Rb ГЕН

Ген ........................База данных HUGEN

Идентифицированы гены, врожденные мутации которых приводят к развитию наследственных и семейных форм злокачественных опухолей. К таким генам относится ген ретинобластомы (Rb), при терминальных мутациях которого развивается врожденная форма ретинобластомы .

Ген Rb картирован. Цитогенетические методы показали, что многие случаи наследственных и спорадических форм сопровождаются делецией в участке 13q14 хромосомы человека ( Balaban G., Gilbert F., ea, 1982 , Dryja T., Rapaport J.M., ea, 1986 , Klein G., 1987 , Sparkes R.S., Sparkes M.C., ea, 1980 , Stanbridge E.J., 1990 , Weinberg R.A., 1991 ). Использование тесно сцепленного с геном Rb гена, кодирующего фермент эстеразу D , а также синтенных полиморфных рестрикционных фрагментов ( RFLP ), подтвердило локализацию гена Rb в локусе 13q14 .

Принципиально важным результатом этих исследований явилось обнаружение того факта, что развитие ретинобластомы связано с потерей или инактивацией обоих аллелей гена. Так, если в нормальных клетках больной с гетерозиготной делецией по участку 13q14 уровень активности эстеразы D составлял 50% нормальной активности фермента, то в клетках ретинобластомы той же больной фермент не выявлялся. При этом произошла потеря гомологичной хромосомы 13, не содержащей делеции ( Benedict W.F., Murphree A.L., ea, 1983 , Sparkes R.S., Murphree A.L., ea, 1983 ). Использование RFLB, синтенных с геном Rb, показало потерю гетерозиготности по участку 13q14 во всех исследованных опухолях ( Cavenee W,K., Dryja T.P., ea, 1983 , Cavenee W.K., Hansen M.F., ea, 1985 ).

Ген Rb был клонирован и секвенирован ( Friend S.H., Bernards R., ea, 1986 , Lee W.-H., Bookstein R., ea, 1987 , Lee W.-H., Shew J.-Y., ea, 1987 ).

Анализ гена Rb человека показал, что этот ген имеет очень большие размеры (200 кб). Он содержит 27 экзонов и кодирует ядерный белок RB ( T' Ang A., Wu K.-J., ea, 1989 ).

Отнюдь не только делеции приводят к потере гетерозиготности при ретинобластоме. Были выявлены самые разные изменения в локусе 13q14. Помимо потери целой хромосомы 13, встречались делеции разных размеров, различные структурные перестройки и точечные мутации ( Horowitz J.M., Yandell D.W., ea, 1989 , Onadim Z., Hogg A., ea, 1992 ,).

Ген Rb экспрессируется во всех тканях, кодируя мРНК размером 4,7 кб. При различных мутационных изменениях транскрипты Rb либо вовсе не выявлялись, либо присутствовали аномальные (укороченные, truncated ) мРНК, в то время как в нормальных тканях тех же больных и в клетках других типов опухолей (нейробластомы, миеломы и др.), присутствовал нормальный транскрипт ( Cavenee W,K., Dryja T.P., ea, 1983 , Friend S.H., Bernards R., ea, 1986 , Fung Y.-K.T., Murphree A.L., ea, 1987 , Lee W.-H., Bookstein R., ea, 1988 ). Это явление наблюдалось как при наследственной, так и при спорадической формах. Потеря гетерозиготности может возникать также в результате таких событий, как нерасхождение, митотическая рекомбинация, генная конверсия, а также импринтинг (imprinting).

Примерно у 50% гетерозиготных носителей герминальной мутации возникает ретинобластома, т.е. эта частота на много порядков превышает темп спонтанного мутирования гена Rb , который равен 8х105-6* ( Knudson A.G., 1993 ). По-видимому, частота второго события, приводящего к гомозиготности ( или гемизиготности) является результатом суммарных частот всех перечисленных механизмов.

