C-Met - C-Met
с-Met , называемый также тирозин-протеинкиназы Met или фактор роста гепатоцитов рецептора ( HGFR ), представляет собой белок , который у человека кодируется MET гена . Белок обладает тирозинкиназной активностью. Первичный одноцепочечный белок-предшественник посттрансляционно расщепляется с образованием альфа- и бета-субъединиц, которые связаны дисульфидной связью с образованием зрелого рецептора.
МЕТ представляет собой рецептор тирозинкиназы с одним проходом, необходимый для эмбрионального развития, органогенеза и заживления ран. Фактор роста гепатоцитов / фактор рассеяния (HGF / SF) и его изоформа сплайсинга (NK1, NK2) являются единственными известными лигандами рецептора MET. МЕТ обычно экспрессируется клетками эпителиального происхождения, тогда как экспрессия HGF / SF ограничена клетками мезенхимального происхождения. Когда HGF / SF связывает свой родственный рецептор MET, он вызывает его димеризацию через еще не полностью изученный механизм, приводящий к его активации.
Аномальная активация МЕТ при раке коррелирует с плохим прогнозом, когда аномально активный МЕТ вызывает рост опухоли, образование новых кровеносных сосудов ( ангиогенез ), снабжающих опухоль питательными веществами, и распространение рака на другие органы ( метастазирование ). МЕТ не регулируется при многих типах злокачественных новообразований человека, включая рак почек, печени, желудка, груди и мозга. Обычно только стволовые клетки и клетки- предшественники экспрессируют МЕТ, что позволяет этим клеткам инвазивно расти, чтобы генерировать новые ткани у эмбриона или регенерировать поврежденные ткани у взрослого человека. Однако считается , что раковые стволовые клетки нарушают способность нормальных стволовых клеток экспрессировать МЕТ и, таким образом, становятся причиной персистенции рака и его распространения на другие участки тела. Как сверхэкспрессия Met / HGFR, так и его аутокринная активация за счет совместной экспрессии лиганда фактора роста гепатоцитов вовлечены в онкогенез.
Различные мутации в гене MET связаны с папиллярной карциномой почек .
Ген
Протоонкоген МЕТ ( GeneID: 4233 ) имеет общую длину 125 982 п.н. и расположен в локусе 7q31 хромосомы 7. МЕТ транскрибируется в зрелую мРНК размером 6 641 п.н., которая затем транслируется в МЕТ из 1390 аминокислот. белок.
Протеин
MET представляет собой рецепторную тирозинкиназу (RTK), которая продуцируется как одноцепочечный предшественник. Предшественник протеолитически расщепляется по сайту фурина с образованием сильно гликозилированной внеклеточной α-субъединицы и трансмембранной β-субъединицы, которые связаны между собой дисульфидным мостиком .
Внеклеточный
- Область гомологии с семафоринами (домен Sema), который включает полную α-цепь и N-концевую часть β-цепи.
- Последовательность, богатая цистеином, связанная с MET (домен MRS)
- Богатые глицином-пролином повторы (повторы GP)
- Четыре иммуноглобулиноподобные структуры (домены Ig), типичная область межбелкового взаимодействия.
Внутриклеточный
Сегмент юкстамембраны, содержащий:
- остаток серина (Ser 985), который ингибирует активность рецепторной киназы при фосфорилировании
- тирозин (Tyr 1003), который отвечает за полиубиквитинирование , эндоцитоз и деградацию МЕТ при взаимодействии с убиквитинлигазой CBL
- Домен тирозинкиназы, который опосредует биологическую активность МЕТ. После активации MET происходит трансфосфорилирование Tyr 1234 и Tyr 1235.
- С-концевая область содержит два важных тирозина (Tyr 1349 и Tyr 1356), которые вставлены в сайт стыковки мультисубстратов, способные рекрутировать нижестоящие адаптерные белки с доменами гомологии Src-2 (SH2). Сообщалось, что два тирозина сайта стыковки необходимы и достаточны для передачи сигнала как in vitro .
