Introduction de marqueurs du cycle cellulaire
Le cycle cellulaire fait référence à l'ensemble du processus que subit la cellule depuis l'achèvement d'une division jusqu'à la fin de la prochaine division et est divisé en deux phases : l'interphase et la phase de division. La vie est un processus continu qui passe d'une génération à l'autre, c'est donc un processus de mise à jour constante. La vie d'une cellule commence par la division de sa cellule mère, la formation de ses cellules filles ou la mort de la cellule elle-même. La formation de cellules filles est généralement le signe de la fin d'une division cellulaire, qui fait référence au processus qui se produit à partir du moment où une cellule se divise pour former une cellule fille jusqu'à ce que la cellule suivante se divise pour former une cellule fille. Dans ce processus, le matériel génétique de la cellule est répliqué et également distribué aux deux cellules filles. Ces dernières années, les marqueurs du cycle cellulaire tels que la protéine de maintenance des minichromosomes, la géminine, la cycline B1 et l'histone 3 de phosphorylation de la sérine 10 sont devenus des points chauds dans la recherche de maladies telles que les tumeurs.
Marqueurs du cycle cellulaire membres de la famille et leurs fonctions respectivement
La protéine de maintenance des minichromosomes (MCM) est une famille de protéines hautement conservées découvertes à l'origine dans la levure. Ses membres comprennent MCM2, MCM3, MCM4 (CDC54), MCM5, MCM6 (MIS5), MCM7 (CDC47), etc. Ces protéines peuvent agir comme un régulateur de réplication de l'ADN, c'est donc une molécule nécessaire à la réplication de l'ADN eucaryote. Les membres de la famille des protéines MCM ont des compositions structurelles différentes, mais chacun a une région ATPase caractéristique d'environ 200 séquences d'acides aminés. De plus, MCM2, MCM4, MCM6 et MCM7 contiennent également une région à doigts de zinc qui joue un rôle important entre l'ADN et les protéines. L'expression de MCM dans les cellules est périodique. Lorsque les cellules entrent dans la phase G0, la majeure partie de MCM n'est pas exprimée, ou son niveau d'expression est le plus bas. Entrant en G1, MCM se combine avec la chromatine et atteint sa valeur la plus élevée à la fin de G1. Après être entré dans la phase S, en raison de la co-régulation de CDK et DDK, MCM est dissocié de la chromatine jusqu'à ce que les microchromosomes libres apparaissent dans la phase M, il est donc exprimé dans la phase G1-M. L'étude MCM2 dans la famille des protéines MCM ayant été intensive ces dernières années, l'application de MCM2 dans les tumeurs malignes sera soulignée ultérieurement. La géminine est une petite molécule de protéine multifonctionnelle située dans le noyau. Il possède des régions structurelles et fonctionnelles complexes et joue un rôle extrêmement important dans la prolifération cellulaire, le développement embryonnaire et la formation de tumeurs. La géminine a été clonée dans des ovules de Xenopus en 1998 et confirmée comme étant présente dans les cellules humaines. Il a deux isomères, Geminin H et Geminin L, qui contiennent respectivement 219 et 216 acides aminés. La géminine est capable de réguler négativement CDT1, un facteur clé dans l'initiation de la réplication de l'ADN, et bloque la réplication de l'ADN au cours du cycle cellulaire pour induire des informations sur les complexes de pré-réplication. La géminine est principalement présente dans les cellules entrant dans le cycle cellulaire et elle n'est pas exprimée dans les cellules quiescentes ou hypoplasiques. C'est le signal initial pour la transformation de phase G1 en phase S. Lors de la phase initiale de la phase S, Geminin commence à apparaître dans le noyau, au fur et à mesure que le cycle cellulaire progresse, et interfère avec la stabilité de Pre-RC (complexe de pré-réplication) en se liant à CDT1, empêchant MCM de se charger sur le chromosome, provoquant la réplication de l'ADN s'arrête ; il s'accumule dans la phase G2. Il a également atteint un pic dans la phase M, et à mesure que l'activité du complexe promoteur tardif (APC) augmentait, ladu navirela mutation du gène "boîte de destruction" a été induite à se dégrader avant la phase