Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
ĐỘT BIẾN GEN CDH1

ĐỘT BIẾN GEN CDH1

Tải bản đầy đủ - 0trang

19



protein đứng trước EC1. Trong khi đó miền nội bào là nơi là E-cadherin gắn

với β-catenin. E-cadherin thường không biểu hiện cấu trúc chức năng cuối

cùng nếu không được bắt cặp với cấu phần β-catenin tương ứng [37].



Hình 4. Cấu trúc của phân tử E-cadherin.

5 vùng của E-cadherin được kí hiệu bằng số trên hình. Chuỗi β-catenin

được hiển thị bằng màu xám (chuỗi H1, H2 và vòng lặp) và xanh (H3)

3.4. Chức năng của gen CDH1

CDH1 mã hóa một glycoprotein xuyên màng là E-cadherin. E-cadherin

là thành viên của gia đình Cadherin, gồm các gen mã hóa cho các phân tử

bám dính tế bào phụ thuộc canxi, chúng đều là các glycoprotein xuyên màng

[38]. E-cadherin gồm một miền ngoại bào lớn gồm 5 tiểu phần đi đôi cùng

nhau, một miền tế bào chất ngắn và một phân đoạn xuyên màng đơn, tương

tác với actin cytoskeleton thông qua các phân tử α-, β- và γ- catenins [39, 40].

Ở phía tế bào chất của màng tế bào, một bó sợi actin được liên kết với các

phân tử E-cadherin thông qua một phức hợp protein, phức hợp này gồm: αcatenin và β- hoặc γ- catenins. β- và γ- catenins chia sẻ tương đồng đáng kể



20



và liên kết với một miền cụ thể tại E-cadherin C. α- catenin liên kết với βhoặc γ- catenin và actin cytoskeleton (hình 5).



Hình 5: Vị trí của E-cadherin và vai trò trong kết dính tế bào [41]

CM: Màng tế bào; ED: Miền ngoại bào; ID: Miền nội bào;

AC: Actin cytoskeleton; AJ: Nối tiếp; 1: β- catenin; 2: α- catenin; 3:

p120

Trong ung thư dạ dày, E-cadherin đóng vai trò quan trọng trong nhiều

chức năng của tế bào như biệt hóa, tăng sinh, phát triển, di động và chết của tế

bào (hình 6) [42]. Các chức năng này được thể hiện thơng qua các con đường

như WNT, Rho GTPases, EGFR…



Hình 6: Các con đường sinh ung thư liên quan đến E-cadherin [42]



21



3.5. Cơ chế gây bệnh liên quan đến gen CDH1 và E-cadherin

3.5.1. Vai trò của E-cadherin trong tế bào bình thường

E-cadherin là một trong những phân tử quan trọng giúp tạo sự kết dính

các tế bào. E-cadherin được coi như thành phần chính của chỗ nối tiếp xúc

(AJ), là trung gian kết dính homotypic mạnh mẽ giữa các tế bào biểu mơ cạnh

nhau, qua đó bảo vệ tính tồn vẹn của hàng rào tế bào biểu mô. Phân tử Ecadherin chứa một miền ngoại bào (ectodomain - EC) bao gồm 5 tiểu phần

(EC 1 – 5), một vùng xuyên màng và đi tế bào chất [43]. Việc duy trì hàng

rào biểu mô là một chức năng khác của E-cadherin, ngăn chặn các tác nhân

độc hại xâm nhập vào nội bào.

Bên cạnh chức năng kết dính tế bào, vai trò của E-cadherin và liên quan

của nó là catenin còn được thể hiện trong con đường truyền tín hiệu. Cadherin

khơng điều chỉnh độ bám dính mà còn có thể gửi tín hiệu điều chỉnh một số

quá trình của tế bào như xâm nhập, tăng sinh và biệt hóa tế bào [38]. Con

đường truyền tín hiệu WNT (Còn gọi là Wingless) gần đây được phát hiện là

có liên quan đến E-Cadherin, có thể được coi là một trong những loại chuyển

tải tín hiệu đáng chú ý nhất liên quan đến quá trình bám dính của tế bào.

