LKB1 (znany też jako STK11) – ludzki gen supresorowy w locus 19p13.3, kodujący białko kinazy treoninowo-serynowej (EC 2.7.11.1). Mutacje z utratą funkcji genu LKB1 wiążą się z większością przypadków dziedziczonego autosomalnie dominująco zespołu Peutza-Jeghersa, objawiającego się predyspozycją do nowotworów złośliwych różnych narządów, polipami hamartomatycznymi przewodu pokarmowego, polipowatością nosa, plamami soczewicowatymi na wargach i palcach[1].
Locus genu, którego defekt jest odpowiedzialny za zespół Peutza-Jeghersa, zdeterminowano w 1997 roku przy pomocy analizy sprzężeń. Gen sklonowały niezależnie od siebie w 1998 roku dwa zespoły badaczy; praca Lauri Aaltonen i współpracowników z Uniwersytetu w Helsinkach ukazała się 8 stycznia na łamach Nature[2], natomiast tydzień wcześniej w Nature Genetics opublikowano doniesienie grupy Dietera Jennego z Max-Planck-Institute of Neurobiology i Michaela Zimmera z Uniwersytetu w Würzburgu[1]. Badacze fińscy nazwali gen LKB1, a zespół niemiecki STK11 i jak dotąd nie ma konsensusu, której nazwy powinno się używać. Region kodujący LKB1 został sklonowany w 1996 roku przez Jun-ichi Nezu z Chugai Pharmaceuticals w Japonii i zdeponowany w banku genów jako kodujący nieznaną wcześniej kinazę[3]. W pierwszej dekadzie po odkryciu genu wykazano, że białko kodowane przez gen LKB1 występuje in vivo w kompleksie potrójnym LKB1-STRAD-MO25 i pełni wiele różnorodnych funkcji, między innymi bierze udział w remodelowaniu chromatyny, regulacji cyklu komórkowego, szlaku sygnalizacyjnym Wnt[4][5], regulacji polarności komórek[6][5][7] i ich metabolizmu energetycznego[8][9].
Spis treści |
Gen LKB1 obejmuje około 23 kpz genomowego DNA i zawiera 9 eksonów, transkrybowanych w kierunku od telomeru do centromeru[1]. Gen LKB1 podlega ekspresji w praktycznie wszystkich tkankach, zarówno płodowych jak i dorosłych organizmów[1][2]. Poziom ekspresji LKB1 jest wysoki, około 3,3 razy wyższy niż przeciętnego genu[10]. Najwyższy jest w jądrach i wątrobie płodu.
Par-4 i Lkb1 mają, odpowiednio, 26% i 44% identycznej sekwencji z LKB1 (42% i 66%, gdy porównać same domeny kinazowe)[16].
U drożdży Saccharomyces cerevisiae trzy kinazy: Elm1, Pak1/Sak1 i Tos3 wykazują podobieństwo sekwencji do LKB1, aczkolwiek są bardziej zbliżone do ssaczej kinazy kinaz kalmodulino-zależnych (CAMKK). Elm1, Pak1/Sak1 i Tos3 fosforylują T-pętlę białka Snf1p, będącego homologiem ssaczej AMPK[17][18][19], a odkrycie to pozwoliło dowieść że LKB1 fosforyluje AMPK (zobacz dalej)
W bazie NCBI odnotowano 143 polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNP) w genie LKB1[20]. Najczęstsze z nich to: rs741764 (48%), rs741765 (47%), rs2075606 (45%), rs2277746 (44%), rs3795063 (42%), rs2075604 (41%), rs6510599 (41%), rs3764640 (38%), rs2075608 (30%), rs8111699 (26%), rs2288948 (22%), rs2075607 (21%), rs7246173 (20%), rs7259033 (19%), rs3829686 (11%).
Zidentyfikowano 9 alternatywnych transkryptów genu, 8 alternatywnie składanych mRNA dla LKB1 (a, b, c, d, e, f, g, h) i jeden wariant nie podlegający splicingowi (i). Siedem z tych transkryptów (a-g) przypuszczalnie ulega translacji na dobre produkty białkowe. Warianty d i f są domniemanymi celami nonsense mediated mRNA decay, jednak były izolowane in vivo. Warianty e i f korzystają nie z kanonicznego kodonu START (ATG), ale zgodnego z sekwencją Kozak kodonu CTG (g..CTGg)[10].
