Androjen Reseptörü Yapı ve Fonksiyonu

Androjen reseptörü (AR), androjenden sorumlu genlerin transkripsiyonunu başlatarak, testosteron ve DHT'nin aktivitesine ortam hazırlayan, nükleer steroid reseptör ailesinin bir üyesi olan ve NR3C4(nuclear receptor subfamily3, group C, member 4) olarak adlandırılan bir reseptördür(107). AR geni Xq11-12 lokalizasyonunda bulunmaktadır. Erkeklerde bu genin tek kopyası olup, mutasyonları sonucu Androjen Duyarsızlık Sendromu gelişir(108). AR yaklaşık 919 aminoasit içeren protein kodlayan 8 exon içerir (Şekil 1)(109).

Şekil 1:Androjen reseptörü ve varyantları

AR ya da diğer adıyla NR3C4 (nuclear receptor subfamily 3, group C, member 4), steroidal nükleus reseptörleridir. AR, ligand spesifitesini sağlayan C-terminal hormon bağlayıcı bölge, androjen bağımlı hedef genlere bağlanan merkezi bir DNA-bağlayıcı bölge ve transkripsiyon etkinliğini etkileyen N-terminal bölgesinden yapılmıştır(110). Geniş amino - terminal bölgesi birinci ekson tarafından kodlanır ve yüksek polimorfik CAG tekrarlarını içerir(111). İkinci ve üçüncü ekson DNA-bağlayıcı bölgeyi kodlar, dörtten sekize kadar olan eksonlar steroid hormon bağlayıcı bölgeyle ilgili bilgiyi kodlar (111,112).

Fizyolojik koşullarda prostatik epitelyal ve stromal hücrelerin sitoplazmalarında Heat- Shock Protein'e (HSP) bağlı olarak bulunur. Ligand bağlanması, AR'yi HSP'den ayırır ve DHT-AR kompleksinin nükleer translokasyonu ile sonuçlanan konformasyonal değişiklikleri indükler. DHT-AR çekirdeğe giderek, hedef genlerin promotor bölgelerindeki Androgen-Response Elements (ARE)'e bağlanır(113). Koaktivatörler ve korepresörler de AR kompleksine bağlanarak AR-hedef geninin transkripsiyonunu kolaylaştırır ya da önlerler. İn vitro çalışmalarda, ARA54, ARA55, ARA70, ARA160, p160, BRCA1, AIB1 ve CBP (kortizol bağlayan protein) gibi belirli koaktivatörlerin AR’nin transkripsiyonal aktivitesini birkaç kat arttırdığı ya da azalttığı belirlenmiştir(114). Nükleusta ise DNA'ya bağlanarak ve androjen yanıtlı genlerin transkripsiyonu ile prostat hücre metabolizması düzenlenir(115,116). Hedef genlerin aktivasyonu ya da supresyonu ise prostat hücrelerinin gelişimi, proliferasyonu, PSA üretimi ve yaşam süresini düzenlemektedir(117).

2.2.1. Androjen Reseptör Splice(kesimleme) Varyantları

Androjen reseptörü yapısal olarak N-terminal bölge, C-terminal bölge, DNA-bağlayıcı bölge ve menteşe bölgesinden oluşmaktadır. Alternatif splicing (kesimleme) durumları birçok protein için yaygın bir düzenleyici özelliktir ve atipik splicing tıpkı diğer kanserlerde olduğu gibi prostat kanserinde de ortaya çıkabilecek birçok değişiklikten biridir. AR splice varyantları normal dokularda gösterilmemiş olsalar da kastrasyon dirençli prostat kanserinde birçok alternatif olarak kesimlenmiş (spliced) AR izoformu tanımlanmıştır(4-6). Bu izoformların büyük bir çoğunluğunun yaygın özelliği;

proteinde C terminal hormon bağlama bölgesi düzenleyicisinin elimine edilmiş olmasıdır(Şekil 1). Fonksiyonel bir LBD bulundurmayan AR splice varyant (AR-V)

