C-Met - C-Met

SPOTKAŁ
Dostępne konstrukcje
WPB Wyszukiwanie ortologów : PDBe RCSB
Identyfikatory
Skróty MET , protoonkogen MET, receptorowa kinaza tyrozynowa, AUTS9, HGFR, RCCP2, c-Met, DFNB97, OSFD
Identyfikatory zewnętrzne OMIM : 164860 MGI : 96969 HomoloGene : 206 GeneCards : MET
Ortologi
Gatunek Człowiek Mysz
Entrez
Zespół
UniProt
RefSeq (mRNA)

NM_000245
NM_001127500
NM_001324401
NM_001324402

NM_008591

RefSeq (białko)

NP_000236
NP_001120972
NP_001311330
NP_001311331

nie dotyczy

Lokalizacja (UCSC) Chr 7: 116,67 – 116,8 Mb Chr 6: 17.46 – 17.57 Mb
Wyszukiwanie w PubMed
Wikidane
Wyświetl/edytuj człowieka Wyświetl/edytuj mysz

c- Met , zwana także kinazą tyrozynowo- białkową Met lub receptorem czynnika wzrostu hepatocytów ( HGFR ) jest białkiem , które u ludzi jest kodowane przez gen MET . Białko posiada aktywność kinazy tyrozynowej . Pierwotne jednołańcuchowe białko prekursorowe jest cięte potranslacyjnie, aby wytworzyć podjednostki alfa i beta, które są połączone mostkami dwusiarczkowymi, tworząc dojrzały receptor.

MET to jednoprzebiegowy receptor kinazy tyrozynowej niezbędny do rozwoju embrionalnego, organogenezy i gojenia ran. Czynnik wzrostu hepatocytów/czynnik rozproszenia (HGF/SF) i jego izoforma splicingowa (NK1, NK2) są jedynymi znanymi ligandami receptora MET. MET jest normalnie wyrażana przez komórki pochodzenia nabłonkowego , podczas gdy ekspresja HGF/SF jest ograniczona do komórek pochodzenia mezenchymalnego . Gdy HGF/SF wiąże się ze swoim pokrewnym receptorem MET, indukuje jego dimeryzację poprzez nie do końca poznany mechanizm prowadzący do jego aktywacji.

Nieprawidłowa aktywacja MET w raku koreluje ze złym rokowaniem, gdzie nienormalnie aktywna MET wyzwala wzrost guza, tworzenie nowych naczyń krwionośnych ( angiogeneza ), które dostarczają guzowi składników odżywczych i rak rozprzestrzenia się na inne narządy ( przerzuty ). MET ulega deregulacji w wielu typach ludzkich nowotworów złośliwych, w tym rakach nerek, wątroby, żołądka, piersi i mózgu. Zwykle tylko komórki macierzyste i komórki progenitorowe wyrażają MET, co pozwala tym komórkom na inwazyjny wzrost w celu wygenerowania nowych tkanek w zarodku lub regeneracji uszkodzonych tkanek u osoby dorosłej. Uważa się jednak, że rakowe komórki macierzyste przejmują zdolność normalnych komórek macierzystych do ekspresji MET, a tym samym stają się przyczyną utrzymywania się raka i rozprzestrzeniania się na inne miejsca w organizmie. Zarówno nadekspresja Met/HGFR, jak i jego autokrynna aktywacja przez koekspresję jego ligandu czynnika wzrostu hepatocytów, powiązano z onkogenezą.

Różne mutacje w genie MET są związane z rakiem brodawkowatym nerki .

Gen

Protoonkogen MET ( GeneID: 4233 ) ma całkowitą długość 125 982 pz i jest zlokalizowany w locus 7q31 chromosomu 7. MET ulega transkrypcji do dojrzałego mRNA o długości 6 641 pz, które następnie ulega translacji do 1390 aminokwasów MET białko.

Białko

Schematyczna struktura białka MET

MET to receptorowa kinaza tyrozynowa (RTK), która jest produkowana jako jednołańcuchowy prekursor. Prekursor jest cięty proteolitycznie w miejscu furyny z wytworzeniem wysoce glikozylowanej zewnątrzkomórkowej podjednostki α i transbłonowej podjednostki β, które są połączone mostkiem dwusiarczkowym .

