Tuumorsupressorgeenid

# Tuumorsupressorgeenid
## Onkobioloogia
### Taavi Päll
### 2017/10/23

---

# Recap

---

## Ras aktivatsioon RTK poolt on vahendatud üle fosfo-türosiini siduvate adaptervalkude

- türosiinkinaas retseptor-P `$\rightarrow$` SH2-Shc-P `$\rightarrow$` SH2-Grb2-SH3 `$\rightarrow$` proline-rich-Sos `$\rightarrow$` Ras
- türosiinkinaas retseptor-P `$\rightarrow$` SH2-Grb2-SH3 `$\rightarrow$` proline-rich-Sos `$\rightarrow$` Ras

---
## Ras aktiveerib kolm põhilist signaalirada

Aktiveeritud Ras seotub ja aktiveerib oma effektorvalke:
- **Raf kinaas**
- **Fosfatidüülinositool 3 kinaas, PI3K**
- **RalGDS (Ral GEF)**

<img src="http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S1535610814000816-gr1.jpg" style="display: block; margin: auto;" />
]

<img src="assets/img/RasPI3K.jpg" width="200" style="display: block; margin: auto;" />
]

---
class: inverse, middle, center

# Tuumorsupressorgeenid

---
## Geenide osa vähis on kahesuunaline

Theodor Boveri (1862-1915), Saksa bioloog
]
.pull-right[

- Töötas merisiiliku mudeliga.

- Leidis, et kõik kromosoomid on vajalikud normaalseks embrüogeneesiks.

- Osad kromosoomid stimuleerivad rakkude jagunemist ja osad kromosoomid inhibeerivad.

]
---
## Tuumorsupressorgeenid

- Lisaks onkogeenidele on vähiga seotud ka teine klass geene **tuumorsupressorgeenid** (TSG).

- TSG-g toimivad onkogeenidele vastupidiselt, kontrollides ja pidurdades onkogeenide funktsiooni.

- Normaalsetes rakkudes on onkogeenide ja tuumorsupressorgeenide toime tasakaalus ja rakkude jagunemine toimub kontrollitult.

---
## Rakkude fuseerimine ja tumorigeenne fenotüüp
**Normaalsete ja vähirakkude fuseerumisel saadud hübriidsed rakud kaotasid tumorigeensuse!**

- Rakkude fuseerimist kasutati transformeerunud fenotüübi uurimiseks: vähirakke fuseeriti normaalsete rakkudega.
- Rakkude fuseerumise võib indutseerida kasutades viiruseid või keemiliselt PEG-iga.
- Saadakse hübriidsed rakud e. sünsüütsiumid.

---
## Tumorigeenne fenotüüp on retsessiivne
Vähiraku fuseerimisel normaalse rakuga saadud tulemused

- Geeni mutantne alleel on metsik-tüüpi alleeli olemasolul retsessiivne,
- Metsik tüüpi alleel hoiab rakus ära tumorigeense fenotüübi avaldumise, siis ka nimetus tuumorsupressorgeen
- Tuumorsupressorgeeni funktsiooni kadu toimub rakus ainult selle geeni mõlema alleeli muteerumise läbi

---
## Raku fuusion eksperimentide paradoks

- Vähisündroomid (retinoblastoom, Li-Fraumeni, neurofibromatoos) on dominantse pärilikusega: pärilikku vähi mutatsiooni kandvad indiviidid saavad peaaegu kindlasti vähi.

- Tuumorsupressorgeenid aga toimivad raku tasemel retsessiivselt: ühe alleeli mutatsioon ei ole piisav raku transformeerumiseks.

---
## Retinoblastoom

- Retinoblastoom on lapseea vähisündroom mis tekib reetina fotoretseptorite ja ganglionite eellasrakkudes.
- Intsidents üks juht 15000 kuni 20000 sünni kohta.
- Arenenud maades keskmine iga diagnoosil 27 kuud unilateraalse vormi korral ja 15 kuud bilateraalse vormi korral.

