The myb proto-oncogenes family

Rodzina protoonkogenów myb (skrót od myeloblastosis) należy do grupy genów kodujących czynniki transkrypcyjne (TFs – transcription factors). TFs aktywują transkrypcję genów kodujących białka uczestniczące w mechanizmach regulacji cyklu komórkowego. Uruchomienie syntezy tych białek powoduje przejście komórki przez punkt R w fazie G1 cyklu komórkowego. W skład rodziny myb wchodzą geny oznaczane jako c-myb (odkryty najwcześniej), a-myb i b-myb.

Locus dla protoonkogenu c-myb znajduje się u człowieka w chromosomie 6. Gen c-myb wykazuje homologię z genem v-myb, który jest zlokalizowany na końcu 3’ genomu wirusa mieloblastozy ptaków (AMV – avian myeloblastosis virus, szczepy BAI-A i E26). Białko c-myb bierze udział w aktywacji genów regulujących wzrost i różnicowanie komórek poprzez wiązanie się ze specyficznymi sekwencjami DNA. Podobny mechanizm działania wykazują pozostałe geny rodziny myb (a-myb i b-myb). Domena wiążąca DNA białka c-myb składa się z trzech niedoskonałych, bogatych w tryprofan powtórzeń (R1, R2 i R3). Domena ta, tworząca strukturę heliks-skręt-heliks wiąże się ze specyficzną sekwencją DNA [C/T-A-A-C-G/T-G] [1]. Choć potencjalnie wiele genów może podlegać regulacji przez c-myb, to jednak nieznanym pozostaje główny cel działania tego czynnika transkrypcyjnego [2]. Gen b-myb uczestniczy także w kontroli proliferacji i różnicowania, jego ekspresja została potwierdzona w różnych typach komórek – m.in. w prekursorach elementów morfotycznych krwi oraz w proliferujących komórkach nabłonka jelitowego. Z kolei a-myb reprezentuje bardzo ograniczony model ekspresji, sugerujący jego specyficzną rolę. A-myb ulega ekspresji w subpopulacji normalnych limfocytów B, która jest zlokalizowana w ośrodkach rozmnażania obwodowych narządów limfatycznych. Dotychczas nie stwierdzono znaczącego poziomu ekspresji tego genu w komórkach hematopoetycznych szpiku kostnego, limfocytach, granulocytach lub monocytach. Ekspresję a-myb wykazano w chłoniaku Burktta oraz slg+B-ALL (ostra białaczka limfoblastyczna z komórek B). Ponadto ekspresję a-myb stwierdzono w ok. 25 proc. przypadków CLL (przewlekła białaczka limfatyczna) [3]. Gen a-myb wydaje się być słabym aktywatorem transkrypcji w porównaniu z c-myb [4].

Utrata ekspresji c-myb ściśle koreluje z rozpoczęciem końcowego różnicowania, ale równocześnie nie powoduje utraty aktywności mitotycznej. Zatem funkcja genu c-myb, podczas różnicowania komórki, polega zarówno na aktywacji genów komórki niedojrzałej, jak i na supresji końcowego różnicowania [5]. Przypuszczalnie aktywacja genów myb w komórkach nowotworowych następuje poprzez ich amplifikację, którą można wykryć m.in. w białaczkach, raku jelita grubego, czerniaku złośliwym, raku piersi i guzach jajnika [6].