Zewnątrzkomórkowy

  • Region homologii do semaforyn (domena Sema), który obejmuje pełny łańcuch α i N-końcową część łańcucha β
  • Bogata w cysteinę sekwencja związana z MET (domena MRS)
  • Powtórzenia bogate w glicynę prolinę (powtórzenia GP)
  • Cztery struktury podobne do immunoglobulin (domeny Ig), typowy region interakcji białko-białko.

Wewnątrzkomórkowy

Segment Juxtamembrane, który zawiera:

  • reszta serynowa (Ser 985), która hamuje aktywność kinazy receptorowej po fosforylacji
  • tyrozyna (Tyr 1003), która jest odpowiedzialna za poliubikwitynację MET , endocytozę i degradację po interakcji z ligazą ubikwitynową CBL
  • Domena kinazy tyrozynowej, która pośredniczy w aktywności biologicznej MET. Po aktywacji MET transfosforylacja zachodzi na Tyr 1234 i Tyr 1235
  • Region C-końcowy zawiera dwie kluczowe tyrozyny (Tyr 1349 i Tyr 1356), które są wstawione do wielosubstratowego miejsca dokowania, zdolnego do rekrutacji późniejszych białek adaptorowych z domenami homologii Src-2 (SH2). Doniesiono , że dwie tyrozyny miejsca dokowania są konieczne i wystarczające do przekazywania sygnału zarówno in vitro .

Ścieżka sygnalizacyjna MET

Kompleks sygnalizacyjny MET

Aktywacja MET przez jego ligand HGF indukuje aktywność katalityczną kinazy MET, która wyzwala transfosforylację tyrozyn Tyr 1234 i Tyr 1235. Te dwie tyrozyny angażują różne przetworniki sygnału, inicjując w ten sposób całe spektrum aktywności biologicznych napędzanych przez MET, łącznie znane jako wzrost inwazyjny program. Przetworniki oddziałują z wewnątrzkomórkowym wielosubstratowym miejscem dokowania MET albo bezpośrednio, takim jak GRB2 , SHC , SRC i podjednostka regulatorowa p85 kinazy fosfatydyloinozytolu-3 ( PI3K ), albo pośrednio poprzez białko rusztowania Gab1

Tyr 1349 i Tyr 1356 wielosubstratowego miejsca dokowania są zaangażowane w interakcję z GAB1, SRC i SHC, podczas gdy tylko Tyr 1356 jest zaangażowany w rekrutację GRB2, fosfolipazy C γ (PLC-γ), p85 i SHP2.

GAB1 jest kluczowym koordynatorem odpowiedzi komórkowych na MET i wiąże region wewnątrzkomórkowy MET z wysoką awidnością , ale niskim powinowactwem . Po interakcji z MET, GAB1 ulega fosforylacji na kilku resztach tyrozyny, które z kolei rekrutują szereg efektorów sygnałowych, w tym PI3K , SHP2 i PLC-γ. Fosforylacja GAB1 przez MET skutkuje trwałym sygnałem, który pośredniczy w większości dalszych ścieżek sygnałowych.

Aktywacja transdukcji sygnału

Zaangażowanie MET aktywuje wiele ścieżek transdukcji sygnału :

  • Szlak RAS pośredniczy w indukowanych przez HGF sygnałach rozpraszania i proliferacji , które prowadzą do morfogenezy rozgałęzień . Warto zauważyć, że HGF, inaczej niż większość mitogenów , indukuje trwałą aktywację RAS, a tym samym przedłużoną aktywność MAPK .
  • Ścieżka PI3K jest aktywowana na dwa sposoby: PI3K może znajdować się za RAS lub może być rekrutowana bezpośrednio przez wielofunkcyjne miejsce dokowania. Aktywacja szlaku PI3K jest obecnie związana z ruchliwością komórek poprzez przebudowę adhezji do macierzy zewnątrzkomórkowej, jak również zlokalizowaną rekrutację przetworników zaangażowanych w reorganizację cytoszkieletu, takich jak RAC1 i PAK . Aktywacja PI3K wyzwala również sygnał przeżycia z powodu aktywacji szlaku AKT .
  • Szlak STAT wraz z trwałą aktywacją MAPK jest niezbędny do wywołanej przez HGF morfogenezy rozgałęzień . MET aktywuje czynnik transkrypcyjny STAT3 bezpośrednio przez domenę SH2 .
  • Szlak beta-kateniny , kluczowy element szlaku sygnałowego Wnt , przemieszcza się do jądra po aktywacji MET i uczestniczy w regulacji transkrypcji wielu genów.
  • Szlak Notch , poprzez transkrypcyjną aktywację ligandu Delta (patrz DLL3 ).
Wzajemne oddziaływanie między szlakami sygnałowymi MET, beta kateniną, Wnt i Notch