**Päriliku Rb patsientidel on vähirisk suurem.**

- 50 aastat peale retinoblastoomi diagnoosi ja ravi avastatakse 36% päriliku Rb patsientidest mõni teine kasvaja, samas sporaadilise Rb patsientidest ainult 5.7%. 
]
---
## Knudson: *Statistical Study of Retinoblastoma*

- Tõenäosus, et pärilikku mutatsiooni kandev reetinarakk moodustab kasvaja:

- `$\frac{2\times10^{-6} ganglionirakku \times 2 silma}{3 kasvajat/patsient} = 0.75\times10^-6$`.

- Arvestades, et enamus retinoblastoome tekib esimese 2 eluaasta jooksul, siis ühe mutatsiooni tõenäosus ca `$2\times10^{-7}$`

---
## Distribution of retinoblastoma cases by type and laterality

RB Type |Bilateral	| Unilateral	| Total
---|----------|-------------|------
Hereditary|	25%–30%	|10%–15%	|35%–45%
Nonhereditary|	0	|55%–65%|	55%–65%
Total|	25%–30%	|70%–75%	|100%

---
## Retinoblastoomide tekke kineetika

<div class="figure" style="text-align: center">
<img src="assets/img/Knudson_Rb.png" alt="A New Theory on the Cancer-inducing Mechanism" width="260" />
<p class="caption">A New Theory on the Cancer-inducing Mechanism</p>
</div>
]

- Bilateraalsed retinoblastoomid tekivad ühe mutatsiooni (esimese järgu) kineetika järgi.

- Unilateraalsed tekivad kahe mutatsiooni (teise järgu) kineetika järgi.

]

.footer[Alfred G. Knudson, Jr. Mutation and Cancer: Statistical Study of Retinoblastoma. Proc Natl Acad Sci U S A. Apr 1971; 68(4): 820–823.]

---
class: inverse, middle, center

# Tuumorsupressorgeenide väljalülitumise mehhanismid

---
## Geeni mõlema alleeli muteerumine on väga ebatõenäoline

- Retinoblastoomi puhul ühe mutatsiooni tõenäosus geenis `$2\times10^{-7}$`.

- Mõlema alleeli muteerumise tõenäosus on seega `$10^{-14}$`.

- Kuidas siis retinoblastoomid tekkida saavad? Välk ju ei löö ometi kunagi teist korda samasse kohta...

]

<img src="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bc/Lightning_striking_the_Eiffel_Tower_-_NOAA_edit.jpg/640px-Lightning_striking_the_Eiffel_Tower_-_NOAA_edit.jpg" width="200" style="display: block; margin: auto;" />
]

---
## rb alleeli mitootiline krossingover

- Mitootilise krossingoveri tõenäosus on paar suurusjärku kõrgem kui mutatsioonil

---
## TSG mutatsioonid

- Mehhanismid mis viivad tuumorsupressorgeeni ühe alleeli 'välja lülitamiseni on

- mutatsioonid ja 
    - promootori metülatsioon.

- Ühe geenikoopia kadumisele võib järgneda teise alleeli kadu, mis toimub 
    - teise mehhanismiga kui _de novo_ mutatsioonid või metülatsioon ja viib heterosügootsuse kadumiseni selles lookuses.

- **Heterosügootsuse kadumine (LOH)** jätab TSG lookusesse kaks mittefunktsionaalset alleeli.

- LOH on märksa sagedasem kui mutatsioonid või metülatsioon

---
## LOH - heterosügootsuse kadu (loss of heterozygosity)

LOH on kromosomaalne muutus milles läheb vahetusse või kaduma geeni lookus ja seda ümbritsev piirkond. LOH tekib läbi erinevate mehhanismide.

- Mitootiline krossingover.

- Lookuse deletsioon.

- Defektne kromosoomide segregatsioon (*nondisjunction* - õdekromatiidid ei lahkne) ja ühest rakust läheb kr kaduma.

- Geenikonversioon, wt alleel parandatakse valeks.

]
.pull-right[

<img src="http://www.ubooks.pub/Books/B0/E10R1010/MAIN/images/image055.jpg" width="500" style="display: block; margin: auto;" />
]

---
## Mitootiline krossingover

<img src="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/ca/Mitotic_Recombination_Illustration.jpg/330px-Mitotic_Recombination_Illustration.jpg" width="180" style="display: block; margin: auto;" />
]

- Toimub rakutükli G2/M faasis.

- Rekombineeruvad mitte-õdekromosoomid.

