folikulina

Nie mylić z estrogenem lub estronem .
FLCN
Dostępne konstrukcje
WPB Wyszukiwanie ortologiczne:
Identyfikatory ,
identyfikatory zewnętrzne
BHD, FLCL, Folliculin, DENND8B
Ortologi
Gatunek Człowiek Mysz
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

RefSeq (białko)

Lokalizacja (UCSC)
PubMed search
Wikidane
Wyświetl/edytuj człowieka Wyświetl/edytuj mysz

Gen supresorowy guza FLCN koduje białko folikulinę , znane również jako białko zespołu Birt-Hogg-Dubé , które działa jako inhibitor dehydrogenazy mleczanowej-A i regulator efektu Warburga . Folliculina (FLCN) jest również związana z zespołem Birta-Hogga-Dubé , który jest autosomalnie dominującym dziedzicznym zespołem nowotworowym, w którym osoby dotknięte chorobą są narażone na ryzyko rozwoju łagodnych guzów skóry (mieszków włosowych), torbieli płucnych (często związanych z odmą opłucnową), i guzy nerek.

Gen

Struktura

Gen FLCN składa się z 14 eksonów .

Lokalizacja

Lokalizacja cytogenetyczna: gen FLCN znajduje się na krótkim (p) ramieniu chromosomu 17 w pozycji 11.2. (17p11.2).

Lokalizacja molekularna na chromosomie 17: pary zasad od 17 056 252 do 17 081 230 (NCI Build 36.1)

Znaczenie kliniczne

Mutacje germinalne w genie FLCN powodują zespół Birt-Hogg-Dubé (BHD), autosomalną dominującą chorobę, która predysponuje osoby do rozwoju łagodnych guzów mieszków włosowych zwanych włókniakami pęcherzykowymi , torbieli płuc, samoistnej odmy opłucnowej i zwiększonego ryzyka guzów nerek . Mutacje FLCN stwierdzono również w linii zarodkowej pacjentów z odziedziczoną samoistną odmą opłucnową i bez innych objawów klinicznych.

W ocenie ryzyka przeprowadzonej u dotkniętych i zdrowych członków rodzin z BHD iloraz szans na rozwój guzów nerek u osoby dotkniętej BHD był 6,9 razy większy niż u jego zdrowego rodzeństwa. Iloraz szans na samoistną odmę opłucnową u osób dotkniętych BHD, po uwzględnieniu wieku, był 50,3 razy większy niż u zdrowych członków rodziny.

Odkrycie

Zespół Birt-Hogg-Dubé został pierwotnie opisany przez trzech kanadyjskich lekarzy w rodzinie, w której 15 z 70 członków w ciągu 3 pokoleń wykazywało triadę zmian dermatologicznych ( włókniaki pęcherzykowe, trichodiscoma i akrochordony ). Następnie zaobserwowano kosegregację nowotworów nerek ze zmianami skórnymi BHD w 3 rodzinach z wywiadem rodzinnym w kierunku guzów nerek, co sugeruje, że guzy nerek mogą być częścią fenotypu zespołu BHD . W celu zidentyfikowania locus genetycznego zespołu BHD przeprowadzono analizę powiązań genetycznych w rodzinach rekrutowanych na podstawie zmian skórnych BHD. Zidentyfikowano region obejmujący chromosom 17p11, a następnie stwierdzono mutacje w nowym genie FLCN w linii zarodkowej osób dotkniętych zespołem BHD.

Genetyka

Gen FLCN koduje białko o masie 64 kDa, FLCN, które jest wysoce konserwatywne u różnych gatunków. Większość mutacji linii zarodkowej FLCN zidentyfikowanych u pacjentów z BHD to mutacje powodujące utratę funkcji, w tym mutacje zmieniające ramkę odczytu (insercja/delecja), mutacje nonsensowne i mutacje miejsca splicingu , które według przewidywań powodują inaktywację białka FLCN, chociaż niektóre mutacje zmiany sensu zostały zgłoszone wymieniają jeden nukleotyd na inny iw konsekwencji powodują powstanie innego aminokwasu w miejscu mutacji. Większość mutacji jest identyfikowana przez sekwencjonowanie DNA . Wraz z pojawieniem się multipleksowej amplifikacji sondy zależnej od ligacji (MLPA), zidentyfikowano również częściowe delecje genu FLCN , co pozwala na wykrywanie mutacji FLCN w kohortach BHD, które zbliżają się do 90%. Stwierdzono bardzo niewiele mutacji FLCN w związku ze sporadycznymi guzami nerki, co wskazuje, że mutacja FLCN może odgrywać jedynie niewielką rolę w niedziedzicznym raku nerki.