Gen zawiera 18 różnych intronów, z których 16 ma typowe sekwencje flankujące introny (GT-AG), a dwa mają nietypowe: GC-AG i AT-AC. Zidentyfikowano cztery możliwe promotory genu, dwa nienachodzące na siebie alternatywne ostatnie eksony i 5 alternatywnych miejsc poliadenylacji[10].
Sekwencje promotorowe wiążące czynniki transkrypcyjne znajdują się przypuszczalnie w obszarze -1090 do -1472 od miejsca startu transkrypcji[21]. 187 pz genu LKB1 jest antysensowne względem genu C19orf26, sugerując możliwy mechanizm regulacji transkrypcji[10].
Ludzkie białko LKB1 zawiera 433 reszt aminokwasowych (mysie Lkb1 436 reszt). Jego masa cząsteczkowa wynosi 48636 Da[22]. Domena katalityczna kinazy (reszty 44-309) nie jest podobna do domen innych znanych kinaz. N- i C-końcowe, niekatalityczne regiony białka LKB1, nie wykazują homologii z innymi znanymi białkami i nie posiadają żadnych funkcjonalnych domen. W pobliżu C-końca znajduje się reszta cysteinowa modyfikowana poprzez farnezylację (patrz niżej).
LKB1 posiada co najmniej osiem reszt aminokwasowych podlegających fosforylacji: S31[23], S325[23], T366, T185[23], T189, T336 i T402[24].
S31, S325, T366 i S431 są fosforylowane przez różne kinazy, natomiast T185, T189, T336 i T402 są miejscami autofosforylacji.
Reszty T336, T366 i S431 oraz sąsiadujące sekwencje są wysoce konserwowane w obrębie ortologów LKB1 u D. melanogaster, Xenopus i ssaków, ale nie u C. elegans:
hLKB1 353 LFDIEDDIIYTQDFTVPGQV 424 SASSKIRRLSACKQQ
mLKB1 356 LFDIEDGIIYTQDFTVPGQV 427 S-SNKIRRLSACKQQ
Xeek1 377 LCDFEDDITYTQDFTVPGQV 423 TTGSKVRKLSACKQQ
dLKB1 410 -----AYHYGTQEEDVYFTE 535 TSCISVRKLSHCRTS
Wydaje się, że endogennie reszta S431 LKB1 jest fosforylowana przez kinazę białkową RSK (p90 ribosomal s6 protein kinase) i kinazę PKA (cAMP-zależną kinazę białkową A) w odpowiedzi na odpowiednie czynniki aktywujące obie te kinazy[23][25].
Fosforylacja LKB1 na reszcie tyrozynowej T366 zachodzi jedynie w warunkach ekspozycji na promieniowanie jonizujące, in vivo najprawdopodobniej przy udziale kinazy ATM (kinazy aktywowanej uszkodzeniem DNA zmutowanej w zespole ataksja-teleangiektazja; ATM mutated)[26].
Białko ssaczej kinazy LKB1 zakończone jest sekwencją aminokwasową Cys-Lys-Gln-Gln[25], będącą sekwencją konsensusową dla białek podlegających prenylacji[27][28]. Motyw ten jest konserwowany u Xenopus i Drosophila, ale nie u C.elegans. In vitro przez wyznakowanie kwasem mewalonowym-C14 wykazano, że reszta cysteinowa C433 w motywie prenylacyjnym faktycznie podlega prenylacji jak przewidywano na podstawie struktury pierwszorzędowej genu, a metodą spektrometrii masowej dowiedziono, że jest to raczej farnezylacja niż geranylgeranylacja[25]. Badania u D. melanogaster wskazują, że prenylacja C433 jest niezbędna do regulacji przez LKB1 polaryzacji komórki, jednak mechanizm wpływu na białko przez prenylację pozostaje niewyjaśniony. Zmutowane białko p.433C>A (pozbawione miejsca prenylacji) wykazywało prawidłową aktywność in vitro i zachowywało zdolność supresji wzrostu komórek linii G361, a jego lokalizacja wewnątrzkomórkowa była nieodróżnialna od LKB1 dzikiego typu. Farnezylowana reszta cysteinowa C433 znajduje się jedynie dwie reszty dalej od seryny S431, miejsca modyfikacji posttranslacyjnej przez RSK i PKA, ale ani mutacje zamiany aminokwasu typu: 431S>E ani 431S>E nie miały wpływu na prenylację C433. Mutacje 433C>A także nie miały wpływu na fosforylację LKB1 na reszcie S431.