- Tekivad homosügootsed rakud heterosügootses organismis.

]

---
## LOH ja Rb

- Lisaks lapseea retinoblastoomile on Rb funktsioon sagedasti kadunud ka hiljem erinevat päritolu kasvajates.

- 13q LOH on tavaline kromosomaalne muutus põie, kopsu, rinnanäärme, pea- ja kaela ning teiste organite vähkides.

---
## Sage ja korduv kromosoomi lookuse *LOH-event* viitab võimalikule TSG-le

<table class="table table-striped" style="font-size: 10px; ">
<thead><tr>
<th style="text-align:left;"> Genoomi piirk. </th>
   <th style="text-align:right;"> Geene piirk. </th>
   <th style="text-align:left;"> Märklaud </th>
   <th style="text-align:left;"> Sagedasti muteerunud geen = p.value  </th>
   <th style="text-align:left;">  Funktsioon </th>
  </tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 9p21.3 </td>
   <td style="text-align:right;"> 4 </td>
   <td style="text-align:left;"> CDKN2A </td>
   <td style="text-align:left;"> CDKN2A = 4.4e-15 </td>
   <td style="text-align:left;"> CDK inhibiitor </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 19p13.3 </td>
   <td style="text-align:right;"> 7 </td>
   <td style="text-align:left;"> STK11 </td>
   <td style="text-align:left;"> STK11 = 2.5e-13 </td>
   <td style="text-align:left;"> Ser/tre kinaas </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 6q26 </td>
   <td style="text-align:right;"> 1 </td>
   <td style="text-align:left;"> PARK2 </td>
   <td style="text-align:left;">  </td>
   <td style="text-align:left;"> E3 ubiquitin ligaas </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 1p36.11 </td>
   <td style="text-align:right;"> 2 </td>
   <td style="text-align:left;"> ARID1A </td>
   <td style="text-align:left;"> ARID1A = 1.5e-14 </td>
   <td style="text-align:left;"> kromatiini SWI/SNF kompl. </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 10q23.31 </td>
   <td style="text-align:right;"> 2 </td>
   <td style="text-align:left;"> PTEN </td>
   <td style="text-align:left;"> PTEN = 2.2e-15 </td>
   <td style="text-align:left;"> fosfataas </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 13q14.2 </td>
   <td style="text-align:right;"> 2 </td>
   <td style="text-align:left;"> RB1 </td>
   <td style="text-align:left;"> RB1 = 1.7e-13 </td>
   <td style="text-align:left;"> E2F TF inhibiitor </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 4q35.2 </td>
   <td style="text-align:right;"> 1 </td>
   <td style="text-align:left;"> FAT1 </td>
   <td style="text-align:left;"> FAT1 = 2.4e-15 </td>
   <td style="text-align:left;"> atüüpiline kadheriin </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 17q11.2 </td>
   <td style="text-align:right;"> 5 </td>
   <td style="text-align:left;"> NF1 </td>
   <td style="text-align:left;"> NF1 = 3.3e-13 </td>
   <td style="text-align:left;"> Ras GAP </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 5q15 </td>
   <td style="text-align:right;"> 156 </td>
   <td style="text-align:left;"> APC </td>
   <td style="text-align:left;"> APC=2.6e-13, RASA1=0.0029 </td>
   <td style="text-align:left;"> `$eta$`-kateniini sidumine </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 7q36.1 </td>
   <td style="text-align:right;"> 1 </td>
   <td style="text-align:left;"> MLL3 </td>
   <td style="text-align:left;"> MLL3 = 1.1e-05 </td>
   <td style="text-align:left;"> histooni metüültransferaas </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 17q21.31 </td>
   <td style="text-align:right;"> 2 </td>
   <td style="text-align:left;"> BRCA1 </td>
   <td style="text-align:left;"> BRCA1 = 3.5e-08 </td>
   <td style="text-align:left;"> G2/M DNA kontroll </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 12p13.1 </td>
   <td style="text-align:right;"> 5 </td>
   <td style="text-align:left;"> CDKN1B </td>
   <td style="text-align:left;"> CDKN1B = 2.2e-06 </td>
   <td style="text-align:left;"> CDK inhibiitor </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 18q21.2 </td>
   <td style="text-align:right;"> 3 </td>
   <td style="text-align:left;"> SMAD4 </td>
   <td style="text-align:left;"> SMAD4 = 6.6e-15 </td>
   <td style="text-align:left;"> transkriptsioonifaktor </td>
  </tr>
</tbody>
</table>

---
## Vähi genoomi mutatsioonide 'hotspotid'

- Determining how somatic copy number alterations (SCNAs) promote cancer is an important goal. We characterized SCNA patterns in 4,934 cancers from The Cancer Genome Atlas Pan-Cancer data set.