Trong các tế bào của động vật có xương sống, nó điều hòa sự tương tác giữa

tế bào với tế bào trong q trình tạo phơi. Có thể hiểu protein WNT liên kết

với thụ thể trên bề mặt tế bào, thông qua một số thành phần trong bào tương,

tín hiệu được chuyển thành β- catenin, sau đó đi vào hạt nhân và trở thành

một phức hợp với TCF để kích hoạt phiên mã gen mục tiêu của WNT [38].

Các gen mục tiêu của WNT, cùng với các thành phần khác nhau của con

đường truyền tín hiệu WNT đều đã được chứng minh có liên quan đến ung

thư [44].

3.5.2. Vai trò điều chỉnh tế bào của E-cadherin trong ung thư



22



Việc kiểm sốt độ bám dính và tính di động của tế bào là một trong

những cơ chế quan trọng trong quá trình tạo thành và tiến triển của khối u.

Suy giảm chức năng của E-cadherin gây giảm khả năng bám dính của tế bào,

con đường truyền tín hiệu tăng sinh gây nên những hình thái bất thường về

cấu trúc của biểu mô, mất phân cực tế bào dẫn dến sự xâm lấn ra các mô xung

quanh.

E-cadherin là một protein ức chế khối u nổi bật. Mất biểu hiện của Ecadherin cùng với q trình chuyển đổi biểu mơ – trung mơ (EMT), xảy ra

thường xun trong q trình phát triển và di căn của ung thư [45]. Mất Ecadherin gây mất kết dính tế bào - tế bào, cho phép các tế bào tách khỏi khối

u chính, xâm nhập vào các mô xung quanh và di chuyển đến các tổ chức ở xa.

Tuy nhiên, trong một số trường hợp ung thư biểu mô vẫn di căn xa mặc dù

chức năng của E-cadherin bình thường và quá trình biến đổi biểu mô – trung

mô không bắt buộc là do di căn gây nên. Trên thực tế đã phát hiện các cụm tế

bào khối u di căn tự do trong máu với tiền thân là khối ung thư vú [46]. Hơn

nữa, E-cadherin tham gia vào quá trình di chuyển của tế bào bất thường cùng

các tế bào khác, tạo thuận lợi cho quá trình xâm lấn và di căn xa.

3.5.3. Vai trò của E-cadherin ở trạng thái hoạt động trong di căn

Con đường Rho GTPase, đặc biệt là thông qua protein Cdc42, Rac1 và

Rho A, là con đường quan trọng trong cơ chế di căn của tế bào ung thư (hình

7,8).



23



Hình 7. Mối liên quan giữa Rho-GTPase và [47]

Protein Cdc42 có liên quan với filopodia, một cấu trúc giàu actin, có khả

năng cảm nhận tín hiệu và quyết định hướng di chuyển của tế bào. Protein

Rac gắn vào cấu trúc giàu actin khác là lamellipodia trong khi Protein Rho

gây mất phân cực biểu mô ở tế bào u lành và đóng vai trò quan trọng trong

q trình chuyển đổi biểu mô – trung mô (EMT) ở những ung thư ác tính hơn

(hình 8). Ba protein này tạo ra liên kết giữa tế bào và cấu trúc ngoài tế bào

qua integrin [47]. Sự thay đổi của tín hiệu điều hòa hệ Rho GTPase có thể tác

động đến khả năng di chuyển, xâm lấn và di căn, thậm chí là cả tăng sinh tế

bào [48]. Tuy nhiên, cơ chế kết nối giữa hệ này và E-cadherin vẫn cần nghiên

cứu thêm [47-49].