kümesi tanımlandı (Şekil 1). Yapısal olarak bu varyantlar ya DNA bağlayıcı bölgeyi kodlayan ekzonlarda aşağı doğru yerleşen gizli (kriptik) ekzonların insersiyonlarını ya da ligand bağlayıcı bölge kodlayan ekzonların delesyonlarını içerirler. Bu da bozulmuş bir açık okuma çerçevesine sahip AR ve tepesi kesik proteinlerin ekspresyonuyla sonuçlanır(4-7,118,119). N- terminal bölge ve DNA bağlayıcı bölge günümüze kadar tanımlanan AR-V’lerin büyük bir çoğunluğunda bozulmadan kaldığından, çoğu varyant yapısal etkinlik gösterir(4-7,118,119). Diğerlerinin duruma göre aktif oldukları düşünülmektedir, çünkü bu varyantlar yalnızca belli hücre modellerinde ligand bağımsız etkinlik gösterirler(7).

Özellikleri en iyi belirlenen alternatif splice varyant AR-V7'dir(AR3 olarak da geçer)(4,5). AR-V7; kastrasyon dirençli prostat kanseri hastalarının doku örneklerinde, kastrasyon dirençli prostat kanseri prostat kanseri hücre dizilerinde (ör: 22Rv1) ve androjen bağımlı VCaP'de daha düşük düzeylerde bulundu. Ligand bağlayıcı bölgesi bulunmaz, CE3'te özgün 16 amino asit içerir ve temel olarak aktiftir(4,5)(Şekil 1). AR-V7 nükleerdir, DNA'yı tüm androjenlerden bağımsız olarak bağlar ve prostat kanseri hücrelerini büyümelerine neden olmak için yeterlidir. Bir gen ekspresyonu belirleme çalışması AR-V7'nin tam boy AR hedef genlerini ve ayrıca genlerin özgün bir dizisini düzenlediğini gösterdi(5). Bu da varyantların, prostat kanserindeki AR'lerine kıyasla örtüşen ve belirgin roller oynayabileceğini ortaya koyar. AR'nin ekson 4'ü nüklear lokalizasyon sinyali içerir ve bu çoğu varyantta yoktur. AR-V7 varyantı özgün diziliminde, nüklear lokalizasyon sinyalinin yerine geçebilecek birçok temel amino aside sahiptir. Bu varyantların bazılarında temel dizilim eksiktir. Bu varyantların bir kısmının etkinliğinin boyutu ve nüklear lokalizasyonu tartışmalıdır. Bazı araştırmacılar çok sayıda varyantın ya az ya da hiç etkinliğini olmadığını öne sürerken diğerleri aynı varyantların etkin olduğunu bildirdi(4,7,120).

AR geninde olan mutasyon ve amplifikasyonlar, protein kinazlar, büyüme faktörleri, nükleer reseptör ko-aktivatörler, steroid metabolizma enzimleri ve alternatif kesimlenme (splicing) varyantları, AR sinyalizasyonunu modifiye ederek kastrasyon direncine katkıda bulunurlar(6,119,121). Kastrasyon dirençli prostat kanserinde en sık görülen genomik düzensizlik, AR proteininin aşırı ifadelenmesine yol açan AR amplifikasyonlarıdır. Bu AR amplifikasyonları, splice varyantların ifadelenmesini de içeren çok çeşitli genomik aberasyonlara sebep olabilmektedir(122). AR splice

varyantlarının keşfi, bu izoformların sadece kesim ürünleri mi yoksa klinik acıdan fonksiyonel yansımalarının olup olmadığı sorusunu akla getirmiştir. Prostat kanseri progresyonunda AR varyantlarının potansiyel rolü birbirinden bağımsız klinik korelasyon çalışmaları tarafından desteklenmektedir(123-126). AR3/AR-V7 varyantının yüksek ifadelenme seviyesinin, AR-bağımsız sinyal yolağında biyokimyasal nüksün yanı sıra kansere özgü sağkalım için güçlü potansiyele sahip bir prognostik biyobelirteç olabileceği düşünülmüştür(121). AR varyantlarından AR3/AR-V7 ve AR4/AR-V1’in hormon-refrakter prostat kanserinde yüksek oranda ifadelendiği belirlenmiştir(123).