Dowody eksperymentalne potwierdzają rolę FLCN jako genu supresorowego guza. W guzach nerki związanych z BHD odziedziczony FLCN z mutacją germinalną jest obecny we wszystkich komórkach, ale pozostała kopia typu dzikiego jest inaktywowana w komórkach nowotworowych poprzez mutację somatyczną lub utratę heterozygotyczności . Naturalnie występujące modele psów i szczurów z mutacjami germinalnymi Flcn rozwijają guzy nerek, które zachowują tylko zmutowaną kopię genu. Homozygotyczna inaktywacja Flcn w tych modelach zwierzęcych jest śmiertelna dla zarodka. Nowotwory rozwijają się u myszy, którym wstrzyknięto FLCN z ludzkich nowotworów związanych z BHD, ale kiedy FLCN typu dzikiego zostaje przywrócony w tych komórkach, rozwój guza zostaje zahamowany. Dodatkowo, wstrzyknięcie komórek nowotworu nerki z linii komórkowej gruczolakoraka ACHN z inaktywacją FLCN myszom z obniżoną odpornością spowodowało wzrost znacznie większych guzów, dodatkowo podkreślając rolę FLCN w supresji nowotworu. Opierając się na obecności barwienia FLCN metodą immunohistochemiczną , haploinsufficiency , czyli mutacja jednej kopii FLCN z zachowaniem kopii typu dzikiego, może być wystarczająca do rozwoju włókniakowłókniaków i torbieli płuc.

Funkcjonować

Interakcje

Wykazano, że FLCN oddziałuje poprzez swój C-koniec z dwoma nowymi współopiekuńczymi białkiem oddziałującym z folikuliną 1 ( FNIP1 ) i białkiem oddziałującym z folikuliną 2 (FNIP2/FNIPL) oraz pośrednio przez FNIP1 i FNIP2 z kinazą białkową aktywowaną przez AMP (AMPK) . AMPK jest ważnym czujnikiem energii w komórkach i negatywnym regulatorem mechanistycznego celu rapamycyny (mTOR), co sugeruje, że FLCN i FNIP1 mogą odgrywać rolę w modulowaniu aktywności mTOR poprzez szlaki wyczuwające energię lub składniki odżywcze. Eksperymenty koimmunoprecypitacji z FNIPL/FNIP2 i FLCN eksprymowanymi w Cos7 wykazały, że C-końce FLCN i FNIPL/FNIP2 są wymagane do optymalnego wiązania FLCN-FNIPL. W przypadku braku ekspresji FNIP1 lub FNIPL / FNIP2, FLCN lokalizuje się w jądrze, podczas gdy koeksprymowane FLCN i FNIPL kolokalizują się w cytoplazmie w układzie siatkowatym.

Fosforylacja FLCN

Fosforylacja FLCN została zmniejszona przez głodzenie rapamycyny i aminokwasów i ułatwiona przez nadekspresję FNIP1, co sugeruje, że fosforylacja FLCN może być regulowana przez sygnalizację mTOR i AMPK. FNIP1 był fosforylowany przez AMPK , a jego fosforylacja była hamowana w sposób zależny od dawki przez inhibitor AMPK, co skutkowało zmniejszoną ekspresją FNIP1. FLCN ma wiele miejsc fosforylacji, w tym serynę 62, na które różnie wpływa wiązanie FNIP1 i inhibitory mTOR i AMPK. Znaczenie tej modyfikacji jest jednak nieznane.

Funkcje FLCN

Folliculin (FLCN) działa jako partner wiążący i niekonkurencyjny inhibitor dehydrogenazy mleczanowej-A (LDHA). Elastyczna pętla w obrębie końca aminowego FLCN kontroluje ruch pętli miejsca aktywnego LDHA, ściśle regulując aktywność enzymu, aw konsekwencji homeostazę metaboliczną w normalnych komórkach. Komórki rakowe, które doświadczają efektu Warburga, wykazują dysocjację FLCN od LDHA. Traktowanie tych komórek dekapeptydem pochodzącym z regionu pętli FLCN powoduje śmierć komórki. Przesunięcie glikolityczne komórek nowotworowych wydaje się być wynikiem inaktywacji FLCN lub dysocjacji z LDHA. Hamowanie LDHA za pośrednictwem FLCN zapewnia nowy paradygmat regulacji glikolizy.

