Μελέτη των διαταραχών του μεταγραφικού παράγοντα Pokemon στο μη μικροκυτταρικό καρκίνο του πνεύμονα

Abstract

Pokemon/ZΒΤΒ7A is a member of the POK family of transcriptional repressors. Their function is based on their structure. They contain an amino-terminal (NH2) POZ/BTB domain, which mediates protein/protein interaction and recruitment of corepressor complexes, and a carboxyl-terminal DNA-binding domain, consisting of Kruppel-type zinc fingers. Pokemon/s main function is the suppression of the p14ARF tumour suppressor gene. Although Pokemon/ZΒΤΒ7A has been found increased in various types of lymphomas there are no reports dealing with its expression in solid tumours. Given that p14ARF inhibits MDM2, in p14ARF- MDM2- p53 axis, we hypothesized that overexpression of Pokemon/ZΒΤΒ7A could lead indirectly to p53 inactivation. To this end, we examined the status of Pokemon/ZΒΤΒ7A and its relationship with tumour kinetics (proliferation, apoptosis) and nodal members of the p53 network in a panel of 83 non-small cell lung carcinomas (NSCLCs). We observed, in the majority of the samples, prominent expression of Pokemon/ZΒΤΒ7A in the cancerous areas compared to negligible presence in the adjacent normal tissue elements. Since MDM2, another member of the network, is amplified in various malignancies, we set to examine whether the same mechanism stands for Pokemon/ZΒΤΒ7A, as well. Indeed, gene amplification, ranging from 2 to 5-fold, was found in 27.7% of the cases, denoting its significance as a mechanism driving Pokemon/ZΒΤΒ7A overproduction in NSCLCs. All amplified cases showed increased mRNA and protein levels. In the remaining non-amplified group of carcinomas, analysis of the mRNA and protein expression patterns suggests that deregulation at the transcriptional and posttranslational level accounts for Pokemon/ZΒΤΒ7A overexpression in NSCLCs. Proliferation (p=0.033) and tumour size (p=0.018) were associated with Pokemon/ZΒΤΒ7A expression. The overall pathological stage (IA-IIIA) was associated with Pokemon/ZΒΤΒ7A labeling index (ANOVA, p=0.014). However there was no relation with apoptosis, as determined by TUNEL assay. We observed that Pokemon/ZΒΤΒ7A was overexpressed in both p53 mutant and p53 wild-type cases (p=0.377). This fact implies either that Pokemon/ZΒΤΒ7A exerts its oncogenic properties independently from the p14ARF-MDM2-p53 axis or/and that carcinomas harboring both alterations could posses a selective advantage in their evolutionary trajectory. The concomitant expression of Pokemon/ZΒΤΒ7A with p14ARF (p=0.039), instead of the anticipated inverse relation, supports the notion that Pokemon/ZΒΤΒ7A targets p53-independent pathways. Since p14ARF is considered an important sensor of aberrant proliferation, this association could reflect the result of various p14ARF-inducing signals, like E2F1, overcoming the suppressive activity of Pokemon/ZΒΤΒ7A. In conclusion, regardless of the pathway followed, the distinct expression of Pokemon/ZBTB7A in cancerous areas and the association with proliferation and tumour size pinpoints its role in the pathogenesis of lung cancer.