- [Vähkides sagedasti deleteerunud genoomipiirkonnad](http://rpubs.com/tapa741/tuumorsupressorgeenid).

- Pan-cancer patterns of somatic copy number alteration. Travis I Zack, Steven E Schumacher, Scott L Carter, Andrew D Cherniack, Gordon Saksena, Barbara Tabak, Michael S Lawrence, Cheng-Zhong Zhang, Jeremiah Wala, Craig H Mermel, Carrie Sougnez, Stacey B Gabriel, Bryan Hernandez, Hui Shen, Peter W Laird, Gad Getz, Matthew Meyerson & Rameen Beroukhim. Nature Genetics 45, 1134–1140 (2013) doi:10.1038/ng.2760.

---
## DNA metülatsioon
DNA metülatsioon on üks geeni vaigistamise mehhanism

- Vähis metüleeritakse normaalselt mitte-metüleeritud CpG rikkad alad tuumorsupressorgeeni promootoralas.

- Sellist *de novo* metülatsiooni viivad läbi DNA metülaasid.

- DNA hüpermetülatsiooniga CpG-rikates alades kaasneb nukleosoomide asetsemine transkriptsiooni alguspunktis, mis on seotud  vaigistatud geenidega.

- Sagedased metüleeritud TSG on **Von Hippel–Lindau (VHL)** neerukasvajates ja **CDKN2A**.

---
### DNA hüpermetülatsioon vähis on geenispetsiifiline

<img src="index_files/figure-html/unnamed-chunk-18-1.svg" style="display: block; margin: auto;" />
]
.pull-right[

<table class="table table-striped" style="font-size: 12px; ">
<thead><tr>
<th style="text-align:left;"> term </th>
   <th style="text-align:right;"> df </th>
   <th style="text-align:right;"> sumsq </th>
   <th style="text-align:right;"> meansq </th>
   <th style="text-align:right;"> statistic </th>
   <th style="text-align:right;"> p.value </th>
  </tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:left;"> Geen </td>
   <td style="text-align:right;"> 11 </td>
   <td style="text-align:right;"> 7302.198 </td>
   <td style="text-align:right;"> 663.8362 </td>
   <td style="text-align:right;"> 2.420406 </td>
   <td style="text-align:right;"> 0.0109599 </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> Kasvaja </td>
   <td style="text-align:right;"> 14 </td>
   <td style="text-align:right;"> 5109.686 </td>
   <td style="text-align:right;"> 364.9776 </td>
   <td style="text-align:right;"> 1.330741 </td>
   <td style="text-align:right;"> 0.2055003 </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> Residuals </td>
   <td style="text-align:right;"> 90 </td>
   <td style="text-align:right;"> 24683.988 </td>
   <td style="text-align:right;"> 274.2665 </td>
   <td style="text-align:right;"> NA </td>
   <td style="text-align:right;"> NA </td>
  </tr>
</tbody>
</table>
]

.footer[Manel Esteller, Paul G. Corn, Stephen B. Baylin, and James G. Herman. A Gene Hypermethylation Profile of Human Cancer. Cancer Res April 15, 2001 61; 3225]

---
class: inverse, middle, center
## Tuumorsupressorgeenid vähis ja vähisündroomides

