Etiketter

måndag 29 september 2014

SMAD geenit, SMURF geenit , SARA, SNIP, ZEB kromosomistossa

Koska  SMAD proteiinien järjestelmää on ihmisen joka solussa,  niillä täytyy olla  melko hyvin edustettu  tausta genomissa. Miten ne asettuvat  geenistöömme?
 Sitä mukaa kun geenejä on sekvensoitu, löytyy tietoa internetistä:

Katsoin lähteestä  UniGene miten niiden geenit  asettuvat.  (PubMed tietä haettuna)
Tarkistan  https://www.genenames.org/cgi-bin/genefamilies/set/750

SMAD1 asettuu neloskromosomiin  4q31.12  asemaan.( Se on BMP reseptorin R- SMAD)
MADH1, JV41.

SMAD 2 asettuu 18,  kromosomiin,  18q21.1 asemaan. (Se on TGFbeta R- SMAD)
MADH2m MADR2, JV181.

SMAD3 asettuu 15. kromosomiin: 15q22.33 asemaan. ( Se on TGFbeta R- SMAD).
MADH3, JV15-2, HST17436.

SMAD4 asettuu 18. kromosomiin: 18q21.1 asemaan.  (  Co-SMAD, Common Partner SMAD)
MADH4, DPC4.

SMAD5 asettuu  vitoskromosomiin: 5q31.1.
MADH5, Dwfc, JVS-1.   ( Se on BMP R-SMAD)

SMAD6 asettuu  15. kromosomiin: 18q21. ( Tämä on I-SMAD, inhibitorinen SMAD).
MADH7, MADH6.

SMAD7 asettuu 18. kromosomiin: 18q21.1 ( Tämä on I-SMAD, inhibitorinen SMAD).

SMAD8, SMAD8/9, SMAD9  asettuu  kromosomiin 13q13.3.
MADH6,MADH9.

Sitten on tässä SMAD- järjestelmän yhteydessä  sekvensoitu muitakin  geenejä, kuten

SARA ( SMAD Anchor for Receptor Activation isoform) Zinc Finger FYVE domain  containing ), ZFYVEF9, joka asettuu 1- kromosomiin: 1p32.3, (Tästä  koodautuu proteiini joka tarkentaa  SMAD  proteiinin asettumista kohdalleen.

ZEB2 ( SMAD interacting) sijoittuu ainakin  kakkoskromosomiin : 2q22.3.

Lisäksi  mainitaan SNIP ( SMAD Nuclear  Interacting protein 1) joka sijoittuu myös 1- kromosomiin: 1p34.3.

Tärkeitä  SMAD proteiinien silppuroinnissa on  SMURF- proteiinit.
SMURF1 ( SMAD Specific 63 Ubiquitin protein ligase 1)  joka sijoittuu 7. kromosomiin:7q22.1

SMURF2 ( SMAD Specific  63 Ubiquitin protein ligase 2) , joka sijoittuu 17. kromosomiin: 17q22-23.

Smad-proteiinien kuljetukseen tumaan osallistuu  neljä proteiinia:

Gdf5, Growth differentiation factor, kromosomista2.
Sptbn1, Spectrin beta non-erythrocytic 1, kromosomista  11.
Tob1, Transducer of ErdB-2.1. kromosomista  11.
2fyve9, Zinc finfger, Fyve domain containig, kromosomsita 4.


Päivitys 29.9. 2014
Päivitys 15.3. 2018 

torsdag 25 september 2014

SMAD- proteiiniperhe

Tämä Smad  proteiiniperhe on alettu tuntea ainakin 1997 ajoista alkaen.
Vaikuttaa siltä, että sen osuus on niin elementaarinen ihmisen sorvautumsiessa  kokoluokkaansa, että  siinä on jotain näkymättömyyttä, jota on vaikea aivan yhdellä lauseella selittää. Ehkä voisi kuvat sellaisen proteiinin signaalijärjestelmän merkitystä esim  näin: Koska on mm.  smad- signaalijärjestelmä olemassa, aikuisen ihmisen kehon kaikki osat ovat hänen suuruusluokkaansa siten, että ei esim tarvitse ostaa  kenkiä  jalkoihin  eri suuruusluokkaa,  esim oikeaan  numero 36 ja vasempaan numero 42- siis ihminen kaiken kaikkiaan ottaa kehoonsa jonkin  tietyn suuruusluokan, joka vallitsee  kautta kehon ja sopeuttaa elimet siihen suuruusluokkaan siten, että on mahdollista  valmistaa  vaatteitakin  tiettyjä kokoja. Asiahan on tietysti ITSESTÄÄN SELVÄ, ja siinä on sen näkymättömyys.  Tällaisen itsestään selvyyden signaaliteissä on SMAD järjestelmällä oma osuutensa.( Se kuuluu alueeseen; Central pathways)

http://www.nature.com/nature/journal/v425/n6958/images/nature02006-f4.2.jpg

Lähde josta olen suomentanut ajatuksia:

  •   Anders Sundqvist et al. Key signaling nodes in mammary gland development and cancer: Samd signal integration in epithelial cell plasticity. Breast Cancer Research 2012,14: 204 

(Tiivistelmästä)
Smad- proteiinit ovat  avainaseman omaavia  solunsisäisiä  molekyylejä, jotka välittävä   transformoivan kasvutekijän eli  TGF-beetan  signalointeja kudosten kehityksen ja erilaistumisen  aikana.  Jos tämä TGF-beeta signalointi häiriintyy, on havaittu ihmisellä syöpää ja  muita tauteja.

 Solutumassa  (nucleus)  smad-proteiinit triggeröivät esiin solusta ja asiayhteydestä riippuvaisia transkriptio-ohjelmia ja välittävät edelleen   ja integroivat siten TGF- beta superperheesta ja muista stimuluksista käsin  välittyviä   lukuisia  (biomolekyyli-)vaikutteita solujen mikromiljöösssä.  Smad-aktivaation  kulloinenkin  transkriptionaalinen ja biologinen lopputulos riippuu kriittisesti solun genomin  ja kromatiinin integroituneisuudesta ja  modifioitumistilasta.

 Solulimassa  olevat (sytoplasmiset) ja tuman puolella olevat  (nukleaariset) smad-proteiinit voivat  myös moduloida toisia signaalinvälittäjiä ja entsyymejä kuten esim.  mikroRNA.ta prosessoivia tekijöitä. Esim. rintasyövässä smad-proteiineilla on erityisen tärkeää merkitystä epiteliaalisessa plastisuudessa, tuumorin strooman interaktioissa, invaasiossa ja metastaaseissa.

 (Kommentti: Tästä johtuen  minkäänlaista tekstiä onkologiasta ei  kannata jatkaa tässä blogissa ennenkuin on hieman ottanut selvää näistä  SMAD- proteineista. Onhan MMP  myös muokkaamassa ja sorvaamassa kehoa  ja erityisesti extrasellulaarista matrixia joka jokaisella solulla on.  Smad-proteiinit voivat myös säätää  niitten  aktivoitumista jollain tavalla. Siksi kirjoitan niistä MMP- blogiin.  Tällaiset kehon sorvaaja- ja muokkaus (remodeling) molekyylit ovat tärkeitä, että ihmiset ovat normaaleja, terveitä, kehon solut uudistuvat   kullekin kudokselle tyypillistä vauhtia "normaalisti" jne, mutta  nämä sorvaajat  tai sorvaajiin vaikuttajat voivat koitua myös paikallisesti ja laajemmin keholle tuhoksikin.  Niitä on vähä vähältä kartoittettava, varsinkin niiden keskeisiä suhteitä. Se on ISO palapeli, jota kautta  maailman tehdään kuumeisella kiireellä).

(Johdannosta)

  • Mitä tuo sana Smad tarkoittaa,  mistä se on lyhennys?
Nämä proteiinit ovat selkärankaishomologeja  banaanikärpäsen ( Drosophila) proteiinille MAD ( Mothers Against Decapentaplegic) ja  Caenorhabditis elegans  eliön proteiinista SMA( small), jotka ovat  geneettisissä seulonnoissa identtisiä.  Smad on kombinaatio näistä kahdesta lyhennyksestä.

  • Smad-proteiinit ovat avainasemassa olevia välittäjiä TGF-beeta signaloinnissa

TGF- beeta signalointi on taas evolutionaalisesti ottaen hyvin konservoitunut prosessi, jossa TGF- beeta -perheen sytokiinit indusoivat ( saavat aikaan) heteromeerisiä komplekseja:   tyypin I ja tyypin II seriinitreoniinikinaasi TGF-beeta reseptoreita solujen pintaan, jolloin konstitutiivisesti aktiivi reseptorityyppi  II (RII)  pystyy fosforyloimaan I-tyypin- reseptorin (RI).  Sen jälkeen I-tyypin reseptori aktivoi  reseptorivälitteiset Smad- proteiinit, (R- smad nimeltään).Sitten R- smad- proteiinit (Smad2, Smad3)  muodostavat heterodimeerisiä komplekseja "yleisen partnerinsa", common-partner Smad, Co-Smad,  kanssa. Tämä on myös  Smad4 nimeltään ja  sitten muodostunutta  kompleksia kertyy tumaan ja voi  aiheuttaa siellä solupsesifisen geeniexpressiokirjon tekemällä vuorovaikutuksia erilaisten spesifisten transkriptiotekijöitten  alaryhmien ( subsets)  kanssa;  läsnä  voi olla myös  co-aktivaattoreita tai  co- vaimentajia . Tällaiset  Smad- proteiinien kanssa vuorovaikutukseen käyvät proteiinit  ( - joita muuten kaikenkaikkiaan  on yli 100) sekä määräävät  asiayhteyden DNA-transkription solytyyppistä spesifisyyttä  että  voivat muuntaa transkription intensiteettiä ja kestoaikaa.

