Translokacja wplywajaca na geny Sonic Hedgehog w rakach podstawnokomórkowych

Szlak sygnałowy sonicznego hedgehog (SHH) odgrywa istotną rolę podczas rozwoju człowieka, a jego rozregulowanie powoduje defekty rozwojowe, takie jak holoprosencefalia i wiele ludzkich nowotworów, w tym rak podstawnokomórkowy.1 Chociaż mutacje w załatanym homologu 1 (PTCH1) i wygładzone Homolog (SMO) kodujący receptory, odpowiednio, PTCH1 i SMO, predysponuje do dziedzicznych i sporadycznych nowotworów podstawnokomórkowych, podwyższenie poziomu ligandów hedgehog, takich jak soniczny hedgehog, wiązano z letalnymi nowotworami, takimi jak rak trzustki lub płuc. Tutaj opisujemy osobę z nadekspresją SHH oraz rozległymi i agresywnymi rakami podstawnokomórkowymi.
Ryc. 1. Ryc. 1. Wyniki kliniczne, molekularne i histologiczne u 41-letniego mężczyzny z nadekspresją genu Sonic Hedgehog (SHH). Panel A pokazuje płaski mostek nosa, a panel B pokazuje zęby linii środkowej w kształcie litery T u mężczyzny z hypoteloryzmem; odkrycia te są charakterystycz ne dla łagodnej holoprosencefalii. Panel C pokazuje rękę z rozległymi inwazyjnymi i erozyjnymi rakami podstawnokomórkowymi. Panel D pokazuje potwierdzenie reakcji translacji polimerazy z łańcuchem (PCR) pomiędzy chromosomem 7 (czerwony pasek) i chromosomem Y (niebieski pasek) z użyciem starterów, które obejmują rodzicielskie sekwencje 7-7 i Y-Y typu dzikiego; to pokazuje, że 7-7, 7-Y i Y-7, ale nie sekwencje Y-Y są obecne w chromosomach pacjenta. Der oznacza chromosom pochodnej. Panel E pokazuje histologiczną charakterystykę tkanki od kontrolnego pacjenta i pacjenta z nowotworem podstawnokomórkowym. Panel F pokazuje w czasie rzeczywistym PCR informacyjnego RNA (mRNA) sonicznego hedgehog (SHH) z keratynocytów uzyskanych od pacjenta kontrolnego i od pacjenta z rakiem podstawnokomórkowym po leczeniu różnymi poziomami środka demetylującego 5-azacytydynę, który hamuje metylacja DNA, która zwykle występuje, gdy komórki i nowotwory są umieszczone w hodowli komà ³rkowej. Poziom mRNA był 40 razy wyższy u pacjenta niż u pacjenta kontrolnego.
41-letni mężczyzna przedstawił kilka zaawansowanych raków podstawnokomórkowych na głowie, tułowiu i wszystkich czterech kończynach. Miał małogłowie, hipotelyzm, płaski mostek nosowy (ryc. 1A) i siekacze w kształcie litery T (ryc. 1B); cechy te sugerowały łagodną holoprosencefalię. Jego skóra była normalna po urodzeniu, a pojawienie się nowotworów miało miejsce w około 9 roku życia (ryc. 1C).
Testowanie było negatywne dla mutacji w PTCH1 i SMO związanych z zespołem Gorlina. Poprzednia analiza kariotypu wykazała zrównoważoną translokację między chromosomami 7 i Y, 2, co zostało potwierdzone. Aby scharakteryzować charakterystykę molekularną punktu przerwania translokacji, zsekwencjonowaliśmy DNA oczyszczone z pełnej krwi za pomocą sekwencjonowania w parach końcowych (za pomocą Illumina Genome Analyzer II lub HiSeq), generując 77 milionów odczytów (ponad dwukrotnie więcej niż fizyczny zasięg haplotypu ). Analiza ta ujawniła produkty wskazujące na translokację między chromosomami 7 i Y. (Produkty zawierały trzy przypadki połączenia 7-Y lub połączenia Y-7).
Używając sekwencji referencyjnej ludzkiego genu hg19, ustaliliśmy, że translokacja spowodowała zestawienie pozycji 19466894 na chromosomie Y i pozycji 155747671 (locus SHH) na chromosomie 7 (ryc. 1 w dodatkowym dodatku, dostępna z pełnym tekstem ten list na). Translokacja zfuzowała środek promotora SHH z sekwencjami chromosomowymi Y, pozostawiając nienaruszone 140 kb sekwencji regulatorowych powyżej miejsca początkowego transkrypcji SHH.3. Zestawione sekwencje chromosomów Y pochodzące z pustyni genu między czynnikiem azoospermii (AZF) regiony AZFa i ZAFb, regiony uważane za przyczyniające się do dojrzewania plemników.4 Analiza za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy potwierdziła przewidywane połączenia (Figura 1D i Fig. 2 w Doda tku Uzupełniającym).
Translokacja wyjaśnia łagodną holoprosencefalię; sugerujemy, że nieprawidłowa kontrola ekspresji SHH spowodowała częściową utratę ekspresji SHH podczas rozwoju. Wyjaśnia również raki podstawnokomórkowe; sugerujemy, że zmutowany promotor napędza ekspresję SHH w skórze (Figura 1E). Rzeczywiście, nowotwory pacjenta wyrażały wyższe poziomy białka SHH (nie pokazane) i w keratynocytach pochodzących od nowotworu leczonych 5-azacytydyną, znacząco wyższe poziomy matrycowego RNA SHH (Figura 1F). Nadekspresja SHH u tego pacjenta kontrastuje z brakiem ekspresji SHH u zwykłych raków podstawnokomórkowych opisanych u innych pacjentów z mutacjami PTCH1 lub SMO.1 Biorąc pod uwagę jego duże i agresywne obciążenie nowotworem, pacjent był zapisany do badania klinicznego fazy 2 (NCT00833417) opisali to Sekulic i in w tym wydaniu Journal.5
Natalia Gomez-Ospina, doktor medycyny
Anne Lynn S. Chang, MD
Kun Qu, Ph.D.
Anthony E. Oro, MD, Ph.D.
Stanford University School of Medicine, Stanford, Kalifornia
edu
Obsługiwane przez grant (R01AR046786) z National Institutes of Health.

[patrz też: falmed czechowice, przychodnia jagiellońska 34, gliceryna do włosów ]