文摘
的意义受潮湿腐烂甲状腺癌是确凿的证据,当继承,一个受潮湿腐烂激活突变质数C-cells变换成髓样癌。此外,环境辐射也引发重新改造RET亚型,在乳头状甲状腺癌。的受潮湿腐烂基因编码的一种酪氨酸激酶受体,目标多样化的胞内信号通路。的本质受潮湿腐烂点突变预测不同受体的激活的机制和与不同形式的临床表现,发病的年龄,和生物侵略。许多RET-targeting酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)正在进行的临床试验来评估其有效性在甲状腺癌的治疗中,,可想而知,RET基因型对这些化合物也可能影响反应。现在出现的问题是,在未来,耐火材料的合理治疗甲状腺癌将基于异常RET信号的管理。在本文中,我们解决RET-targeting TKIs和回顾研究的信号属性不同的RET突变体作为一种手段来预测响应和设计组合疗法即将TKIs可用。
1。RET酪氨酸激酶受体的目标不同谱系的细胞内信号通路
受潮湿腐烂(重新安排在转染)编码膜受体酪氨酸激酶(RTK)由四个细胞外cadherin-like图案和一个cysteine-rich地区,一个跨膜部分,酪氨酸激酶活性的胞内域(1]。RET信号通路(图中概述1)。RET信号通过配体/ coreceptor / RET multiprotein复杂而不是通常的受体配体绑定。到目前为止,几个glial-derived神经营养因子(GDNF)家族的配体,包括GDNF、artemin, neurturin, persephin和一个家庭的gpi连接RET coreceptors (GFR1-4),已确定(2]。配体/ coreceptor和RET复合物的形成导致RET二聚和触发器在胞内酪氨酸残基自身磷酸化。696年丝氨酸磷酸化酪氨酸687 (Y687) (S696) Y752, Y791, Y806, Y809, Y826, Y864, Y900, Y905, Y928, Y952, Y981, Y1015, Y1029, Y1062, Y1090, Y1096构成对接网站等众多的细胞内蛋白激酶RAC1-guanine交换因子(GEF) [3),生长因子receptor-bound (GRB)对接蛋白质GRB7/10 [4),鸡劳斯氏肉瘤病毒致癌基因(c - src),粘着斑激酶(FAK) [5),磷脂酶C -γ(PLC -γ)和Src同系物胶原蛋白(自燃),胰岛素受体底物1/2 (IRS1/2),纤维母细胞生长因子基质2 (FRS2),或下游激酶1/4/5 (DOK1/4/5)(由De Groot et al。6])。
细胞内目标蛋白质的磷酸化激活几个下游通路包括增殖蛋白激酶级联:鼠肉瘤癌基因/迅速加速纤维肉瘤细胞外调节激酶1/2 (RAS /皇家空军/ ERK1/2),磷脂酰肌醇的3-kinase /蛋白激酶B通路(PI3K / AKT) [7,8),c-Jun n端激酶途径(物)9,p38谜细胞外调节激酶5 (ERK5)的cAMP-responsive元件结合蛋白和信号传感器和转录激活3 (STAT3)(审查看到Arighi et al。10)和De Groot et al。(6]。最近,Gujral et al。11)表明,RET介导β-连环蛋白的直接酪氨酸磷酸化,与WNT通路的感应,占RET致瘤的能力的一部分在活的有机体内(11]。
上述的许多细胞内信号通路是否则已知总体目标信号转导途径不仅受潮湿腐烂,而是由其他rtk。然而,延迟是主要的RTK针对遗传病变甲状腺癌。激活RET的转换能力,实际上是其隔离的基础上作为一个致癌基因(12),可能是由于其信号覆盖的多元化几个癌症的标志(13]。
增加生长信号和扩散激活的结果RAS /皇家空军/ ERK1/2瀑布和磷酸化STAT3 (14,15]。
细胞迁移是依赖RET-mediated激活RAC1和物3,16],FAK [5)也扮演一个角色在细胞迁移和入侵和转移所需的行为(5,17]。