LKB1 znajduje się w jądrze i cytoplazmie komórek. Białko jest relokowane do cytoplazmy po związaniu z MO25 (CAB39) i STRAD (LYK5) lub MO25 i ALS2CR2[22]. Wewnątrzkomórkowe rozmieszczenie LKB1 zależy też od białek SMARCA4 (Brg4) i LIP1 (zobacz dalej). Stabilność białka LKB1 wymaga obecności kompleksu chaperonów Hsp90 i Cdc37/p50. Działanie na komórki geldanamycyną lub nowobiocyną, inhibitorami Hsp90, powoduje destabilizację LKB1 a w przypadku geldanamycyny, szybką ubikwitynację białka i jego degradację w proteasomie[29][30].
Wykazywano obecność LKB1 w mitochondriach[24] i zakotwiczonego do błony komórkowej, za pośrednictwem farnezylacji cysteiny blisko C-końca[25][31]. Białko posiada sygnał lokalizacji jądrowej (NLS) w N-końcowym niekatalitycznym obszarze białka (reszty 38-43). Mutacje w tym motywie sprawiają, że LKB1 jest rozproszone w całej komórce[32][23]. Mutant LKB1 niezawierający NLS zachowuje zdolność supresji wzrostu komórki, co sugeruje, że w funkcji supresorowej kinazy LKB1 ma istotny udział cytozolowa frakcja białka[33]. Ponadto, znany jest przynajmniej jeden mutant LKB1 (SL26), którego białko nie posiada trzech C-końcowych reszt aminokwasowych. Takie nieprawidłowe białko jest lokalizowane wyłącznie do jądra komórkowego, zachowuje aktywność katalityczną in vitro, ale nie jest zdolne do supresji wzrostu komórki[33].
LKB1 in vivo tworzy kompleks z białkiem pseudokinazy STRAD (właściwie STRADα i STRADβ, kodowane przez różne geny) i białkiem MO25 (właściwie MO25α i MO25β) należącym do tzw. scaffolding proteins (białek tworzących szkielet komórki). STRAD i MO25 regulują stabilność LKB1, jej aktywność kinazową i subkomórkowe rozmieszczenie, i są niezbędne do pełnej aktywności biologicznej LKB1[35][36].
Do innych białek wchodzących w interakcje z LKB1 in vivo należą:
Wykazano, że LKB1 wiąże się w komórce z białkiem P53, i przypuszczalnie reguluje P53-zależne szlaki apoptozy[24]. Innym białkiem, wchodzącym w interakcje zarówno z LKB1 jak i z białkiem SMAD4, jest LIP1 należące do białek bogatych w powtórzenia leucynowe. Ponieważ LIP1 nie jest substratem dla LKB1, proponowano, że LIP1 może regulować LKB1 przez wpływ na jego wewnątrzkomórkową lokalizację[37]. Innym białkiem, z którym LIP1 się wiąże, jest SMAD4, co sugeruje obecność w komórkach kompleksu LKB1-LIP1-SMAD4[37] i może stanowić wspólny punkt mechanizmów patogenetycznych zespołu Peutza-Jeghersa (w którym zmutowany jest LKB1) i zespołu młodzieńczej polipowatości (w którym zmutowany jest SMAD4).
Ponadto LIP1 wchodzi w interakcje ze wspomnianym wcześniej SMARCA4 (Brg1).