---
## Paljud TSG-d seotud pärilike vähisündroomidega

<table class="table table-striped" style="font-size: 12px; ">
<thead><tr>
<th style="text-align:left;"> Genoomipiirkond  </th>
   <th style="text-align:left;">  Geen  </th>
   <th style="text-align:left;">  Pärilik sündroom  </th>
   <th style="text-align:left;">  Sporaadiline vähk  </th>
   <th style="text-align:left;">  Funktsioon </th>
  </tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 3p25 </td>
   <td style="text-align:left;"> VHL </td>
   <td style="text-align:left;"> von Hippel-Lindau sündroom </td>
   <td style="text-align:left;"> neeru kartsinoom </td>
   <td style="text-align:left;"> HIF-i ubiquitin ligaas </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 5q15 </td>
   <td style="text-align:left;"> APC </td>
   <td style="text-align:left;"> perekondlik *adenomatous polyposis coli* </td>
   <td style="text-align:left;"> käärsool, kõhunääre, magu, eesnääre </td>
   <td style="text-align:left;"> `$eta$`-kateniini deg. </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 9p21 </td>
   <td style="text-align:left;"> p16INK4a </td>
   <td style="text-align:left;"> perekondlik melanoom </td>
   <td style="text-align:left;"> erinevad </td>
   <td style="text-align:left;"> CDK inhibiitor </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 10q23.31 </td>
   <td style="text-align:left;"> PTEN </td>
   <td style="text-align:left;"> Cowdeni tõbi, rinna ja GI tuumorid </td>
   <td style="text-align:left;"> glioblastoom, eesnääre, rinna ja kilpnäärme vähk </td>
   <td style="text-align:left;"> fosfataas </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 11p13 </td>
   <td style="text-align:left;"> WT1 </td>
   <td style="text-align:left;"> Wilms tuumor </td>
   <td style="text-align:left;"> Wilms tuumor </td>
   <td style="text-align:left;"> TF </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 13q14.2 </td>
   <td style="text-align:left;"> RB1 </td>
   <td style="text-align:left;"> retinoblastoom, osteosarkoom </td>
   <td style="text-align:left;"> põie, kopsu, rinnanäärme, pea- ja kaela vähk </td>
   <td style="text-align:left;"> E2F inhibiitor </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 17p13.1 </td>
   <td style="text-align:left;"> P53 </td>
   <td style="text-align:left;"> Li-Fraumeni sündroom </td>
   <td style="text-align:left;"> peaegu kõigis vähkides </td>
   <td style="text-align:left;"> TF </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 17q11.2 </td>
   <td style="text-align:left;"> NF1 </td>
   <td style="text-align:left;"> neurofibromatoos 1 </td>
   <td style="text-align:left;"> käärsool, astrotsütoom </td>
   <td style="text-align:left;"> Ras GAP </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 18q21.2 </td>
   <td style="text-align:left;"> SMAD4 </td>
   <td style="text-align:left;"> juveniilne polüpoos </td>
   <td style="text-align:left;"> käärsool, kõhunääre </td>
   <td style="text-align:left;"> TGF-$eta$ TF </td>
  </tr>
</tbody>
</table>

---
## TSG: *gatekeepers* ja  *caretakers*

TSG-g võib funktsiooni alusel jagada '(värava)valvuriteks' ja 'hooldajateks'.

- 'Valvurid' on seotud rakutsükli kontrolliga nt. p16INK4a (CDKN2A), RB, p27Kip1 (CDKN1B), PTEN.

- 'Hooldajad' on seotud kromatiini kontrolli ja genoomi terviklikkuse tagamisega nt. ARID1A, MLL3, BRCA1.

<div class="figure" style="text-align: center">
<img src="assets/img/gatekeepers.jpg" alt="Gatekeeper" width="260" />
<p class="caption">Gatekeeper</p>
</div>
]
.pull-right[

<div class="figure" style="text-align: center">
<img src="https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSCwsybXcLIfPWP7FVF55KCM0XS9dZUgHdCDX9OejizvD4_h2jChA" alt="Caretaker" width="200" />
<p class="caption">Caretaker</p>
</div>
]

---
## NF1 on dominantselt päranduv geneetiline haigus

- NF1, esmaskirjeldus Fredrich von Recklinghauseni poolt 1882, on perekondlik **vähisündroom** esinemissagedusega 1 inimesel 3500.

- Kuna **NF1 patsientidel esinevad pärilikud deletsioonid ja teised *loss-of-function* mutatsioonid**, siis klassifitseerub NF1 tuumorsupressorgeeniks.

- Pooltel NF1 patsientidest on perekondlik haigus ja pooled on pärinud *de novo* mutatsiooni.