Rola w rozwoju

MET pośredniczy w złożonym programie znanym jako wzrost inwazyjny. Aktywacja MET wyzwala mitogenezę i morfogenezę .

Podczas rozwoju embrionalnego transformacja płaskiego, dwuwarstwowego krążka zarodkowego w ciało trójwymiarowe zależy od przejścia niektórych komórek z fenotypu nabłonkowego do komórek wrzecionowatych o zachowaniu ruchliwym, o fenotypie mezenchymalnym . Proces ten jest określany jako przejście nabłonkowo-mezenchymalne (EMT). Później w rozwoju embrionalnym MET ma kluczowe znaczenie między innymi w gastrulacji , angiogenezie , migracji mioblastów , przebudowie kości i kiełkowaniu nerwów . MET ma zasadnicze znaczenie dla embriogenezy , ponieważ myszy MET −/− umierają w macicy z powodu poważnych wad rozwoju łożyska. Wykazano , że wraz z ektodysplazą A bierze udział w różnicowaniu anatomicznych plakodów, prekursorów łusek, piór i mieszków włosowych u kręgowców. Ponadto MET jest wymagany w tak krytycznych procesach, jak regeneracja wątroby i gojenie się ran w wieku dorosłym.

Oś HGF/MET bierze również udział w rozwoju mięśnia sercowego. Zarówno mRNA receptora HGF, jak i MET ulegają koekspresji w kardiomiocytach od E7.5, wkrótce po ustaleniu stanu serca, do E9.5. Transkrypty dla liganda i receptora HGF są najpierw wykrywane przed wystąpieniem bicia serca i zapętlania się i utrzymują się przez cały etap zapętlania, kiedy morfologia serca zaczyna się rozwijać. W badaniach na ptakach HGF wykryto w warstwie mięśnia sercowego kanału przedsionkowo-komorowego, w stadium rozwojowym, w którym zachodzi przemiana nabłonka w mezenchymę (EMT) poduszki wsierdzia. Jednak MET nie ma zasadniczego znaczenia dla rozwoju serca, ponieważ myszy α-MHCMet-KO wykazują prawidłowy rozwój serca.

Wyrażenie

Dystrybucja tkanek

MET jest normalnie wyrażany przez komórki nabłonkowe . Jednak MET znajduje się również na komórkach śródbłonka , neuronach , hepatocytach , komórkach krwiotwórczych , melanocytach i kardiomiocytach noworodków. Ekspresja HGF jest ograniczona do komórek pochodzenia mezenchymalnego .

Kontrola transkrypcyjna

Transkrypcja MET jest aktywowana przez HGF i kilka czynników wzrostu . Promotor MET ma cztery przypuszczalne miejsca wiązania dla Ets , rodziny czynników transkrypcyjnych, które kontrolują kilka inwazyjnych genów wzrostu. ETS1 aktywuje transkrypcję MET in vitro . Transkrypcja MET jest aktywowana przez czynnik 1 indukowany niedotlenieniem (HIF1), który jest aktywowany przez niskie stężenie tlenu wewnątrzkomórkowego. HIF1 może wiązać się z jednym z kilku elementów odpowiedzi na hipoksję (HRE) w promotorze MET. Hipoksja aktywuje również czynnik transkrypcyjny AP-1 , który bierze udział w transkrypcji MET.

