Hücre Siklisu ve Proliferasyonu ile Ġlgili Parametreler

3.3.4.1.1. Hücre Replikasyonunda Siklin D1 (cyc/cln, CCND1)

Hücre siklusu, bir takım genlerle koordine Siklin (cyc/cln, CCND), CDK ve CDKI‟ler tarafından düzenlenebilmektedir. Bu proteinlerin konsantrasyonları, hücre döngüsünün farklı fazlarında değiĢiklik göstermektedir. CDK ve CDKI‟lerinin tüm hücre siklusu boyunca sentezleri devam etmektedir ve serbest formda inaktif halde bulunurlar. Siklinlerde ise, bu durum biraz değiĢiklik göstermektedir; hücre siklusunun sadece spesifik fazlarında sentez edilip iĢlevleri sona erince ubikitinasyonla parçalanırlar. Siklinler, bir ya da daha fazla CDK‟a bağlanarak, onların aktive edilmesi ve aktif Siklin-CDK komplekslerinin oluĢmasında spesifik substrat özelliği gösterirken, oluĢan bu kompleksler ile çeĢitli tümör süpresör genleri fosforillemek süretiyle bölünmeyi baskılayıcı etkileri ortadan kaldırarak tümör oluĢumuna katkıda bulunurlar (117). Memelilerde hücre siklusunun düzenlenmesinde görevli, bilinen en az 15 çeĢit CDK (1-11 gibi) ve Siklin (Siklin D-E-A-B gibi) bulunmaktadır (118). Hücre döngüsü ile ilgili proteinlerin, kanser sürecine katılmalarını gösteren çok sayıda çalıĢma bulunmaktadır. Muhtemelen hücre siklus fazları arasında G1 fazı, hücrede bölünmek differansiye ya da ölmek gibi çeĢitli hayati kararların verildiği bir dönüm noktası olması ve siklusta düzeyi ilk artan proteinin Siklin D

45

(baĢlangıç siklinleri) olması sebebiyle siklin D1 kanser çalıĢmalarında önemli bir yer tutmaktadır (119).

Siklin D; D1, D2 ve D3 olmak üzere 3 alt tipe ayrılmaktadır. Siklin D1 (CCND1), 11q13. kromozomda lokalizedir (120). Siklin D1, D2 ve D3 ile beraber CDK-4 ve CDK-6‟nın regülasyonunda görev alır ve erken G1 evresinde siklusun ilerlemesinden sorumlu tutulmaktadır. Ġstirahat fazındaki („quiescence‟) bir hücre eğer, erken G1‟de bölünme sinyali alırsa; Siklin D, CDK4 ve CDK6‟nın aktivasyonunu uyararak „Siklin D-CDK-4‟ ve „Siklin D-CDK-6‟ aktif komplekslerini oluĢturur. Bu kompleks; normalde G1/S kontrol noktasında hipofosforile ve transkripsiyon uzama faktörü-2 E2F ile bağlı bulunan hücre bölünmesini durdurucu (negatif ) etki gösterebilen bir tümör süpresör genin ürünü olan retinoblastoma proteininin (pRb) fosforile olmasına ve onun inaktivesine neden olmaktadır. Rb proteini artık inaktifleĢince kendisine bağlı halde bulunan E2F‟yi serbest bırakmak zorunda kalır. SerbestleĢen E2F, siklusta S evresine geçiĢ için, gerekli olan hedef genlerin transkriptini uyararak hücre siklus bilokajını ortadan kaldırır (118, 121). Ayrıca CDK‟lar tarafından fosforillenmiĢ substratlar (Rb vb.) tekrar hipofosforile hallerine, fosfatazlar enzimleri arcılığıyla dönerken, CDK‟ların aktivetelerinin sonlandırılmasında ise CDKI‟leri rol almaktadır (122).

Meme baĢta olmak üzere birçok kanserde, hücre döngüsünde G1 ve G1-S fazlarında Siklin D1‟in yüksek düzeylerine dikkat çekilirken, meme karsinomlarının geliĢiminde %50 daha fazla ekspresyonun olduğu bildirilmektedir (123). Ayrıca Siklin D1‟in, büyüme faktörü ya da E2 ile stimule olan meme epitelyal hücre proliferasyonunda hız sınırlayıcı faktörlerden biri olduğu

46

düĢünülmektedir ve bu nedenle, meme kanserogenez sürecinde G1'deki proliferatif sinyalleri engellemek için kilit bir hedef niteliğindedir (124).