Путь передачи сигналов МЕТ
Активация МЕТ его лигандом HGF индуцирует каталитическую активность МЕТ-киназы, которая запускает трансфосфорилирование тирозинов Tyr 1234 и Tyr 1235. Эти два тирозина задействуют различные сигнальные преобразователи, таким образом инициируя целый спектр биологических активностей, управляемых МЕТ, известных под общим названием инвазивный рост программа. Преобразователи взаимодействуют с внутриклеточным мультисубстратным сайтом стыковки MET либо напрямую, например, GRB2 , SHC , SRC и регуляторной субъединицей p85 киназы фосфатидилинозитол-3 ( PI3K ), либо косвенно через каркасный белок Gab1.
Tyr 1349 и Tyr 1356 сайта стыковки мультисубстратов оба участвуют во взаимодействии с GAB1, SRC и SHC, тогда как только Tyr 1356 участвует в рекрутировании GRB2, фосфолипазы Cγ (PLC-γ), p85 и SHP2.
GAB1 является ключевым координатором клеточных ответов на MET и связывает внутриклеточную область MET с высокой авидностью , но с низким сродством . При взаимодействии с MET GAB1 фосфорилируется по нескольким остаткам тирозина, которые, в свою очередь, привлекают ряд сигнальных эффекторов, включая PI3K , SHP2 и PLC-γ. Фосфорилирование GAB1 с помощью MET приводит к устойчивому сигналу, который опосредует большинство нижестоящих сигнальных путей.
Активация передачи сигнала
Взаимодействие с MET активирует несколько путей передачи сигналов:
- Путь RAS опосредует HGF-индуцированные сигналы рассеяния и пролиферации , которые приводят к морфогенезу ветвления . Следует отметить, что HGF, в отличие от большинства митогенов , вызывает длительную активацию RAS и, таким образом, пролонгированную активность MAPK .
- Путь PI3K активируется двумя способами: PI3K может быть либо ниже по течению от RAS, либо он может быть задействован непосредственно через многофункциональный сайт стыковки. Активация пути PI3K в настоящее время связана с подвижностью клеток через ремоделирование адгезии к внеклеточному матриксу, а также локализованное привлечение трансдукторов, участвующих в реорганизации цитоскелета, таких как RAC1 и PAK . Активация PI3K также запускает сигнал выживания из-за активации пути AKT .
- Путь STAT вместе с устойчивой активацией MAPK необходим для индуцированного HGF морфогенеза ветвления . MET активирует фактор транскрипции STAT3 напрямую через домен SH2 .
- Путь бета-катенина , ключевой компонент пути передачи сигналов Wnt , перемещается в ядро после активации MET и участвует в регуляции транскрипции многих генов.
- Путь Notch через активацию транскрипции дельта-лиганда (см. DLL3 ).
Роль в развитии
MET опосредует сложную программу, известную как инвазивный рост. Активация МЕТ запускает митогенез и морфогенез .
Во время эмбрионального развития трансформация плоского двухслойного зародышевого диска в трехмерное тело зависит от перехода некоторых клеток от эпителиального фенотипа к веретеновидным клеткам с подвижным поведением, мезенхимальному фенотипу . Этот процесс называется эпителиально-мезенхимальным переходом (ЭМП). На более поздних этапах эмбрионального развития MET является критическим для гаструляции , ангиогенеза , миграции миобластов , ремоделирования костей и прорастания нервов среди других. MET важен для эмбриогенеза , потому что мыши MET - / - умирают внутриутробно из-за серьезных дефектов развития плаценты. Было показано, что наряду с эктодисплазином А он участвует в дифференцировке анатомических плакод, предшественников чешуек, перьев и волосяных фолликулов у позвоночных. Кроме того, МЕТ требуется для таких критических процессов, как регенерация печени и заживление ран в зрелом возрасте.
Ось HGF / MET также участвует в развитии миокарда. МРНК рецепторов HGF и MET коэкспрессируются в кардиомиоцитах от E7.5, вскоре после определения сердца, до E9.5. Транскрипты для лиганда и рецептора HGF сначала обнаруживаются до возникновения сердечных сокращений и образования петель и сохраняются на протяжении стадии образования петель, когда морфология сердца начинает формироваться. В исследованиях на птицах HGF был обнаружен в миокардиальном слое атриовентрикулярного канала на стадии развития, на которой происходит трансформация эпителия в мезенхиму (EMT) эндокардиальной подушки. Однако МЕТ не важен для развития сердца, поскольку у мышей α-MHCMet-KO наблюдается нормальное развитие сердца.