Znaczenie kliniczne

Rola w raku

Szlak MET odgrywa ważną rolę w rozwoju raka poprzez:

  • aktywacja kluczowych szlaków onkogennych ( RAS , PI3K , STAT3 , beta-katenina );
  • angiogeneza (kiełkowanie nowych naczyń krwionośnych z już istniejących w celu dostarczenia guzowi składników odżywczych);
  • rozproszenie (dysocjacja komórek na skutek wytwarzania metaloproteaz ), co często prowadzi do przerzutów .

Skoordynowana regulacja w dół zarówno MET, jak i jej downstream efektorowej kinazy regulowanej sygnałem pozakomórkowym 2 (ERK2) przez miR-199a* może być skuteczna w hamowaniu nie tylko proliferacji komórek, ale także ruchliwości i zdolności inwazyjnych komórek nowotworowych.

Amplifikacja MET okazała się potencjalnym biomarkerem podtypu nowotworu jasnokomórkowego .

Amplifikacja receptora MET na powierzchni komórki często prowadzi do oporności na terapie anty-EGFR w raku jelita grubego .

Rola w autyzmie

Baza danych SFARIgene wymienia MET z wynikiem autyzmu 2,0, co wskazuje, że jest to silny kandydat do odgrywania roli w przypadkach autyzmu. Baza danych identyfikuje również co najmniej jedno badanie, w którym stwierdzono rolę MET w przypadkach schizofrenii . Gen został po raz pierwszy powiązany z autyzmem w badaniu, w którym zidentyfikowano polimorfizm w promotorze genu MET. Polimorfizm zmniejsza transkrypcję o 50%. Co więcej, wariant jako polimorfizm ryzyka autyzmu został powtórzony i wykazano, że jest wzbogacony u dzieci z autyzmem i zaburzeniami żołądkowo-jelitowymi. Odkryto rzadką mutację, która pojawia się u dwóch członków rodziny, jednego z autyzmem, a drugiego z zaburzeniami społecznymi i komunikacyjnymi. Rola receptora w rozwoju mózgu różni się od jego roli w innych procesach rozwojowych. Aktywacja receptora MET reguluje powstawanie synaps i może wpływać na rozwój i funkcjonowanie obwodów zaangażowanych w zachowania społeczne i emocjonalne.

Rola w czynności serca

U dorosłych myszy MET jest wymagana do ochrony kardiomiocytów poprzez zapobieganie związanemu z wiekiem stresowi oksydacyjnemu, apoptozie, zwłóknieniu i dysfunkcji serca. Ponadto inhibitory MET, takie jak kryzotynib lub PF-04254644, zostały przetestowane przez krótkoterminowe leczenie w modelach komórkowych i przedklinicznych i wykazano, że indukują śmierć kardiomiocytów poprzez wytwarzanie ROS, aktywację kaspaz, zmianę metabolizmu i blokowanie kanałów jonowych .

W uszkodzonym sercu oś HGF/MET odgrywa ważną rolę w kardioprotekcji, promując działanie pro-przeżyciowe (antyapoptotyczne i anty-autofagiczne) w kardiomiocytach, angiogenezę, hamowanie zwłóknienia, sygnały przeciwzapalne i immunomodulujące oraz regenerację poprzez aktywację komórki macierzyste serca.

Interakcja z genami supresorowymi nowotworów

PTEN

PTEN (homolog fosfatazy i tensyny) jest genem supresorowym nowotworu kodującym białko PTEN, które wykazuje aktywność zależną od fosfatazy lipidowej i białkowej, jak również niezależną od fosfatazy. Fosfataza białkowa PTEN jest zdolna do zakłócania sygnalizacji MET poprzez defosforylację PIP 3 generowanego przez PI3K lub izoformy p52 SHC . Defosforylacja SHC hamuje rekrutację adaptera GRB2 do aktywowanego MET.

VHL

Istnieją dowody na korelację między inaktywacją genu supresorowego guza VHL a zwiększoną sygnalizacją MET w raku nerkowokomórkowym (RCC), a także w złośliwych transformacjach serca.

Terapie przeciwnowotworowe ukierunkowane na HGF/MET

Strategie hamowania aktywności biologicznej MET

Ponieważ inwazja guza i przerzuty są główną przyczyną zgonów u pacjentów z nowotworami, ingerencja w sygnalizację MET wydaje się obiecującym podejściem terapeutycznym. Pełną listę eksperymentalnych środków terapeutycznych ukierunkowanych na HGF i MET dla onkologii obecnie w badaniach klinicznych na ludziach można znaleźć tutaj .