3.3.4.1.2. Hücre Proliferasyonunda Spesifik Sinyal Yolağı Wnt/β-

katenin

Wnt gen ailesinin, ilk keĢfedilen (1982) üyesi Wnt-1 (Int-1)‟dir. Bu gen

farelerde oluĢturulan meme tümörünün aktivasyonuna katıldığı için bir proto- onkogen olarak nitelendirilmiĢtir (125). Daha sonra kanser üzerine potansiyel etkileri, çalıĢmalara konu olmuĢ ve yapılan moleküler çalıĢmalarla Drosophilada bulunan Wingless geni (wg) bulunmuĢtur. Bu genin, insanda ki int-1 geni ile aynı dizilere ve iĢlevsel benzerliklere sahip olduğu yani homoloğu olduğu saptanmıĢ olup, otoriteler bu iki genin ismini birleĢtirilerek bugün ki „Wnt‟ isminin son halini literatüre kazandırmıĢlardır (126). Gelinen noktada Wnt geninin, memeli dokularına katılan 19‟dan fazla çeĢidinin olduğu tanımlanmıĢtır (127).

Fertilizasyonu gerçekleĢmiĢ olan bir yumurtadan, kompleks organizmaya varana kadar geçen süreçte hücreler, karmaĢık ve geliĢmiĢ çeĢitli sinyal iletim yolları tarafından sıkıca kontrol edilmektedir. Hücrelerden sekrete edilen Wnt proteinleri de, hücre yüzeyindeki spesifik almaçlarına bağlanarak birçok basamakla, hücre akibetini ve çeĢitli farklılaĢma parametrelerini kontrol altına alır. Yüksek derecede korunmuĢ olan Wnt sinyal yolağının hücre adezyonu baĢta olmak üzere, hücre polaritesi ve hareketi, hücre proliferasyonu ve ölümü, hücre yenilenmesi ve farklılaĢması gibi pek çok hücresel süreçte hayati değer taĢıyan mekanizmaların düzenlenmesinde aktif rol aldığı bildirilmektedir (128, 129).

47

Hücrede Wnt sinyalleri etkilerini 3 farklı yolla göstermektedir. Bu etkilerin ilk ikisini; alternatif yol anlamına gelen, kanonik olmayan Wnt/Ca+2

ve Düzlemsel Hücre Polaritesi Wnt/Planar (PCP) yolakları oluĢturur. Bu yolaklar üzerinde, β- kateninin herhangi bir rolü bulunmazken, β-katenin ile iliĢkili esas yolak ise klasik yolak diye adlandırılan kanonik Wnt/β-katenin üzerinden yürütülmektedir (130).

 β-katenin proteini, ilk kez 1989‟da tanımlanmıĢtır, CTNNB1 geni tarafından sentezlenmekte olup ve yapısında çeĢitli sayılarda korunmuĢ „Arm‟ bölgeleri barındırır. Toplamda 782 amino asit ihtiva eden β-kateninin molekül ağırlığı 92 kDa‟dur. β-katenin; hücre membranında bulunan E-kaderin‟leri, hücre iskeletindeki α-aktin flamanlarına bağlayarak hücre adezyonunda önemli bir rol üstlenir (131). β-katenin, proteininin yapısındaki çeĢitli bağlanma bölgeleri sayesinde birçok molekülle etkileĢim halindedir. Zamanla yapılan çalıĢmalar, β- katenin üzerindeki bölgelere; Adenomatöz poliposis koli (APC), Axin ve T- hücresel faktör/ lenfoid artırıcı faktör (TCF/LEF) gibi bir takım moleküllerin bağlanması ile β-kateninin sadece hücre adezyonunda değil, Wnt/β-katenin sinyal yolağında da önemli görevler üstlendiğini göstermektedir (132, 133). Wnt/β- katenin sinyal yolağının en önemli hedef moleküllerinden biri olması sebebiyle, bu sinyal yolağı ile iliĢkili bir takım hastalıkların oluĢum mekanizmasının aydınlatılmasında β-katenin molekülünden yararlanılmaktadır.

