RB-опосредованный арест, когда не остается функционального pRb.

Этот механизм не позволяет сделать вывод о решении о лечении на основе одного вызова номера копии. Клональность, метод анализа, экспрессия белка, статус родственных карманных белков и специфичные для опухоли данные — все это имеет значение. RB1 также способствует дифференцировке, стабильности хромосом и другим процессам, выходящим за рамки простого включения/выключения G1.

CDKN2A является мостиком, поскольку он кодирует два белка

CDKN2A использует разные первые экзоны и рамки считывания для кодирования p16INK4a и p14ARF. p16INK4a связывает CDK4/6 и поддерживает тормоз RB. p14ARF взаимодействует с системой p53–MDM2. Широкая делеция 9p21 может удалять оба продукта, а иногда и соседние гены, тогда как метилирование промотора или вариант последовательности могут влиять на них по-разному.

Такое расположение генома объясняет, почему фраза «потеря CDKN2A» является неполной без типа изменения. Это также объясняет, почему CDKN2A не может быть отнесен исключительно к пути p53 или RB: локус соединяется с обоими через отдельные белки без общей аминокислотной последовательности.

MDM2 является онкогенным регулятором, а не супрессором опухоли

MDM2 связывает домен трансактивации р53, способствует убиквитинированию р53 и ограничивает р53-зависимую транскрипцию. Таким образом, амплификация MDM2 может подавлять программу p53 дикого типа без изменения кодирующей последовательности TP53. p53 также активирует транскрипцию MDM2, создавая петлю отрицательной обратной связи, которая обычно помогает остановить реакцию на стресс.

Гипотеза об ингибиторе MDM2 обычно зависит от сохранения функционального р53; это не способ восстановить каждый мутантный белок p53. Клинические данные, токсичность и регуляторный статус зависят от агента и заболевания. Сравнение полезно с механистической точки зрения, поскольку изменение TP53 и амплификация MDM2 могут сходиться в снижении выработки p53 посредством различных молекулярных событий.

Как прочитать эти результаты вместе

Начните с типа изменения и состояния аллеля, затем спросите, выход какого белка затронут. Мутация TP53, потеря биаллели RB1, делеция CDKN2A и амплификация MDM2 не взаимозаменяемы, даже если все они способствуют выходу из клеточного цикла. Совместные изменения могут влиять на обе системы и могут отражать клональную эволюцию, а не одно-единственное исходное событие.

Далее отделяют биологию опухоли от наследственного риска. TP53 и RB1 могут быть вовлечены в наследственные синдромы, когда патогенный вариант является зародышевым, тогда как большинство обнаружений опухолей являются приобретенными. Панель только для опухолей не позволяет автоматически установить наследование. Наконец, держите заявления о лечении внутри доказательств, специфичных для опухоли; логика путей может генерировать гипотезу, но не может установить пользу для человека.

Ключевые выводы

• ·TP53 координирует реакции на стресс; RB1 напрямую ограничивает E2F-зависимый вход в клеточный цикл.
• ·CDKN2A соединяет системы посредством двух различных белков: p16INK4a и p14ARF.
• ·MDM2 является онкогенно-негативным регулятором р53, а не супрессором опухоли.
• ·Тип изменения, состояние аллеля, образец и происхождение опухоли имеют большее значение, чем общий ярлык «измененный путь».
• ·Данные только об опухолях и зародышевых клетках отвечают на разные вопросы, а механизм пути сам по себе не определяет пользу лечения.