Совокупность полученных данных полностью подтвердила гипотезу Кnudson об едином механизме возникновения наследственной и спорадическолй форм ретинобластомы, связанном с утратой или инактивацией гена Rb, т.е. во всех случаях с потерей генетической информации. Таким образом, если на уровне организма предрасположенность к ретинобластоме наследуется как доминантный признак, то на клеточном уровне мутации Rb рецессивны. Отсюда следует, что опухолеобразованию препятствует доминантный нормальный аллель, который обладает супрессорным действием.

Ген ретинобластомы ( Rb ген ) был открыт первым из антионкогенов и является наиболее известным из них. Тем не менее, механизм подавления роста клеток геном Rb остается неясен. Существование Rb гена было впервые предположено А. Кнудсоном ( Knudson, 1971 ). Впоследствии было показано, что развитие ретинобластомы вызывается мутацией в гене, имеющем хромосомную локализацию 13q14 ( Cavanee и сотр., 1983 ).

Мутации гена Rb, приводящие к его инактивации, связаны с развитием ряда опухолей. У пациентов с ретинобластомой мутации гена Rb были найдены в 100% случаев ( Zacksenhaus и сотр., 1993 , Hamel и сотр., 1993 - обзоры). Следует отметить, что в отличии от онкогенов , где для развития опухоли может быть достаточно мутации в одном аллеле, для развития ретинобластомы должны быть инактивированы оба аллеля Rb гена.

Мутационная инактивация гена Rb обнаружена также в таких опухолях, как мелкоклеточная карцинома легких ( Harbour и сотр., 1988 , Yokota и сотр., 1988 ), остеосаркома ( Toguchida и сотр., 1988 ), карцинома мочевого пузыря ( Horowitz и сотр., 1989 ) и карцинома простаты ( Bookstein и сотр., 1990 ).

Введение активного Rb гена в трансформированные клетки с дефектным Rb во многих случаях ведет к подавлению злокачественных свойств, включая способность вызывать опухоли у мышей с ослабленным иммунитетом ( Huang и сотр., 1988 , Xu и сотр., 1991 , Zacksenhaus и сотр., 1993 - обзор).

Помимо человека, Rb ген был выделен у некоторых других видов позвоночных, включая мышь, цыпленка и лягушку ( Bookstein и Lee, 1991 , Goodrich и Lee, 1993 , Zacksenhaus и сотр., 1993 ).

Мышиный Rb ген гомологичен человеческому на 88%, причем по идентичным аминокислотным остаткам гомология составляет 91% ( Bernards и сотр., 1989 ). У мышей, гетерозиготных по мутантному Rb гену, с высокой частотой развиваются опухоли гипофиза , для которых характерна инактивация обоих аллелей Rb гена ( Jacks и сотр., 1992 ).

Было показано, что Rb ген экспрессируется во всех нормальных тканях ( Bookstein и Lee, 1991 ). Однако, только в некоторых тканях инактивация обоих аллелей приводит к неконтолируемому росту.

Предполагают, что Rb является ключевым элементом из нескольких систем регуляции роста . По-видимому, в различных тканях различные системы действуют с различной эффективностью, поэтому только в некоторых типах клеток система Rb не дублируется другими системами контроля роста. Кроме того, предполагают, что инактивация системы Rb может способствовать промотированию канцерогенеза в клетках, которые обычно резистентны к трансформации за счет инактивации Rb, если уже произошло повреждение одного или нескольких других регулирующих механизмов ( Wang и сотр., 1994 ).

Показано, что повышенная экспрессия Rb гена подавляет рост фибробластов человека, а также клеток эпителия молочной железы ( Fung и сотр., 1993 ).

Введение дополнительных копий Rb гена в трансгенную мышь, повышающее экспрессию Rb в 2-3 раза, приводит к уменьшению размеров животных ( Bignon и сотр., 1993 ).

Исследования гена Rb и его белка привели ( Тодоров ) к построению модели роли Rb в регуляции клеточного цикла .

Локус RB1 расположен на хромосоме 13 и занимает около 200000 п.н. Он содержит 27 экзонов, длина интронов варьирует от 80 п.н. (интрон 15) до 60000 (интрон 17) ( Hong F.D., Huang H.-J.S., ea., 1989 ).

Ссылки:

Все ссылки