Выражение
Распределение тканей
МЕТ обычно экспрессируется эпителиальными клетками . Однако МЕТ также обнаруживается на эндотелиальных клетках , нейронах , гепатоцитах , кроветворных клетках, меланоцитах и кардиомиоцитах новорожденных. Экспрессия HGF ограничена клетками мезенхимального происхождения.
Транскрипционный контроль
Транскрипция МЕТ активируется HGF и несколькими факторами роста . Промотор MET имеет четыре предполагаемых сайта связывания для Ets , семейства факторов транскрипции, которые контролируют несколько инвазивных генов роста. ETS1 активирует транскрипцию МЕТ in vitro . Транскрипция МЕТ активируется индуцируемым гипоксией фактором 1 (HIF1), который активируется низкой концентрацией внутриклеточного кислорода. HIF1 может связываться с одним из нескольких элементов ответа на гипоксию (HRE) в промоторе MET. Гипоксия также активирует фактор транскрипции AP-1 , который участвует в транскрипции MET.
Клиническое значение
Роль в раке
Путь МЕТ играет важную роль в развитии рака через:
- активация ключевых онкогенных путей ( RAS , PI3K , STAT3 , бета-катенин );
- ангиогенез (прорастание новых кровеносных сосудов из уже существующих для снабжения опухоли питательными веществами);
- разброс (диссоциация клеток из-за продукции металлопротеиназы ), что часто приводит к метастазированию .
Скоординированное подавление как МЕТ, так и его нижестоящей эффекторной внеклеточной киназы 2 (ERK2) с помощью miR-199a * может быть эффективным в подавлении не только пролиферации клеток, но также подвижности и инвазивных способностей опухолевых клеток.
Амплификация МЕТ стала потенциальным биомаркером подтипа светлоклеточных опухолей .
Амплификация рецептора MET на клеточной поверхности часто вызывает устойчивость к терапии против EGFR при колоректальном раке .
Роль в аутизме
База данных SFARIgene перечисляет MET с оценкой аутизма 2,0, что указывает на то, что это сильный кандидат на роль в случаях аутизма. В базе данных также указано по крайней мере одно исследование, которое обнаружило роль МЕТ в случаях шизофрении . Впервые ген был вовлечен в аутизм в исследовании, которое выявило полиморфизм в промоторе гена MET. Полиморфизм снижает транскрипцию на 50%. Кроме того, был воспроизведен вариант полиморфизма риска аутизма, и было показано, что он обогащен у детей с аутизмом и желудочно-кишечными расстройствами. Обнаружена редкая мутация, которая появляется у двух членов семьи, один с аутизмом, а другой с социальным и коммуникативным расстройством. Роль рецептора в развитии мозга отличается от его роли в других процессах развития. Активация рецептора MET регулирует образование синапсов и может влиять на развитие и функцию цепей, участвующих в социальном и эмоциональном поведении.
Роль в сердечной деятельности
У взрослых мышей МЕТ требуется для защиты кардиомиоцитов путем предотвращения возрастного окислительного стресса, апоптоза, фиброза и сердечной дисфункции. Более того, ингибиторы МЕТ, такие как Кризотиниб или PF-04254644, были протестированы краткосрочным лечением на клеточных и доклинических моделях, и было показано, что они вызывают гибель кардиомиоцитов за счет продукции ROS, активации каспаз, изменения метаболизма и блокировки ионных каналов. .
В поврежденном сердце ось HGF / MET играет важную роль в кардиопротекции, способствуя выживанию (антиапоптотические и антиаутофагические) эффекты кардиомиоцитов, ангиогенезу, ингибированию фиброза, противовоспалительным и иммуномодулирующим сигналам и регенерации за счет активации сердечные стволовые клетки.
