GIT1skyddar mot bröstcancer genom negativ Notch-reglering
Hyperaktiv Notch-signalering observeras ofta vid bröstcancer och korrelerar med dålig prognos. I en nyligen publicerad artikel visar vi att ökade uttrycksnivåer av proteinet GIT1 korrelerar med ökad återfallsfri överlevnad hos östrogenreceptornegativa bröstcancerpatienter och att höga nivåer av GIT1 hämmar Notch-signalering. Våra resultat visar således att GIT1 kan modulera Notch-signalering och påverka tillväxt av bröstcancer.
Bröstcancer drabbar cirka tio procent av alla kvinnor under deras livstid och är därför en stor medicinsk och samhällelig börda1. Bröstcancer är en heterogen sjukdom som klassificeras baserat på närvaro (ER(+)) eller frånvaro (ER(-)) av östrogenreceptorn. Hormonella terapier är relativt effektiva för ER(+)-tumörer, dock finns färre behandlingsalternativ tillgängliga för ER(-)-tumörer, särskilt för så kallade trippelnegativ bröstcancer (TNBC), som inte bara är negativ för östrogenreceptorn utan även för progesteronreceptorn och HER2-receptorn. Identifiering av nya molekylära mekanismer associerade med ER(-)-status är därför av stort intresse eftersom dessa mekanismer kan representera nya terapeutiska mål för riktad behandling.
Notch-signalering har dykt upp som en intressant målkandidat för behandling av olika sjukdomar2. Kopplingen mellan hyperaktiverad Notch-signalering och dålig prognos är väl etablerad för bröstcancer, särskilt för ER(-)-tumörer3. En koppling mellan östrogensignalering och Notch-signalering har också rapporterats, där Notch-signalering är högre vid ER(-) bröstcancer än vid ER(+) bröstcancer4. Notch-signalering är en evolutionärt bevarad cell-cell-kommunikationsmekanism där ligander på plasmamembranet på en cell aktiverar Notch-receptorer på en intilliggande cell (Figur 1). Receptorligand- interaktionen leder till proteolytisk klyvning av receptorn vilket frigör den intracellulära domänen av Notch (kalllad NICD), som migrerar till kärnan, där en genreglering sker. Även om den molekylära arkitekturen för Notch-vägen GIT1skyddar mot bröstcancer genom negativ Notch-reglering processer i de flesta organ i kroppen. De olika rollerna för Notch-signalering indikerar att det finns ytterligare kontrollsteg i denna signalväg som förmodligen förmedlas av proteiner utanför den centrala signalkaskaden. I överensstämmelse med detta resonemang finns det förvånansvärt få mutationer i gener som kodar för de centrala komponenterna i Notchsignalvägen i bröstcancer.
PREDIKTOR FÖR DÅLIG PROGNOS
Vi har identifierat G-proteinkopplat receptorkinas-interagerande protein 1 (GIT1) som en modulator av Notch-signalering i bröstcancer och en prediktor för dålig prognos vid ER(-) bröstcancer5. GIT1 är ett evolutionärt konserverat adapterprotein som finns i cytosolen hos alla celler där det påverkar många olika signalvägar och cellprocesser6. Vi började med att undersöka proteinuttrycket för GIT1 i tumörprover från patienter med ER(+) och ER(-) bröstcancer. Med flera olika tekniker för att undersöka proteinuttryck kunde vi observera en signifikant lägre proteinnivå av GIT1 i prover från ER(-)- patienter än i prover från ER(+)-patienter. För att avgöra om proteinuttrycket av GIT1 kunde förutsäga prognos hos bröstcancerpatienter, utförde vi en Kaplan-Meier-analys i flera olika databaser, som avslöjade en direkt korrelation mellan högt GIT1-uttryck och ökad återfallsfri överlevnad. När vi stratifierade data från bröstcancerpatienterna efter olika ER-status, observerades en mer uttalad skillnad mellan hög och låg GIT1 hos ER(-)-patienter än hos ER(+) patienter.
Eftersom det är tidigare känt att Notch-aktiviteten är förstärkt i ER(-)-tumörer, undersökte vi det möjliga sambandet mellan GIT1 och Notch. Immunfärgning för NICD (Notch intracellulära domän) gav en stark nukleär färgning i proverna från ER(-)-patienterna, och omvänt, en svag nukleär färgning i ER(+)-proverna. För att verifiera dessa resultat utförde vi experiment där GIT1-nivåerna antigen förstärktes eller tystades ner med shRNA. Detta resulterade i en ökning av Notch-signaleringen då GIT1 tystades, och en minskning då GIT1 överuttrycktes. Dessa resultat som visade att GIT1 kunde reglera Notch-signalering kunde verifieras med en rad olika biokemiska analyser. För att utforska GIT1:s förmåga att påverka tumörutveckling och tillväxt, sökte vi efter gener associerade med cancerstamceller i bröstcancer7. I en genuttrycksanalys där vi jämförde 2 509 bröstcancerpatienter med höga och låga GIT1- nivåer såg vi ett signifikant ökat uttryck av aldehyddehydrogenas 1 (ALDH1)-genen hos patienter med lågt GIT1. När vi utförde en korrelationsanalys hittade vi en tydlig negativ korrelation mellan ALDH1 och GIT1 hos bröstcancerpatienter.
När vi utförde experimentet där GIT1 tystades i bröstcancerceller, kunde vi observera en signifikant ökning av antalet ALDH1-positiva celler, medan i celler där GIT1 överuttrycktes såg vi motsatt effekt.