炎症(视为癌症的7日标志18])也被证明是致癌的一个重要组件下游RET基因突变。此外,我们的激活在新鲜分离人类RET生成一个转录程序,类似于那些发生在炎症(19)诱导各种炎症因子的表达(19- - - - - -21]。此外,关键蛋白质的组成部分RET-activated“炎症”计划被活检肿瘤标本中发现,这些炎性分子被发现的大量的主要肿瘤淋巴结转移患者原发肿瘤中比没有淋巴结转移(了22])。这些和其他结果([23,24];(25])连接激活的炎症。
2。遗传MTC-Associated激活突变集群在特定功能域的RET受体激酶
总的来说,正如之前提到的,不同的信号属性,覆盖多个癌症的标志,可能承受解释RET变换特定细胞类型的能力。尽管如此,最坚实的理由RET的意义作为一个癌症基因来自这一事实,当继承,RET生殖系点突变单独启动特定光谱的组织发展内分泌肿瘤(26,27]。RET遗传突变携带者患遗传性甲状腺髓样癌(hMTC)作为第一个和最常见的临床表现。随着hMTC,患者表现为嗜铬细胞瘤(肾上腺髓质肿瘤)和甲状旁腺腺瘤。这种综合征的条件称为多发性内分泌瘤2型(MEN2) [28]。hMTC接近完整的外显率,突出了RET激活的关键角色发展的MTC和可以进一步采取精确RET作为矿渣MTC的相关治疗目标。
在hMTC,受潮湿腐烂突变发生在特定的密码子,导致光谱获得的功能,增加了激酶活性,激活受体(29日]。突变热点位于cysteine-rich区域的细胞外域和胞内酪氨酸激酶结构域(28]。集群的突变热点可能被这一事实解释了原癌基因激活需要变化残留,特别是在特定的方面与受体交互功能,因此不能普遍地发生突变。所有已知的生殖系的一个全面的描述受潮湿腐烂变化可以找到MEN2 RET数据库(http://www.arup.utah.edu/database/MEN2/MEN2_欢迎)。最常见的受潮湿腐烂是细胞外的半胱氨酸残基的错义替换,种系突变发生在半胱氨酸密码子634年80%的病例。半胱氨酸密码子609年、611年、618年、620年和630年更频繁地受到影响。其他noncysteine细胞外域突变,位于外显子5和8中,已发现(30.]。酪氨酸激酶结构域突变影响更多样的氨基酸,和最频繁重复突变取代Met918 Val804, Leu790 Tyr791, Ala883。经常少,残留768、876、891年、886年和912年都受到影响。罕见突变中孤立的家庭已报告,包括纯合突变(31日),复制(32),和双突变(33]。
除了在矿渣MTC发现的点突变,另一种体细胞遗传事件导致RET激活在乳头状甲状腺癌(PTC)的类型。这涉及到染色体易位RET和许多其他位点之间,一般称为RET / PTC重组,有趣的是发生在其他事件存在BRAF V600E体细胞突变(34]。
3所示。不同的RET突变确定不同临床表现的MEN2和预测hMTC发病的年龄
在MEN2有一致的基因型和表现型的相关性,临床表现等基础方面,受潮湿腐烂激活机制,和疾病的外显率,允许一个突变特异MEN2分类28]。在临床方面,三种疾病表型可以认出:MEN2A, MEN2B,一种家族性甲状腺髓样癌(FMTC)。MEN2A被发现与替换等六个特定的半胱氨酸残基的外显子10(609、611、618、620)和11(630和634)。MEN2A半胱氨酸突变引起矿渣MTC在年轻的年龄在5到25年(发作),连同变量表达式的嗜铬细胞瘤(50%)和甲状旁腺功能亢进(15 - 30%)28]。MEN2B,另一方面,主要是由一个特定的错义突变位于RET酪氨酸激酶域(Met918Thr),占95%的病例(35]。第二个酪氨酸激酶域替换(Ala883Phe)被发现在一个小比例的MEN2B患者(36]。此外,双突变影响密码子804年和805年和804年和806年被描述在个人MEN2B情况下(33,37]。MEN2B激酶结构域突变产生一个更复杂的临床表型的特点是早期发病(有时< 1岁)和咄咄逼人的矿渣MTC形式,伴随的嗜铬细胞瘤在50%的情况下,伴随着其他非肿瘤的特性,如粘膜神经瘤的舌头、嘴唇、眼睑,ganglioneuromatosis胃肠道,增厚角膜神经,和Marfanoid体质(38]。