G1 suivante. Étant donné que les cellules tumorales suivent le schéma du cycle cellulaire pendant la prolifération ainsi que les cellules normales, de nombreuses études ont récemment utilisé Geminin comme marqueur de phase S/G2/M du cycle cellulaire pour marquer les tumeurs malignes et évaluer le pronostic. CyclinB1 est la première cycline découverte, et le gène codant est situé en 5q12. C'est une cycline impliquée dans la régulation de la prolifération cellulaire, et son niveau d'expression protéique change avec la progression du cycle cellulaire. Il se lie à CDK (kinase dépendante du cycle cellulaire) et a une action de protéine cible de phosphorylation. Lorsque le cycle cellulaire entre en phase G1, le niveau d'expression de la protéine cycline B1 est très faible. Au fur et à mesure que le cycle cellulaire progresse, son niveau d'expression augmente progressivement jusqu'à S et G2 et forme un complexe enzymatique MPF avec CDK1 jusqu'à la phase G2. Sous l'action de CDC25C, la déphosphorylation de CDK1 libère l'inhibition de son activité, activant ainsi MPF ; ce processus d'activation se poursuit jusqu'à la fin de la mitose. La cycline B1 s'est rapidement dégradée et a disparu, le MPF a été inactivé et les cellules sont sorties de la phase de mitose et sont entrées dans le cycle cellulaire suivant. La cycline B1 joue un rôle important dans la régulation du cycle cellulaire en phase G2/M. Certaines études l'ont récemment utilisé comme marqueur diagnostique. L'histone H3 de 10-phosphorylation de la sérine (H3S10ph) est une protéine de liaison à l'ADN essentielle au cycle cellulaire, située à la queue de l'histone H3. H3S10ph est un marqueur mitotique de fonction inconnue. Des études ont montré qu'il est formé par la phosphorylation de l'histone H3, un résidu sérine Ser10 au cours de la mitose. Au cours de la mitose, H3S10ph est catalysé par la kinase Aurora B (Aur-B), qui apparaît d'abord à la périphérie du noyau tardif G2, culmine à moyen terme au fur et à mesure que le cycle cellulaire progresse et s'étend à toutes les parties du chromosome. La mitose des cellules entre dans les derniers stades, et H3S10ph apparaît dans la partie centrale du fuseau jusqu'à la fin de la mitose, et H3S10ph se déphosphoryle. Cela signifie que H3S10ph persiste tout au long de la mitose et joue un rôle important dans l'agrégation et la ségrégation des chromosomes en phase M. Étant donné que la grande occurrence de H3S10ph est significativement corrélée avec la phase G2 tardive à la phase M, elle a été utilisée comme marqueur spécifique de la phase M dans certaines études ciblant la mitose des cellules tumorales.
Fonctions des marqueurs du cycle cellulaire
Gonzalezet alont étudié l'expression de MCM2 et Ki67 dans 347 cancers du sein, à l'aide de puces à ADN tissulaires et d'immunohistochimie, et ont découvert que MCM2 est plus fréquemment exprimé dans le cancer du sein que le marqueur de prolifération conventionnellement utilisé Ki67 (P < 0, 000 1), et l'expression de MCM2 dans 221 cancers du sein invasifs dont la taille de la tumeur (P = 0,002), l'index mitotique (P < 0,001), le grade histologique (P < 0,0001) sont pertinents pour le score Nottingham Prognostic Index (Le NPI est utilisé pour déterminer le pronostic après une intervention chirurgicale pour cancer du sein dont la valeur est calculée à partir de trois critères pathologiques : la taille de la lésion, le nombre de ganglions atteints et le grade de la tumeur) (P < 0,0001). Des études utilisant des valeurs seuils de 50 % ont trouvé MCM2 et survie globale (P = 0, 000 7), intervalle sain (P = 0, 000 2), récidive régionale (P = 0, 011) et métastases à distance (P = 0,001 ) pertinent, et a finalement conclu que MCM2 en tant que marqueur pronostique combiné avec NPI peut prédire l'issue du cancer du sein. Le risque de décès plus faible chez les patients présentant une expression élevée de MCM2 était significativement plus élevé (RR = 3,389, IC à 95 % =1,803 ～ 7,146, P <0,001), et le taux de survie cumulé était significativement plus faible (P =0,001 ), et l'analyse pronostique multivariée a montré que l'expression de MCM2 était un facteur pronostique indépendant pour le NSCLC (P = 0,041). L'analyse des résultats suggère que MCM2 