Inhibitory kinazy MET

Inhibitory kinazy są cząsteczkami o niskiej masie cząsteczkowej, które zapobiegają wiązaniu ATP z MET, hamując w ten sposób transfosforylację receptora i rekrutację efektorów w dół. Ograniczenia inhibitorów kinaz obejmują fakt, że hamują one jedynie zależną od kinazy aktywację MET i że żaden z nich nie jest w pełni swoisty dla MET.

  • K252a ( Fermentek Biotechnology) to analog staurosporyny wyizolowany z Nocardiopsis sp. grzyby glebowe i jest silnym inhibitorem wszystkich receptorowych kinaz tyrozynowych (RTK). W stężeniach nanomolowych K252a hamuje funkcję MET zarówno typu dzikiego, jak i mutanta (M1268T).
  • SU11274 ( SUGEN ) specyficznie hamuje aktywność kinazy MET i jej późniejszą sygnalizację. SU11274 jest również skutecznym inhibitorem mutantów M1268T i H1112Y MET, ale nie mutantów L1213V i Y1248H. Wykazano, że SU11274 hamuje ruchliwość indukowaną przez HGF i inwazję komórek nabłonkowych i rakowych.
  • PHA-665752 ( Pfizer ) specyficznie hamuje aktywność kinazy MET i wykazano, że hamuje zarówno zależną od HGF, jak i konstytutywną fosforylację MET. Ponadto, niektóre nowotwory niosące amplifikacje MET są bardzo wrażliwe na leczenie PHA-665752.
  • ARQ197 (ArQule) jest obiecującym selektywnym inhibitorem MET, który w 2008 roku wszedł do fazy II badania klinicznego.
  • Foretinib (XL880, Exelixis) jest ukierunkowany na wiele receptorowych kinaz tyrozynowych (RTK) o właściwościach pobudzających wzrost i angiogennych. Głównymi celami dla foretynibu są MET, VEGFR2 i KDR . Foretinib zakończyła fazie 2 prób klinicznych z oznaczeniami na brodawkowatego raka nerki , raka żołądka oraz raka głowy i szyi
  • SGX523 (SGX Pharmaceuticals) specyficznie hamuje MET przy niskich stężeniach nanomolowych.
  • MP470 (SuperGen) jest nowym inhibitorem c-KIT , MET, PDGFR , Flt3 i AXL . Faza I badania klinicznego MP470 została ogłoszona w 2007 roku.

Inhibitory HGF

Ponieważ HGF jest jedynym znanym ligandem MET, blokowanie tworzenia kompleksu HGF:MET blokuje aktywność biologiczną MET . W tym celu do tej pory stosowano skrócony HGF, przeciwciała neutralizujące anty-HGF oraz nierozszczepialną formę HGF. Głównym ograniczeniem inhibitorów HGF jest to, że blokują tylko aktywację MET zależną od HGF.

  • NK4 konkuruje z HGF, ponieważ wiąże MET bez wywoływania aktywacji receptora, zachowując się w ten sposób jako pełny antagonista . NK4 jest cząsteczką zawierającą N-końcową spinkę do włosów i cztery domeny kringle HGF. Ponadto NK4 jest strukturalnie podobna do angiostatyn, dlatego wykazuje działanie antyangiogenne.
  • Neutralizujące przeciwciała anty-HGF były początkowo testowane w kombinacji i wykazano, że co najmniej trzy przeciwciała działające na różne epitopy HGF są niezbędne do zapobiegania aktywacji kinazy tyrozynowej MET. Niedawno wykazano, że w pełni ludzkie przeciwciała monoklonalne mogą indywidualnie wiązać i neutralizować ludzki HGF, prowadząc do regresji guzów w modelach mysich. Obecnie dostępne są dwa przeciwciała anty-HGF: humanizowane AV299 (AVEO) i w pełni ludzkie AMG102 ( Amgen ).
  • Nierozszczepialny HGF to skonstruowana forma pro-HGF z pojedynczą substytucją aminokwasową, która zapobiega dojrzewaniu cząsteczki. Nierozszczepialny HGF jest zdolny do blokowania wywołanych przez MET odpowiedzi biologicznych przez wiązanie MET z wysokim powinowactwem i wypieranie dojrzałego HGF. Ponadto nierozszczepialny HGF konkuruje z endogennym pro-HGF typu dzikiego o domenę katalityczną proteaz, które rozszczepiają prekursory HGF. Miejscowa i ogólnoustrojowa ekspresja nierozszczepialnego HGF hamuje wzrost guza i, co ważniejsze, zapobiega przerzutom .

