1 ĐỀ TÀI THỤ THỂ TYROSIN KINASE VÀ BỆNH UNG THƯ Ở NGƯỜI I/ ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh ung thư ngày càng có xu hướng gia tăng trong những thập niên gần đây Ở Việt Nam mỗi năm có 150000 người mắc và 75 000 người c[.]
ĐỀ TÀI: THỤ THỂ TYROSIN KINASE VÀ BỆNH UNG THƯ Ở NGƯỜI I/ ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh ung thư ngày có xu hướng gia tăng thập niên gần Ở Việt Nam năm có 150000 người mắc 75.000 người chết bệnh Tuy nhiên ung thư chữa khỏi có phương pháp điều trị tận gốc Chính việc nghiên cứu tìm hiểu chế sinh ung thư mối quan tâm hàng đầu nhà y sinh học Ung thư điều trị phẫu thuật, hóa trị liệu, xạ trị liệu, miễn dịch trị liệu hay phương pháp khác Trong nghiên cứu chế bệnh sinh ung thư, hai hướng tiếp cận: nghiên cứu di truyền phân tử tế bào nhằm tìm gen gây ung thư hay tổn thương hệ di truyền tế bào tác nhân chỗ hay tác nhân bên ngoài; nghiên cứu protein protein màng mục tiêu chính, protein màng đóng vai trị quan trọng việc tiếp nhận, dẫn truyền tín hiệu tế bào-tế bào Các kênh tín hiệu có chức quan trọng q trình trưởng thành, phát triển biệt hóa di truyền tế bào Việc phát đường dẫn truyền tín hiệu tế bào gen sinh ung thư mang lại hiểu biết ung thư chế sinh ung thư Với hiểu biết này, hệ thống sở logic cho liệu pháp điều trị hình thành Trong liệu pháp điều trị này, người ta điểm đích để loại thuốc nhắm vào đó, yếu tố ngăn cản thụ thể yếu tố tăng trưởng, ngăn cản đường dẫn truyền tín hiệu tế bào Một số thuốc đưa vào áp dụng lâm sàng, số thuốc thử nghiệm giai đoạn khác mang lại nhiều hứa hẹn cho việc điều trị ung thư Trong năm gần đây, Thụ thể tyrosine kinase (RTK) công nhận cầu thủ trung ương nhà quản lý phát triển tế bào ung thư, apoptosis, hình thành mạch coi mục tiêu phù hợp với tiềm cho phương pháp điều trị chống ung thư Một số chiến lược cho TK nhắm mục tiêu phát triển, thành cơng kháng thể đơn dịng phân tử nhỏ chất ức chế tyrosine kinase Tuy nhiên, chứng khả đề kháng với loại thuốc ghi nhận nghiên cứu mở rộng tiền lâm sàng tiến hành để cố gắng hiểu chế phân tử mà tế bào ung thư bỏ qua hoạt động ức chế Đánh giá dự định tặng gần xác định chế phân tử trung gian kháng lại chất ức chế tyrosine kinase, xác định thông qua việc sử dụng ống nghiệm mơ hình phân tích mẫu bệnh phẩm Các kiến thức thu từ nghiên cứu giúp thiết kế tốt liệu pháp phòng ngừa khắc phục tính kháng để điều trị bệnh nhân ung thư II/ NỘI DUNG 1/ TYROSINE KINASE Tyrosine kinase enzyme vận chuyển phosphate từ ATP để dư lượng tyrosine loại protein Vì vậy, chất ức chế Tyrosine kinase ngăn chặn nhóm phosphate chuyển giao Nghiên cứu đột biến làm cho Tyrosine kinase liên tục hoạt động yếu tố góp phần vào phát triển tế bào ung thư Vì vậy, chất ức chế sử dụng, thông tin liên lạc di động sinh sản giảm, phát triển tế bào ung thư giảm xuống điểm ngăn chặn phát triển khối u Nó hoạt động cách thúc đẩy trình apoptosis, mà hình thức phá hủy tế bào theo chương trình chọn lọc, cách ngăn cản hình