  • Minkälainen molekyylisesti  on Smad-proteiinien perhe?
Smad-perheessä on ainakin  kahdeksan jäsentä.
R-Smad- proteiinit:
 Kaksi niistä ovat edellämainitut TGF-beeta R- Smad proteiineja. Niiden nimet ovat Smad2 ja Smad3
Sitten on kolme R-  Smad-proteiinia jotka ovat BMP  (Resepotorivälitteinen) R-Smad- proteiineja. BMB on luun morfogeneettinen proteiini. Niitten nimet  ovat Smad1. Smad5 ja Smad8.

Co-Smad- proteiini
kuten edellä  kerrottiin, on Smad4 nimeltään. "Common  partner Smad"
I-Smad proteiinit
 Näitä  inhibitorisia Smad proteiineja ovat Smad6 ja Smad7.
 Inhibitoriset Smad-proteiinit  ovat erillinen alaluokka Smad-proteiinien joukossa ja ne vastavaikuttavat  TGFbetaR-reseptorien kautta välittyviin vaikutuksiin, R-Smad ja  Co-Smad-vaikutuksiin  Inhibitoriset  Smad-proteiinit ovat osana feed-back lenkissä, takaisinsyöttöreitissä. Niitä indusoituu TGF-beetasignaloinnissa ja ne toimivat kilpailemalla  R-Smad-proteiinien kanssa reseptoriin sitoutumisesta ja sitten estävät R- Smad-proteiinien  fosforyloitumista.
TGF-beeta/Smad  tietä kontrolloi lisäksi monitasoinen säätelyjärjestelmä , kuten fosfataaseilla ja ubikitiiniligaaseilla tapahtuva signaalien  lopettaminen (terminaatio).

Lisäksi TGF-beeta( joka on laaja superperhe multifunktionaalisia sytokiinejä)  voi indusoida sellaistakin signalointia ja geeniexpressiota, joka on Smad-proteiineista riippumatonta. Esim.   aktivoimalla MAP-kinaaseja (MAPK) , PI3K-Akt/PKB ja pienten GTPaasien signalointitiet.
TGF-beeta superperheessä on useita alaperheitä kuten
varsinaiset  TGF-beetat 
BMP:t ( luun morfogeneettiset proteiini-4:t)
kasvu ja erilaistumistekijät8 growth and differentioation factors GFD:t)
aktiviinit
inhibiinit
MIS, muellerian inhibitibg substance
Nämä SYTOKIINIT säätelevät monia soluprosesseja kuten proliferaatiota (solujen  lisääntymistä ja kasvua) , erilaistumista, matrixin tuottoa ja apoptoosia ( ohjelmoitua solukuolemaa). Vaste vaihtelee solutyypistä riippuen. TGF-beetat  toimivat  sitoutumalla tyypin 1 ja tyypin 2 reseptoreihin ( R1) (R2). Sitoutuminen R2- reseptoriin aiheuttaa R1-reseptorin rekrytoitumisen kompleksiksi ja  fosforyloitumsen ( aktivoitumisen). Sitten aktiivi  RI välittää  signaalin sytoplasmassa sijaitsevaan  signaalimolekyylien  settiin ja tämä setti on sitä sofistista   SMAD-järjestelmää, joka  kantaa  signaalin tumaan  ja DNA:lle asti.
 Normaalina toimiessaan TGF-beta/SMAD  myös terminoituu järjestelmän sisäisesti  ja  "romuttuu", siis molekyylit silppuroituvat ja  aminohappo-osat käytetään sitten uudelleen johonkin muuhun  synteesiin.  Esim rintasyövässä TGF beta /SMAD  signaloinnin i akseli on murtunut. TGFbeta kyllä signaloi  sekä SMAD välitteisesti että non- SMAD välitteisesti ja  SMAD järjestelmä  "jää päälle" ja säästyy  rintasyövässä ja toimii syövän eduksi, samalla  hienosäätö ja  tasapaino  eri säätelyjärjestelmien kesken  on häiriintynyt, kudos tasapaino järkkyy.

  •  Syövän  eteneminen
On havaittu, että TGF-beeta/Smad signaloinnilla on bifaasinen (kaksivaiheinen) osuus syövän progredioitumisessa. Syövän varhaisvaiheessa TGF-beeta estää epiteelisolujen kasvua ja indusoi niissä apoptoosia ( programmoitua solukuolemaa) ja toimii täten  tuumoria suppressoivana .
 Tuumoreissa on yleisesti havaittavissa olevana ilmiönä, että  tapahtuu  TGF-beeta/Smad- indusoiman   kasvuneston  ja apoptoosin välttö, evaasio. ( Tällaista johtuu esim  tämän signaalitien  ydintekijöitten inaktivaatiomutaatioista tai deleetioista,  esim spesifisissä   reseptoreissa  tai SMAD-proteiineissa tai sitten  voi olla defektejä säätelyn alavirran kohdemolekyyleissä, jotka välittävät tuumorin vaimentumista)
Siis: Rintasyöpä  usein välttää ( evaasio)   TGF-beetan sytostaattisen vaikutuksen, ja  säilyttää    Smad-funktiot.
  Todellakin  rintasyövän myöhäisessä vaiheessa TGF-beeta/Smad-signaloinnin havaitaan edistävän tuumorin progredioitumista, etenemistä.
 Yhdessä muiden  rintasyövässä aktivoituvien signaaliteiden kanssa TGF-beeta/Smad stimuloi epiteelisolujen dedifferentiaatiota ( epiteliaalisen   erikoistumisen katoamista (- mikä on tyypillistä pahanlaatuiselle solumuutokselle) ja  solujen muuttumista   kohti malignia invasiivista ja metastaattista fibroblastisolua.

Tässä lähteessä mainitussa artikkelissa  tiedemiehet keskustelevat SMAD-proteiinien roolista  signaalien integroijina  rinnan epiteliaasessa plastisuudessa ja rintasyövän progressiossa ja tekevät katsausta  viime vuosien  tutkimuksista , jotka koskevat molekulaarista mekanismia, muitten  signaaliteitten välistä vuorovaikutusta, nykyistä Smad-proteiinitutkimusta  ja  tuumorin invaasiosssa ja metastaasissa  myötävaikuttavia  tekijöitä.

  • SMAD signaloinnin molekulaarisesta mekanismista
  • (1) Smad domains and function
Smad molekyyleillä ( noin 400 -500 aminohappoa sisältävillä)  on  aminoterminaali (N) ja karboksyterminaali (C) . Molemmat päädyt ovat globulaariset ja välissä on linker alue.  N-terminalia sanotaan MH1 ja  C-terminaalia MH2  alueeksi.
R-Smad ja Co- Smad- proteiineilla on samankaltaiset hyvin konservoituneet  domaanit MH1 ja MH2  vastaavissa päädyissään. MH1 suorittaa interaktiota DNA:n kanssa ja MH2  tunnistaa  transkriptionaalisia koaktivaattoreita tai korepressoreita.
Inhibitorisilla I-Smad proteiineilla on vain MH2 domaani konservoituNe blokeeraavat R ja Co-Smadit.

R-Smad ja  Smad4 sitovat DNA:ta  beeta-hiuspinni-struktuurillaan MH1- domaanin kohdalta. Molemmat domaanit MH1 ja MH2 välittävät Smad vuorovaikutuksia muihin transkriptiotekijöihin, co-aktivoijiin ja co-vaimentajiin sekä kromatiinin muokkaajiin.
Smad-proteiinien kyky vuorovaikuttaa toisiin DNA:ta sitoviin tekijöihin  kiihdyttää suuresti geenisäätöä.
MH2 domaani R- Smadissa , varsinkin L3-lenkki,  vastaa myös siitä interaktiosta mikä R- Smad proteiinien ja i-tyypin smadien   kesken on  ennen fosforylaatiota, koska MH1 ja MH2 välisessä linkkidomaanissa ( joka ei ole konservoitunut R-Smad ja Smad4 kesken)  on monille erilaisille kinaaseille  fosforylaatiokohtia, samoin linkissä on  PY-motiivi ( proliinityrosiini), joka  voi sitoa sitoo ubiqitiiniligaaseja ""Lisäys 15.3. 2018  (Esim TRIM33: TRIM33 voi monoubikitinyloida  Smad4:n , jolloin estyy  SMAD2/3 ja Smad 4:n välisen  kompleksin muodostuminen. Jos TRIM33  liittyy  Smad2/3:een-  ne tumaan siirtyneenä  voivat toimia kromatiininlukijana  ja  SMAD4/Smad2/3 kompleksi tumaan siirtyneenä voi aloittaa transkription.-erään kuvan mukaan. TRIM33 vaikutus  Smad4:ään on transkriptiota  repressoiva, vaikka TRIM33 ei vähennä SMAD4 määrää). Katso linkki jonka lisään 15.3. 2018

https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0014579312002232-gr2.jpg

  1.  Secluded Smad sites
  2. References
 //


Esimerkiksi Smad3 proteiinin MH1- ja linkkidomaanissa on erilaisia fosforylaatiokohtia, joihin kohtiin voi vaikuttaa kinaasit ja muut modifioivat  entsyymit.