Dotychczas zgromadzono wiele dowodów przemawiających za udziałem genów myb zarówno w fizjologicznej, jak i patologicznej hematopoezie. Zahamowanie ekspresji c-myb indukuje dojrzewanie komórek hematopoetycznych [7, 8], natomiast nadekspresja tego genu powoduje zahamowanie różnicowania komórek mysiej erytroleukemii w odpowiedzi na erytropoetynę [9]. Białko c-myb wchodzi w interakcję z białkiem p100, które z kolei jest fosforylowane przez serynowo-treoninową kinazę białkową, kodowaną przez onkogen pim-1. Wydaje się, że pim-1 i p100 uczestniczą w szlaku przekazywania sygnałów, którego efektorem jest gen c-myb. Szlak ten ma mieć udział w regulacji wzrostu, różnicowania i apoptozy komórek hematopoetycznych przez cytokiny [10]. Ekspresja genu c-myb jest kontrolowana przez interleukinę-6 [11]. Odbywa się to za pośrednictwem kinazy tyrozynowej JAK, która oddziałuje z aktywatorem transkrypcji STAT oraz uruchamia szlak Ras-MAP kinazy. W późnej fazie G1 cyklu komórkowego ekspresja b-myb jest pobudzana przez mechanizm transkrypcyjny zależny od E2F. Czynniki transkrypcyjne wchodzące w skład rodziny E2F są wiązane przez białko RB. Ich uwolnienie następuje po hiperfosforylacji PRB. Prawdopodobnie odpowiednie kombinacje białek RB z czynnikami transkrypcyjnymi rodziny E2F regulują procesy transkrypcyjne w fazie G1. Białko b-myb jest fosforylowane przez kompleks cyklina A/CDK 2 w fazie S cyklu [12]. Również czynnik transkrypcyjny NF-kB prawdopodobnie bierze udział w stymulacji ekspresji c-myb [13]. C-myb indukuje ekspresję antygenu CD34. Obecność c-myb nie jest konieczna do ekspresji CD34 w pierwotnych komórkach hematopoetycznych woreczka żółtkowego, ale jest niezbędna podczas ostatecznej hematopoezy [14]. Prawdopodobnie białka Myb i Ets odgrywają ważną rolę w regulacji ekspresji kinazy tyrozynowej Kit. Być może chodzi tu o kooperację białek Myb i Ets. Kit jest kinazą odgrywającą ważną rolę we wzroście ludzkich komórek hematopoetycznych. Region flankowy 5' ludzkiego genu kit zawiera miejsca wiążące Myb i Ets [15]. Wydaje się, że b-myb i c-myb biorą udział w aktywacji transkrypcji cykliny A1, która może odgrywać znaczącą rolę w proliferacji i różnicowaniu komórek hematopoetycznych szpiku [16]. Wykazano, że podczas późnej fazy różnicowania komórek prekursorowych (zwłaszcza szeregu granulopoetycznego) istotną rolę odgrywa interakcja izoform p30 i p32 czynnika transkrypcyjnego C/EBPε oraz c-myb [17].

Ekspresję c-myb może hamować kwas retinowy (RA) działający za pośrednictwem swoistych receptorów (RAR/RAX). Przyłączenie agonisty do RAR/RAX indukuje różnicowanie rozmaitych komórek hematopoetycznych. RAR hamuje czynność białka c-myb, co wyraża się m.in. zahamowaniem ekspresji zależnego od c-myb genu tom-1. Z kolei białko fuzyjne Myb-Ets antagonizuje działanie RA i hormonów gruczołu tarczowego na komórki prekursorowe hematopoezy [18]. W komórkach mysiej erytroleukemii obserwowano hamowanie ekspresji c-myb przez kalcyneurynę [19].

Ekspresja c-myb jest istotnym czynnikiem warunkującym proliferację limfocytów T. Ilość mRNA c-myb i kodowanego przez ten gen białka zwiększa się znacząco w limfocytach stymulowanych PHA³ (największa ekspresja wykrywana jest w fazie S). Ponadto ilość mRNA ulega zmianie w czasie poszczególnych faz cyklu komórkowego. Zablokowanie ekspresji c-myb powoduje zahamowanie syntezy białek, które normalnie są produkowane podczas przejścia komórki z fazy G1 do S (np. histon H3 i α-polimeraza DNA).