In vitro LKB1 wchodzi w interakcję z fosfatazą PTEN. Część mutacji wywołujących PJS w genie LKB1 upośledza zdolność wiązania białka LKB1 do PTEN, sugerując udział braku tej interakcji w patogenezie PJS. Interakcja LKB1-PTEN powoduje relokalizację LKB1 do cytoplazmy. Ponadto, w warunkach in vitro LKB1 fosforyluje PTEN na resztach S385 i S380/S382/S383; wzór fosforylacji PTEN przez LKB1 jest inny niż ten kinazy kazeinowej II (CK2), regulującej stabilność i aktywność PTEN[42].
Substratami LKB1 jest szereg kinaz serynowo-treoninowych, należących do części ludzkiego kinomu określanej jako kinazy zależne od AMPK lub podrodzina kinazy AMPK[9][43]. LKB1 fosforyluje te kinazy na konserwowanej reszcie treoninowej umieszczonej w "T-pętli" (T-loop) domeny kinazowej. Jak dotąd, scharakteryzowano przynajmniej czternaście substratów LKB1 w tej grupie kinaz[44][41][45]:
Wykazano, że LKB1 bierze udział w regulacji biegunowości (polarności) komórek nabłonka jelita cienkiego (enterocytów)[5]. Wcześniej uważano, że ukształtowanie się biegunowości pojedynczego enterocyta, z wykształceniem rąbka szczoteczkowego na skierowanym do światła jelita biegunie komórki, zależy od interakcji z sąsiadującymi komórkami nabłonka. Pojedyncza komórka może jednak ulec polaryzacji na drodze aktywacji LKB1[7]. Mechanizm, w którym LKB1 indukuje polaryzację może angażować grupę ssaczych kinaz serynowo-treoninowych, określanych łącznie jako rodzina PAR1. LKB1 wiąże się z białkiem PAR1[41], fosforyluje je i aktywuje[9][46]. Zależność LKB1 i PAR1 wykazano też u innych organizmów; odpowiednikiem PAR1 u nicieni C. elegans jest grupa genów oznaczanych par (od partitioning defective), zawiadujących najprawdopodobniej asymetrycznym podziałem komórek w zarodku[5]. Par4 jest domniemanym ortologiem LKB1 (patrz wyżej). Fenotyp inaktywacji Par4 i Par1 jest zbliżony, co sugeruje, że produkty białkowe obu tych genów także współpracują w kaskadzie kinazowej, tak jak LKB1-PAR1 u człowieka[47].
Polaryzacja komórki wymaga asymetryczności rozmieszczenia jej elementów strukturalnych, w tym mikrotubuli. Stąd kolejnym etapem badań było sprawdzenie, czy kinazy omawianej kaskady są potencjalnie zdolne do fosforylacji białek związanych z mikrotubulami (microtubule-associated proteins, MAPs). Fosforylacja MAPs powoduje dysocjację mikrotubuli do podjednostek tubuliny; skojarzona dysocjacja i reasocjacja podjednostek tego białka jest niezbędna do asymetrycznych czynności mikrotubuli, takich jak tworzenie wrzeciona podziałowego[5]. Dwa białka należące do rodziny PAR1 okazały się faktycznie należeć do kinaz fosforylujących MAPs (MARK).
Nie wyjaśniono dotąd, czy ta kaskada kinaz ma udział w procesie nowotworzenia w PJS, wiadomo natomiast, że PAR1 fosforyluje i aktywuje białko Dishevelled[48], kluczowy komponent szlaku sygnalizacyjnego Wnt, nadmiernie aktywowanego w większości raków jelita grubego. LKB1 mogłaby regulować szlak Wnt pośrednio przez regulację PAR1; część obserwacji potwierdza te przypuszczenia[46][4] podczas gdy inne, wynikające z badań nad Xeek1, dają przeciwstawne wyniki – według nich Xeek1 aktywuje kinazy GSK-3β i PKC-ζ aktywując szlak Wnt.
