Các protein Cytokeratin có cấu trúc đặc trưng chứa 3 vùng quan trọng (vùng đầu N, đầu C không cuộn gập và vùng trung tâm cuộn gập) [21], [42], [98]. Phần cuộn gập ở vùng trung tâm (chủ yếu là cấu trúc xoắn alpha) tạo thành các trình tự bảo thủ gồm 300-320 amino acid và được phân chia thành 4 vùng khác nhau đó là 1A, 1B, 2A và 2B (Hình 1.2). Thành phần amino acid của các đoạn gập cuộn dường như ít thay đổi về kích thước và chứa các trình tự amino acid lặp lại ở phần dư. Đồng thời các đoạn này tách biệt nhau nhờ các vùng liên kết ngắn hơn cũng ít thay đổi là L1, L1-2 và L2 [76], [98].
Hình 1.2. Mô tả cấu trúc của Cytokeratin [76] 1.2.3. Biểu hiện của Cytokeratin
Cytokeratin được biểu hiện với các mức độ khác nhau ở các dạng tế bào biểu mô tùy theo sự phát triển và biệt hóa của các mô. Trong suốt quá trình biến đổi của các tế bào từ bình thường thành các tế bào ác tính (tế bào ung thư) hình thái Cytokeratin thường không thay đổi. Đặc tính này là cơ sở để các Cytokeratin được ứng dụng như các chỉ thị khối u. Trong cấu trúc của các Cytokeratin, những biến đổi sau dịch mã của các vùng ở trung tâm rất hiếm thấy, thường chỉ xuất hiện những biến đổi xảy ra tại các vùng chứa đầu -NH2 và -COOH, bao gồm sự phosphoryl hoá, glycosyl hoá và sự
chuyển glutamin hóa. Những biến đổi này chi phối các hoạt động hoá sinh của các sợi, dẫn đến tính tan tăng lên và gây ra sự sắp xếp lại các sợi [42], [105], [108].
Trong lúc giải phóng từ các tế bào khối u, có thể nhận ra Cytokeratin với một số lượng lớn trong dịch cơ thể gồm máu, nước tiểu, dịch tế bào và dịch màng phổi. Thông thường, trong các cơ thể khỏe mạnh, nồng độ Cytokeratin lưu thông là rất thấp. Nồng độ tăng một cách bất thường trong những người có bệnh ung thư biểu mô [13], [21], [22], [98]. Biểu mô dạng vảy xếp tầng biểu hiện chủ yếu Cytokeratin 1-6 và 9-17, trong khi Cytokeratin 7, 8 và 18-20 được xác định ở biểu mô đơn giản [21], [98].
Giá trị của việc nhận biết sự thay đổi về hàm lượng của các mảnh Cytokeratin trong dịch cơ thể chính là cơ sở cho việc phát hiện sớm và đánh giá nhanh hiệu quả điều trị đối với các khối u biểu mô ác tính [32], [87], [96], [99], [100].
Ba chỉ thị Cytokeratin được ứng dụng nhiều nhất trong y học là các kháng nguyên polypeptide mô (tissue polypeptide antigen-TPA), kháng nguyên polypeptide đặc trưng mô (tissue polypeptide specific antigen-TPS) và CYFRA21-1. Trong đó, TPA có phổ kiểm tra rộng, được dùng để đánh giá Cytokeratin 8, 18 và 19. TPS và CYFRA21-1 đặc hiệu hơn nên được dùng đánh giá Cytokeratin 18 và Cytokeratin 19 theo thứ tự [56], [77], [92], [101], [106].
Vậy nên, Cytokeratin được sử dụng như là một chỉ thị khối u hiệu quả bởi những lý do sau:
Các tế bào khối u không thay đổi cấu trúc sợi trung gian.
Sợi trung gian có tính chất đặc trưng mô, trong đó lớp I và II cấu tạo bởi các Cytokeratin đặc trưng cho các tế bào biểu mô.
Nồng độ Cytokeratin rất thấp ở các tế bào bình thường, nhưng sẽ tăng nhanh khi xuất hiện các tế bào ung thư.
1.2.4. Kháng nguyên CYFRA21-1