Zidentyfikowano kilka szlaków, w których FLCN odgrywa rolę supresora guza, ale pozostaje do ustalenia, który z tych szlaków, gdy jest rozregulowany, prowadzi do fenotypów skóry, płuc i nerek związanych z zespołem Birt-Hogg-Dubé.

Regulacja szlaku AKT-mTOR

Praca z modelami myszy z niedoborem Flcn sugeruje rolę FLCN w regulacji szlaku sygnałowego AKT -mechanistycznego celu rapamycyny (mTOR), ale wyniki są sprzeczne. Aktywację mTOR obserwowano w wysoce torbielowatych nerkach, które rozwinęły się u myszy z inaktywacją Flcn ukierunkowaną na nerki . Podwyższone białka AKT i fosfo-AKT oraz aktywację mTORC1 i mTORC2 obserwowano w nowotworach o późnym początku, które rozwinęły się u starszych heterozygotycznych myszy Flcn po utracie pozostałego allelu Flcn typu dzikiego oraz w guzach nerki z niedoborem FLCN u pacjentów z BHD. Z drugiej strony, hamowanie mTOR wykazano w mniejszych cystach (chociaż aktywację mTOR obserwowano w większych cystach), które rozwinęły się u heterozygotycznych myszy z nokautem Flcn wygenerowanych za pomocą pułapki genowej . Mutageneza N-etylo-N-nitromocznika (ENU) innego heterozygotycznego mysiego modelu Flcn dała guzy o obniżonej aktywności mTOR. Dowody z badań na drożdżach sugerują, że ortolog FLCN Bhd aktywuje ortolog mTOR Tor2. Te przeciwstawne skutki FLCN na szlaku mTOR doprowadziły do ​​hipotezy, że regulacja FLCN aktywności mTOR może być zależna od kontekstu lub typu komórki.

Aktywacja mTORC1 na lizosomie

Rozdzielczość struktury krystalicznej domeny białka na końcu karboksylowym FLCN ujawniła podobieństwo strukturalne do zróżnicowanej ekspresji w normalnych komórkach i domenie nowotworowej (DENN) DENN1B, co sugeruje, że są to odlegle spokrewnione białka. Rodzina domen DENN to czynniki wymiany nukleotydów guaninowych (GEF) dla białek Rab, członków nadrodziny białek G Ras , które biorą udział w transporcie pęcherzykowym, co sugeruje, że FLCN może pełnić podobną funkcję.

FLCN działa jako białko aktywujące GTPazę (GAP) wobec GTPaz Rag C/D, członków innej rodziny białek wiążących GTP związanych z Ras, które są niezbędne do zależnej od aminokwasów aktywacji mTORC1 na błonie lizosomalnej . Heterodimeryczne GTPazy Rag (RagA lub B w kompleksie z RagC lub D) w kompleksie związanym z lizosomem z Ragulatorem i wakuolową trifosfatazą adenozynową ( v-ATPaza ) oddziałują z mTORC1 w odpowiedzi na aminokwasy ze światła lizosomu, aby promować translokację mTORC1 do powierzchnia lizosomu do aktywacji przez mały homolog GTPazy Ras, wzbogacony w mózg ( Rheb ). Ładowanie GTP RagA / B jest wymogiem dla sygnalizacji aminokwasów do mTORC1. W ostatnich badaniach wykazano, że FLCN lokalizuje się na powierzchni lizosomu w warunkach głodu aminokwasów, gdzie wraz ze swoimi partnerami wiążącymi FNIP1 / FNIP2, FLCN działa jako GAP, aby ułatwić ładowanie GDP Rag C / D, wyjaśniając rolę tego Rag GTPaza w zależnej od aminokwasów aktywacji mTORC1. Inny raport wykazał, że FLCN w połączeniu z FNIP1 preferencyjnie wiąże się z Rag A / B związanym z GDP / wolnym od nukleotydów w warunkach pozbawionych aminokwasów, co sugeruje potencjalną rolę FLCN jako GEF dla RagA / B. Niedawno odkryto, że heterodimeryczny kompleks Lst4-Lst7 w drożdżach, ortologiczny do ssaczego kompleksu FLCN-FNIP1, działa jako GAP dla Gtr2, drożdżowego ortologu Rag C/D i skupienia na błonie wakuolowej w komórkach pozbawionych aminokwasów. Ponowne odżywianie aminokwasów stymulowało wiązanie Lst4-Lst7 i aktywność GAP w kierunku Gtr2, co skutkowało aktywacją mTORC1 i wykazaniem zachowania funkcji GAP dla FLCN w organizmach niższych.