矿渣MTC FMTC唯一疾病表现,通常发生在成人的年龄,没有额外的内分泌病。受潮湿腐烂突变较低的临床表现,包括密码子321年,533年,768年,790年,791年,804年和891年,可能会发现在这些家庭28]。偶尔,这些突变的患者也可能发展MEN2A表型,表明FMTC和MEN2A代表一个连续的临床表现常见基因相关疾病(39- - - - - -42]。年龄相关性外显率的矿渣MTC MEN2也是特定密码子,和分类发展中矿渣MTC的风险可以做基于基因型(回顾Raue和Frank-Raue [43])。临床相关性,因为这是预防甲状腺切除术的理想时机应该考虑甲状腺切除术的副作用之间的平衡在早期年龄和个人发展中矿渣MTC的风险。综合指南已经被美国甲状腺协会发布的关于这方面44]。一般来说,RET基因突变与生产的风险非常高的MTC(风险水平D),包括所有的MEN2B突变,需要外科手术在1岁之前。RET基因突变在密码子Cys634构成风险水平C和5岁之前是由甲状腺切除术。B级变异包含剩余的细胞外半胱氨酸的变化密码子609年,611年,618年、620年和630年。在这些情况下,手术是在5岁之前建议;然而它可以推迟到降钙素水平上升。风险级别的账户FMTC突变,而5岁前手术不是必需的,可以推迟到降钙素水平上升。
4所示。体细胞RET基因突变的性质影响零星的矿渣MTC的预后
除了遗传突变,有点类似的体细胞突变谱是在大约50例零星的矿渣MTC的60%。目录的体细胞突变可以在宇宙中找到数据库(http://www.sanger.ac.uk/genetics/CGP/cosmic/)。最常见的躯体病变是被MEN2B Met918Thr在16外显子突变,由60%的突变阳性病例。此外,病人的肿瘤港MEN2B突变有更高的患病率和淋巴结转移,现在更经常与多病灶的肿瘤和持久的疾病晚期,零星的矿渣mtc表明,体细胞MEN2B突变的情况下与最糟糕的预后相关(45,46]。有趣的是,半胱氨酸集群的RET突变的情况下最懒惰,和那些没有RET突变一个中间风险(46]。
5。激活RET突变通过不同的机制和赋予不同的致癌信号属性
功能依据临床表现不同的RET基因型的差异可能是由于突变特异的识别机制的激活受潮湿腐烂原癌基因。突变细胞外cysteine-rich地区导致更换另一个氨基酸的半胱氨酸残基,随后导致分子内二硫键的损失。因此,一个半胱氨酸残基可用一个分子间二硫键的形成,导致持续活跃的共价结合受体,因为ligand-independent受体二聚作用[29日]。这些突变一般MEN2A和FMTC联系起来。相比之下,细胞内MEN2B-specific突变和其他酪氨酸激酶结构域突变影响受体激活以完全不同的方式。通过改变其构象的催化酪氨酸激酶域的核心增加催化活性和改变细胞内基质的光谱,从而导致显著变化的信号受体的属性(29日]。
这些观察强调不同的临床表现可以来自不同的RET激活机制和相应的输出致癌信号。然而,没有多少人知道这些具体的差异信号属性不同的RET突变体。研究表明,野生型和突变RET显示对接网站的自身磷酸化水平的差异,这可能会导致微分激活下游瀑布(47]。支持这种模式来自MEN2A证据表明有明显差异和MEN2B突变的下游PI3K / AKT激活的能力。这个途径似乎更积极地MEN2B比MEN2A [7),这种差异可以归因于一个增强自身磷酸化的Y1062 MEN2B突变造成的(48]。
另一个例子涉及RET-induced STAT3的激活。MEN2A突变Cys634Arg激活STAT3独立于Janus酪氨酸激酶(激酶)15]。FMTC突变体,Tyr791Phe Ser891Ala,似乎这样做,通过不同的路线和需要的参与Src和木菠萝为了既定的激活STAT3 (49]。
因此,在上述的基础上显示的证据表明,不同的信号属性RET突变体,可想而知,不同灵敏度酪氨酸激酶抑制剂的作用可能发生由于潜在的不同的受体构象的RET突变体。
6。RET-Targeting酪氨酸激酶抑制剂