Wiadomo, że LKB1 wiąże się in vivo z ATPazą i helikazą SMARCA4 (Brg1), będącą istotnym elementem kompleksu remodelującego chromatynę w nukleosomie[38]. Funkcją nukleosomów jest regulacja transkrypcji genów przez pośredniczenie w upakowaniu DNA. Interakcje DNA-białko są jednak możliwe dzięki czasowym rozerwaniom struktury nukleosomów, do których dochodzi przy udziale energii generowanej przez ATPazę SMARCA4 hydrolizującą ATP. Rozerwanie nukleosomu umożliwia wtedy heilkazie rozplecenie podwójnej helisy DNA[49][50][51][52][53]. W obecności LKB1 aktywność ATPazowa SMARCA4 jest zwiększona[38]. Przypuszcza się, że LKB1 może działać w szlaku sygnalizacyjnym SMARCA4 indukującym zatrzymanie cyklu komórkowego, ponieważ LKB1 indukuje zatrzymanie cyklu w G1[33], a SMARCA4 razem z RB1 zatrzymuje cykl zarówno w fazie G1 jak i fazie S[54][33]. Wprowadzenie SMARCA4 do komórek linii SW13 pozbawionych ekspresji SMARCA4 prowadzi do powstania dużych, płaskich komórek, typowego obrazu komórek zatrzymanych w swoim cyklu komórkowym i starzejących się[54][55].
Zahamowanie ekspresji XEEK1 u żab Xenopus skutkuje nieprawidłowościami rozwojowymi u zarodków żab podobnymi jak w przypadku defektów szlaku sygnalizacyjnego Wnt[4]. XEEK1 u Xenopus ulega szczególnie wysokiej ekspresji w oocytach, jajach i młodych zarodkach, sugerując rolę w embriogenezie[13].
Badania na organizmach modelowych sugerują, że LKB1 odgrywa istotną rolę w komórkach na etapie embriogenezy[56][57][58]. Knockout obu alleli genu Lkb1 u myszy prowadzi do śmierci na etapie rozwoju zarodkowego. Myszy Lkb1 rozwijają się prawidłowo do 8. dnia od zapłodnienia (E8.0), po E8.25 występują różne nieprawidłowości w rozwoju zarodka, w tym zahamowanie rotacji, niepełne zamknięcie cewy nerwowej, nieprawidłowy rozwój łuku aorty i hipoplazja pierwszego łuku skrzelowego (wadliwa somitogeneza). Nie obserwowano przeżycia zarodków dłużej niż po E11.0. Nieprawidłowości dotyczyły także łożyska, w którym opisywano nieprawidłową aranżację warstw narządu i niedostateczne unaczynienie łożyska przez naczynia płodu. Poziomy mRNA dla VEGF w zarodkach E8.5 i E9.5 były podwyższone. W płodowych fibroblastach otrzymanych z zarodków Lkb-/- w E8.5 stwierdzono bardzo wysoki wyjściowy i indukowany hipoksją poziom mRNA dla VEGF. Sugerowano zatem, że LKB1 może regulować produkcję VEGF i pośrednio angiogenezę.
W mysim modelu PJS celowane mutacje Lkb1+/i objawiały się u myszy w wieku około 5 miesięcy, jako polipowatość zbliżona histologicznie i makroskopowo do polipowatości w PJS[59][60][61]. Myszy wykazywały zwiększoną śmiertelność począwszy od 8 miesiąca życia. Polipy najczęściej lokalizowały się w żołądku (średnio 6 polipów/8 miesięcy[62]), typowo w sąsiedztwie odźwiernika. Polipy jelita cienkiego i grubego były znacznie rzadsze (przeciętnie nie więcej niż pojedynczy polip u jednego zwierzęcia). Dystrybucja zmian była więc inna niż u pacjentów z PJS, u których częstość występowania polipów w poszczególnych odcinkach przewodu pokarmowego wynosi 40%, 80% i 40% w, odpowiednio, żołądku, jelicie cienkim i jelicie grubym[63]. Donoszono jednak o występowaniu u chorych z PJS małych, bezobjawowych polipów żołądka u wszystkich badanych gastroskopowo pacjentów[64].
U większości myszy Lkb+/- nie odnotowano nowotworów jelita ani innych narządów, prawdopodobnie z powodu zwiększonej śmiertelności spowodowanej polipowatością[58]. W jednym badaniu wykazano, że u istotnej części myszy Lkb+/- które dożyły wieku 50 tygodni rozwinął się rak wątrobowokomórkowy (HCC). W komórkach guza nie wykazano obecności mRNA ani białka Lkb1, co wskazuje na utratę heterozygotyczności Lkb1 jako warunek neoplazji[65].