- Seega on NF1 lookus inimese genoomis mutatsiooniline *hotspot*-i.

- Kooskõlas klassikalise tuumorsupressorgeeni stsenaariumiga, on NF1 patsientidel jälgitav metsik-tüüpi alleeli kadumine LOH-i või *second-hit* somaatilise mutatsiooni teel.

---
# NF1 sümptomid

<table class="table table-striped" style="font-size: 14px; ">
<thead><tr>
<th style="text-align:left;"> Sümptom   </th>
   <th style="text-align:left;">  Rakud  </th>
   <th style="text-align:left;">  Arenguline päritolu </th>
  </tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:left;"> neurofibroom/MPNSTs </td>
   <td style="text-align:left;"> Schwann rakud </td>
   <td style="text-align:left;"> neuraalhari </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;">  </td>
   <td style="text-align:left;"> perineuraalrakud </td>
   <td style="text-align:left;"> mesoderm </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;">  </td>
   <td style="text-align:left;"> fibroblastid </td>
   <td style="text-align:left;"> mesoderm </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;">  </td>
   <td style="text-align:left;"> PNS neuronid </td>
   <td style="text-align:left;"> neuraalhari </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> 'Cafe-au-lait' laigud </td>
   <td style="text-align:left;"> melanotsüüdid </td>
   <td style="text-align:left;"> neuraalhari </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;">  </td>
   <td style="text-align:left;"> keratinotsüüdid </td>
   <td style="text-align:left;"> ektoderm </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> Lisch noodulid (iiris) </td>
   <td style="text-align:left;"> melanotsüüdid </td>
   <td style="text-align:left;"> neuraalhari </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> kognitiivsed defektid </td>
   <td style="text-align:left;"> CNS neuronid </td>
   <td style="text-align:left;"> neuraaltoru </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> toruluude düsplaasia </td>
   <td style="text-align:left;"> ? </td>
   <td style="text-align:left;"> mesoderm </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> näokolju düsplaasia </td>
   <td style="text-align:left;"> ? </td>
   <td style="text-align:left;"> neuraalhari </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> feokromotsütoom </td>
   <td style="text-align:left;"> neerupealiste säsi </td>
   <td style="text-align:left;"> neuraalhari </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> müeloidleukeemia </td>
   <td style="text-align:left;"> müeloidrakud </td>
   <td style="text-align:left;"> mesoderm </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> glioblastoom </td>
   <td style="text-align:left;"> astrotsüüdid </td>
   <td style="text-align:left;"> neuraaltoru </td>
  </tr>
</tbody>
</table>

---

## *Cafe-au-lait* laigud

---
## NF1 vastutab neurofibromatoos I tekke eest

- NF1 patsientidel on eelsoodumus erinevate vähivormide tekkele, peamiselt perifeerses- ja kesknärvisüsteemis.

- Patsientidel esineb ka kognitiivseid defekte ja teisi vähiga mitte seotud sümptomeid, mis puudutavad sagedasti neuraalharjast pärit kudesid väljaspool PNS-i.

- Iseloomulik kliiniline tunnus on perifeerse närvi vähk **neurofibroom**.
- 5-10% NF1 patsientidel areneb välja **invasiivne pleksiformne neurofibroom (MPNST)**.

- Lisaks on NF1 patsientidel kõrgenenud risk saada astrotsütoome, feokromotsütoome (*pheochromocytoma*) ja müeloid leukeemiaid.

---
## NF1 on RasGAP

---
## Normaalne perifeerne närv ja neurofibroomi areng

<img src="http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0092867401002458-gr3.jpg" style="display: block; margin: auto;" />
]

.pull-right[
- Perifeerne närv koosneb neuronitest, Schwanni rakkudest, perineuraalrakkudest, fibroblastidest ja sisaldab ka nuumrakke.
- **Neurofibroomides on kõiki närvi rakutüüpe rohkem**. Lisaks on Schwanni rakud dissotseerunud neuronitest ja perineurium on lagunenud.
- Neurofibroomi areng saab alguse teiseset mutatsioonist või LOH-ist Schwanni rakkudes. Schwanni rakkude transformeerumine põhjustab muutused ka teistes rakutüüpides, tingituna siis sõltvusest Schwanni rakkudest või haplopuudulikkusest.
]