小分子酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)的作用机制是基于的原则sterically阻断腺苷口袋导致受损的磷酸化活性,抑制信号转导,并防止激活胞内信号通路与肿瘤生长和血管生成有关。
各种化合物的发现(表1)能够抑制致癌RET突变(或重新安排),如PP1和PP2 [50),ZD6474 (Vandetanib) [51],RPI-1 [52),cep cep - 701 - 751 (66年),伊马替尼(67年),舒尼替(SU5416 SU11248) [53),吉非替尼(5543 - 9006],索拉非尼(湾)(57),Motesanib (AMG706) [59),Axitinib (AG013736) [61年)和184 XL,带来了进一步的临床意义的分类药理RET突变体的敏感性,是转移性矿渣MTC MEN2患者死亡的最常见原因(68年]。此外,这些化合物可以找到应用放射性iodine-refractory PTC与RET / PTC重组。
的pyrazolopyrimidines PP1 PP2和4-anilinoquinazoline Vandetanib抑制RET-rearrangement-derived癌基因蛋白半最大抑制剂浓度(IC50)低于100海里。这些分子被证明抑制RET酶活性和磷酸化的下游目标,比如ERK1/2。Vandetanib也被发现抑制RET信号在两个人类PTC细胞系和减少致瘤性受潮湿腐烂/PTC(列车自动控制系统)转换成纤维细胞注射到裸鼠[50]。Vandetanib块在活的有机体内磷酸化和信号由RET / PTC3癌蛋白和表皮生长因子(EGF)——的EGF受体/ RET嵌合受体激活。最后,它阻挡anchorage-independent增长RET / PTC3改造后NIH3T3成纤维细胞和肿瘤的形成注入NIH -RET / PTC3细胞裸鼠[51]。
索拉非尼海湾(43 - 9006)最初的目的是作为一个皇家空军抑制剂(69年]。然而,临床前研究表明,索拉非尼可以抑制激酶活性和野生型,致癌RET信号。索拉非尼抑制致癌RET激酶活性的IC50 50 nM在NIH3T3细胞或更少。逮捕的增长NIH3T3 RAT1成纤维细胞转化,致癌RET和甲状腺癌的细胞港口重新安排RET等位基因。这些抑制效应的降低RET磷酸化(57]。最后,PTC细胞携带RET / PTC1重排被发现对索拉非尼比PTC细胞携带更加敏感BRAF突变(70年]。有一个正在进行的二期临床试验使用索拉非尼在晚期甲状腺癌患者58]。
RPI-1最初是一个2-indolinone导数证明抑制RET / PTC1活动在一个immunokinase测定的IC50 27-42吗m .它选择性地抑制anchorage-independent NIH3T3-transformed细胞表达的增长RET / PTC1基因和NIH3T3ptc1转化表型的细胞恢复正常呈形态。在这些细胞中,本构酪氨酸的磷酸化RET / PTC1、转导适配器蛋白质自燃,一系列co-immunoprecipitated肽是大大降低(52]。激活JNK2和AKT被废除,从而支持下游通路的药物抑制功效。此外,细胞生长抑制与端粒酶活性的减少了近85% (71年]。
舒尼替最初被描述为一个TKI针对VEGF和PDGFR受体(72年),还发现抑制c - kit (73年]。现在批准治疗要点和肾细胞癌。在体外激酶化验表明,舒尼替抑制磷酸化RET / PTC3合成酪氨酸激酶的底物肽剂量依赖性的方式。RET / PTC-mediated Y705磷酸化STAT3的被加入舒尼替抑制,抑制舒尼替对酪氨酸磷酸化的影响和转录激活与降低自身磷酸化STAT3非常密切相关的RET / PTC(列车自动控制系统)。舒尼替改变了NIH的完整形态回归——造成的RET / PTC3细胞和抑制TPC-1细胞有一个内生的增长RET / PTC1(53]。治疗两个进步转移性甲状腺癌患者(PTC和1 FTC)显示出持续的临床反应舒尼替在的四年(54]。