Artikkelissa seuraa seuravia otsikoita molekularisesta mekanismista:
(2) Fosforylaatiolla tapahtuva Smad- säätely. Regulation of Smads by phosphorylation.
(3) Ubikitinaatiolla tapahtuva Smad- säätely.  Control of Smads by ubiquitination
(4) Muita  Smad-modifikaatioita: Asetylaatio, sumoylaatio, metylaatio ja parylaatio.  Other Smads modifications: acetylation, sumoylation, methylation, and parylation
(5)  Proteiini-proteiinivälitteinen Smad- säätely. Control of Smad activity protein-protein interaction
(6) Smad-välitteiset toiminnot.  Smad-mediated functions
(7) Rintarauhasen kehitys, kantasolut ja syöpä.  Mammary development, stem cells, and cancer
(8)  Normaalin rintarauhasen epiteelisolut  Normal mammary epithelial cells 
(9) TGF-beeta/Smad- signaloinnista riippuvan  kasvun eston menettäminen ja siitä seuraava tuumorin progredioituminen.  Loss of TGF-beta /Smad-dependent growth inhibition and subsequent tumor progression
(10)  Muuntuma epiteliaalisesta mesenkymaaliseksi (EMT).   Epithelial to Mesenchymal transition (EMT)
(11) Vuorovaikutus  tuumorin ja ympäröivän kudoksen kesken ja invasoituminen.   Tumor-stroma interactions and invasion
(12)  Etäispesäkkeiden muodostuminen.  Metastasis
Conclusions and perspectives

 Suomennos jatkuu.
Päivitys 26.9. 2014
Läisäys TRIM33 /TGF/SMAD signalointitie  15.3. 2018 





EMT: kuva jossa on MMP1 ja MMP12 mainittu

http://www.pnas.org/content/98/12/6686/F4.expansion.html
MMP1 ja MMP12  solumatrixin remodeling- tehtävissä 
Figure 4

fredag 19 september 2014

Keramidisyntaasin merkitys

 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25213553

J Cell Biochem. 2014 Sep 11. doi: 10.1002/jcb.24978. [Epub ahead of print]
CERS2 Suppresses Tumor Cell Invasion and Is Associated with Decreased V-ATPase and MMP-2/MMP-9 activities in Breast Cancer.
Tiivistelmä, Abstract

  • Keramidisyntaasi2 (CERS2)  on geeni, joka on tunnistettu ihmisen maksasta cDNA tietueesta  2001.
  • Aiemmissa tutkimuksissa tutkijajoukko on osoittanut CERS2 expression assosioituneen rintasyöpäpotilailla   imusolmukemetastaasien  harvempaan lukumäärään. 
  •  Kuitenkin  taustalla oleva molekyläärinen mekanismi  on tuntematon. Tässä tutkimuksessaan tutkijat havaitsivat  että rintasyövän eri solutkin ilmensivät  heterogeenisesti  CERS2:ta 
Ceramide synthase 2 (CERS2) is the gene identified from a human liver cDNA library in 2001. Our previous studies have shown higher expression of CERS2 in the breast cancer patients was associated with fewer lymph node metastases. However, the molecular mechanism of CERS2 involved is unknown. Here, we found CERS2 was heterogeneously expressed in various breast cancer cells. 
  •  CERS2 mRNA ja  proteiinipitoisuudet olivat selvästi  suuremmat sellaisissa rintasyöpäsoluissa, jotka invasoituivat niukemmin verrattuna erittäin invasoituneitten   rintasyöpäsolujen  ilmentämiin pitoisuuksiin. 
Tulokset osoittavat  että CERS2:n  normaalia  suurempi expressoituminen jälkimäistyyppisissä  syöpäsoiluissa  voisi merkitsevästi  estää  solujen migroitumis ja invasoitumiskykyä ja päinvastoin jos  CERS2-geeni olisi  poistettu edellistyyppisistä  syöpäsoluisa, lisääntyisi niiden kyy migroitua ja invasoitua.

The mRNA and protein expression levels of CERS2 in MCF7 cells, which are poorly invasive breast cancer cells, were obviously higher than that in the highly invasive cells MDA-MB-231.
 Results showed overexpression of CERS2 in MDA-MB-231 cells could significantly inhibit the migration and invasion ability, whereas CERS2 knockdown in MCF7 cells could significantly increase the migration and invasion ability.
  •  Jos vahvasti invasoituvien syöpäsolujen   CERS2  säädettäisin ylös, vähenisi merkitsevästi  V-ATPaasiaktiivisuus, extrasellulaarinen pH nousisi ja  MMP-2- ja MMP-9- metalloproteinaasiaktiivisuudet, jotka ovat riippuvaiset pH.sta,   laskisivat.
 Overexpression of CERS2 in MDA-MB-231 cells significantly reduced the V-ATPase activity, increased the extracellular pH and decreased the pH-dependent activity of MMP-2 and MMP-9 matrix metalloproteinases.
  •  Ja  vastaavasti taas  CERS2 poistogeenisessa tilanteessa niukasti invasoituvissa  rintasyöpäsoluissa lisääntyi V-ATPaasiaktiivisuus,  extrasellulaarinen pH aleni  tuli happamampi miljöö solun ulkopuolelle) ja matrismetalloproteinaasit MMP-2 ja MMP-9 lisäsivät aktiivisuuttaan .
CERS2 knockdown in MCF7 cells significantly increased the V-ATPase activity, decreased the extracellular pH and increased the activity of MMP-2 and MMP-9.
  •  Yhteenvetona  CERS2  saattaa merkitsevästi estää rintasyövän invaasiota ja assosioituu V-ATPaasin aktiivisuuden vähenemiseen ja solun ulkomiljöön  vetyonikonsentraatioon ja  sekä vaikuttaa  vähenemistä   MMP-27MMP-9 matrixmetalloproteinaasien  eritykseen ja aktivaatioon ja  täten  vähentää   extrasellularin matrixin hajoitusta- mikä  lopulta  vaimentaa tuumorin invaasiota.  Täten CERS2 on  uusi kohde kun selektiiviseti  katkaistaan V-ATPaasiaktiivisuutta ja syöoäsolujen invasiivista potentiaalia.
 Taken together, CERS2 can significantly inhibit breast cancer cell invasion and is associated with the decrease of the V-ATPase activity and extracellular hydrogen ion concentration, and in turn the activation of secreted MMP-2/MMP-9 and degradation of extracellular matrix (ECM), which ultimately suppressed tumor's invasion. Thus, CERS2 may represent a novel target for selectively disrupting V-ATPase activity and the invasive potential of cancer cells.

Kommentti: Ceramidin keskeinen osa:


Kommentti:  Sfingosiinimetaboliittien  aineenvaihduntakartta  on jo  miltei  voi sanoa  onkologian aluetta. 
Huomaa, jos molekyylirunkoa putoaa turn over kierrosta  ja muodosta liikaa S1P  sfingosiini-1 fosfaattia, se vaikuttaa  lopulta  karsinogeenisyyttäkin, invasoitumista.

KTS: S1P seuraavass artikkelissa: 
 http://www.fls.fi/Site/Data/884/Files/209%20Bergelin.pdf

Lisää häiriötä  tulee vielä muista SPP molekyyleistä sfingoideista emäksistä. 

MMP, TIMP ja MT-MMP järjestelmä syövän invaasiossa- purkamassa basaalikalvoa . Kirjon erilaisuus primäärisyövässä ja sen ihometastaasissa

Alaloleva tilanne  kuvaa  matrixmetalloproteinaasijärjestelmän molekyylejä MMP, TIMP ja  myös MT-MMP  työssään hajoittamassa ECM , extrasellulaarimatrixia ja täten  autamassa syöpäsolua  läpi  basaalikalvosta strooman puolelle.( esim  juuri  EMT ilmiössä  epiteeli-mesenkyymi- transitiossa. 

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25062266
Am J Dermatopathol. 2014 Jul 24. [Epub ahead of print]
Comparative Expression of Matrix Metalloproteinases in Internal Malignancies and Paired Cutaneous Metastatic Lesions.
Tiivistelmä Abstract
  • Tausta:
On ajateltu, että matrixmetalloproteinaasi (MMP) ja metalloproteinaasin kudosestäjä (TIMP) sekä membraanityyppinen matrixmetalloproteinaasi 1 ( MT1-MMP) osallistuvat peruskalvonbasaalimembraanin  tuhoamiseen ja syöpäsolujen invasoitumiseen strooman puolelle.

BACKGROUND:
Matrix metalloproteinase (MMP), tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP), and membrane-type 1 matrix metalloproteinase (MT1-MMP) are thought to be involved in the destruction of basement membrane and stromal invasion by cancer cells.

  • Tämän työn tarkoitus:
Työssä on koetettu identifioida, tunnistaa ja vertailla MMP ja TIMP- ilmentymisiä erilaisissa  sisäelinten pahanlaatuisissa taudeissa ja ihon metastaattisissa vaurioissa.