Kontrola aktywacji transkrypcji TFE3/TFEB

TFE3 i TFEB są członkami rodziny czynników transkrypcyjnych związanych z mikroftalmią (MiTF), która obejmuje również MiTF i TFEC. Fuzje genów TFE3 z wieloma różnymi partnerami genów mogą pojawiać się sporadycznie i są odpowiedzialne za raka nerkowokomórkowego z translokacją Xp11.2. Stwierdzono, że guzy nerek związane z BHD z niedoborem FLCN i nowotwory, które rozwijają się w mysich modelach z inaktywacją Flcn , mają podwyższoną ekspresję transbłonowej glikoproteiny NMB (GPNMB), celu transkrypcyjnego TFE3. Następnie wykazano, że FLCN reguluje aktywność TFE3 poprzez sekwestrację TFE3 w cytoplazmie, gdzie jest nieaktywna transkrypcyjnie; jednak utrata ekspresji FLCN skutkuje lokalizacją TFE3 w jądrze kierującym transkrypcyjną aktywacją jego genów docelowych, w tym GPNMB. Inne badanie badające geny wymagane do progresji mysich embrionalnych komórek macierzystych (ESC) od pluripotencji do różnicowania linii komórkowych ujawniło, że Flcn w kompleksie z Fnip1 / 2 był niezbędny do wyjścia ESC z pluripotencji poprzez sekwestrację cytoplazmatyczną Tfe3, znosząc w ten sposób ekspresję jego cel genowy, receptor beta związany z estrogenem ( Esrrb ), główny czynnik pluripotencji.

Regulacja PGC-1α i biogeneza mitochondrialna

Chromofobowy rak nerki i hybrydowe nowotwory onkocytarne z cechami chromofobowego raka nerki i onkocytoma nerki , które są najczęstszymi histologicznymi podtypami guzów nerki związanymi z BHD, zawierają dużą liczbę mitochondriów . Porównawcze profilowanie ekspresji genów guzów nerki związanych z BHD i sporadycznych odpowiedników guzów ujawniło różne wzorce ekspresji genów i różnice cytogenetyczne między grupami. Guzy związane z BHD wykazywały wysoką ekspresję genów związanych z fosforylacją mitochondrialną i oksydacyjną, co odzwierciedla deregulację osi sygnałowej receptora aktywowanego przez proliferatory peroksysomów gamma koaktywatora 1-alfa / mitochondrialnego czynnika transkrypcyjnego A ( PGC-1α / TFAM ). Ekspresja FLCN była odwrotnie skorelowana z aktywacją PGC-1α, która napędza biogenezę mitochondriów. Na poparcie tych danych inaktywacja FLCN była skorelowana z aktywacją PGC-1α i regulacją w górę jego docelowych genów w nowotworach nerek związanych z BHD oraz tkankach nerek, serca i mięśni z genetycznie zmodyfikowanych modeli myszy z inaktywacją Flcn ukierunkowaną na odpowiednie tkanki .

Utrzymanie adhezji komórka-komórka i regulacja sygnalizacji RhoA

Dwuhybrydowe badania przesiewowe drożdży przeprowadzone przez dwie niezależne grupy zidentyfikowały p0071 ( plakofilina-4 ) jako białko oddziałujące z FLCN. p0071 wiąże E-kadherynę w połączeniach przylegających , które są ważne dla utrzymania architektury komórek w tkankach nabłonkowych i reguluje aktywność RhoA . Utrata funkcji FLCN prowadzi do destrukcyjnego wpływu na adhezję komórka-komórka i polaryzację komórek oraz rozregulowanie sygnalizacji RhoA. Dodatkowe dowody potwierdzające obejmują zmniejszenie ekspresji E-kadheryny i zwiększoną apoptozę pęcherzyków płucnych u Flcn ukierunkowanych na płuca oraz zwiększone zrosty komórka-komórka w liniach komórkowych płuc z niedoborem FLCN . Badania te sugerują potencjalną funkcję FLCN w utrzymywaniu prawidłowych zrostów komórka-komórka dla integralności komórek płuc i potwierdzają „hipotezę rozciągania” jako mechanizm patogenezy torbieli płucnej w BHD.