Взаимодействие с генами-супрессорами опухолей
PTEN
PTEN (гомолог фосфатазы и тензина) представляет собой ген-супрессор опухоли, кодирующий белок PTEN, который обладает зависимой от липидов и протеинфосфатазы, а также независимой от фосфатазы активностью. PTEN , протеин фосфатазы может мешать МЕТ сигнализации с помощью dephosphorylating либо PIP 3 , генерируемого PI3K , или p52 изоформы SHC . Дефосфорилирование SHC ингибирует рекрутирование адаптера GRB2 для активированного МЕТ.
ВХЛ
Имеются данные о корреляции между инактивацией гена-супрессора опухоли VHL и усилением передачи сигналов МЕТ при почечно-клеточной карциноме (ПКР), а также при злокачественных трансформациях сердца.
Лечение рака, направленное на HGF / MET
Поскольку инвазия опухоли и метастазирование являются основной причиной смерти онкологических больных, вмешательство в передачу сигналов MET представляется многообещающим терапевтическим подходом. Полный список нацеленных на HGF и MET экспериментальных терапевтических средств для онкологии, которые в настоящее время проходят клинические испытания на людях, можно найти здесь .
Ингибиторы МЕТ киназы
Ингибиторы киназ представляют собой молекулы с низкой молекулярной массой, которые предотвращают связывание АТФ с МЕТ, таким образом ингибируя трансфосфорилирование рецептора и привлечение последующих эффекторов. Ограничения ингибиторов киназ включают тот факт, что они ингибируют только киназозависимую активацию MET, и что ни один из них не является полностью специфичным для MET.
- K252a ( Fermentek Biotechnology) является стауроспорину аналог изолирован от Nocardiopsis зр. почвенные грибы , и он является мощным ингибитором всех рецепторных тирозинкиназ (RTK). При наномолярных концентрациях K252a подавляет функцию МЕТ как дикого типа, так и мутантного (M1268T).
- SU11274 ( SUGEN ) специфически ингибирует активность киназы MET и ее последующую передачу сигналов. SU11274 также является эффективным ингибитором мутантов M1268T и H1112Y MET, но не мутантов L1213V и Y1248H. Было продемонстрировано, что SU11274 ингибирует индуцированную HGF подвижность и инвазию эпителиальных и карциномных клеток.
- PHA-665752 ( Pfizer ) специфически ингибирует активность киназы MET, и было продемонстрировано, что она подавляет как HGF-зависимое, так и конститутивное фосфорилирование MET. Кроме того, некоторые опухоли, несущие амплификации МЕТ , очень чувствительны к лечению PHA-665752.
- ARQ197 (ArQule) - многообещающий селективный ингибитор МЕТ, который вошел в фазу 2 клинических испытаний в 2008 г. (не прошел фазу 3 в 2017 г.)
- Форетиниб (XL880, Exelixis) нацелен на множественные рецепторные тирозинкиназы (RTK), обладающий стимулирующими рост и ангиогенными свойствами. Основными мишенями форетиниба являются MET, VEGFR2 и KDR . Foretinib завершила 2 фазе клинических испытаний с показаниями для папиллярной карциномы почечных клеток , рака желудка и рак головы и шеи
- SGX523 (SGX Pharmaceuticals) специфически ингибирует МЕТ при низких наномолярных концентрациях.
- MP470 (SuperGen) - новый ингибитор c-KIT , MET, PDGFR , Flt3 и AXL . В 2007 году было объявлено о проведении I фазы клинических испытаний MP470.
Ингибиторы HGF
Поскольку HGF является единственным известным лигандом MET, блокирование образования комплекса HGF: MET блокирует биологическую активность MET . Для этой цели до сих пор использовались усеченный HGF, нейтрализующие антитела против HGF и нерасщепляемая форма HGF. Основным ограничением ингибиторов HGF является то, что они блокируют только HGF-зависимую активацию MET.
- NK4 конкурирует с HGF, поскольку он связывает МЕТ, не индуцируя активацию рецептора, тем самым действуя как полный антагонист . NK4 представляет собой молекулу, несущую N-концевую шпильку и четыре крингл-домена HGF. Более того, NK4 структурно похож на ангиостатины, поэтому он обладает антиангиогенной активностью.