thành mạch, hình thành tăng trưởng mạch máu cần phải kết nối với mạch máu cũ để nuôi dưỡng mô Thông qua việc phá hủy tế bào ung thư ngăn chặn nguồn cung cấp máu hình thành, khối u ngăn chặn tăng trưởng làm giảm kích thước Các TK chia thành lớp chính: lớp có thụ thể lớp khơng có thụ thể Thụ thể TK protein xuyên màng với lĩnh vực ngoại bào để gắn kết với bên lĩnh vực kinase xúc tác nội bào, TK khơng có thụ thể thiếu lĩnh vực xuyên màng tìm thấy bào tương, nhân mặt màng tế bào Thụ thể Tyrosine kinase (RTK) vượt qua protein xuyên màng, chiếm gần 2/3 gen mã hóa cho tyrosine kinase RTK có lĩnh vực kinaza chung chức dịch tín hiệu ngoại bào vào tín hiệu hoạt động tế bào Trong điều kiện sinh lý, thụ thể kích hoạt ràng buộc ligand (phối tử) Hoạt tính kinase đạt cách phối tử ràng buộc vào miền ngoại bào, gây homo / dimerization dị thụ thể Thụ thể kích hoạt phosphorylate dư lượng tyrosine bên ngồi miền xúc tác thơng qua phosphoryl hóa Phosphoryl hóa ổn định cấu thụ trạng thái hoạt động tạo trang web phosphotyrosine docking cho protein transduce tín hiệu bên tế bào Ung thư, chế phối tử phụ thuộc vào kích hoạt bỏ qua (i) q mức RTK, làm tăng động homo thụ / heterodimerization vắng mặt phối tử (ii) đột biến kích hoạt, ổn định cấu thụ thể hoạt động, (iii) kích thích autocrine Những chế dẫn đến kích hoạt tế bào tự trị RTK điều khiển tín hiệu tăng sinh chống tự hủy diệt tế bào 2/ THỤ THỂ TYROSIN KINASE , 2.1 Phát thụ thể tyrosine kinase Khám phá thụ thể Tyrosine kinase khoảng 30 năm trước, thụ thể hormone polypeptide: insulin phát vùng nối kết kích hoạt hoạt động màng tế bào, tế bào protein xuyên màng cách sử dụng protein đánh dấu phóng xạ Tuy nhiên, truyền tín hiệu thụ thể cịn điều bí mật suốt 10 năm sau hoạt tính RTK khám phá RTK khám phá cấu tạo chức thụ thể EGF (epidermal growth factor) Stanley Cohen đồng tách ly thụ thể EGF chứng minh glycoprotein màng tế bào có trọng lượng 170kDa, ngồi người ta cịn thấy có vùng nối kết đặc biệt Cấu trúc hoàn chỉnh thụ thể EFG phát nhờ vào phương pháp phân dòng cDNA (cDNA cloning) Ligand nối kết làm nhị hợp hóa thụ thể EGF nhanh chóng kích hoạt RTK tự phosphoryl hóa vài phân tử tyrosine đầu C thụ thể Các phosphotyrosine vùng nối kết cho vùng Src homology phân tử protein tín hiệu Sau đó, RTK phát có 20 dịng nhỏ khác tất phân lập phân loại dòng nhỏ (subfamilies) dựa vào trình tự tương đồng yếu (primary-sequence homology) tương khớp cấu trúc bậc Vùng giàu cysteine, vùng immunoglobulin-like (Ig-like), vùng giàu leucine, vùng giàu cadherin-like, vùng fibronectin type III, vùng EGF-like, vùng kringle-like rõ đặc điểm khu vực ngoại bào RTK Kể từ phát thụ thể tyrosine kinase (RTK) nhiều thành viên gia đình thụ thể bề mặt tế bào lên quản lý trình quan trọng tế bào, chẳng hạn phát triển khác biệt, sống sót tế bào chuyển hóa, tế bào di cư kiểm sốt chu kỳ tế bào Con người có 58 RTK biết đến, chia thành 20 phân họ Tất RTK có kiến trúc tương tự phân tử, với khu vực liên kết phối tử