Zaburzona ekspresja c-myb może być kluczowym czynnikiem rozwoju fenotypu nowotworowego. Ekspresja c-myb jest obecna w przewlekłej białaczce szpikowej. W niektórych przypadkach obserwowano zwiększenie ekspresji w fazie przyspieszonej [20]. Podczas przełomu blastycznego T-komórkowego w przebiegu przewlekłej białaczki szpikowej wykrywano mutację c-myb polegającą na utracie domeny wiążącej inhibitory ekspresji. Domena ta zlokalizowana jest przy końcu 3' eksonu 9. Wydaje się, że opisana mutacja jest nabywana w czasie progresji choroby [21]. Ważnym dowodem udziału genów myb w proliferacji komórek białaczkowych są wyniki badań prowadzonych z zastosowaniem antysensownych oligonukleotydów (AO). Ekspozycja na działanie AO komórek szpiku pobranych od pacjentów z białaczką T-komórkową, w większości przypadków spowodowała zmniejszenie wbudowywania [³H] tymidyny. Jednakże komórki pobrane od pewnej grupy chorych nie zareagowały na zastosowanie AO zmniejszeniem syntezy DNA. Natomiast u wszystkich chorych zaobserwowano zmniejszenie ilości mRNA c-myb pod wpływem AO [22]. Wprowadzenie AO do hodowli komórek jednojądrzastych szpiku pobranego od chorych z CML (przewlekła białaczka szpikowa) w czasie przełomu blastycznego, spowodowało statystycznie znamienne hamowanie tworzenia kolonii białaczkowych, co było związane ze znaczącym obniżeniem ekspresji c-myb. Podobnego efektu nie obserwowano w przypadku hodowli komórek pobranych w fazie przewlekłej choroby [23].


PIŚMIENNICTWO

1. Biedenkapp H, Borgmeyer U, Sippel AE, Klempnauer K-H. Nature 1988; 335:835-837.

2. Gonda TJ. Int J Biochem Cell Biol 1998; 30:547-551.

3. Golay J, Facchinetti V, Ying G, Introna M. Leuk Lymphoma 1997; 26:271-279.

4. Oh IH, Reddy EP. J Biol Chem 1997; 272:21432-21443.

5. Ess KC, Witte DP, Bascomb CP, Aronow BJ. Oncogene 1999; 18:1103-1111.

6. Wallis YL, Macdonald F. J Clin Pathol:Mol Pathol 1999; 52:55-63.

7. Gonda TJ, Metcalf D. Nature 1984; 310:249-251.

8. Barletta C, Pelicci PG, Kenyon LC, Smith SD, Dalla-Favera R. Science 1987; 235:1064-1067.

9. Todokoro K, Watson RJ, Higo H, Amanuma H, Kuramochi S, Yanigasawa H, Ikawa Y. Proc Natl Acad Sci USA 1988; 85:8900-8904.

10. Leverson JD, Koskinen PJ, Orrico FC, Rainio EM, Jalkanen KJ, Dash AB, Eisenman RN, Ness SA. Mol Cell 1998; 2:417-425.

11. Hirano T. Int Rev Immunol 1998; 16:249-284.

12. Saville MK, Watson RJ. Adv Cancer Res 1998; 72:109-140.

13. Pyatt DW, Stillman WS, Yang Y, Gross S, Zheng JH, Irons RD. Blood 1999; 10:3302-3308.

14. Krause DS, Mucenski ML, Lawier AM, May WS. Exp Hematol 1998; 26:1086-1092.

15. Ratajczak MZ, Perrotti D, Melotti P, et al. Blood 1998; 91:1934-1946.

16. Yang R, Nakamaki T, Lubbert M, et al. Blood 1999; 93:2067-2074.

17. Verbeek W, Gombart AF, Chumakov AM, Muller C, Friedman AD, Koeffler HP. Blood 1999; 93:3327-3337.

18. Pfitzner E, Kirfel J, Becker P, Rolke A, Schule R. Natl Acad Sci USA 1998; 95:5539-5544.

19. Schaefer A, Magocsi M, Fandrich A, Marquardt H. Biochem J 1998; 335:505-511.

20. Beck Z, Bacsi A, Kovacs E i wsp. Leuk Lymphoma 1998; 30:293-306.

21. Tomita A, Watanabe T, Kosugi H, et al. Leukemia 1998; 12:1422-1429.

22. Venturelli D, Mariano MT, Szczylik C, Valtieri M, Lange B, Crist W, Link M, Calabretta B. Cancer Res 1990; 50:7371-7375.

23. Szczylik C, Skorski T, Malaguarnera L, Hetman J, Chen ST, Calabretta B. Folia Histochem, Cytobiol 1996; 34:129-134.


ADRES DO KORESPONDENCJI

dr n. med. Wojciech Pawlak

Klinika Onkologii CSK WAM

ul. Szaserów 128

00-909 Warszawa