OBJECTIVE::
The aim of this study was to identify and compare MMP and TIMP expression in internal malignancies and paired cutaneous metastatic lesions.

  • Aineisto ja menetelmät:
Vertailtiin  entsyymit  MMP-2, MMP-9, MT1-MMP ja TIMP-2 sisäelinten  maligniteeteissa ja  niitten vastaavissa  ihometastaasi leesioissa käyttämällä immunohisokemiallista värjäystä. 

MATERIALS AND METHODS::
We compared the expression of MMP-2, MMP-9, MT1-MMP, and TIMP-2 in the internal malignancy and paired cutaneous metastatic lesion using immunohistochemical stains.

  •  Tulokset:
 Pahanlaatuisissa iholeesioissa ilmeni merkitsevästi enemmän MMP-2, MMP-9 ja MT1-MMP entsyymejä ja merkitsevästi vähemmän  inhibiittoria  TIMP-2 kuin mitä havaittiin vastaavassa  elinmaligniteeteissa.
Ca Mammae, Rintasyövässä ihon metastaattisissa leesioissa ilmeni  merkitsevästi enemmän MMP-9 ja merkitsevästi vähemmän TIMP-2 kuin mitä havaittiin primäärissä rintasyöpäleesiossa.
Ca pulmonalis, Keuhkosyövässä ihon metastaattisissa leesioissa oli merkitsevästi enemmän  MMP-2 ja MT1-MMP kuin primäärileesiossa.
Ca ventriculi,Mahasyövässä vastaavat ihomaligniteetit  ilmensivät merkitsevästi vähemmän TIMP-2 estäjäentsyymiä mitä  taas primäärileesio.

RESULTS:
The cutaneous metastatic lesions expressed significantly more MMP-2, MMP-9, and MT1-MMP and significantly less TIMP-2 than did the paired internal malignancies. In breast cancer, cutaneous metastatic lesions expressed significantly more MMP-9 and significantly less TIMP-2 than did the primary breast cancer lesion. In lung cancer, the cutaneous metastatic lesion expressed significantly more MMP-2 and MT1-MMP than did the primary lesion. In stomach cancer, the cutaneous metastatic lesion expressed significantly less TIMP-2 than did the primary lesion.

  • Johtopäätökset:
 Tutkijaryhmän johtopäätöksena oli, että metastaattisissa ihovaurioissa oli erilainen  MMP- ja TIMP_2 ilmentymäkirjo verrattuna  niitä vastaaviin  (sisä)elinmaligniteettiin.Lisäksi MMP ja TIMP-2  kirjot ovat  eri primäärisyöpätyypeissäkin erilaiset.

CONCLUSIONS::
Our study demonstrates that cutaneous metastatic lesions have different MMPs and TIMP-2 expression patterns compared with their paired internal malignancies. Also, MMPs and TIMP-2 expression differs according to the type of primary cancer.
PMID:
25062266
[PubMed - as supplied by publisher]

Päivitys 14.11. 2018
Kts. MT1-MMP osuus MUC1 signaloinnissa . Muc 1 säätyy ylös  monesa syövässä, mikä edistää syövän kasvua, ja progredioitumsita.
MUC1 tietoa lisää:

Cell Death Dis. 2014 Oct; 5(10): e1438.
MUC1 irtoaminen ”lehteily” tai ”hilseily” epiteelisolusta tyviosansa kompleksista ei tapahdu ilman säätelyä ja siinä säätelevät ” sheddase” entsyymit ovat MT-MMP ja TACE.

Matrixmetalloproteinaasikirjon ja rintasyövän riskin prediktiivinen ( ennusteellinen) yhteys koetetaan selvittää

 On alettu kiinnittää huomiota MMP-kirjoon ja sen yhteyteen  rintasyövän metastasoimiseen. Tällä viikolla nettiin tullut artikkeli kertoo  case- controll- tutkimuksesta, josa katsottiin MMP-1, MMP-3 ja MMP-7. rintasyöpäriskipotilailta, joille kehittyi rintasyöpä.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25225035
Cancer Causes Control. 2014 Sep 16. [Epub ahead of print]

Plasma matrix metalloproteinase 1, 3, and 7 levels and breast cancer risk in the Nurses' Health Study.

TIIVISTELMÄ (Abstract)
Tutkimuksen tarkoitus
Matrixmmetalloproteinaasien  , erityisesti MMP-1,-3 ja -7,  katsotaan olevan kriittisiä rintasyövän  invaasiossa ja metstasoitumisessa ja mahdollsiesti niillä on tärkeitä  funktioitat aiemminkin rintatuumorin karsinogeneesissä. Kuitenkin on ollut epävarmaa, mikä on kiertävien  matrixmetalloproteinaasien pitoisuuden ja risntasyöpäriskin keskinen suhde.

PURPOSE:
Matrix metalloproteinases (MMPs), in particular MMP1, 3, and 7, are believed to be critical to breast cancer invasion and metastasis and also may have important functions earlier in breast carcinogenesis. However, the relationship between circulating levels of MMP1, 3, and 7 and breast cancer risk is uncertain.

 Tutkimusmenetelmät.
Tiedemiesryhmä selvitti assosiaation  mikä vallitsee plasman MMP-1,-3 ja -7 pitoisuuksien  ja rintasyövän riskin kesken käyttämällä prospektiivista case-control -tutkimusta samassa yhteydessä kun oli  Nurse´s Health Study ( Hoitajien terveystutkimus) meneillään.  Verinäytteitä otettiin 801 henkilöstä, joille kehittyi rintasyöpä vuosina 1992- 2000 ja  801 kontrolihenkilöstä ( matched control) ja  MMP pitoisuudet mitattiin  niistä immunofluoresenssimenetelmällä.

METHODS:
We examined associations between plasma MMP1, 3, and 7 and breast cancer risk in a prospective case-control study nested within the Nurses' Health Study. Blood samples were collected from 801 cases who developed breast cancer between 1992 and 2000 and 801 matched controls, and MMP levels were measured via immunofluorescence assay.

 Tulokset.
Mitään yleistä assosioitumista ei ollut havaittavissa näiden matrixmetalloproteinaasien ja rintasyöpäriskin kesken. Edelleen havaittiin, että  löydöt eivät merkitsevästi vaihdelleet  eri aikoina otetuissa näytteissä, eikä  BMI:n  tai postmenopausaalisen hormonivalmisteen käytön tai rintasyövän alatyypin  suhteen.

RESULTS:
No overall association was observed between any of these MMPs and breast cancer risk [top vs. bottom quintile; MMP1: odds ratio (OR) 0.9; 95 % confidence interval (CI) 0.7, 1.3; p-trend = 0.51; MMP3: OR 1.1; 95 % CI 0.8, 1.5; p-trend = 0.88; MMP7: OR = 1.2; 95 % CI 0.8, 1.7; p-trend = 0.18]. Further, findings did not significantly vary by time since blood draw, body mass index, or postmenopausal hormone use, or by breast cancer subtypes.

 Johtopäätös.

Veressä kiertävien  matrixmetalloproteinaasien MMP-1,-3 ja -7  plasmapitoisuudet  eivät  ilmeisestikään ole rintasyöpäriskissä  ennusteellisia

CONCLUSIONS:
Circulating MMP1, 3, and 7 levels do not appear to be predictive of overall breast cancer risk.
PMID:25225035 [PubMed - as supplied by publisher] 

KOMMENTTINI : Saattaa olla niin, että nämäkin MMP entsyymit ovat   sen verran akuutteja että niitä ei voi olla  ennustamassa mitään  kuten ei muitakaan akuutin faasin tekijöitä käytetä "riskin ennusteena". 



torsdag 18 september 2014

Hypoxian osuudesta, HIF1

Research Report 
Naringenin and quercetin reverse the effect of hypobarichypoxia and elicit neuroprotective response in the murine model
 Aditi Sarkar
, M. Sonia Angeline
, Kushi Anand
, Rashmi K Ambasta
, Pravir Kumar

Functional genomics and Cancer biology laboratory, Center for Medical Engineering, Vellore Institute of Technology, Vellore,TN 632014, India
Department of Biotechnology, Delhi Technological University, Delhi 110042, India
Department of Neurology, Adjunct faculty, Tufts University School of Medicine, Boston, MA, USA