lĩnh vực ngoại bào, qua màng chuỗi xoắn nhất, khu vực tế bào chất có chứa protein tyrosine kinase miền cộng với carboxy bổ sung (C-) thiết bị đầu cuối Thụ thể TK neo mạng plasma miền xuyên màng lĩnh vực ngoại bào liên kết với yếu tố tăng trưởng Các nghiên cứu gần cấu trúc thụ thể tyrosine kinase (RTK) tiết lộ đa dạng bất ngờ chế kích hoạt ligand yếu tố tăng trưởng Theo hiểu biết chi tiết trở nên ngày tinh vi, cung cấp bối cảnh quan trọng trị liệu chống lại tác động đột biến RTK gây bệnh ung thư bệnh khác Tuy nhiên, tín hiệu mạng lưới phức tạp hạ lưu từ RTK làm thay đổi mạng dịch phản ứng tế bào Thụ thể TK loại thụ thể thực chức truyền thơng tin q trình trao đổi chất tế bào Các thụ thể có vai trò tiếp nhận liên kết với hoocmon insulin, yếu tố tăng trưởng biểu bì, yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc tiểu cầu….Các thụ thể TK khơng giống thụ thể có xoắn α xuyên màng mà chúng thường có xoắn α xuyên màng enzyme Theo nghiên cứu tách dịng gen mã hóa cho nhiều thụ thể TK phát số dạng cấu trúc chế tác động chung chúng Đến nay, người ta tìm được: thụ thể nhận biết yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGF), thụ thể nhận biết insulin, thụ thể nhận biết yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc tiểu cầu(PDGF), thụ thể nhận biết yếu tố nguyên bào sợi(FGF)… Đối với thụ thể nhận biết insulin có khác biệt chúng có cấu tạo dạng α2β2 dó chuỗi α liên kết cầu disufit, hai chuỗi β xuyên qua màng liên kết với chuỗi α liên kết disufit Thụ thể nhận biết insulin giống với thụ thể nhận biết EGF trình tự cách kiến trúc Vậy liệu hai thụ thể có chế truyền tín hiệu giống khơng? Khi nghiên cứu thiết kế gen mã hóa cho thụ thể chimeric( thụ thể lai ghép gen, khơng có tự nhiên), phần ngoại bào gen thụ thể nhận biết insulin phần xuyên màng gen thụ thể nhận biết EGF Kết cho thấy insulin liên kết với thụ thể chimeric tạo cảm ứng hoạt động TK theo chế tự phosphoryl hóa Như vậy, thụ thể sử dụng chế chung truyền tín hiệu qua màng tế bào Cơ chế thụ thể TK: hầu hết RTK tồn dạng monomer chưa có tìn hiệu tương tác với ligand làm thay đổi cấu trúc thụ thể khiến chuỗi đơn monomer chuyển sang cấu trúc dimer, tiếp sau cấu trúc dimer khiến trung tâm xúc tác phần nằm tế bào chất chuyển sang trạng thái có hoạt tính kinase Hoạt tính kinase chuỗi monomer gắn gốc phosphate vào tyrosine chuỗi monomer Như chuỗi đơn RTK có hoạt tính kinase với tyrosine sợi đơn sau hai sợi tương tác với tạo cấu trúc dimer, phản ứng tự phosphoryl hóa Vị trí xúc tác chuỗi tạo phosphoryl hóa gốc tyrosine nằm tận C chuỗi polypeptide dime Do phần cuối enzyme tyrosine kinase có gốc tyrosine phosphoryl hóa, làm cho thụ thể tiếp nhận trả lời 10 phản ứng lúc Sau nhận biết tín hiệu thơng tin thứ nhất, tín hiệu khác truyền theo đường đặc trưng riêng: đường Ras→MAP kinase, đường IP3/DAG, đường PI-3 kinase Câu hỏi đặt làm việc đính kết ligand vào miền ngoại bào thụ thể truyền tải vào miền nội bào? Đó tính chất dị hình miền nội