24



Hình 8. Cấu trúc di động của tế bào [50]

Gần đây, các nhà nghiên cứu đang chú ý tới sự tương tác giữa phức hợp

E-cadherin/catenin và EGFR như một trục tín hiệu trong q trình sinh ung

thư. E-cadherin ức chế tín hiệu của EGFR, một chất bình thường gây mất kết

dính tế bào làm tăng khả năng di động và xâm lấn. Nếu được hoạt hóa, EGFR

sẽ phosphoryl hóa E-cadherin gắn với β-catenin, γ-catenin và δ-catenin 1, gây

mất ổn định cấu trúc này. Đột biến sai nghĩa ở gen CDH1 làm ảnh hưởng đến

vùng ngoại bào của E-cadherin, gây mất ức chế EGFR và xuất hiện di căn.



25



Hình 9. Tương tác giữa E-cadherin/catenin–EGFR ở biểu mô. Mất tương tác

giữa E-cadherin–EGFR tăng hoạt hóa con đường PI3K, c-Src và MAPK

kinase và làm bất ổn định phức hợp [51]

3.5.4. Vai trò của E-cadherin trong quá trình sinh ung thư

Các nghiên cứu đã chứng minh vai trò của E-cadherin trong ung thư

khơng chỉ giới hạn ở việc hình thành và di căn, mà nó còn có vai trò trong

việc điều chỉnh tín hiệu nội bào và do đó thúc đẩy sự phát triển của khối u. Sự

kết dính tế bào với tế bào qua trung gian có thể ảnh hưởng đến đường dẫn tín

hiệu Wnt [52]. β-catenin (cũng như γ-catenin) thường được hấp thụ bởi các

cadherin trong phức hợp catherin cadherin. Khi mất chức năng của Ecadherin, β-catenin tự do thường được phosphoryl hóa bởi glycogen synthase

kinase 3β (GSK-3β) trong phức hợp polyposis coli adenomatous (APC) –

axin – GSK-3β và sau đó bị phân hủy bởi con đường ubiquitin–

proteasome,con đường này góp phần hạn chế hậu quả của đột biến CDH1, và

phần nào hạn chế nguy cơ hình thành khối u. Các khối u có thể hình thành khi

gen ức chế khối u APC bị mất chức năng, đột biến β-catenin hoặc ức chế



26



GSK-3β qua con đường Wnt dẫn đến sự ổn định của β-catenin trong tế bào

chất. β-catenin sau đó chuyển thành hạt nhân, liên kết với các thành viên của

họ Tcf/Lef-1 của các nhân tố phiên mã và điều chỉnh sự biểu hiện của các gen

Tcf/Lef-1-target, bao gồm proto – oncogene c – myc và cyclin D1. Ngoài ra

các nghiên cứu gần đây về ung thư dạ dày gia đình cho thấy rằng E-cadherin

cũng có thể hoạt động ở giai đoạn sớm hơn trong quá trình phát triển của khối

u.



Hình 10: Phức hợp cadherin-catenin và protein APC. Trong trường hợp

khơng có tín hiệu Wnt-1, có sự hiện diện của GSK, β-catenin (β-cat) được

liên kết với cadherin hoặc protein APC.

3.5.5. Cơ chế báo hiệu của tín hiệu Wnt

Cơ chế gây ung thư của Wnt đã được tìm ra cách đây hơn 18 năm, nhờ

đó đã thúc đẩy nhiều nghiên cứu về vai trò của các gen Wnt trong ung thư ở

người [53]. Mặc dù Wnt là chất gây ung thư nguyên mẫu trong con đường

này, chưa có bằng chứng chính thức nào về ung thư ở lồi người được ghi

nhận. Đã có rất nhiều báo cáo về biểu hiện quá mức của gen mã hóa Wnt

nhưng cũng có bằng chứng khơng chỉ ra điều này, nên mức biểu hiện của

mRNA chỉ đơn thuần là mối tương quan. Các bằng chứng thuyết phục hơn về



27



sự khuếch đại, sắp xếp lại, các đột biến gen mã hóa Wnt hoặc các thụ thể của

nó cũng chưa được đưa ra.



Hình 11. Oncogenes và ức chế khối u trong con đường tín hiệu wnt.

Các dòng kết thúc bằng mũi tên hoặc các thanh chỉ ra tác dụng kích hoạt

hoặc ức chế. Màu xanh lá cây và màu đỏ tương ứng là tiền chất sinh ung thư

và ức chế khối u.

