Wczesne niepowodzenie punktu kontrolnego G2 / M jako mechanizmu molekularnego leżącego u podłoża aberracji chromosomowych wywołanych etopozydami

Inhibitory topoizomerazy II (Topo II) są specyficznymi dla cyklu komórkowego czynnikami uszkadzającymi DNA i często korelują z białaczką wtórną z translokacjami chromosomalnymi obejmującymi gen białaczki mieszanej – białaczka limfocytowa / mieloidalna (MLL) na chromosomie 11 pasma q23 (11q23). Pomimo znaczenia klinicznego, mechanizm molekularny dla tej translokacji chromosomowej nie został jeszcze wyjaśniony. W tym badaniu wykorzystaliśmy 2-kolorowy FISH i wykryliśmy wewnątrzkomórkowe translokacje chromosomów indukowane przez leczenie etopozydem. Komórki, takie jak zmutowane fibronekty z ataksją-teleangiektazją i komórki U2OS, w których utracono wczesny punkt kontrolny G2 / M po traktowaniu niskimi stężeniami etopozydu, wykonano mitozę z dwuniciowymi przerwami DNA indukowanymi etopozydem i 2-barwne FISH. sygnały zlokalizowane po obu stronach genu MLL były segregowane w fazie postmitotycznej G1. Długotrwała hodowla komórek, które spowodowały mitozę pod wpływem leczenia etopozydem, wykazała częste nieprawidłowości strukturalne chromosomu 11. Te odkrycia dostarczają przekonujących dowodów na indukowaną przez inhibitor II.23 inhibicję inhibitora 1. Nasze badanie sugeruje również ważną rolę wczesnego punktu kontrolnego G2 / M w zapobieganiu utrwalaniu nieprawidłowości chromosomowych i ujawnia środowiskowe i genetyczne czynniki ryzyka rozwoju translokacji chromosomu 11, a mianowicie, niskie stężenia inhibitorów Topo II i dysfunkcjonalny wczesny punkt kontrolny G2 / M kontrola. Wprowadzenie Interchromosomalne translokacje między 2 różnymi chromosomami odgrywają kluczową rolę w tworzeniu się guzów poprzez tworzenie onkogennych genów fuzyjnych lub deregulację ekspresji genów. Uważa się, że te cytogenetyczne aberracje mają ogromne znaczenie jako początkowy etap w tworzeniu nowotworów nie tylko w nowotworach hematologicznych, ale również w guzach litych (1). Pomimo ostatnich postępów w zrozumieniu niestabilności genomicznych, takich jak niestabilność mikrosatelitarna i niestabilność chromosomów (2), niewiele wiemy o mechanizmie leżącym u podstaw aberracji strukturalnych chromosomów. Ryzyko wystąpienia nowotworu odzwierciedla złożoną zależność między wynikami ekspozycji na egzogenne czynniki rakotwórcze, odziedziczoną predyspozycją i przypadkowymi zdarzeniami. Inhibicja wtórnej białaczki inhibitorowej Topoizomeraza II (Topo II) (3. 6) i białaczka niemowląt (7. 9) to nowotwory znacząco związane z translokacjami chromosomów powodowanymi przez środki uszkadzające DNA. Charakteryzują się one zrównoważonymi translokacjami chromosomalnymi obejmującymi gen białaczki mieszanej / białaczki mieloidalnej limfoblastycznej (MLL) na chromosomie 11 pasma q23 (11q23) (10). Zidentyfikowano ponad 30 różnych genów partnerskich jako zaangażowanych w translokację genu MLL, a niektóre geny fuzyjne MLL podobno mają silne działanie onkogenne (11. 14). Topo II, który kumuluje się w sposób specyficzny dla cyklu komórkowego i piki w fazie G2 / M, tworzy wiązanie kowalencyjne do obu nici helisy DNA, tworzy przejściową dwuniciową przerwę (DSB) w helisie i łączy się z ciętym DNA (15. 19); Jest to niezbędne do strukturalnego utrzymania genomowego DNA w metabolizmie komórek (17, 18). Środki o działaniu hamującym Topo II, takie jak etopozyd, doksorubicyna i mitoksantron, utrzymują DSB DNA przez stabilizację kowalencyjnych kompleksów Topo II (3 (DNA153) i tym samym wywierają swoje działanie jako leki przeciwnowotworowe. Wcześniejsze badania z zastosowaniem hybrydyzacji Southern wykazały, że ekspozycja na inhibitory Topo II indukuje DSB DNA w regionie z punktem przerwania (BCR) genu MLL, który zawiera kilka miejsc powinowactwa Topo II (20. 22). Badania te sugerują, że inhibitory Topo II odgrywają istotną rolę w generowaniu przegrupowania genu MLL. Wiadomo, że różne substancje zawarte w środkach spożywczych i w ogólnym środowisku mają działanie hamujące Topo II i postawiono hipotezę, że ekspozycja matki na inhibitory Topo II bierze udział w rozwoju białaczki z rearanżacją MLL u niemowląt (7. 9). W prawidłowych komórkach zmutowana ataksja-teleangiektazja zmutowana / ataksja-teleangiektazja i związana z Rad3 regulowana (ATM / ATR) sieć odpowiedzi na uszkodzenia DNA aktywuje punkty kontrolne cyklu komórkowego lub apoptozę po różnych endogennych lub egzogennych uszkodzeniach DNA i zapobiega nabywaniu przez komórki mutacji (23, 24)
[hasła pokrewne: bazofile niski poziom, brak odruchu kolanowego, bolimuszka ]