Accepted 21 August 2012Available online 6 September 2012
Keywords:
Hypobaric-hypoxiaHIF1
Flavonoids Neuroprotection Caspase Ubiquitin
a b s t r a c t
Exposure to high-altitude results in hypobaric hypoxia which is considered as an acute physiological stress. This condition often leads to high-altitude illnesses such as high-altitude cerebral edema, high altitude pulmonary edema and hypoxic muscle weakness.Hypoxic injuries can be prevented by either preconditioning with cobalt chloride or treatment with drugs. The aim of current investigation was to evaluate the effect of naringenin (NGEN) and quercetin (QUR) against behavioral impairment and neuronal damage in hypoxia induced murine model. An oral administration of NGEN or QUR (10 mg/kg each) was given to the animal prior to every hypoxic treatment. Behavioral changes were evaluated along with the hypoxia exposure for all the groups. After hypoxia exposure and drug administration, the mice were euthanized; brains were harvested and stored for further analysis. Expressions of hypoxia induced proteins were ensured by Western blotting. Our results demonstrate expression of hypoxia inducible factor 1a (HIF1a), vascular endothelialgrowth factor (VEGF), active caspase 3 and ubiquitin levels were significantly reduced upon drug treatment. However, expressions of chaperones (Hsp70, Hsp90 and C-terminus Hsp70 interacting protein) were moderately changed. We established our findings based on behavioral test, hematoxylin and eosin as well as amino-cupric silver stainings. In addition, the protective nature of these drugs was corroborated with immunoblot and immunofluor-escence results, where we confirmed the down regulation of caspase 3 and ubiquitinated       proteins
.To  conclude, treatment 
with  NGEN andQUR alonesubstantially amelioratedhypoxiainduced brain dysfunction and acts like a neuroprotectant.
.http://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2012.08.036Abbreviations: HIF1
a
, Hypoxia inducible factor 1a
; VEGF, Vascular endothelial growth factor; HSPs, Heat shock proteins;CHIP, C-terminus Hsp70 interacting protein; NGEN, Naringenin; UPS, Ubiquitin proteasome system; QUR, Quercetin;Ub, Ubiquitin; FITC, Fluorescein isothiocyanate; HRP, Horse radish peroxidase
n
Correspondence to: Delhi Technological University (Formerly Delhi Colleg

Kupari ja rintasyöpä

SOD entsyymit ovat kupari/sinkkientsyymeitä
Mitokondriassa on SOD2 ja mitokondriat ovat  äidiltä periytyviä.

  • J Inorg Biochem. 2014 Oct;139:117-23. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2014.06.007. Epub 2014 Jun 17.

Synthesis, structural characterization and cytotoxic activity of ternary copper(II)-dipeptide-phenanthroline complexes. A step towards the development of new copper compounds for the treatment of cancer.

Abstract

In the search for new compounds with antitumor activity, coordination complexes with different metals are being studied by our group. This work presents the synthesis and characterization of six copper complexes with general stoichiometry [Cu(L-dipeptide)(phen)]·nH2O (were phen=1,10-phenanthroline) and their cytotoxic activities against tumor cell lines. To characterize these systems, analytical and spectroscopic studies were performed in solid state (by UV-visible, IR, X-ray diffraction) including the crystal structure of four new complexes (of the six complexes studied): [Cu(Ala-Phe)(phen)]·4H2O, [Cu(Phe-Ala)(phen)]·4H2O, [Cu(Phe-Val)(phen)]·4.5H2O and [Cu(Phe-Phe)(phen)]·3H2O. In all of them, the copper ion is situated in a distorted squared pyramidal environment. The phen ligand is perpendicular to the dipeptide, therefore exposed and potentially available for interaction with biological molecules. In addition, for all the studied complexes, structural information in solution using EPR and UV-visible spectroscopies were obtained, showing that the coordination observed in solid state is maintained. The lipophilicity, DNA binding and albumin interaction were also studied. Biological experiments showed that all the complexes induce cell death in the cell lines: HeLa (human cervical adenocarcinoma), MCF-7 (human metastatic breast adenocarcinoma) and A549 (human lung epithelial carcinoma). Among the six complexes, [Cu(Ala-Phe)(phen)] presents the lowest IC50 values. Taken together all these data we hypothesize that [Cu(Ala-Phe)(phen)] may be a good candidate for further studies in vivo.
Copyright © 2014 Elsevier Inc. All rights reserved.

KEYWORDS:

Copper complexes; Cytotoxic activity; DNA interaction; Dipeptide; Phen

  • PLoS One. 2014 Sep 5;9(9):e107058. doi: 10.1371/journal.pone.0107058. eCollection 2014.

Copper (II) and 2,2'-Bipyridine Complexation Improves Chemopreventive Effects of Naringenin against Breast Tumor Cells.

Abstract

Cancer is the second leading cause of death worldwide and there is epidemiological evidence that demonstrates this tendency is emerging. Naringenin (NGEN) is a trihydroxyflavanone that shows various biological effects such as antioxidant, anticancer, anti-inflammatory, and antiviral activities. It belongs to flavanone class, which represents flavonoids with a C6-C3-C6 skeleton. Flavonoids do not exhibit sufficient activity to be used for chemotherapy, however they can be chemically modified by complexation with metals such as copper (Cu) (II) for instance, in order to be applied for adjuvant therapy. This study investigated the effects of Cu(II) and 2,2'-bipyridine complexation with naringenin on MDA-MB-231 cells. We demonstrated that naringenin complexed with Cu(II) and 2,2'-bipyridine (NGENCuB) was more efficient inhibiting colony formation, proliferation and migration of MDA-MB-231 tumor cells, than naringenin (NGEN) itself. Furthermore, we verified that NGENCuB was more effective than NGEN inhibiting pro-MMP9 activity by zymography assays. Finally, through flow cytometry, we showed that NGENCuB is more efficient than NGEN inducing apoptosis in MDA-MB-231 cells. These results were confirmed by gene expression analysis in real time PCR. We observed that NGENCuB upregulated the expression of pro-apoptotic gene caspase-9, but did not change the expression of caspase-8 or anti-apoptotic gene Bcl-2. There are only few works investigating the effects of Cu(II) complexation with naringenin on tumor cells. To the best of our knowledge, this is the first work describing the effects of Cu(II) complexation of a flavonoid on MDA-MB-231 breast tumor cells.

ADAMTS, MMP , crosslinking ( solufysiologiaa)

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3602650/figure/F1/

LOX säätyminen

http://www.bloodjournal.org/content/120/9/1774?sso-checked=true 
LOX  megakaryosyyttein patologiassa 


http://cardiovascres.oxfordjournals.org/content/79/1/7/F2.expansion

Lysyylioksidaasi LOX on kuproentsyymi. , lysyl-tyrosyl-kinoni. , joka aiheuttaa sivutuotteena H2O2

Tästä huomaa että  entsyymillä on kinonirakenne. Onkohan se xenobioottinenkin?  Sen sivutuote on H2O2.  Luulisi siinä tapauksessa että sen säätyminen ylös on kudokselle haitallinen.   Ja samalla sen  normaali funktio  vaikuttuu myös ravinnosta.
 http://ajcn.nutrition.org/content/67/5/996S.full.pdf
 LOX on kuproentsyymi proteiinilysiini-6-oksidaasi, joka on essentielli ECM- stabiloija tehden poikkisidoksia kollageeniin ja elastiiniin.  On tehty oletus, mikä assosioi dieetin kuparipitoisuudet LOX- entsyymin dynaamiikkaan ja suhteellisiin muutoksiin sidekudoksessa esiintyvässä aktiivisuudessa.  Vaikkakaan ravinnon kuparistatus ei vaikuta lysyylioksaidaasin kertymää proteiinina eikä  lysyylioksidaasin  mRNA:n pitoisuuden  tasapainoon
Hypoteesi perustuu siihen mahdollisuuteen, että  kuparin ulosvuodolla solusta ja  lysyylioksidasin sekretiolla soluista  saattaa olla yhteinen tie. Funktionaalisen aktiivisuuden muutos on todennäköisemmin tulsota posttranslationaalisesta  lysyylioksidasin prosessoinnista.  Kupari on essentielli  cofactor  aminioksidaasien kuten LOX muodostuksessa. Kuparia sisältävissä aminioksidaaseissa on aktiivissa keskuksessa  TOPA, tri-oxo-fenylalaniini . Tämä  fenyyliltään   kolmasti  oksidoitunut fenylalaniini trioxo-Phe  muodostuu tyrosiinista (Tyr)  käsin ja tämä posttranslationaali tapahtuma  tapahtuu Golgi- Trans-Golgi prosessoitumisen aikana . Lysyloksidaasin (LOX) suhteen  tapahtuu vielä toinen posttranslationaalinen  askel : Lysyloksidaasin aktiivin kohdan lysyyliryhmä reagoi tämän TOPA:n kanssa tai sen prekursorimolekyylin  tyrosiinin kanssa  muodostaen  Lys-Tyr- kinonia.
ABSTRACT
Protein-lysine 6-oxidase (lysyl oxidase) is a
cuproenzyme that is essential for stabilization of extracellular
matrixes, specifically the enzymatic cross-linking of collagen and
elastin. A hypothesis is proposed that links dietary copper levels
to dynamic and proportional changes in lysyl oxidase activity in
connective tissue. Although nutritional copper status does not
influence the accumulation of lysyl oxidase as protein or lysyl
oxidase steady state messenger RNA concentrations, the direct
influence of dietary copper on the functional activity of lysyl oxi-
dase is clear. The hypothesis is based on the possibility that cop-
per efflux and lysyl oxidase secretion from cells may share a
common pathway. The change in functional activity is most like-
ly the result of posttranslational processing of lysyl oxidase. Cop-
per is essential for organic cofactor formation in amine oxidases
such as lysyl oxidase. Copper-containing amine oxidases have
peptidyl 2,4,5 tri(oxo)phenylalanine (TOPA) at their active cen-
ters. TOPA is formed by copper-catalyzed oxidation of tyrosine,
which takes place as part of Golgi or trans-Golgi processing. For
lysyl oxidase, recent evidence (Science 1996;273:1078–84) indi-
cates that as an additional step, a lysyl group at the active center
of lysyl oxidase reacts with TOPA or its precursor to form lysyl
tyrosylquinone.
Am J Clin Nutr
1998(suppl);67:996S–1002S.
KEY WORDS
Copper, protein-lysine 6-oxidase, lysyl oxi-
dase, collagen, elastin, protein cross-linking, Golgi complex,
extracellular matrix

Rintasyövän matrixmetalloproteinaasit- haku antaa 2329 löytöä

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=metalloproteinases+in+breast+cancer

Mielenkiintoinen artikkeli keramidisyntaasista  Tähänhän voi vaikuttaa moduloiden ravinnolla. (tyyppi:broccoli)
 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25213553
Tämän sfingomyeliinikatabolian ja  anabolian kartan  normaalit kofaktorit  kannattaa kartoittaa itselleen. ( Tästä minulla on enemmän  K-vitamiinin aineenvaihdunnan  ohessa ja rikkiaineenvaihdunnan yhteydessä sekä Veri ja hyytyminen - blogissani)  Tässä vain ydinasiat: keramidien  kohdalta.