Ciliogeneza i mechanizmy sensoryczne zależne od rzęsek

Osoby dotknięte wrodzonymi zespołami raka nerki von Hippla-Lindaua i zespołem stwardnienia guzowatego mogą rozwinąć torbiele nerek oprócz guzów nerek, które, jak wykazano, wynikają z defektów funkcji rzęsek pierwotnych . Pacjenci z BHD mogą również zgłaszać torbiele nerek, co skłoniło naukowców do zbadania potencjalnej roli FLCN w regulacji rozwoju i/lub funkcji pierwotnych rzęsek. Stwierdzono, że białko FLCN lokalizuje się na rzęskach pierwotnych, ciele podstawowym i centrosomie w różnych typach komórek. Knockdown siRNA FLCN w komórkach nerki pozbawionych składników odżywczych spowodował opóźniony rozwój rzęsek. Zarówno nadekspresja FLCN w komórkach nerki wykazujących ekspresję FLCN, jak i knockdown FLCN spowodowały zmniejszenie liczby rzęsek i nieprawidłowych podziałów komórkowych, co sugeruje, że poziomy FLCN muszą być ściśle regulowane dla prawidłowej ciliogenezy. Pierwotne rzęski odgrywają rolę w hamowaniu kanonicznego szlaku sygnalizacyjnego Wnt ( szlak sygnalizacyjny Wnt / β-katenina ) poprzez sekwestrację β-kateniny w ciele podstawowym, a rozregulowanie sygnalizacji Wnt / β-katenina zostało powiązane z tworzeniem się torbieli nerki. U Flcn w wewnętrznych przewodach zbiorczych rdzenia kręgowego poziomy niefosforylowanej (aktywnej) β-kateniny i jej docelowych celów były podwyższone, co sugeruje, że niewłaściwa aktywacja kanonicznego szlaku sygnałowego Wnt / β-katenina przez wadliwą ciliogenezę może prowadzić do nerek i potencjalnie płuca, rozwój torbieli w zespole BHD.

Dodatkowe dowody eksperymentalne, że FLCN może być zaangażowany w pierwotną funkcję rzęsek, uzyskano z dwuhybrydowego badania przesiewowego drożdży, które zidentyfikowało KIF3A jako białko oddziałujące z FLCN. Transport wewnątrzflagellarny , który jest niezbędny do montażu i utrzymania pierwotnej rzęski, jest napędzany przez silnik kinezyny -2 złożony z podjednostek KIF3A i KIF3B . Naukowcy wykazali, że FLCN może wchodzić w interakcje z obiema podjednostkami w sposób zależny od rzęsek i lokalizować się w rzęskach w komórkach wykazujących ekspresję FLCN, ale nie z niedoborem FLCN. Wykazano, że rzęski działają jak czujniki przepływu i hamują sygnalizację mTOR poprzez aktywację kinazy serynowo-treoninowej LKB1 znajdującej się w ciele podstawowym komórek spoczynkowych w odpowiedzi na bodźce przepływu. LKB1 z kolei fosforyluje i aktywuje AMPK, negatywny regulator aktywacji mTOR. Naprężenie przepływowe było w stanie stłumić sygnalizację mTOR w ludzkich komórkach nerkowych wykazujących ekspresję FLCN, ale nie w warunkach niedoboru FLCN i wymagało nienaruszonych rzęsek. Wykazano, że FLCN rekrutuje LKB1 i ułatwia jego interakcję z AMPK w ciele podstawowym w sposób zależny od naprężenia przepływu. Odkrycia te sugerują rolę FLCN w mechanosensorycznej maszynerii sygnalizacyjnej komórki, która kontroluje zależną od rzęsek regulację osi sygnalizacyjnej LKB1-AMPK-mTOR.

Inne potencjalne funkcje

Opisano dodatkowe potencjalne role FLCN w autofagii, sygnalizacji TGF β, regulacji aktywności AMPK i regulacji aktywności transkrypcyjnej HIF-1α.


Dalsza lektura

Notatki

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Folliculin&oldid=1114725376 ”