Tín hiệu được khởi xướng bởi các protein wnt bí mật, liên kết với một

lớp các thụ thể xuyên màng được mã hóa bởi các gen bị xáo trộn [54]. Sự

kích hoạt của thụ thể dẫn đến sự phosphoryl hóa của protein thông qua sự liên

kết với axin, ngăn cản glycogen synthase kinase 3β (GSK3β) phosphoryl hóa

các chất nền quan trọng. Các chất nền GSK3β bao gồm bộ điều chỉnh axin, APC

và β-catenin [55].



28



Hình 12: Cơ chế cho việc truyền tín hiệu wnt

Trong trường hợp khơng có tín hiệu wnt (-wnt) thì GSK3β phosphoryl

APC và axin, làm tăng ái lực liên kết của chúng với β-catenin, đánh dấu nó để

phá diệt. Nếu có sự hiện diện của wnt (+wnt) FRAT ngăn GSK3β phosphoryl

hóa chất nền của nó và β-catenin được ổn định.

3.6. Biểu hiện kiểu hình của gen CDH1

Gen CDH1 đã được chứng minh là có liên quan đến các bệnh lý trong

q trình phát triển phơi như sứt mơi, hở hàm ếch và các bệnh lý ác tính như

ung thư nội mạc tử cung, ung thư vú gia đình, ung thư dạ dày lan tỏa di

truyền, ung thư tiền liệt tuyết và u buồng trứng…

3.7. Phương pháp phân tích gen CDH1



29



3.7.1. Tổng quan các phương pháp phân tích, cách tiếp cận chẩn đốn gen

CDH1

Để chẩn đốn được bệnh thì bên cạnh yếu tố lâm sàng, cần những công

cụ sinh học phân tử (SHPT) để xác định chính xác các bất thường của hệ gen

nói chung và gen CDH1 nói riêng. Phát hiện đột biến gen CDH1 và nguyên

nhân gây bệnh CDH1 cần cách tiếp cận đa mô thức và vẫn chưa có giải pháp

tối ưu để đánh giá tổng thể [56, 57]. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm

riêng, tùy từng trường hợp mà có thể đánh giá lựa chọn phương pháp phù

hợp. Các yếu tố cần được cân nhắc để đánh giá là khả năng áp dụng và hạn

chế của các phương pháp phân tích, khả năng kinh tế, tính chất của nghiên

cứu... Ngồi ra, do u cầu của từng cách tiếp cận và đặc điểm của từng

nghiên cứu mà ngay từ khâu lựa chọn mô bệnh học đã có những lưu ý nhất

định để có thể nghiên cứu các đột biến.

Cách tiếp cận cơ bản để phát hiện các trường hợp có thể có đột biến gen

CDH1 có thể tham khảo biểu đồ 1. Đối tượng là những người thân của bệnh

nhân và chính những bệnh nhân được chẩn đoán HDGC bằng Hướng dẫn

đồng thuận của IGCLC [6]. Những đối tượng này sẽ được tiến hành tư vấn và

sàng lọc gen CDH1. Các phương pháp có thể sử dụng có thể chỉ là PCR và

sequencing thơng thường, nhưng cũng có thể cần phối hợp với các phương

pháp khác mới hơn với như MLPA, quatitative PCR (qPCR), RT-PCR,

multiplex sequencing, pyrosequencing, bisulfite sequencing … Những trường

hợp phát hiện đột biến gen sẽ cần phải đánh giá loại đột biến là sai nghĩa hay

mất đoạn. Các trường hợp gây đột biến mất đoạn thì đều là những người có

nguy cơ cao mắc bệnh và cần những biện pháp theo dõi và điều trị dự phòng

dựa theo khuyến cáo [6]. Những người có đột biến sai nghĩa thì cần xác định

khả năng gây bệnh của đột biến theo phân độ của trường Cao đẳng về Gen và

hệ Gen Hoa Kỳ và Hiệp hội Bệnh học phân tử [58].



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

ĐỘT BIẾN GEN CDH1

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×