pourrait être un marqueur de prolifération cellulaire supérieur à Ki67, qui peut être utilisé pour évaluer le carcinome épidermoïde de l'œsophage et pour déterminer le degré de malignité du carcinome épidermoïde de l'œsophage. Liuet alont utilisé l'immunohistochimie pour étiqueter 108 cas d'adénocarcinome de la vésicule biliaire, 15 cas de polypes de la vésicule biliaire, 35 cas de cholécystite chronique et 46 cas de tissus adjacents avec MCM2 et TIP30 pour rechercher des marqueurs spécifiques pour un diagnostic précoce. D'après l'expression de l'immunohistochimie, l'expression de MCM2 dans l'adénocarcinome était plus élevée que dans les trois autres tissus. Dans le même temps, l'expression de MCM2 est significativement associée à une faible différenciation, à la taille de la tumeur, aux métastases ganglionnaires et au caractère invasif de l'adénocarcinome. L'analyse univariée de Kaplan-Meier a suggéré qu'une expression accrue de MCM2 (P = 0,006) était associée à une diminution de la survie globale ; une analyse de régression multivariée de cox a suggéré que l'expression de MCM2 (P = 0,007) pourrait être utilisée comme pronostic pour l'adénocarcinome. Enfin, il est conclu que la surexpression de MCM2 est étroitement liée à la survenue, au développement, au comportement biologique et au pronostic de l'adénocarcinome de la vésicule biliaire. Shomoriet al. analysé sept lignées cellulaires de cancer gastrique par western blot, analysé 72 cas de lésions de la muqueuse gastrique et 128 cas de cancer gastrique avancé de type intestinal réséqué chirurgicalement par immunohistochimie, et identifié la Geminine et le Ki67 par double marquage par immunofluorescence. Après co-expression, Geminin a été trouvé dans toutes les lignées cellulaires, et les adénomes de bas et haut grade et les adénocarcinomes intestinaux étaient de 3,9 %, 10,5 %, 18,6 %, 27,2 % ; Le double marquage par immunofluorescence a révélé que Geminin et Ki67 étaient co-exprimés dans les cellules normales et tumorales. Selon la mise en scène de l'Organisation internationale contre le cancer (UICC), Geminin est significativement associée à la phase N. L'analyse de régression univariée de Cox a indiqué que la survie totale des tumeurs du stade I à IV était significativement associée à une LI de Geminin plus élevée (risque lié RR = 1,94 ; P = 0,04). Il a été conclu que l'expression de Geminin peut refléter les propriétés biologiques des tumeurs de la muqueuse gastrique et peut être un marqueur pronostique du cancer gastrique avancé de type intestinal. Ersværet coll.ont utilisé la cytométrie en flux et la microscopie confocale pour étudier l'expression de la cycline B1 dans les cellules de patients atteints de leucémie myéloïde aiguë (LMA). Il a été constaté que la cycline B1 était exprimée dans 42 cas, et des anomalies se sont produites dans 32 d'entre eux. La cycline B1 est également exprimée en continu dans le cytoplasme pendant les 14 jours suivants dein vitroculture et des anticorps spécifiques de la cycline B1 étaient présents chez 7 des 65 patients atteints de LAM non traités. Par conséquent, l'expression de la cycline B1 se produit dans de nombreuses cellules AML anormales cytoplasmiques, et une réponse immunitaire humorale spécifique contre la cycline B1 se produit chez certains patients atteints de leucémie non traités. Les niveaux d'expression de la cycline B1 et de l'antigène nucléaire des cellules proliférantes (PCNA) dans 62 gliomes humains et 14 tissus cérébraux normaux ont été détectés par immunohistochimie. Les niveaux d'expression de la cycline B1 et de l'antigène nucléaire des cellules proliférantes (PCNA) ont été observés et comparés. Le taux d'expression de la cycline B1 dans le tissu cérébral normal était de 7,1 % (1/14), et le taux de positivité et l'indice de marqueur moyen augmentaient de manière significative avec l'augmentation du grade pathologique du gliome (P < 0,05). Enfin, il est conclu que l'expression de la cycline B1 dans le gliome humain est étroitement liée au grade pathologique et à l'activité de prolifération des cellules tumorales, ce qui peut être un facteur contribuant à la prolifération maligne de la tumeur.
Référence
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