---
## APC, perekondlik *adenomatous polyposis coli*

- Perekondlikku/pärilikku *adenomatous polyposis coli* (FAP) vormi iseloomustab rohke polüüpide teke sooles.
- APC geen on muteerunud umbes 60% sporaadilistes kartsinoomides ja adenoomides.
- APC on multidomäänne valk mis seostub mitmete teiste valkudega, nagu β-kateniin, aksiin (*axin*), mikrotuubulid ja tsütoskeleti regulaatoreid EB1 (*end binding 1*) ja IQGAP1,  Asef1 (Rac GEF).
- Enamus (~60%) APC vähimutatsioone asuvad geenis piirkonnas mida nimetatakse '*mutation cluster region (MCR)*' ning põhjustavad valgus C-terminaalse deletsiooni.
- C-terminaalse deletsiooni tagajärjel kaotab APC võime siduda β-kateniini ja mikrotuubuleid.
- β-kateniini või mikrotuubulite sidumine on essentsiaalne tuumorsupressor aktiivsuse seisukohalt.
- Selle APC funktsiooni kadumine põhjustab β-kateniini akumuleerumise tuumas, kus ta toimib TF-ina kompleksis koos TCF (*T-cell factor*) ja LEF (*lymphoid enhancer factor*) transkriptsioonifaktoritega.

---
## APC funktsioone

<table class="table table-striped" style="font-size: 12px; ">
<thead><tr>
<th style="text-align:left;"> Rakuline protsess  </th>
   <th style="text-align:left;">  wild-type APC toime  </th>
   <th style="text-align:left;"> 	APC geeni deleteerumise või valgu trunkeerumise toime	 </th>
   <th style="text-align:left;">  APC domäänid	 </th>
   <th style="text-align:left;">  APC funktsioonid	 </th>
   <th style="text-align:left;">  Seostuvad valgud	 </th>
  </tr></thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:left;"> kanooniline Wnt signaalirada, transkriptsioon </td>
   <td style="text-align:left;"> inhibitsioon </td>
   <td style="text-align:left;"> aktivatsioon (kadu) </td>
   <td style="text-align:left;"> Armadillo kordused; 15- või 20-aa kordused </td>
   <td style="text-align:left;"> stimuleerib β-kateniini fosforüleerimise ja degradatsiooni </td>
   <td style="text-align:left;"> β-katenin, GSK3β, aksiin </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> adhesioon </td>
   <td style="text-align:left;"> stimuleerib </td>
   <td style="text-align:left;"> nõrgendab (kadu) </td>
   <td style="text-align:left;"> Armadillo kordused; 15- või 20-aa kordused </td>
   <td style="text-align:left;"> β-kateniini rakuline jaotumine plasmamembraani, tuuma ja tsütoplasma vahel </td>
   <td style="text-align:left;"> β-kateniin </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> migratsioon </td>
   <td style="text-align:left;"> stimuleerib </td>
   <td style="text-align:left;"> tugevam stimulatsioon (trunkeeritud) </td>
   <td style="text-align:left;"> Armadillo kordused </td>
   <td style="text-align:left;"> Asef1 ja Asef2 aktivatsioon -&gt; Cdc42 aktivatsioon </td>
   <td style="text-align:left;"> Asef1 ja Asef2 </td>
  </tr>
<tr>
<td style="text-align:left;"> kromosoomide lahknemine </td>
   <td style="text-align:left;"> korrektne lahknemine </td>
   <td style="text-align:left;"> segregatsioonidefektid (kadu) </td>
   <td style="text-align:left;"> aluseline domään </td>
   <td style="text-align:left;"> kinetohoori funktsiooni regulatsioon </td>
   <td style="text-align:left;"> mikrotorukesed </td>
  </tr>
</tbody>
</table>

---
## APC domäänide funktsioonid ja soolevähi deletsioonid

- Kanoonilise Wnt signaaliraja liigne aktivatsioon mängib põhilist rolli APC mutatsioonide poolt põhustatud soolevähi tekkes.