- Нейтрализующие антитела против HGF изначально тестировались в комбинации, и было показано, что для предотвращения активации тирозинкиназы MET необходимы по крайней мере три антитела , действующих на разные эпитопы HGF . Совсем недавно было продемонстрировано, что полностью человеческие моноклональные антитела могут индивидуально связывать и нейтрализовать человеческий HGF, что приводит к регрессии опухолей на моделях мышей. В настоящее время доступны два антитела против HGF: гуманизированный AV299 (AVEO) и полностью человеческий AMG102 ( Amgen ).
- Нерастворимый HGF представляет собой сконструированную форму про-HGF, несущую единственную аминокислотную замену, которая предотвращает созревание молекулы. Нерасщепляемый HGF способен блокировать биологические ответы, вызванные MET, за счет связывания MET с высокой аффинностью и вытеснения зрелого HGF. Более того, нерасщепляемый HGF конкурирует с эндогенным про-HGF дикого типа за каталитический домен протеаз, которые расщепляют предшественники HGF. Местная и системная экспрессия нерасщепляемого HGF подавляет рост опухоли и, что более важно, предотвращает метастазирование .
Приманка МЕТ
Приманка МЕТ относится к растворимому усеченному рецептору МЕТ. Ловушки способны ингибировать активацию МЕТ, опосредованную как HGF-зависимыми, так и независимыми механизмами, поскольку ловушки предотвращают как связывание лиганда, так и гомодимеризацию рецептора МЕТ. CGEN241 ( Compugen ) представляет собой ловушку MET, которая высокоэффективна в подавлении роста опухоли и предотвращении метастазирования в моделях на животных.
Иммунотерапия, направленная на МЕТ
Лекарства, используемые для иммунотерапии, могут действовать либо пассивно, усиливая иммунологический ответ на опухолевые клетки, экспрессирующие МЕТ, либо активно, стимулируя иммунные клетки и изменяя дифференцировку / рост опухолевых клеток.
Пассивная иммунотерапия
Введение моноклональных антител (mAb) - это форма пассивной иммунотерапии. MAb облегчают разрушение опухолевых клеток за счет комплемент-зависимой цитотоксичности (CDC) и клеточно-опосредованной цитотоксичности ( ADCC ). В CDC mAb связываются со специфическим антигеном , что приводит к активации каскада комплемента , что, в свою очередь, приводит к образованию пор в опухолевых клетках. В ADCC Fab-домен mAb связывается с опухолевым антигеном , а Fc-домен связывается с Fc-рецепторами, присутствующими на эффекторных клетках ( фагоцитах и NK-клетках ), образуя таким образом мост между эффекторными и клетками-мишенями. Это вызывает активацию эффекторных клеток, что приводит к фагоцитозу опухолевой клетки нейтрофилами и макрофагами . Кроме того, NK-клетки выделяют цитотоксические молекулы, которые лизируют опухолевые клетки.
- DN30 представляет собой моноклональное антитело против MET, которое распознает внеклеточную часть MET. DN30 индуцирует как проливает от MET эктодомно , а также расщепление внутриклеточного домена, который последовательно деградирует с помощью протеаса машин. Как следствие, с одной стороны, MET инактивируется, а с другой стороны, часть внеклеточного MET препятствует активации других рецепторов MET, действуя как приманка. DN30 подавляет рост опухоли и предотвращает метастазирование в моделях на животных.
- OA-5D5 представляет собой одноэлементное моноклональное антитело против MET, которое, как было продемонстрировано, ингибирует рост ортотопической опухоли поджелудочной железы и глиобластомы и улучшает выживаемость на моделях ксенотрансплантата опухоли. OA-5D5 продуцируется как рекомбинантный белок в Escherichia coli . Он состоит из мышиных вариабельных доменов тяжелой и легкой цепей с константными доменами человеческого IgG1. Антитело конкурентно блокирует связывание HGF с MET.