Η πρωτεΐνη Pokemon/ZΒΤΒ7A ανήκει στην οικογένεια των μεταγραφικών αναστολέων ΡΟΚ. Η δράση τους οφείλεται στη χαρακτηριστική δομή τους. Συγκεκριμένα διαθέτουν στο αμινο-(NH2)-τελικό άκρο τους μια POZ/BTB περιοχή που διενεργεί την αλληλεπίδραση μεταξύ των πρωτεϊνών και την «επιστράτευση» (recruitment) συμπλόκων αναστολής και στο καρβοξυ-(COOH)-τελικό δακτυλίους ψευδαργύρου τύπου Kruppel, που ευθύνονται για την αναγνώριση και πρόσδεση σε συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA. Η κύρια λειτουργία της πρωτεΐνης Pokemon/ZΒΤΒ7A είναι η καταστολή της έκφρασης του ογκοκατασταλτικού γονιδίου p14ARF. Η δράση της έχει μελετηθεί σε διάφορους τύπους λεμφωμάτων όπου παρατηρήθηκε αυξημένη έκφραση της πρωτεΐνης, ωστόσο δεν υπάρχουν αναλυτικές μελέτες σε επιθηλιακούς όγκους. Δεδομένου του ρόλου της πρωτεΐνης p14ARF ως αναστολέα του MDM2, στο βρόγχο MDM2- p53, υποθέσαμε ότι η υπερέκφραση του Pokemon/ZΒΤΒ7A, θα μπορούσε έμμεσα να οδηγήσει στην αδρανοποίηση του p53. Ως εκ τούτου, σε 83 περιστατικά μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα (ΜΜΚΠ), εξετάστηκαν η έκφραση του Pokemon/ZΒΤΒ7A και η σχέση του με τις κινητικές παραμέτρους του όγκου (κυτταρικός πολλαπλασιασμός, απόπτωση) και τα βασικά μόρια του δικτύου του p53. Στην πλειονότητα των περιπτώσεων παρατηρήθηκε αυξημένη έκφραση του Pokemon/ZΒΤΒ7A στις καρκινικές περιοχές συγκριτικά με την σχεδόν αμελητέα έκφρασή του στις παρακείμενες περιοχές φυσιολογικού ιστού. Προκειμένου να αιτιολογηθεί η υπερέκφραση αυτή στον καρκίνο και με βάση το γεγονός ότι το MDM2, ένα άλλο μέλος του δικτύου, συχνά υφίσταται γονιδιακή ενίσχυση σε διάφορες κακοήθειες, εξετάστηκε το ενδεχόμενο να συμβαίνει κάτι ανάλογο και στην περίπτωση του Pokemon/ZΒΤΒ7A. Πράγματι βρέθηκε ότι το Pokemon/ZΒΤΒ7A ενισχύεται κατά 2-5 φορές στο ΜΜΚΠ σε σχέση με το φυσιολογικό ιστό, σε ποσοστό 27.7% των περιπτώσεων. Το παράπανω εύρημα αποδεικνύει το σημαντικό ρόλο της γονιδιακής ενίσχυσης στην υπερέκφραση της πρωτεΐνης στο ΜΜΚΠ. Όλα τα περιστατικά με γονιδιακή ενίσχυση παρουσίασαν αυξημένα επίπεδα mRNA και πρωτεϊνών. Στα περιστατικά χωρίς γονιδιακή ενίσχυση, η μελέτη των επιπέδων mRNA και πρωτεΐνών, οδήγησε στο συμπέρασμα ότι άλλες αιτίες, όπως η μεταγραφική επαγωγή, καθώς και επιγενετικοί μηχανισμοί π.χ μετα-μεταφραστικοί, πιθανόν να ευθύνονται για την υπερέκφραση του Pokemon/ZΒΤΒ7A στο ΜΜΚΠ. Θετική συσχέτιση της έκφρασης του Pokemon/ZΒΤΒ7A παρατηρήθηκε τόσο με τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό (p=0.033), όσο και με το μέγεθος του όγκου (p=0.018). Το στάδιο του όγκου (IA-IIIA) βρέθηκε επίσης να σχετίζεται θετικά με το δείκτη ανοσοϊστοχημικής έκφρασης του Pokemon/ZBTB7A (ANOVA, p=0.014). Ωστόσο καμία συσχέτιση δε βρέθηκε με την απόπτωση, όπως αυτή εκτιμήθηκε βάσει TUNEL ανάλυσης. Στη συγκεκριμένη μελέτη παρατηρήθηκε υπερέκφραση του Pokemon/ZBTB7A τόσο σε όγκους με μεταλλαγμένη, όσο και σε όγκους με φυσιολογική (wt) p53 (p=0.377).