- Lisaks on APC-l ouline roll rakkude migratsioonis, adhesioonis ja mitoosis.
]

<img src="http://jcs.biologists.org/content/120/19/3327/F1.medium.gif" style="display: block; margin: auto;" />
]

---
## Beta-kateniini lagundava kompleksi struktuur

<img src="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c9/Beta-catenin-ARM-domain-interactions.png/330px-Beta-catenin-ARM-domain-interactions.png" width="300" style="display: block; margin: auto;" />
]

<img src="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2d/Beta-catenin-destruction-complex.png/495px-Beta-catenin-destruction-complex.png" width="300" style="display: block; margin: auto;" />
]

---
## von Hippel-Lindau tuumorsupressorgeen ja neeruvähk

- VHL tuumorsupressorgeen on muteerunud või vaigistatud >50% sporaadilistes neeruvähkides (RCC).
- Pärilikud VHL mutatsioonid põhjustavad sündroomi mida iseloomustab kõrgenenud risk saada veresoonevähk (hemangioblastoom) või RCC.
- VHL inaktivatsioon põhjustab premaliigsete neerutsüstide tekke.
- VHL geenilt kodeeritav valk pVHL on funktsioonilt E3 ubiquitiin ligaasi substraati ära tundev subühik. 
- pVHL vahendab normoksia korral HIF transkriptsioonifaktori proteasoomset lagundamist.

---
## pVHL määrab HIF tf lagundamise

- pVHL osaleb stabiilses ubikvitiin ligaasi kompleksis koos valkudega elongin B, elongin C, Cul2, and Rbx1.
- pVHL märklaudadeks on HIF-a perekonna valgud HIF-1/2/3a.
- HIF-a valgud on muidu väga ebastabiilsed, välja arvatud madala hapniku tingimustes.
- Normaalse hapniku tingimustes HIF valgud hüdroksüleeritakse konserveerunud proliinijääkidel. 
- Hüdroksülatsioonireaktsiooni viivad läbi prolüülhüdroksülaasid.
- Proliin-hüdroksüleeritud HIF seostub pVHL-ile ja ubikvitineeritakse.
]
.pull-right[

<img src="http://openi.nlm.nih.gov/imgs/512/151/2360036/2360036_6603547f1.png" style="display: block; margin: auto;" />
]

---
## HIF on transkriptsioonifaktor

<img src="http://www.nature.com/nm/journal/v18/n1/images/nm.2631-F1.jpg" width="460" style="display: block; margin: auto;" />
]

- Rakkudes kus puudub pVHL või madala hapniku tingimustes HIF akumuleerub.
- HIF käivitub hüpoksia adaptatsiooniga seotud geenide transkriptsiooni.
- HIF märklaudgeenid on seotud glükoosi metabolismi ja transpordiga (Glut1, glükolüütilised ensüümid), rakuvälise pH regulatsiooniga (CAIX), angiogeneesiga (VEGF), erütropoeesiga (EPO) ja mitogeenid (TGF-a, PDGF-B)
- HIF-2a allaregulatsioon on vajalik ja piisav, et pVHL supresseeriks neeruvähki.

]

---
class: inverse, middle, center

# Lingid teistele loengutele

---

- [Sissejuhatav loeng](http://tpall.github.io/onkobioloogia)
- [Onkoviirused](http://tpall.github.io/Onkoviirused)
- [Onkogeenid](http://tpall.github.io/Onkogeenid)
- [Retseptorid](http://tpall.github.io/Retseptorid)
- [Signaalirajad](http://tpall.github.io/Signaalirajad)
- [Tuumorsupressorgeenid](http://tpall.github.io/Tuumorsupressorid)
- [Rakutsüklikontroll](http://tpall.github.io/Rakutsyklikontroll)

]

- [p53 ja apoptoos](http://tpall.github.io/p53-ja-apoptoos)
- [Immortalisatsioon](http://tpall.github.io/Immortalisatsioon)
- [Tumorigenees](http://tpall.github.io/Tumorigenees)
- [Genoomiterviklikkus](http://tpall.github.io/Genoomiterviklikkus)
- [Mikrokeskkond](http://tpall.github.io/Mikrokeskkond)
- [Metastaasid](http://tpall.github.io/Metastaas)
- [Immuunsus](http://tpall.github.io/Immuunsus)
- [Vahiravim](http://tpall.github.io/Vahiravim)

]