吉非替尼最初批准nonsmall细胞肺癌致癌EGFR因为它的目标。在体外数据表明,表皮生长因子受体有助于RET激酶激活信号,刺激经济增长。条件激活RET / PTC癌基因蛋白在甲状腺PCCL3细胞显著诱导表达EGFR磷酸化,在通过增殖作用介导的蛋白激酶信号(地图)。RET和表皮生长因子受体被发现co-immunoprecipitate。Ligand-induced表皮生长因子受体的激活导致磷酸化kinase-dead RET,这效果是完全被EGFR激酶抑制剂。吉非替尼也抑制细胞生长引起的各种既定的活跃的突变体受潮湿腐烂在甲状腺癌的细胞以及在NIH3T3细胞(55]。这些证据提供了生物学基础吉非替尼的临床评价甲状腺癌。在二期试验中获得的结果没有显示出客观反应25甲状腺癌患者接受吉非替尼(56]。
cep - 701和cep - 751indolocarbazole衍生品也抑制RET矿渣MTC细胞。有效抑制RET磷酸化在剂量依赖性的方式达到浓度< 100海里。这些化合物也在文化街区矿渣MTC细胞的生长。cep - 751及其前体药物,cep - 2563抑制肿瘤生长在矿渣MTC细胞异种移植66年]。这些药物也加强伊立替康治疗TT的影响细胞培养和异种移植导致持久的完全缓解小鼠的100%。cep - 751抑制诱导的DNA修复程序(由phospho-H2AX标记)以及检查点通路(的激活Chk1) [74年]。由于临床前模型表明,cep - 751和cep - 2563在各种肿瘤的抗肿瘤活性,第一阶段试验进行(75年]。
其他几个TKI分子在转移性评估对其功效矿渣MTC治疗公布的数据有限。Axitinib(ag - 013736) [76年)是在第二阶段的研究评估60矿渣MTC患者。18例(30%)出现局部反应,23例(38%)有稳定的疾病(61年]。Motesanib(AMG706) [77年)是评估在分化型甲状腺癌59),在91年的第一阶段研究患者遗传(16例)或零星的MTC(75例),2%的患者显示部分反应,81%有稳定的疾病60]。XL184 / XL880是一种化合物,迅速通过临床评估过程。这个TKI VEGFR2目标,受潮湿腐烂,也遇到了和其功效已经证明几个实体肿瘤,特别是甲状腺癌(* * *)。遗传和零星的矿渣MTC患者非常有趣的反应率得到9/17的患者(53%)显示部分缓解。基于这些发现,三期注册试验XL184作为潜在的治疗甲状腺髓样癌(MTC)已经启动。
7所示。基因型的影响的敏感性RET-Targeting TkIs和挑战
虽然许多耐火矿渣MTC患者在接受治疗和几个TKIs在过去的几年里,尚不清楚这些药物的临床反应实际上是受到了受潮湿腐烂肿瘤细胞的基因型。在这一点上,唯一对这种类型的信息来自可靠来源在体外研究。事实上,一些化合物用来对付RET似乎证实了范式,某些突变可以呈现RET耐抑制。这是第一次证明了PP1、PP2 ZD6474 (Vandetanib),尽管是有效抑制磷酸化的大部分MEN2-associated受潮湿腐烂突变体(在密码子768、790、883、918和634 (50]),无法抑制MEN2-associated缬氨酸804换成笨重的疏水性亮氨酸或蛋氨酸RET激酶结构域。因此缬氨酸804成为结构性行列式氨基酸调停pyrazolopyrimidines阻力和4-anilinoquinazolines78年,79年]。也发现这样V804M / E805K串联损伤,检测到non-Met918 / Ala883 MEN2B PP1也被证明带来阻力,暗示作用方式不同于古典MEN2B突变(33]。
然而,RET磷酸化的抑制和信号的突变Val804看门人残渣中没有受损的细胞受到索拉非尼治疗(80年),这表明这种药物可能是一个潜在的治疗工具受潮湿腐烂Val804积极甲状腺肿瘤(80年]。