Kts.  vaikkapa  Wikipedialähteen  de novo  synteesitie: Se on aminohaposta joka aktivoituu B6 vitamiinilla ja  sitten tarvitaan K-vitamiinia jota saadaan aikaan alkumuutos dihydrosfingosiiniksi, josta sitten keramidi syntyy-  lopputuote tästä tiestä  on esim. normaalia kalvorakenteisiin sijoittuvaa  myeliinin  molekyyliä sfingomyeliiniä  ja muitakin  on jotka vaativat  keramidivaiheen (  sulfatidit, glykolipidit)
  Esim D- vitamiinia tarvitaan  säätelemässä  sfingomyeliinin  katabolista tietä ja sieltä purkautuvaa ainesta voidaan uudelleen palauttaa  takaisin "keramidi- keskusasemalle"ja  siiitä  menee ratoja taas  uudestaan sfingomyeliiniksi ( ja  glykosfingolipideihin, sulfatideihin)  (The salvage  parhway)
 Jos  tämä  kiertokulku( turn over , mikä tapahtuu esim aivolipideissä)  ei toimi normaalisti ja tasapainosiesti- siis  se voi  vaurioitua kummastakin  suunansta,  de novo- suunansta  esim se  haittaantuu homemyrkyistä ja   salvage tien suunansta   taas johtaa helposti  haitallisiin fosforyloituneisiin  tumasäätelyä  muuntaviinkin  sfingomyeliinimetaboliiteihin (SPP) joista ei ole kaukana  karsinogeenisyyskään ja muut metaboliset häiriöt. varsinkin  aktiivin kalsiummolekyylin säätelyn   funktionaaliset häiritsemiset ( delayed deregulation tyyppiset)
 keramidisyntasi voi  pelastaa ( rescue) sfingosiinia takaisin  turn over- tapahtumiin ja rakentamaan hyvia  membraaneja etei se lähde fosforyloitumaan  ja kohti   sfingomyeliini,metaboliitien  sfingoidien emasten  fosforyloituneitten tumasäätäjien tielle.  Sivutuote on myös rasvahapon aldehydiä.

De novo

De novo synthesis of ceramide begins with the condensation of palmitate and serine to form 3-keto-dihydrosphingosine. This reaction is catalyzed by the enzyme serine palmitoyl transferase and is the rate-limiting step of the pathway. In turn, 3-keto-dihydrosphingosine (Ksa)  is reduced to dihydrosphingosine, which is then followed by acylation by the enzyme (dihydro)ceramide synthase to produce dihydroceramide. The final reaction to produce ceramide is catalyzed by dihydroceramide desaturase. De novo synthesis of ceramide occurs in the endoplasmic reticulum. Ceramide is subsequently transported to the Golgi by either vesicular trafficking or the ceramide transfer protein CERT. Once in the Golgi apparatus, ceramide can be further metabolized to other sphingolipids, such as sphingomyelin and the complex glycosphingolipids.[2]

The salvage pathway

Constitutive degradation of sphingolipids and glycosphingolipids takes place in the acidic subcellular compartments, the late endosomes and the lysosomes. In case of glycosphingolipids, exohydrolases, acting at acidic pH optima, cause the stepwise release of monosaccharide units from the end of the oligosaccharide chains one after the other leading to the generation of ceramide whereas sphingomyelin is converted to ceramide by acid sphingomyelinase. Ceramide can be further hydrolyzed by acid ceramidase to form sphingosine (So)  and a free fatty acid (FFA) , both of which are able to leave the lysosome in contrast to ceramide. The long-chain sphingoid bases released from the lysosome may then re-enter pathways for synthesis of ceramide and/or sphingosine-1-phosphate (So-1-P) The salvage pathway re-utilizes long-chain sphingoid bases to form ceramide through the action of ceramide synthase. Thus, ceramide synthase family members probably trap free sphingosine (So)  released from the lysosome at the surface of the endoplasmic reticulum or in endoplasmic reticulum-associated membranes. It should also be noted that the salvage pathway has been estimated to contribute from 50% to 90% of sphingolipid biosynthesis [3]

Physiological roles of ceramide

As a bioactive lipid, ceramide has been implicated in a variety of physiological functions including apoptosis, cell growth arrest, differentiation, cell senescence, cell migration and adhesion.[2] Roles for ceramide and its downstream metabolites have also been suggested in a number of pathological states including cancer, neurodegeneration, diabetes, microbial pathogenesis, obesity, and inflammation.[4][5]

Rintasyövän metastasoitumisesta väitöskirja 2014 . Metastasoitunut rintasyöpä on edelleen parantumaton tauti.

  •  RINTASYÖPÄ on  tavallisimpia syöpämuotoja ja kohtaa yli 10 prosenttia länsimaisista naisista. Yli 90 % rintasyövästä johtuvista kuolemantapauksista eivät johdu rintasyövän primäärituumorista,  vaan sen lähettämistä etäiskasvannaisista, metastaaseista. . Vaikka on suuresti edistytty rintasyövän hoidossa, niin metastasoitunut  rintasyöpä on edelleen  parantumaton tauti.  Tämän takia on tärkeää hankkia lisää tietoa ja ymmärtämystä siitä, miten erilaiset signalointitiet osallistuvat kasvaimen  etenemiseen,  sillä  hankittu tieto voi siten toivon mukaan johtaa metastaattista rintasyöpää sairastavien potilaiden  uusiin ja parempiin terapioihin   Nykyisellään imusolmukemetastaasien  katsotaan  olevan  kaikkein tärkein prognostinen  merkitsijä rintasyövässä ja imusolmukemetasaasien   lukumäärä on opppaana informoivin   valittaessa adjuvanttiterapiaan sopivinta strategiaa. 
 Onko muita   merkitsijöitä löydettävissä, jotka voisivat  tarkentaa  terapiaa?  - Tätä on punnittu väitöskirjassa.

Väitöskirja:https://gupea.ub.gu.se/bitstream/2077/35940/1/gupea_2077_35940_1.pdf
Ylläolevasta saa abstraktin, joka on todella tiivistä tekstiä.  Kirjotan ensin  johdannosta asian, ennen kuin edes ajattelen suomentaa  tiivistelmää.  Kirja sisälsi  yhden kartan tutkituista tekijöistä ja  sanottiin että olisi mielenkiintoista tietää,  miten kartta  vaikuttavine tekijöineen  jatkuu ( ja missä yhteydesäs se on aiempaan  kartastoon) tämän alan signaaliteissä. 

Gisela Nilsson.  Molecular factors influencing epithelial- mesenchymal transition in breast cancer.  ISBN 978- 91-628-9116-9

( Kävin kuuntelemassa tätä väitöskirjaa viime viikon perjantaina  Sahlgrenskan Akatemiassa  ja koetin pureutua asian ytimeen. Esittelyosa oli englanniksi ja keskusteluosa ruotsiksi ja kirja oli saatavilla kaikille kuuntelijoille).