bào thụ thể Những đột biến gen thụ thể TK tạo cho chúng hoat động linase dai dẳng kéo dài dẫn đến bệnh ung thư, đột biến tạo tỷ lệ cao hoạt động tăng cường gen gây ung thư 2.2 Con đường dẫn truyền tín hiệu từ thụ thể TK a/ đường IP3/DAG: phối tử gắn với RTK phân tử hoạt hóa kích thích, tín hiệu chuyển đến kích hoạt enzym phospholipase C enzym có hoạt tinh phân cắt phân tử phospholipit tạo thành phân tử DAG IP3 phân tử IP3 tác động vào thụ thể ion Ca2+ màng lưới nội chất giải phóng ion khỏi lưới nội chất tiếp tục trình truyền tín hiệu Trong tế bào sinh vật bậc cao ion Ca2+ liên kết với phân tử protein calmodulin, tiếp tục tác động đến phân tử protein truyền khác làm cho phân tử protein truyền có hoat tinh bất hoạt tính b/ đường MAPK: sau ligad gắn vào RTK, tín hiệu chuyển đến phân tử protein RAS hoạt tính Qua số giai đoạn trung gian, tín hiệu khuyếch đại chuyển đến protein MAP kinase (MAPK), nhờ ATP tế bào làm cho MAP kinase phosphoryl hóa trở dạng hoạt tính Khi trở dạng hoạt tính kích thích vào nhân tố phiên mã làm cho gen cần thiết kích hoạt, gen thực trình phiên mã dịch mã tạo nên phân tử protein cho hoạt động cần thiết tế bào 2.3 Cơ chế rối loạn điều hòa thụ thể tyrosine kinase Cơ chế phổ biến hoạt hoá RTK hợp TK với protein cặp đôi Điểm đặc trưng thường có protein cặp đơi có lĩnh vực mà gây phân cực liên tục TK vắng mặt phối tử gắn kết Cơ chế quan trọng thứ hai rối loạn biến đổi cấu trúc làm gián đoạn tự điều hịa kinase Ví dụ đoạn đột biến điểm lĩnh vực kinase thụ thể yếu tố phát triển biểu mơ nhóm ung thư phổi tế bào không nhỏ làm tăng độ nhạy cảm thụ thể phối tử làm thay đổi thụ thể tín hiệu Cơ chế thứ biểu lộ khác thường gia tăng thụ thể TK, phối tử hai Ví dụ, tăng cường biểu lộ thụ thể ErbB2 ung thư vú Cuối cùng, hoạt tính TK thụ thể RTK tăng cường kết việc suy giảm yếu tố giới hạn hoạt động RTK Hoạt động RTK khác thường làm tăng cường sống còn, tăng sinh sức đề kháng độc tính thuốc tế bào ác tính, khối u hoạt động khác thường làm tăng tân sinh mạch, xâm lấn khả di u 2.4Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu mô (EGFR) Yếu tố tăng trưởng biểu mơ ( EGF) có lực cao với thụ thể yếu tố phát triển biểu mô bề mặt tế bào Yếu tố có khả kích thích hoạt tính tyrosine kinase nội bào thụ thể Tất thành viên gia đình chứa nhiều vùng trình tự axit amin có tính bảo tồn cao: CX7CX 4-5 CX10-13 CXCX8 GXRC, X có nghĩa acid amin EGF chuỗi polypeptide có 53 acid amin Tải FULL (12 trang): https://bit.ly/31lb0S2 Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Trong cấu trúc bậc thành viên gia đình EGF có gốc cystein để hình thành cầu nối disulfur, ba cầu nơi tạo nên vịng xoắn vị trí để phân tử EGF liên kết lực với thụ thể bề mặt tế bào Ba cầu nối định đặc tính EGF EGF có vai trò quan trọng hoạt động sống tăng sinh, di biệt hóa tế bào Thụ thể yếu tố phát triển biểu mô phân tử glycoprotein bề mặt màng, trọng lượng phân tử 170(kDa) Phần ngồi màng EGFR có trọng lượng khoảng 100 kDa có hai