Wnt sinyalinin yokluğunda; sitozolde bulunan „APC-Axin-GSK-3βCK-1‟ biyomoleküllerinden oluĢan „β-katenini yıkımlayıcı multiprotein kompleksi‟, fosforile halde ve aktif durumdadır yani bir baĢka ifade ile pozitif yüke sahip β- kateninle bu yıkımlayıcı kompleks birlikte bulunmaktadır. Bu komplekste bulunan baĢta kazein kinaz-1 (CK-1) olmak üzere glikojen sentaz kinaz-3 beta

48

(GSK-3β) komponentleri sayesinde, β-katenini fosfatlayarak (β-kateninin N- ucundaki serin ve treonin rezidülerini) yıkmak için transdusin tarafından tanınır hale gelmesini neden olurlar. Sonuç olarak bir kere fosfatlanmıĢ olan β-katenin transdusin aracılığıyla ubikitinasyona sonrasında ise proteozomal yıkıma uğramaktadır (134, 135).

Wnt sinyalinin varlığında ise; Wnt ligandının hücre zarındaki spesifik Frizzled (Fz) almaçlarına ya da ko-reseptörüne (düĢük-yoğunluklu-lipoprotein- reseptör-proteini olan LRP5/6 proteinine, hücre içine bakan kısımda) bağlanması sonucu hücre içi sinyalizasyon uyarılır. Böylelikle Wnt sinyallerinin startı için gerekli olan üçlü kompleks „Fz-Wnt-LRP5/6‟, membranın sitozole bakan kısmında birbirleri ile bağlanır (135, 136) (ġekil 10). Bu bağlanmanın gerçekleĢmesi sonucu, sitozolde serbest halde bulunan DVL (dishevelled) membranın iç yüzüne doğru hareket eder ve yukarıdaki membranda Ģekillenen üçlü komleksle uyarılmaktadır (fosforillenmektedir). DVL‟nin fosforillenmesi, sitoplazmada β-katenin ile bağlı bulunan yıkımlayıcı kompleksin bertaraf edilmesine (bilinmeyen sebeple, DVL‟nin yıkımlayıcı kompleksteki aktini kompleksten ayırıp hücre membranına kaydırması ile iliĢkilidir) ve β-katenin stabilizasyonuna (sitozolde birikmesine) neden olur. Artık yıkım kompleksinden ayrılmıĢ, serbest halde ve aktif (defosforile) olan β-katenin nükleusa doğru translokasyon yapabilecektir. Çekirdeğe girmiĢ β-katenin ise, TCF/LEF üyelerini içeren transkripsiyon faktörlerine bağlanarak, çeĢitli koaktivatörlerin yardımıyla birlikte hücrenin proliferasyonunda görevli çok sayıda Wnt hedef geninin ekspresyonunu baĢlatır (136).

49

ġekil 10. Wnt/β-katenin Sinyal Mekanizması (135)

Tüm bu ortaya konulan mekanizmalarla birlikte, β-katenin baĢta olmak üzere, bu yolağı oluĢturan diğer pro-onkogen ya da tümör süpresör elemanlarda meydana gelen mutasyonlar ve fonksiyonel bozulmalar ya da sürekli olarak uygunsuz aktivasyonlar, Wnt/β-katenin yolağının kontrolünün bozulmasına ve kanser gibi bir takım hastalıkların (Tip II diyabet, Parkinson, Alzeheimer, meme kanseri, hepatokarsinom, kolon kanseri, lösemi gibi) gün yüzüne çıkmasına sebep olmaktadır (127).

Örneğin sporadik geliĢen kolorektal kanserlerin (KRK) yaklaĢık %80- 90‟nında APC mutasyonuyla birlikte Wnt/β-katenin yolağının uygunsuz aktivasyonu görülmektedir (135, 137).

50

Ayrıca sitoplazmada biriken β-katenin‟in çekirdeğe doğru yer değiĢtirmesi meme kanserinden sorumlu tutulan çeĢitli hedef genlerin (Siklin D1, çeĢitli anjiyogenez ve metastazda rol oynayan genler gibi) transkripsiyonuna yol açtığı bildirilerek özellikle nükleus ve sitoplazmadaki β-katenin‟in aĢırı ekspresyonun, insan meme karsinomlarında, kötü prognoz ile iliĢkili olduğuna inanılmaktadır (138).