Työssä ilmenevien molekyylien ja termien luettelo ja niiden lyhennyksiä

(Täydennän sitä mukaa kuin luen)
BCSS Breast Cancer- Specific Survival Spesifinen elossapysyvyys rintasyövässä
CDH-1,  Cadherin 1
CSC,  Cancer Stem Cell, syöpäkantasolu
CTC Circulating cancer cell, kiertävä syöpäsolu
E- Cadherin , C-C Adhesion Molecule , Epithelial specific
ECM, Extrasellular matrix
EGF , Epidermal Growth factor, epidermaalinen kasvutekijä
EGFR edellisen reseptori
EMT, Epithelial-mesenchymal transition, epiteliaalisesta mesenkymaaliseksi siirtymä
ER Estrogen Receptor, estrogeenireseptori
FAK, Focal Adhesion Kinase, entsyymi, joka vaimenee FoxF1/LOX aktivaatiosta
FGF, Fibroblast Growth factor
Fox, Forkhead box
FoxF1 säätää ylös LOX ( invasiivisuus, osallistuu metastasoitumiseen)
Hedgehog
HIF- 1, Hypoxia Inducible Factor- 1
Jak2, janus-tyrosine kinase 2, entsyymi
LOX, lysyloxidase, ECM- entsyymi , vahvistaa poikkisidoksia kollageenissa tai elastiinissa (LOX Sivutuote H2O2)
LOXL, LOX-like ( 1-4)
MAPK, mitogen activated protein kinase, entsyymi
MET, mesenchymal-epithelial transition, mesenkymaalisesta epiteliaaliseksi siirtymä
miRNA, microRNA
N-Cadherin, mesenchymal specific
NF1, Nuclear factor 1, tumatekijä 1
NF1-C2, säätää alas LOX ja FoxF1. Kadonnut useissa progredioivissa tuumoreisa ja imusolmuke- metastaseissa
NF-kB, Nuclear Factor-kB
NGF, Nerve Growth factor, hermonkasvutekijä
Notch
p38 phosphorylated , elevated in aggressive breast cancer
p38/MAP/non-smad
p130Cas
PDGF, Platelet-Derived Growth Factor, verihiutaleperäinen kasvutekijä
PI3K, Phosphatidyl Inositol- 3-Kinase., entsyymi; Signalointitie
PR Progesterone Receptor, progesteronireseptori
Raf/MAPK signalointitie
Ras, (signalointitie)
Rho family, GTPase
RFS Recurrence-free survival , hengissäpysymisaika ilman taudin palaamista
RTK, Receptor Tyrosine Kinase, entsyymi
Smad2/3, non-Smad imbalance  ( KTS: SMAD proteiinit ja geenit)
Src
Slug (Snail1, Snail2) ranskriptiotekijöitä (KTS. SNAIL  superperhe)
Smad2 , aktivoituu FAK entsyymillä
TGF- beta, Transforming Growth factor Beta, kasvutekijä TGF beta
Twist1, Twist2, transkriptiotekijä
WAP, Whey Acidic Protein
Wnt
Zeb1, Zeb2 , transkriptiotekijä
Aluksi kuulijat saivat valaisevan esityksen rintarauhasrakenteessa tapahtuvista soluliikkeistä ja solun siirtymisestä epiteeliasemasta mesenkymaaliseksi (EMT) ja metastasoimisesta.

EMT- yhteydessä näkyi mys MMPs osuus, matrix metalloproteinaasit, jotka hajoittavat matrixia ja auttavat solua migroitumaan ympäröivään stromaan Migroiduttuaan mesenkyymiin muuntunut solu voi invasoitua verisuoneen ja sieltä taas extravasoitua stroomaan . Tämän takia asetan artikkelin MMP blogiin.
  • Epiteliaalisesta mesenkymaaliseksi muuttuminen (EMT)( Epithelial-mesenchymal transition)

Epiteliaalisuus (E) tai mesenkymaalisuus (M) solun fenotyypissä ei ole aina pysyvä ominaisuus. Kehityksen aikana on kriittistä, että soluilla on kykyä morfologisiin muutoksiin ja käyttäytymisiin, jotta morfogeneesi olisi normaali. Tätä kykyään ne ilmentävät konvertoitumalla epiteliaalisen ja mesenkymaalisen fenotyypin kesken. Näitä muuttumisprosesseja, siirtymisiä (T, Transition) sanotaan epiteliaalis-mesenkymaaliseksi transitioksi ( EMT) ja mesenkymaalis-epiteliaaliseksi transitioksi (MET),
EMT ja MET ovat kehitysvaiheiden aikana kriittisiä tapahtumia, kuten gastrulaatiossa, neuraalipoimun ja sydämen läppien muodostumisen aikana samoin kuin muissakin morfogeneetisissä taaphtumissa. EMT tapahtumaa on havaittu myös rintarauhastiehyiéitten haaroittumisvaiheen aikana.
EMT käsittää sellaisten geenien aktivoitumisen, jotka ovat kriittisiä luomassa mekanismia, jolla solu voi migroitua solunulkomatrixin (ECM) läpi . Epiteelisolut liittyvät toisiinsa erilaisilla liitoksilla ( tiiveillä liitoksilla tight junctions, adheesioliitoksilla adherens junctions ja desmosomeilla, desmosomes) .
EMT- tapahtumassa nämä liitoskohdat löyhtyvät sallien epiteliaalisten solujen erkanemisen toisistaan, ne menettävät polarisuutena , puolisuutensa, ( huippu= apikaalinen, apical – pohja=basaalinen, basal ) ja ne muuttuvat liikkuviksi ( motile) .
E- Cadherin on solu-solu- liitosmolekyyli, (C- C Adhesion Molecule) epiteelissä. Se sekä epiteelispesifiset integriinit korvautuvat nyt mesenkymaalisilla vastineilla , mesenkyymille spesifisellä N-Cadheriinilla ja integriineillä , jotka ovat spesifisempiä siirtyneitten soluijen adheesioon.
Epiteliaalinen intermediäärifilamentit, sytokeratiinit saavat sijaansa vimentiinin
Allaolevan basaalikalvon hajoittaa matrixmetalloproteinaasit (MMPs) ja solu migroituu ympäröivään stroomaan.
Kaukaiseen paikkaan migroitumisen jälkeen mesenkymaaliset solut saattavat palata epiteliaaliseen fenotyyppiinsä EMT:lle käänteisellä , MET tapahtumalla ( Mesenchymal Epithelial Transition)

Sen lisäksi, että EMT on kehitykselle kriittinen se osallistuu myös haavan paranemiseen
Haavan reunan keratinosyytit käyvät läpi EMT- ja MET- tapahtumia haavan paranemisprosessissa.
EMT- tapahtuma tai EMT:n kaltaisia tapahtumia on myös fibroosin kehittymisessä ja syövän metastasoinnissa.

On samankaltaisuuksia ja eroavuuksi siinä EMT- prosessissa mikä tapahtuu kehityksen aikana ja muissa prosesseissa, minkä takia voidaan siis  luokitella kolme erilaista EMT tyyppiä:
Tyyppi 1 EMT viittaa kehitysvaiheen EMT tapahtumaan
Tyyppi 2 EMT esiintyy haavan paranemisen kuluessa ja fibroosin kehittymsessä.
Tyyppi 3 EMT liittyy syövän metastasoitumiseen.
Eräs ero EMT 1- tyypin sekä EMT 2- ja EMT 3-tyyppien kesken on se, että alkiossa ei esiinny tulehduksellista vastetta, kuten näissä jälkimmäisissä.

Mitä molekyylit osallistuvat toimintaan EMT prosessissa?


EMT:tä  pitää yllä  transkriptiotekijöiden verkosto ja niihin kuuluu Snail1, Snail2 ( myös näitä kutsutaan nimellä Slug), ja Snail3, Zeb1 ja Zeb2, Twist1 ja Twist2 ja muitakin.
Näiden ilmeneminen triggeröityy esiin vasteena solun ulkoisille signaaleille, joita tulee solun mikromiljööstä.
Vahvoja EMT- induktoreita löytyy kasvutekijöistä:
Niitä ovat TGF- beta-perhe, EGF, FGF ja PDGF.
Myöskin Wnt, Notch, Hedgehog ja NF-kB.
Reseptorityrosiinikinaasit (RTKs) kuten muun tyyppisetkin reseptorit ja laaja skaala signaaliteitä välittävät EMT- tapahtumaa alkavia alkusignaaleita, ja moni signaalitie tekee yhteistyötä ,jotta muuttuma mesenkymaaliseksi fenotyypiksi alkaa tapahtua.
Ras ja Src- teitten aktivoituminen on mukana löyhdyttämässä adheesioliitoksia ja desmosomeja ja uudellen muovaamassa sytoskeletonia säätelemällä Rho -perhettä - GTPaasientsyymeitä .
Mikromiljöön hypoksia voi myös ohjelmoida esiin EMT:tä kehityksen aikana tai tuumorin progredioituessa.
Pääasiassa HIF-1 , hypoksiaa indusoiva tekijä 1 , välittää hypoksista vastetta Twist-säädöllä.

Saattaa olla, että MikroRNA , 200miRNA , voi olla osallistumassa EMT ja MET tilojen käänteiseen vaihteeseen ( reversible switching between epithelial and mesenchymal state)

EMT syövässä  (  Tämä  EMT on  terveen epiteelisolun järjestäytyneisyyden, poolisuuden ja  puolisuuden   luhistumaa  muodoltaan  muuntuneeksi, irtautuvaksi, liikkuvaksi,  pahanlaatuisuuteen kehkeytyväksi  soluksi joka liikkuu toiseen soluaitioon, mesenkyymiin, epiteelin  matrixin  proteolyyttisesti löyhdyttyä)

Geneettiset ja epigeneettiset tapahtumat johtavat syövässä syöpäsolun fenotyypin muuntumisiin. Nämä muutokset ilmenevät selvimmin, kun syöpäsolu lähtee epiteeliasemastaan ja alkaa lopulta  metastasoida. Saattaa olla että tuumorin invasiivisen eturintaman karsinomasolut menettävät epiteliaalisia kantojaan ja hankkivat mesenkymaalisen fenotyypin. Osaltaan vaikuttaa myös muutosta kohti mesenkymaalista fenotyyppiä ne signaalit, joita pitää yllä uuden sijaintiympäristön, mesenkyymin , strooman, stromasolut erittämällä  kasvutekijöitä ja sytokiinejä.
Karsinomasolulle tarpeelliset fenotyyppiset muutokset, jotta se irtoaisi epiteelistä, näyttävät olevan signaaliteiltään ja alavirran effektoreiltaan korkea-asteisesti samankaltaisia kuin ne, joita esiintyy kehityksen aikaina vaikuttamassa alkiolle normaalia  EMT- tapahtumaa.
Tämän takia EMT- tapahtuman tai EMT:n kaltaisia tapahtumia on havaittu olevan osallistumassa tuumorin invaasioon ja metastasoitumiseen erityisesti metastaasin varhaisvaiheissa kiihdyttämässä solujen leviämistä ja täten luomassa kiertäviä tuumorisoluja (CTC).
On havaittu että kauempana sijaitsevissa elimissä esiintyvään metastasoitumiseen lienee osallisena käänteisprosessi MET:  Solu otaa takaisin epiteliaalisia ominaisuuksiaan,  mutta väärässä paikassa, ei epiteelissä.

EMT- prosessiin liittyvien transkriptiotekijöiden konstitutiivinen  (normaali , aina toimiva) ilmeneminen vaimentaa metastaasien muodostumista, mikä puolestaan viittaisi siihen , että EMT- transkriptiotekijöiden siinä tapauksessa täytyy olla alassäätyneinä, jotta metastaaseja muodostuisi.
Lisäksi - toisaalta- on havaittu, että rintasyövän metastaaseissa on E-Cadheriinin ilmenemä vahvaa.Tämä viittaa siihen, että epiteliaalisten merkitsijöiden uudelleen ilmaantuminen on välttämätöntä metastaasien muodostumiselle.( Siis  solut ovat kaukana lähtöpaikasta ottaneet taas  epiteliaalisia ominaisuuksia)

On vaikeaa tutkia EMT- tapahtumaa ihmistuumoreista, koska EMT ilmiönä katsotaan ohimeneväksi tapahtumaksi
( Vertaa: ihminen menee ovesta taloon- oven kohta on vain hetki- kuten EMT tapahtuma on hetki siirryttäessä aitiosta toiseen).
Jokainen tuumorinäyte edustaa vain yhtä ainota hetkeä. Kuitenkin on tutkittu intensiivisesti EMT- ilmiötä soluviljelmistä ja eläinmalleista. On osoitettu, että syöpäsolumalleissa EMT- tapahtuman alku ja progrediointi (eteneminen) käsittää monien signaloivien teitten osallistumisen ja usein vielä erilaisten signaaliteitten yhteistyön.
EMT-tapahtumaa voi ohjelmoida myös  Raf/MAPK- ja PI3K-teitten aktivoitumisen kautta ( non- SMAD- välitteisesti)
sekä reseptorityrosiinikinaasien ( RTKs, esim EGFR) ylimäärin esiintymä
tai konstitutiivinen Ras - signalointi
ja nämä johtavat transkriptiotekijöiden (Snail, Slug, Twist ja Zeb1) ilmenemiseen.(Käsittääkseni  niitä  ei ilmene ennen kuin EMT on jostain syystä  jo  alkanut).

Moni tutkimus viitaa siihen, että TGF- beta on "master regulator" EMT- tapahtumassa, siis mestarisäätelijä. On havaittu myös, että EMT- tapahtumaa aiheuttaa yhteistyö TGF-beta tekijän ja Ras tai RTK entsyymien kanssa- missä taas voi   olla heijastus epätasapainosta( Rintasyövästä tiedetän, että TGFbeta/SMAD  akseli on siinä murtunut ja TGFbeta jatkaa kuitenkin muitten  signalointiteitten puolella, mutta  SMAD ei  silppuroidukaan,   vaan  jää jäljelle tekemään  jotain epäloogista)

Mesenkymaalisia merkitsijöitä on havaittu ilmentyvän sellaisisa rintasyövissä, jotka ovat basaalista tai triple- negatiivista alatyyppiä. Kuitenkin sellaiset tuumorit sisältävät myös epiteliaalisia merkitsijöitä, mikä taas viitaa siihen, että niissä on tapahtunut ositainen EMT( partial EMT) .

On oletettu.että EMT tapahtuma voi generoida, kehkeyttää, kiertäviä syöpäsoluja(CSC), mutta kuitenkin näiden solujen alkuperä on vielä väittelyn aihe. On voitu osoittaa, että rinnan epiteliaalisoluissa transkriptiotekijöiden Twist1 tai Snail ilmenemä tai TGF-beta kasvutekijällä käsitteleminen lisää sellaisten solujen määrää, joilla on kykyä olla kierteleviä syöpäsoluja  (Cluster of Difference CD 44 high/ CD24low) .
Rintasyöpämetastaase potevilla henkilöillä ilmenee kiertävissä syöpäsoluissa (CSC) samaan aikaan EMT- merkitsijöitä ja kantasolun (CSC)  merkitsijöitä.

Mitkä tärkeät tekijät kontrolloivat EMT tapahtuman

Yllä on kuvattu monia tekijöitä, jotka osallistuvat EMT- tapahtumaan, Tutkijan Gisela Nilssonin väitöskirjatyössä kohdistutaan erityisesti neljään eri tekijään, joiden on osoitettu osallistuvatn rintasyövän kehittymiseen ja EMT- tapahtumaan. Seuraavassa työn johdannon jaksossa hän kuvaa näitä neljää tekijää:

E-Cadherin

E- tarkoitaa epiteeliä ja tämä tekijä tunnetaan myös nimellä cadherin-1 (CDH-1), uvomorulin , L-CAM ja se kuuluu tyypin 1 klassisen cadherin perheeseen ja on päämolekyyli CM molekyyleissä (CAM= Cell Adhesion Molecule)

C-erbB2

C-erbB perhe on reseptorityrosiinikinaaseja (RTK) , joihin kuuluu epidermaalisen kasvutekijän reseptori (EGFR, c-erbB1, HER1); c-erbB2 (Neu, HER2); c-erbB3 (HER3); c-erbB4 (HER4). Näitä aktivoi usea ligandi kuten EGF, TGF-alfa ja heregulin.
C-erbB2 on yleinen piirre rintasyövässä ja sen kohonnut ilmenemä nähdään 15 - 30% rintatuumoreista. Sitä vastaan on monoklonaalinen vasta-aine (MoAB)  trastuzumab. (Herceptin) . Ylimäärä c-erbB2  estää E- cadheriinin transkriptiota. C-erbB2 vaikuttaa soluadheesioon ja migraatioon, joten sillä lie osuus metastasointiin.
Jos tuumori on c-erbB2 +  (positiivinen),  hoidossa on usein käytetty tyrosiinikinaasi-inhibiittoria lapatinib.

 Väitöskirjan työosuus Paper I: Loss of E-cadherin expression is not a prerequisite for c-erbB2-induced- mesenchymal transition
( It is  consequence rather than  a cause of c-erbB2- induced EMT--)

Nuclear factor 1-C2 (NF1-C2)

Tämä tumatekijä  kuuluu   NF1- transkriptiotekijöitten  perheeseen. NF1- geeniperheesen kuuluu neljä geeniä NF1-A, NF1-B, NF1-C ja NF1-X.
NF1-C2 on spesifinen isoformi. Se mm.  aktivoi p53 ja voi suojata rintarauhasta proliferaation aikaiselta tumorigeneesiltä.  Se on vahva  hyvän prognoosin merkki. ( Jos tuumori pääsee progredioitumaan, NF1-C2   katoaa, jolloin on menetetty tekijä,  joka voi vaimentaa  EMT- tapahtumaa)

Väitöskirjan työosuus Paper III: Nuclear Factor 1-C2 is a powerful   prognostic marker in breast cancer

Forkhead box F1 (FoxF1)

Fox- proteiinit käsittävät transkriptiofaktoriperheen. Niitten geenejä on viisikymmentä ihmisen genomissa (FoxA- FoxS) . Fox -proteiinit sitovat DNA:ta tunnistavan motiivin kohdalta. Tämän motiivin ulkopuolella olevat nukleotidit ovat tärkeät eri Fox-proteiinien spesifisyydelle. Ajallinen, tilavuudellinen ja asiayhteyksellinen riippuvuus merkitsee myös. Esim kehittyvässä keuhkossa Fox1 ja Fox2  kattavat tosiaan (overlap) mutta niiden ilmenemismalli on erilainen,  joten näillä voi olla samanlaisia ja toisistaan riippumattomia funktioita.
Fox- proteiinien on arveltu toimivan joko tuumorisuppressoreina tai onkogeeneinä. Ensimmäinen tutkimus joka osoitti  FoxF1:n tumorigeneesissä tuli tämän väitöskirjan tekijöitten laboratoriosta. Koe-eläintutkimuksissa hiirellä Fox1 indusoi EMT- tapahtuman, migraation ja invasoituvuuden. Lisäksi vahvistettu Fox F1 expressio lisäsi xenograftissa tumorigeneesiä. Se on myös tärkeä mesenkymaalisessa solumigraatiossa suoraan vaimentaen  integriini-b2 ilementymää Sillä näyttää olevan  osuutta keuhkosyöpään liittyvässä fibroblastimigraatiossa  stimuloijana ja tuumorin kasvattajana.  Se myös kiihdyttää invaasiota.

Väitöskirjan työosuus Paper II: Forkhead Box F1 promotes breast cancer cell migration by upregulating lysyl oxidase (LOX)  and suppressing Smad2/3 signalin.