vùng giàu cystein nơi dể gắn kết phối tử, vùng xuyên màng trọng lượng nhỏ kDa tập trung vùng phân cực phospholipit màng Phần tế bào trọng lượng khoảng 60 kDa protein kinase với đuôi tận carbocyl nơi xảy phản ứng tự phosphoryl hóa Có thành viên gia đình EGFR: HER1(EGFR, ErbB1), HER2 (neu, ErbB2), HER3 (ErbB3), HER4 (ErbB4) Thụ thể EGFR trình phát sinh phát triển khối u: nhiều đột biến m RNA EGFR tìm thấy khối u thần kinh gần nghiên cứu tìm thấy ung thư phổi, ung thư vú, ung thư tụy … đột biến gen mã hóa xuất phần tế bào EGFR Chính tín hiệu khơng truyền vào tới phần hoạt tính tyrosine kinase mà bị dừng lại màng tế bào Điều làm thay đổi chức EGFR, thụ thể không gắn kết với tín hiệu ngồi tế bào chí yếu tố phát triển tế bào điều hịa hoạt động tế bào Đột biến phần màng EGFR nghiên cứu đề cập, phải kể đến đột biến đứt đoạn phần màng, phát EGFR typ I, II, III • Sự đứt đoạn typ I phá hủy gắn kết EGFR với yếu tố tăng trưởng, làm cho EGF khơng thể điều hịa hoạt động tế bào Sự đứt đoạn phát khối u ác tính mơ đệm thần kinh di từ dịng tế bào ngồi thần kinh • Đột biến typ II làm thiếu hụt 83 axit amin thuộc phần phần EGFR xuyên qua màng Sự đứt đoạn nằm vùng giàu cystein phần 4, cấu trúc phần mềm dẻo linh hoạt cầu nối disulfur Nghiên cứu invitro cho thấy vai trò EGFR typ II thay đổi truyền tín hiệu EGF kích thích làm tăng sinh di • Đột biến typ III hay gặp khối u ác tính u đệm thần kinh, u nguyên tủy bào Đột biến xảy xếp gen q trình hồn thiện, bị thiếu hụt từ exon đến exon gồm 801 bp Các thụ thể thiếu acid amin đến 273, khơng sảy chép acid amin từ đến 273 mà phần EGFR liên kết với phối tử Chính EGFR typ III kích thích tăng sinh tăng khối u ác tính khơng phụ thuộc vào tương tác với phối tử Đột biến phần bào tương EGFR thấy vùng cấu trúc màng Thụ thể yếu tố phát triển đích điều trị ung thư: hoạt tính EGFR thúc đẩy khả di tế bào ung thư Sự gia tăng mức độ biểu lộ EGFR gia đình thụ thể khác thể loại ung thư khác ung thư vú, ung thư phổi, ung thư đại tràng….do vai trò quan trọng EGFR chế phát sinh phát triển khối u nên nhiều liệu pháp điều trị ung thư nhắm đến đích này: làm để ức chế biểu lộ EGFR? Hai hướng tiếp cận nghiên cứu điều trị ung thư lâm sang là: 1, sản xuất kháng thể đơn dòng ức chế thụ thể EGF phần màng tế bào 2, chất ức chế tiểu phân tử tyrosine kinase phần tế bào thụ thể EGFR 3448671 ... màng Thụ thể yếu tố phát triển đích điều trị ung thư: hoạt tính EGFR thúc đẩy khả di tế bào ung thư Sự gia tăng mức độ biểu lộ EGFR gia đình thụ thể khác thể loại ung thư khác ung thư vú, ung thư. .. tự điều hòa kinase Ví dụ đoạn đột biến điểm lĩnh vực kinase thụ thể yếu tố phát triển biểu mơ nhóm ung thư phổi tế bào không nhỏ làm tăng độ nhạy cảm thụ thể phối tử làm thay đổi thụ thể tín hiệu... tố tăng trưởng biểu bì (EGF), thụ thể nhận biết insulin, thụ thể nhận biết yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc tiểu cầu(PDGF), thụ thể nhận biết yếu tố nguyên bào sợi(FGF)… Đối với thụ thể nhận biết