使用另一个复合可以克服突变特异的主要阻力呈现进一步支持的敏感性受潮湿腐烂突变体,最后,由于mutation-dependent RET磷酸腺苷的结构因素。然而,支持的模式受潮湿腐烂药物基因学,更需要评估之前,我们可以证实,这个概念是非常有用的临床实践。开始,这将是必要的突变状态的肿瘤患者中临床试验是确定和相关临床反应。直到现在,没有一个临床研究已经发表的突变状态的病人。另一方面,我们不应该忘记,尽管在体外数据已经证明高度信息对于基因型/表型相关性,它不能被直接表明差异的临床反应。此外,许多这些小分子抑制剂行动几个目标rtk,呈现它很难确定的影响在不同的rtk实际上观察到的临床反应。
我们还应该认识到,这些化合物的影响可能超越干扰磷酸腺苷的口袋,可能影响RET表达式。例如,索拉非尼抑制RET直接酶抑制酪氨酸激酶活性,还通过促进RET溶酶体降解蛋白酶体独立的目标(80年]。
在这一点上,鉴于许多分子开始变得可用,这将是值得比较这些药物相互抑制的有效性的活动最频繁受潮湿腐烂基因型。这可能意味着定义和分层作为一线和二线药物治疗的基础上受潮湿腐烂基因型。
正如我们之前强调的,具体的受潮湿腐烂突变可能导致更强的感应特定的细胞内信号的目标,其中许多正在开发有自己的专用的抑制剂。在这方面,信息的特异性致癌信号不同的基因型可能是有价值的设计组合疗法采用突变特异抑制剂的组合治疗。
目前,酪氨酸激酶抑制剂的临床使用甲状腺癌患者仍然不依赖在每个肿瘤的遗传背景58,61年,81年]。然而,临床试验的结果表明,这些化合物有一个比溶细胞的抑制细胞生长的作用,因此只是选择压力的进步增加了一个步骤肿瘤(购买时间),但最终二级可形成耐药性。在模型中,如ABL / CML(伊马替尼)表皮生长因子受体/肺癌(吉非替尼),或工具包/要点(伊马替尼),长期治疗与TKIs导致收购阻力突变受体这些药物的目标,使他们对治疗不敏感。尽管没有必要受潮湿腐烂突变是迄今为止的描述,与病人进行临床试验的经验教导一些病人突然在治疗没有反应。最可能发生的情况是,相同的底层耐药机制在起作用。这意味着,为了将这些抑制剂的使用转化为增加长期生存,我们可能需要执行分子病变进展的跟踪,为了预测阻力,最终改变从一个抑制剂到另一个。
最后,减少矿渣MTC的生物学受潮湿腐烂激活和信号刺激几乎肯定是一个简单的视图。RET突变不仅决定了矿渣MTC发展(即使在hMTC)。也可能这些肿瘤携带其他基因突变,也可能是一个人应该知道这些思考结合的疗法。实际上,数据积累关于替代途径从前体C-cell增生对矿渣MTC发展做出贡献。这是WNT通路的情况下激活RET-mediated酪氨酸的磷酸化β连环蛋白(11]p18的协同效应和p27, RB通路的两名成员82年,83年]。这可能提供额外的目标组合抑制剂与其他化合物瞄准这些途径。也与这是最近不同rtk之间的相互识别机制。例如,EGFR可能配合RET在激活细胞内信号通路55]。这提供了RTK抑制剂结合不同的生物学基础。
未来几年所面临的挑战是使用知识的池中产生RET信号通路和矿渣MTC进展步骤合理化组合疗法,针对不同的分子和信号通路相关的矿渣MTC。
利益冲突
作者宣称他们没有专利,金融、专业,或其他任何性质的个人利益和在任何产品,服务,和/或公司可能被视为影响本文中给出的位置。
作者的贡献
h . Prazeres写道,j·托雷斯回顾参考书目RET信号通路,f·罗德里格斯提供洞察矿渣MTC管理的临床方面,j.p.库托回顾了书目的酪氨酸激酶抑制剂,j . Vinagre由论文的数据,和m . Sobrinho-Simoes p .苏亚雷斯执行摘要的关键评论。
确认
本研究支持的葡萄牙语基础科学和技术(FCT)通过一个项目格兰特(PTDC / SAU-OBD / 101242/2008),葡萄牙社会内分泌和代谢(Edward污水奖),和葡萄牙卫生部项目(13/2007)。作者希望也承认FCT赠款h . Prazeres(参考文献。SFRH / BD30041/2006和SFRH /桶/ 72004/2010),博士学位授予j.p.库托(SFRH / BD / 40260/2007), j·托雷斯和BI。IPATIMUP是葡萄牙的相关实验室的科学,技术和高等教育和支持的部分葡萄牙科技的基础。