Активная иммунотерапия
Активная иммунотерапия опухолей, экспрессирующих MET, может быть достигнута путем введения цитокинов , таких как интерфероны (IFN) и интерлейкины ( IL-2 ), которые запускают неспецифическую стимуляцию множества иммунных клеток. IFN были протестированы в качестве терапии многих типов рака и продемонстрировали терапевтическую эффективность. IL-2 был одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для лечения почечно-клеточного рака и метастатической меланомы, активность которых часто не регулируется.
Взаимодействия
Было показано, что Met взаимодействует с:
Смотрите также
использованная литература
дальнейшее чтение
- Перуцци Б., Боттаро Д.П. (2006). «Нацеливание на сигнальный путь c-Met при раке» . Clin. Cancer Res . 12 (12): 3657–60. DOI : 10.1158 / 1078-0432.CCR-06-0818 . PMID 16778093 .
- Birchmeier C, Birchmeier W, Gherardi E, Vande Woude GF (декабрь 2003 г.). «Метастазы, перистальтика и др.». Nat. Rev. Mol. Cell Biol . 4 (12): 915–25. DOI : 10.1038 / nrm1261 . PMID 14685170 . S2CID 19330786 .
- Чжан Ю.В., Ванде Вуде Г.Ф. (февраль 2003 г.). «Передача сигналов HGF / SF-met в контроле морфогенеза ветвления и инвазии». J. Cell. Biochem . 88 (2): 408–17. DOI : 10.1002 / jcb.10358 . PMID 12520544 . S2CID 13212355 .
- Paumelle R, Tulasne D, Kherrouche Z, Plaza S, Leroy C, Reveneau S, Vandenbunder B, Fafeur V, Tulashe D, Reveneau S (апрель 2002 г.). «Фактор роста гепатоцитов / фактор рассеяния активирует фактор транскрипции ETS1 с помощью пути передачи сигналов RAS-RAF-MEK-ERK» . Онкоген . 21 (15): 2309–19. DOI : 10.1038 / sj.onc.1205297 . PMID 11948414 .
- Comoglio PM (1993). «Структура, биосинтез и биохимические свойства рецептора HGF в нормальных и злокачественных клетках». EXS . 65 : 131–65. PMID 8380735 .
- Маулик Г., Шрикханде А., Киджима Т., Ма ПК, Моррисон П. Т., Салгия Р. (2002). «Роль рецептора фактора роста гепатоцитов, c-Met, в онкогенезе и потенциал для терапевтического ингибирования». Цитокина фактора роста Rev . 13 (1): 41–59. DOI : 10.1016 / S1359-6101 (01) 00029-6 . PMID 11750879 .
- Ма П.К., Маулик Дж., Кристенсен Дж., Салгия Р. (2003). «c-Met: структура, функции и потенциал для терапевтического ингибирования». Рак Метастазы Rev . 22 (4): 309–25. DOI : 10,1023 / A: 1023768811842 . PMID 12884908 . S2CID 23542507 .
- Кнудсен Б.С., Эдлунд М. (2004). «Рак простаты и рецептор фактора роста гепатоцитов met» . Adv. Cancer Res . Достижения в исследованиях рака. 91 : 31–67 . DOI : 10.1016 / S0065-230X (04) 91002-0 . ISBN 978-0-12-006691-9. PMID 15327888 .
- Дхармавардана П.Г., Джубеллино А., Боттаро Д.П. (2004). «Наследственный папиллярный рак почки I типа» . Curr. Мол. Med . 4 (8): 855–68. DOI : 10.2174 / 1566524043359674 . PMID 15579033 .
- Кемп Л.Е., Маллой Б., Герарди Э. (2006). «Передача сигналов HGF / SF и Met: роль корецепторов гепарансульфата». Biochem. Soc. Пер . 34 (Pt 3): 414–7. DOI : 10.1042 / BST0340414 . PMID 16709175 .
внешние ссылки
- Протоонкоген + белки + c-met в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- UniProtKB / Swiss-Prot, запись P08581: MET_HUMAN , сервер протеомики ExPASy (Expert Protein Analysis System) Швейцарского института биоинформатики (SIB)
- Таблица со ссылками на значительные роли MET при раке
- Расположение генома человека MET и страница сведений о гене MET в браузере генома UCSC .