Wabik MET

Wabik MET odnosi się do rozpuszczalnego skróconego receptora MET. Wabiki są zdolne do hamowania aktywacji MET, w której pośredniczą zarówno mechanizmy zależne, jak i niezależne od HGF, ponieważ wabiki zapobiegają zarówno wiązaniu liganda, jak i homodimeryzacji receptora MET. CGEN241 ( Compugen ) jest wabikiem MET, który jest wysoce skuteczny w hamowaniu wzrostu guza i zapobieganiu przerzutom w modelach zwierzęcych.

Immunoterapia ukierunkowana na MET

Leki stosowane w immunoterapii mogą działać albo biernie, wzmacniając odpowiedź immunologiczną na komórki nowotworowe z ekspresją MET, albo aktywnie poprzez stymulację komórek odpornościowych i zmianę różnicowania/wzrostu komórek nowotworowych.

Bierna immunoterapia

Podawanie przeciwciał monoklonalnych (mAb) jest formą immunoterapii biernej. MAbs ułatwiają niszczenie komórek nowotworowych przez cytotoksyczność zależną od dopełniacza (CDC) i cytotoksyczność komórkową ( ADCC ). W CDC mAb wiążą się ze specyficznym antygenem , prowadząc do aktywacji kaskady dopełniacza , co z kolei prowadzi do tworzenia porów w komórkach nowotworowych. W ADCC domena Fab mAb wiąże się z antygenem nowotworowym , a domena Fc wiąże się z receptorami Fc obecnymi na komórkach efektorowych ( fagocyty i komórki NK ), tworząc w ten sposób mostek między komórkami efektorowymi i docelowymi. To indukuje aktywację komórek efektorowych, prowadząc do fagocytozy komórki nowotworowej przez neutrofile i makrofagi . Ponadto komórki NK uwalniają cząsteczki cytotoksyczne , które powodują lizę komórek nowotworowych.

  • DN30 to monoklonalne przeciwciało anty-MET, które rozpoznaje zewnątrzkomórkową część MET. DN30 indukuje przelanie na MET ektodomeny jak rozszczepienia domeny wewnątrzkomórkowej, która jest stopniowo degradowane przez proteasomy maszyn. W konsekwencji, z jednej strony MET jest dezaktywowane, az drugiej strony zrzucona część zewnątrzkomórkowego MET hamuje aktywację innych receptorów MET, działając jak wabik. DN30 hamuje wzrost guza i zapobiega przerzutom w modelach zwierzęcych.
  • OA-5D5 jest jednoramiennym monoklonalnym przeciwciałem anty-MET, które, jak wykazano, hamuje wzrost ortotopowego guza trzustki i glejaka oraz poprawia przeżywalność w modelach heteroprzeszczepu guza. OA-5D5 jest produkowany jako rekombinowane białko w Escherichia coli . Składa się z mysich domen zmiennych dla łańcuchów ciężkich i lekkich z domenami stałymi ludzkiej IgG1. Przeciwciało blokuje wiązanie HGF z MET w sposób konkurencyjny.

Aktywna immunoterapia

Aktywną immunoterapię nowotworów eksprymujących MET można osiągnąć przez podawanie cytokin , takich jak interferony (IFN) i interleukiny ( IL-2 ), które wyzwalają nieswoistą stymulację licznych komórek odpornościowych. IFN zostały przetestowane jako terapie wielu rodzajów nowotworów i wykazały korzyści terapeutyczne. IL-2 została zatwierdzona przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) do leczenia raka nerkowokomórkowego i czerniaka z przerzutami, które często mają deregulację aktywności MET.

Interakcje

Wykazano, że Met wchodzi w interakcje z:

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki