the role of RICTOR downstream of receptor Tyrosine kinase in cancers
Receptor Tyrosine Kinases (RTK) are a family of transmembrane receptors that mediate key signaling pathways in response to growth factors, cytokines, hormones, and other extracellular signaling molecules. RTK napędzają szeroką gamę podstawowych procesów, takich jak proliferacja komórek, migracja komórek, różnicowanie i przetrwanie . Rodzina RTK obejmuje m.in. receptory naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR), receptory czynnika wzrostu fibroblastów (Fgfr), receptory insulinowego i insulinopodobnego czynnika wzrostu (IR i IGFR), receptory płytkowego czynnika wzrostu (Pdgfr), receptory naczyniowego czynnika wzrostu śródbłonka (VEGFR), receptory czynnika wzrostu hepatocytów (Hgfr) i protoonkogenowy c-KIT . Receptory te mają podobną architekturę molekularną, z regionem wiążącym ligand w domenie zewnątrzkomórkowej, helisą przezbłonową i regionem cytoplazmatycznym, który zawiera domenę kinazy tyrozynowej . Ich aktywacja jest spowodowana dimeryzacją indukowaną ligandem, która powoduje autofosforylację receptora specyficznych reszt tyrozynowych w domenie wewnątrzkomórkowej. Te zdarzenia fosforylacji tworzą miejsca dokowania dla białek zawierających domenę src homology 2 (SH2), które z kolei kontrolują różne wewnątrzkomórkowe szlaki sygnałowe, takie jak kinazy białkowe aktywowane mitogenem (MAPK), kinaza 3-fosfatydyloinozytolowa (PI3K), fosfolipaza c-γ (PLCy) i JAK/STAT (Fig. 1).
Schematyczne przedstawienie receptora kinazy tyrozynowej i Szlaku MAPK. RTK składa się z regionu wiążącego ligand w domenie zewnątrzkomórkowej, helisy przezbłonowej i regionu cytoplazmatycznego, który zawiera domenę kinazy tyrozynowej. Jego aktywacja jest spowodowana dimeryzacją indukowaną ligandem, która powoduje autofosforylację receptora specyficznych reszt tyrozynowych w domenie wewnątrzkomórkowej. Białko adaptera GRB2 wiąże się z fosforylowanym RTK i czynnikiem wymiany nukleotydów SOS, który działa jako pozytywny regulator RAS, umożliwiając jego interakcję z kinazami serynowo-treoninowymi z rodziny RAF, która aktywuje MEK, który z kolei aktywuje ERK. ERK ma wiele substratów, które kontrolują proliferację, różnicowanie, przeżywalność i migrację
zmiany genetyczne, które zmieniają aktywność, obfitość, dystrybucję komórkową lub regulację RTK, obserwuje się w wielu różnych nowotworach . Mutacje genowe wpływające na członków EGFR były związane z kilkoma nowotworami. W raku piersi nadekspresję HER2 (receptor 2 ludzkiego naskórkowego czynnika wzrostu) stwierdza się u około 10-30% pacjentek . Mutacje wpływające na gen EGFR powodują jego nadekspresję w 30-50% glejaków , 25-82% w raku jelita grubego i 5-20% w niedrobnokomórkowym raku płuc . Mutacje w genie PDGFRa stwierdzono w 5% raka podścieliska przewodu pokarmowego (GIST), a amplifikacje PDGFRa odnotowano w 5-10% glejaka wielopostaciowego, w skąpodendrocytomie, raku płaskonabłonkowym przełyku i mięsakach tętnicy wewnętrznej . Mutacje w KIT występują głównie w białaczce, guzach zrębowych przewodu pokarmowego (GIST), guzach zarodkowych jąder (tgct) i czerniaku . Mutacje te wpływające na RTK powodują zwiększoną proliferację komórek, przeżywalność, inwazję i przerzuty poprzez aktywację dalszych szlaków, takich jak Szlak MAPK i Szlak PI3K.
szlak MAPK jest jedną z najbardziej deregulowanych kaskad sygnałowych w raku człowieka. RTKs przesyłają sygnały do szlaku MAPK poprzez małe Gtpazy z rodziny RAS. Białko adaptera GRB2 wiąże się z fosforylowanym RTK przez domenę SH2 i z czynnikiem wymiany nukleotydów Son Sevenless (SOS) przez domeny SH3. SOS działa jako pozytywny regulator RAS poprzez promowanie wymiany nukleotydu guanozynodifosforanu (GDP) do nukleotydu guanozynotrifosforanu (GTP). Wymiana ta aktywuje RAS, umożliwiając jej interakcję z wieloma efektorami, w szczególności kinazami serynowo-treoninowymi z rodziny RAF, które aktywują kinazy MAP (MEK), które z kolei aktywują kinazy MAP (ERK). ERK ma wiele substratów, które kontrolują proliferację, różnicowanie, przetrwanie i migrację (rys. 1).
szlak PI3K zdefiniowany przez PI3K, AKT i ssak docelowy rapamycyny (mTOR) kontroluje większość cech charakterystycznych raka, w tym proliferację, przeżywalność i ruchliwość, i przyczynia się do promujących raka aspektów środowiska nowotworowego, takich jak angiogeneza . Jest aktywowany za RTKs przez dwa mechanizmy. Po pierwsze, fosforylowana pozostałość tyrozynowa na receptorze służy jako miejsce dokowania podjednostki regulacyjnej P85 PI3K, rekrutującej podjednostkę katalityczną PI3K, p110, do błony plazmatycznej. Po drugie, aktywowany RAS za RTK indukuje translokację membrany i aktywację podjednostki P110 PI3K . Aktywowany PI3K przekształca fosforan fosfatydyloinozytolu 4,5 (PIP2) w fosforan fosfatydyloinozytolu 3,4,5 (PIP3), który jest miejscem dokowania dla domeny homologii pleckstrina (PH) kinazy zależnej od fosfoinozytolu-1 (PDK1) i AKT. AKT jest następnie fosforylowany na treoninie 308 (Thr308) przez PDK1 i na serynie 473 (Ser473) przez kinazę mTOR z kompleksu mTOR 2 (Mtorc2) (Fig. 2). kinaza mTOR działa w połączeniu z różnymi zestawami białek tworząc dwa odrębne kompleksy, mtorc1 (kompleks mTOR 1) i mtorc2, które są dużymi kompleksami z wieloma składnikami białkowymi. Oba kompleksy dzielą kinazę mTOR, mLST8 (znany również jako GBL), DEPTOR i Kompleks tti1/Tel2. mTORC1 zawiera również białko związane z regulatorem ssaków docelowych rapamycyny (RAPTOR) i PRAS40, podczas gdy mTORC2 zawiera niewrażliwego na Rapamycynę towarzysza mTOR (RICTOR), mSIN1 i Protor1/2 (Fig. 2). W porównaniu z mTORC1, mTORC2 jest niewrażliwy na Rapamycynę, ze względu na jej rusztowanie białka RICTOR. Większość badań koncentruje się na mTORC1; dlatego też przepisy i funkcje MTORC2 oraz specyficzny mechanizm regulacji MTORC2 i innych funkcji RICTORA są mniej zrozumiałe . mTORC2 jest centralnym składnikiem szlaku PI3K-AKT, fosforylującym AKT w Ser473, powodując jego aktywację . Innymi substratami mTORC2 są kinazy AGC, SGK i PKC, które mają wiele funkcji w kontrolowaniu przeżycia komórek, regulacji metabolicznej i organizacji cytoszkieletu .
schematyczna reprezentacja RTK i ścieżki PI3K / AKT. PI3K jest aktywowany za RTKs przez dwa mechanizmy. Po pierwsze, fosforylowana pozostałość tyrozynowa na receptorze służy jako miejsce dokowania podjednostki regulacyjnej P85 PI3K, rekrutującej podjednostkę katalityczną PI3K, p110, do błony plazmatycznej. Po drugie, aktywowany RAS za RTK indukuje translokację membrany i aktywację podjednostki P110 PI3K. aktywowany PI3K przekształca PIP2 w PIP3, który jest miejscem dokowania dla PDK1 i AKT. AKT jest następnie fosforylowany na Thr308 przez PDK1 i na Ser473 przez kinazę mTOR z kompleksu mTOR 2 (MTORC2). mTORC2 jest definiowany przez RICTOR białka rusztowania i promuje stabilność i aktywację AKT, SGK i PKC. AKT aktywuje kolejne sygnały zaangażowane w proliferację, różnicowanie, przeżywalność i migrację komórek
RICTOR jest kluczowym składnikiem mTORC2 i jest wymagany do działania mtorc2, co wykazano przez znaczące zahamowanie aktywacji AKT przez rictor knockdown . Dlatego, jako krytyczny regulator szlaku PI3K/AKT, RICTOR odgrywa ważną rolę w nowotworach napędzanych zmianami RTK. Ponadto niedawno wykazano, że Gen RICTOR jest wzmacniany w raku, podkreślając jego rolę w rozwoju raka i jego potencjał jako celu terapeutycznego.
szczegółowe zrozumienie mechanizmu molekularnego leżącego u podstaw tumorigenezy indukowanej RTK jest niezbędne do opracowania skutecznych strategii terapeutycznych dla tej podgrupy nowotworów. Przegląd ten podkreśla ważną rolę, jaką RICTOR odgrywa w komórkach nowotworowych po podaniu RTK oraz potencjał celowanego hamowania RICTOR/mTORC2 w leczeniu nowotworów ze zmianami sygnalizacji RTK.
- amplifikacja i nadekspresja RICTORA w raku
- wpływ RICTORA na proliferację komórek, przeżywalność komórek i angiogenezę
- nowotwory piersi
- nowotwory płuc
- nowotwory trzustki
- nowotwory jelita grubego
- glejak
- nowotwory żołądka
- mikrośrodowisko nowotworu
- RICTOR jako cel terapeutyczny
- Conclusions and perspectives
amplifikacja i nadekspresja RICTORA w raku
kilka badań wykazało amplifikację genu RICTORA lub nadekspresję jego białka w różnych typach raka. Wśród próbek wzmocnionych RYKTOREM najczęstszymi typami nowotworów są neuroendokrynny rak prostaty (18%) i rak płaskonabłonkowy płuc (16%), a następnie mięsak (12%) oraz Rak przełyku i żołądka (10%). Co ciekawe, zmiany RTK zostały również zidentyfikowane w tych guzach, a analiza dostępnych baz danych za pośrednictwem Cbioportalu dla genomiki raka wykazuje tendencję do współistnienia zmian RICTOR i RTK w tych guzach (patrz TCGA Data Portal; (Fig. 3).
częstość zmian RICTOR, EGFR, ERBB2, KIT, PDGFRA i PDGFRB w kilku typach nowotworów. Nawiasy wskazują na tendencję do współistnienia zmian RICTOR i RTK. Gdy współwystępowanie jest istotne statystycznie, oznacza się je znakiem * (P < 0,05) lub ** (p < 0,01). Dane pochodzą z publicznie dostępnych zbiorów danych TCGA i uzyskane za pośrednictwem Cbioportalu do genomiki raka. NSCLC: Niedrobnokomórkowy rak płuc. SCC: Rak płaskonabłonkowy
RICTOR został zidentyfikowany jako najczęściej amplifikowany Gen obserwowany (~ 14% pacjentów) w kohorcie przerzutowego drobnokomórkowego raka płuc (SCLC), gdzie zmienność liczby kopii RICTORA korelowała z ekspresją białka RICTORA w komórkach SCLC. Całkowity czas przeżycia u pacjentów z SCLC z amplifikacją RICTORA był znacząco zmniejszony . Ponadto Analiza Bazy danych Atlasu genomu nowotworu (TCGA) dla zmiany RICTORA wykazała, że RICTOR został amplifikowany u około 13% (132/1016) pacjentów z nowotworami płuc, w tym u 10.3% w gruczolakoraku płuc (53/515) i 15,8% (79/501) w raku płaskonabłonkowym . Co ciekawe, w podgrupie 85 przypadków z amplifikacją RICTORA, 41% (35/85) wykazało co najmniej jedną zmianę w genie RTK (EGFR, HGFR, FGFR, ALK, KIT itp.) . W badaniu z udziałem 640 pacjentów z przerzutowymi guzami litymi (głównie rakami przewodu pokarmowego i płuc) potwierdzono amplifikację RICTORA w raku płuc i wykazano, że amplifikacja RICTORA była rzadka, ale nawracająca w raku żołądka (GC). Częstość występowania amplifikacji RICTOR wykrytej przez NGS i potwierdzonej przez FISH, u pacjentów z GC wynosiła 3.8% (6/160) . Podwyższona ekspresja RICTORA stwierdzono również w GC i bezpośrednio korelowała z wielkością guza, inwazją ściany żołądka, naciekiem węzłów chłonnych i naczyń, stadium nowotworu i różnicowaniem. Wyniki te sugerują, że RICTOR jest związany z progresją nowotworu i złym rokowaniem u pacjentów z GC i dlatego może być stosowany jako nowy biomarker dla rokowania . W kohorcie 201 przypadków raka płaskonabłonkowego przełyku (ESCC) ekspresja RICTORA została oszacowana za pomocą immunohistochemii i powiązana z parametrami kliniczno-patologicznymi. Odsetek ekspresji dodatniej RICTORA wynosił 70,6% (142/201), co korelowało pozytywnie z stadium AJCC (American Joint Committee on Cancer) pacjentów z ESCC i wiązało się ze złym rokowaniem. Ekspresja RICTOR i AJCC w stadium III lub IV były niezależnymi czynnikami ryzyka dla ESCC . Badanie locus RICTORA metodą CGH w serii 43 krótkoterminowych hodowli czerniaka wykazało, że RICTOR został amplifikowany w 19 z 43 linii komórkowych czerniaka (44%) i że amplifikacja była niezależna od statusu mutacji BRAF i NRAS, najczęstszych mutacji w czerniaku. Kwantyfikacja mRNA RICTORA w 22 krótkoterminowych hodowlach czerniaka potwierdziła, że amplifikacja locus RICTORA była związana ze wzrostem poziomu mRNA RICTORA . W rakach piersi RICTOR wzbogacono w próbki o amplifikacji HER2 i skorelowano ze zwiększoną fosforylacją AKT w S473, co odpowiada potencjalnej roli mTORC2 w rakach piersi o amplifikacji HER2. W inwazyjnych próbkach raka piersi ekspresja RYKTORA była znacznie wyższa niż w przypadku tkanek niezłośliwych . Poza rakiem płuc, ESCC, czerniakiem, GC i rakiem piersi, nadekspresję RYKTORA obserwowano również w glejakach , rakach wątrobowokomórkowych i gruczolakoraku trzustki (PDAC) .
ponieważ RICTOR odgrywa kluczową rolę w tworzeniu mTORC2 i aktywacji AKT, może również odgrywać kluczową rolę w potencjale nowotworowym zmienionego RTK. Deregulacja RICTOR może mieć istotny wpływ na rozwój nowotworu, ponieważ współpracuje ze zmienionymi RTKs do transformacji komórek lub jako krytyczny regulator głównego szlaku w dół RTKs.
wpływ RICTORA na proliferację komórek, przeżywalność komórek i angiogenezę
korelacja między nadekspresją RICTORA, progresją guza i słabym przeżyciem w różnych nowotworach sugeruje, że wzmocnienie RICTORA odgrywa rolę w proliferacji komórek, przeżywalności komórek lub mikrośrodowisku nowotworu. Poniżej podsumowujemy ostatnie badania nad biologią sygnalizacji RICTOR w nowotworach, w których sygnalizacja RTK odgrywa główną rolę.
nowotwory piersi
znaczenie sygnalizacji PI3K/AKT jest dobrze udokumentowane w modelach raka piersi z amplifikacją HER2, a rola RICTOR/mTORC2 staje się coraz bardziej rozpoznawalna. Hamowanie mTORC1 / 2 przez inhibitory kinazy mTOR PP242 i OSI-027 lub rictor knockdown, skutecznie hamowało fosforylację AKT (S473) oraz proliferację i migrację komórek raka piersi. Promował również apoptozę wywołaną głodem lub cisplatyną w surowicy i zapobiegał wzrostowi guza piersi in vivo w modelu ksenogenicznym . Stwierdzono również, że RICTOR/mTORC2 ma zasadnicze znaczenie dla zdolności HRG (EGF-like growth factor) do promowania transformacji wrażliwych na HRG komórek raka piersi. Zaburzenie ramienia mtorc2 szlaku poprzez knockdown RICTOR, znacząco osłabiło zdolność HRG do promowania onkogenezy zależnej od HER2 . Wyniki te zostały potwierdzone w mysim modelu raka piersi HER2/Neu, gdzie ablacja RICTORA zmniejszała fosforylację AKT S473, proliferację komórkową i opóźnione opóźnienie guza, obciążenie i penetrację sugerując, że RICTOR Promuje genezę guzów z nadekspresją HER2 . W związku z tym, HER2 amplifikowane nowotwory piersi używać RICTOR / mtorc2 sygnalizacji do kierowania powstawanie nowotworu, przeżywalność komórek nowotworowych i oporność na HER2 ukierunkowane terapii. hamowanie mTORC2 może oferować obiecującą strategię terapeutyczną w celu wyeliminowania nowotworów piersi ze wzmocnieniem HER2, w szczególności w guzach opornych na celowaną terapię HER2 lub w których aktywowana jest sygnalizacja AKT.
nowotwory płuc
amplifikacja RICTORA była opisywana w przypadku raka płuc i wiązała się ze zmniejszeniem całkowitego przeżycia. Zmiana liczby kopii RICTORA skorelowana z ekspresją białka RICTORA w komórkach SCLC . Jego rolę onkogenną sugerowano zmniejszonym wzrostem komórek raka płuc zarówno in vitro, jak i In vivo z ablacją RICTORA oraz zdolnością RICTORA do transformacji BA/F3-komórki . Linie komórkowe SCLC z różnymi poziomami wzmocnienia liczby kopii RICTORA (CN) zostały wykorzystane do analizy jego dalszego wpływu na wzrost i migrację komórek. Autorzy wykazali, że linie komórkowe SCLC z zyskiem RICTOR CN migrowały szybciej w porównaniu z komórkami bez zysku w RICTOR CN, co wiązało się z amplifikacją RICTOR ze zwiększoną ruchliwością komórek . Komórki raka płuc z amplifikacją RICTOR wykazały zwiększoną wrażliwość na inhibitory MTORC1/2, podczas gdy wyciszenie RICTOR sprawiło, że komórki z amplifikacją RICTOR były znacznie bardziej odporne na inhibitory MTORC1 / 2, wykazując, że RICTOR był celem w tych komórkach . Co ciekawe, w linii komórkowej łączącej amplifikację RICTOR i PDGFR, rictor knockdown był związany ze znacznie zmniejszoną proliferacją in vitro i In vivo, zgodnie z rolą RICTORA jako onkogennego kierowcy poniżej PDGFR . Podgrupa pacjentów z rakiem płuca z amplifikacją RICTOR może odnieść korzyści z leków ukierunkowanych na mTORC1 / 2. Rzeczywiście, pacjent z gruczolakorakiem płuc z amplifikacją RICTORA wykazał stabilizację guza przez 18 miesięcy po leczeniu inhibitorami mtorc1 / 2 .
nowotwory trzustki
szlak PI3K/mTOR funkcjonuje poniżej RAS, który jest zmutowany w 90% PDAC i odgrywa kluczową rolę w sygnalizacji IR / IGFR, która jest nadekspresowana w tkankach raka trzustki. RICTOR/mTORC2 są coraz częściej uznawane za ważne podmioty w rozwoju raka trzustki. Ekspresja RICTOR w PDAC jest związana ze zmniejszeniem przeżywalności u pacjentów . Knockdown RICTOR przez interferencję RNA w ludzkich liniach komórkowych raka trzustki ma hamujący wpływ na wzrost guza in vitro i In vivo . Wykorzystując genetycznie zmodyfikowany model myszy PDAC (GEMM), wykazano również, że delecja RYKTORA dramatycznie opóźniła tworzenie się guza, podczas gdy myszy z medianą przeżycia prawie podwoiły się u myszy z delecją RYKTORA w porównaniu z myszami kontrolnymi . Knockdown RICTOR w dwóch pierwotnych liniach komórkowych PanIN (prekursora nowotworu trzustki) utworzonych od myszy z wczesną Paniną, zmniejszył proliferację w obu liniach komórkowych i zwiększył ekspresję galaktozydazy Beta związanej ze starzeniem się . Farmakologiczne hamowanie mTORC1 / 2 opóźnia powstawanie guza i wydłuża czas przeżycia w późnym stadium nowotworu. Podsumowując, wyniki te dostarczają dowodów na to, że mTORC2/ RICTOR jest atrakcyjnym nowym celem leczenia ludzkiego PDAC.
nowotwory jelita grubego
Aktywacja szlaku sygnałowego PI3K/AKT / mTOR jest związana ze wzrostem i progresją raka jelita grubego (CRC). Dokładniej, zwiększona ekspresja RICTOR jest związana z progresją nowotworu i słabą przeżywalnością w CRC (32), a aktywność mTOR i kompleksowa dystrybucja są niezależnymi czynnikami prognostycznymi w raku jelita grubego. Hamowanie sygnalizacji mTORC1/2, przy użyciu inhibitorów farmakologicznych lub knockdown mTORC1/RAPTOR i MTORC2 / RICTOR, atenuowana migracja i inwazja komórek CRC, indukowała Przejście mezenchymalno–nabłonkowe i zwiększała chemosensitivity komórek CRC do oksaliplatyny . Selektywne inhibitory TORC1 /2 powodowały zahamowanie wzrostu w komórkach CRC in vitro i In vivo oraz nasilały działanie przeciwnowotworowe doksorubicyny w mysich modelach przeszczepu jelita grubego. W komórkach CRC ekspresja RICTORA jest również regulowana przez klaster miR-424/503, który przyczynia się do progresji nowotworu. RICTOR jest upregulowany poprzez represję klastra miR-424/503 w liniach komórek raka jelita grubego, które zawierają upregulację C-SRC. Ponowna ekspresja miR – 424/503 powodowała zmniejszenie regulacji RYKTORA oraz zmniejszenie aktywności nowotworowej i inwazyjnej tych komórek. Ponadto obniżenie regulacji miR – 424/503 jest związane z podwyższeniem regulacji RICTORA w tkankach raka jelita grubego . Wreszcie, związek między autofagią i aktywacją RTK poprzez sygnalizację mTORC2 został niedawno zidentyfikowany w komórkach CRC. c-MET ma rolę promującą nowotwór w CRC i został scharakteryzowany jako mechanizm oporności na terapię celowaną EGFR. Autofagia bazalna pozytywnie reguluje aktywację C-MET poprzez mechanizm pośredniczący w mTORC2 . Wyniki te uzasadniają włączenie inhibitorów mTORC1 / 2 do schematu terapeutycznego u pacjentów z CRC.
glejak
Amplifikacja genu kodującego EGFR występuje powszechnie w glejaku (GBM), najczęstszym złośliwym pierwotnym guzie mózgu dorosłych. Nadekspresja EGFR prowadzi do aktywacji dalszych kinaz, w tym szlaku PI3K/AKT / mTOR. mTORC2 jest często aktywowany w GBM i zarówno EGFR, jak i RICTOR są związane ze zwiększoną proliferacją, inwazją, przerzutami i złym rokowaniem. . sygnalizacja mTORC2 sprzyja wzrostowi GBM i przetrwaniu w dalszym ciągu EGFR. mTORC2 aktywuje NF-kB, który powoduje, że komórki GBM i nowotwory są odporne na chemioterapię w sposób niezależny od AKT. hamowanie mTORC2 odwraca oporność na chemioterapię in vivo . Jednoczesne wyciszanie EGFR i RICTOR w liniach komórkowych GBM powodowało zmniejszoną migrację komórek i zwiększoną wrażliwość na winkrystynę i temozolomid. Podczas gdy wyciszenie samego EGFR lub RICTOR nie miało znaczącego wpływu na wzrost guza ksenogenicznego in vivo, wyciszenie EGFR i RICTOR jednocześnie doprowadziło do całkowitej eradykacji guzów sugerując, że połączone wyciszenie EGFR i RICTOR powinno być skutecznym sposobem leczenia GBM . Niedawno opracowano małą cząsteczkę, która konkretnie blokuje interakcję RICTOR i mTOR, jako potencjalny inhibitor aktywności MTORC2 w GBM. In vitro hamował aktywność kinazy mtorc2 w stężeniach submikromolarnych, a w testach komórkowych swoiście hamował fosforylację substratów mtorc2 bez wpływu na stan fosforylacji substratu mtorc1. Inhibitor ten wykazywał znaczący wpływ hamujący na wzrost, ruchliwość i inwazyjność komórek w liniach komórkowych GBM oraz czułość skorelowaną ze względną ekspresją RICTOR lub SIN1. W badaniach GBM xenograft ta mała cząsteczka wykazała znaczące właściwości przeciwnowotworowe . Wyniki te podkreślają kluczową rolę mTORC2 w patogenezie GBM, w tym nowotworów ze zmienionym EGFR. Wyniki te sugerują, że strategie terapeutyczne ukierunkowane na mTORC2, same lub w połączeniu z chemioterapią lub hamowaniem EGFR, mogą być skuteczne w leczeniu GBM.
nowotwory żołądka
podwyższona ekspresja RYKTORA jest związana z progresją guza i złym rokowaniem u pacjentów z GC, podczas gdy nie obserwuje się istotnego związku między aktywnością mTORC1 a cechami kliniczno-patologicznymi lub rokowaniem, co sugeruje, że mTORC2 odgrywa ważniejszą rolę niż mTORC1 w progresji guza żołądka . Stabilny SH-RNA pośredniczy w regulacji RYKTORA w dół, znacząco hamuje proliferację, migrację i inwazję komórek GC oraz zwiększa apoptozę . Ponadto, amplifikacja RICTORA definiuje podzbiór Zaawansowanego GC, który wykazywał zwiększoną czułość na podwójny inhibitor MTORC1/2, AZD2014, i podwójny związek PI3K / mTOR, BEZ235, podczas gdy inhibitor AKT AZD5363 miał mniejszy wpływ na wzrost komórek pochodzących od pacjenta z amplifikacją RICTORA. Rictor knockdown był wystarczający do zniesienia hamującego wpływu AZD2014 na wzrost komórek, zgodnie z funkcjonalnym znaczeniem amplifikacji RICTORA . Łącznie dane te potwierdzają onkogenność amplifikacji RICTORA i dostarczają uzasadnienia dla kierowania zarówno mTORC1, jak i mTORC2 jako części strategii terapeutycznej dla GC.
mikrośrodowisko nowotworu
oprócz bezpośredniego wpływu na komórki nowotworowe opisane powyżej, RICTOR odgrywa również rolę w progresji nowotworu poprzez regulację mikrośrodowiska nowotworowego poprzez angiogenezę lub przebudowę zrębu. W guzach trzustki wykazano, że zablokowanie RICTORA prowadzi do zahamowania ekspresji czynnika indukowanego hipoksją-1α (HIF-1α) i znacznego zmniejszenia docelowego czynnika wzrostu naczyniowo-śródbłonkowego-a (VEGF-a), krytycznego czynnika promującego raka zaangażowanego w rekrutację komórek zrębowych . Podobnie w raku gruczołu krokowego wykazano, że miR-218 hamował angiogenezę nowotworów komórek raka gruczołu krokowego in vitro i In vivo poprzez regulację ekspresji RYKTORA. RICTOR knockdown fenocopied mir-218 nadekspresja w hamowaniu angiogenezy raka prostaty. Wyniki te ujawniły istotny udział osi RICTOR/VEGF w progresji nowotworu poprzez mechanizm angiogenezy . W czerniaku, w którym często występuje amplifikacja RICTORA i nadekspresja, regulacja w dół RICTORA z shRNA poważnie zaburzyła tworzenie mimikry naczyniowej (VM) poprzez szlak AKT-MMP-2/9. Badanie patologiczne wykazało, że tkanki czerniaka nadekspresujące RICTOR są podatne na tworzenie kanałów VM, a powstawaniu temu towarzyszyła translokacja błony AKT i wzrost wydzielania MMP-2/9 . Wyniki te potwierdzają hipotezę, że RICTOR reguluje tworzenie maszyn wirtualnych.
łącznie badania te potwierdzają, że amplifikacja RICTOR i nadekspresja odgrywają rolę w rozwoju guza, przynajmniej częściowo poprzez unaczynienie i przebudowę zręby nowotworowej.
RICTOR jako cel terapeutyczny
znaczenie szlaku PI3K/AKT / mTOR w raku jest znane od wielu lat, ale centralna rola RICTORA w tym szlaku dopiero zaczyna się pojawiać. W wielu typach nowotworów wykazano, że nadekspresja RYKTORA w komórkach nowotworowych prowadzi do wzrostu proliferacji i przeżycia komórek oraz zmniejszenia apoptozy komórek w komórkach nowotworowych, a także przebudowy zrębu, które sprzyjają rozwojowi nowotworu. Co ciekawe, nadekspresja RICTOR była pozytywnie związana z progresją nowotworu i słabym przeżywaniem raka jelita grubego, raka wątrobowokomórkowego , raka endometrium, gruczolaka przysadki i PDAC . RICTOR staje się zatem ważnym czynnikiem w diagnostyce, rokowaniu i leczeniu nowotworów.
RICTOR jest często nadekspresowany w komórkach nowotworowych, często z powodu amplifikacji genów. Ponadto, w przypadku braku amplifikacji genów, nadekspresja RYKTORA może być również związana z deregulacją ekspresji miRNA w komórkach nowotworowych, takich jak miR-218 w nowotworach gruczołu krokowego i jamy ustnej, klaster miR-424/503 w nowotworach jelita grubego i miR-196B w czerniaku i raku wątrobowokomórkowym . Oprócz amplifikacji genów i miRNA, nadekspresja RICTORA może być również związana z czynnikami transkrypcyjnymi i modyfikacjami epigenetycznymi. Na przykład czynnik transkrypcyjny FoxO podnosi ekspresję RICTORA, prowadząc do zwiększenia aktywności MTORC2, jednocześnie hamując mtorc1, aktywując w ten sposób AKT. FoxO może działać jako reostat, który utrzymuje równowagę homeostatyczną między działaniem kompleksów AKT i mTOR . Ponadto, wykazano ostatnio, że histonowa transferaza dimetylowa WHSC1 transcriptionally upreguluje ekspresję RYKTORA w celu dalszego zwiększenia aktywności AKT w celu promowania przerzutów raka prostaty, podkreślając rolę kaskady AKT/WHSC1 / RICTOR w nowotworze złośliwym raka prostaty .
chociaż większość raportów wykazuje ważną rolę RICTORA poprzez aktywację szlaku RTK-PI3K/AKT, mTORC2 / RICTOR wykazuje również działania niezależne od AKT, które mogą odgrywać rolę w potencjale onkogennym RICTORA. Wykazano, że adaptor PRICKLE1 współdziała z RYKTOREM, kontroluje organizację cytosqueletonu aktyny i przyczynia się do rozpowszechniania komórek raka piersi . Zaburzenie interakcji KOLCZASTEGO1 z RYKTOREM spowodowało silne upośledzenie rozpowszechniania komórek raka piersi w testach przeszczepu ksenogenicznego. Wykazano również, że podwyższenie regulacji OPŁUCNA1 jest związane z sygnalizacją AKT i złym rokowaniem w rakach piersi podstawnych . W innym badaniu wykazano, że mTORC2 wykorzystuje dwa skoordynowane szlaki przerzutów raka piersi, jeden zależny od AKT i jeden niezależny od AKT, z których oba zbiegają się na RAC1. Sygnalizacja AKT aktywowała RAC1 poprzez TIAM1 RAC-GEF, podczas gdy sygnalizacja PKC tłumiła ekspresję endogennego inhibitora RAC1, RHOGDI2 . Wykazano również, że RICTOR jest ważnym składnikiem kompleksu ligazy E3 fbxw7 uczestniczącym w regulacji ubikwitynacji i degradacji białka C-MYC i cykliny E, a także w stabilności RICTORA . Wreszcie, RICTOR nie tylko działa poniżej IGF-ir / InsR, ale również wydaje się regulować aktywację IGF-ir / InsR. Ostatnie badania wykazały, że kompleks mTORC2 ma podwójną specyficzną aktywność kinazy i bezpośrednio promuje aktywację IGF-IR / InsR . Rola tych niezależnych od AKT działań RICTOR / mTORC2 w rozwoju raka nie jest jeszcze całkowicie jasna i będzie musiała zostać potwierdzona.
jako kluczowy węzeł sygnalizacyjny i krytyczny efektor RTKs, RICTOR / mTORC2 stał się cennym celem terapeutycznym. Pierwsza generacja inhibitorów mTOR (rapamycyna i rapalogi; Tabela 1) była ukierunkowana wyłącznie na mTORC1. Ich zastosowanie w leczeniu nowotworów wykazało Ograniczony odsetek odpowiedzi częściowo z powodu silnego sprzężenia zwrotnego między mTORC1 i AKT, które aktywowały te ostatnie. Druga generacja inhibitorów ATP-kompetycyjnych mTOR ukierunkowanych zarówno na mTORC1, jak i mTORC2 (Tabela 2) wykazała większą skuteczność w leczeniu nowotworów niż rapalogi. Jednakże indukowana hamowaniem mtorc1 aktywacja ujemnego sprzężenia zwrotnego PI3K / PDK1 i AKT (Thr308) może być wystarczająca do promowania przeżycia komórek . Niedawne badania wykazujące, że aktywność mTORC2 jest niezbędna do rozwoju wielu nowotworów, stanowią podstawę do opracowania inhibitorów ukierunkowanych specjalnie na mTORC2, które nie zakłócają zależnych od mtorc1 ujemnych pętli sprzężenia zwrotnego i mają bardziej akceptowalne okno terapeutyczne. Do tej pory inhibitory swoiste dla mTORC2 nie są dostępne, a celowanie w RICTOR pozostaje trudne ze względu na brak aktywności enzymatycznej. Jednakże RICTOR jest bezpośrednim celem kinazy rybosomalnej białka S6-1 (S6 K1), które fosforyluje je na Thr1135 i pośredniczy w wiązaniu 14-3-3 z RICTOREM, indukując zmianę konformacyjną, która zapobiega fosforylowaniu MTORC2 AKT (41). hamowanie mTORC2 przez fosforylację RICTORA na Thr1135 może być wykorzystane jako nowa strategia specyficznego hamowania mtorc2. Ponadto opracowano małe cząsteczki, które specyficznie blokują interakcję RICTOR i mTOR i mogą być stosowane jako swoiste inhibitory RICTOR/mtorc2 i alternatywa dla inhibitorów MTORC1 / 2 . Rola RICTOR w nowotworach napędzanych RTK zaczęła być rozwikłana, a celowanie RICTOR/mTORC2 może mieć wpływ terapeutyczny w tych nowotworach. Hamowanie RICTOR/mtorc2 może zatem oferować obiecującą strategię terapeutyczną w leczeniu nowotworów zmienionych RTK, w szczególności tych, które są oporne na terapie celowane RTK.
Conclusions and perspectives
As a key player in mTORC2 formation and AKT activation, RICTOR plays a significant role downstream of RTK. Znaczenie RICTOR po RTK w raku podkreśla fakt, że nie tylko zmiany RICTOR i RTK mogą współistnieć w niektórych guzach, ale także że ekspresja RICTOR jest niezbędna do umożliwienia potencjału onkogennego RTK, takich jak HER2, PDGFR lub EGFR. Chociaż poczyniono znaczne postępy w opracowywaniu inhibitorów małocząsteczkowych i przeciwciał monoklonalnych, które są skierowane na składniki szlaków sygnałowych RTK w raku, ważną przeszkodą pozostaje zdolność komórek nowotworowych do adaptacji do tych inhibitorów poprzez rozwój oporności. Inhibitory ukierunkowane RICTOR / mTORC2 mogą być cennymi narzędziami do leczenia nowotworów zmienionych RTK, które są oporne na terapie ukierunkowane na RTK.