W modelu mysiej tumorogenezy płuc zależnym od mutacji aktywującej Kras wykazano supresorową rolę Lkb1. W modelu tym obserwowano udział mutacji Kras razem z mutacjami p53 lub Ink4a/Arf (Cdkn2a), ale korelacja mutacji Kras i homozygotycznej inaktywacji Lkb1 była silniejsza. Guzy z niższą ekspresją Lkb1 wykazywały krótszy okres latencji, szerokie spektrum histologiczne (gruczolakoraki, raki kolczystokomórkowe, raki olbrzymiokomórkowe) i przerzutowały częściej w porównaniu z guzami zależnymi od mutacji p53 lub Ink4a/Arf. Tumorogeneza w płucach była także przyspieszona w przypadku hemizygotycznej inaktywacji Lkb1[66]. Stosunkowo niedawno udowodniono związek mutacji Lkb1 z hiperplazją i neoplazją prostaty u myszy. W doświadczeniu Pearsona i wsp. opierającym się o system Cre-Lox wymuszono wybiórczą rekombinację zmutowanego allelu Lkb1 oflankowanego LoxP we wszystkich płatach stercza poprzez spontaniczną aktywację transgenu p450 CYP1A1-rekombinazy Cre (AhCre)[67]. Homozygotyczne samce Lkb-/+ z ekspresją AhCre miały skrócony czas przeżycia, ze 100% przerostem stercza i w 83% wewnątrznabłonkową neoplazją przedniego płata stercza (PIN) w wieku 2-4 miesięcy.
Analiza molekularna polipów jelita u myszy Lkb+/- wykazała w nich podwyższone poziomy białka cyklooksygenazy-2 (COX-2). Indukcja COX-2 zaangażowana jest w tworzenie guzów i ich progresję. Innym znaleziskiem w polipach myszy Lkb+/- było obniżenie poziomów zewnątrzkomórkowo regulowanej kinazy (ERK1/ERK2). Ekspresja genu cyklooksygenazy-2 jest regulowana przez ERK1/ERK2, jednak mechanizm w którym LKB1 wpływa na ERK1/ERK2 i (lub) COX-2 nie jest wyjaśniony.
Zobacz więcej w osobnym artykule: Zespół Peutza-Jeghersa.Mutacje LKB1 stwierdza się u blisko 100% pacjentów z zespołem Peutza-Jeghersa z dodatnim wywiadem rodzinnym w kierunku zespołu i u około 90% chorych bez krewnych z PJS. PJS jest jak dotąd jedynym zespołem wrodzonej predyspozycji do nowotworów, w którym mutacje germinalne powodują utratę aktywności enzymatycznej kinazy serynowo-treoninowej. Początkowo mutacje wykrywano u 35-70% pacjentów z PJS, każąc przypuszczać, że ta jednostka chorobowa może mieć zróżnicowaną etiologię. Badania w kierunku mutacji w genach kandydackich (kodujących STRADα i MO25α) nie wykazały jednak żadnych mutacji w tych loci[69][70], a upowszechnienie technik wykrywania dużych delecji w obrębie LKB1 przy użyciu MLPA pozwoliło wykryć mutacje genu u niemal wszystkich chorych[71][72][73][74].
Część mutacji dotyczy C-końcowego obszaru genu niekodującego domeny kinazowej. Łącznie, znanych jest obecnie 175 mutacji związanych z PJS, w tym:
Mutacje LKB1stwierdza się też, chociaż dość rzadko, w nowotworach jako mutacje sporadyczne (niegerminalne). W jednej pracy wykazano, że mutacje LKB1 występowały w 1/3 sporadycznych gruczolakoraków oskrzeli[76].
W jednej pracy zasugerowano, że polimorfizmy w genach LKB1 i CRTC2 (TORC2) mogą mieć wpływ na szlak LKB1-AMPK-TORC2 i mają słaby, ale istotny statystycznie związek z zapadalnością na cukrzycę typu 2 w populacji japońskiej. Badany SNP w genie LKB1 to rs741765[77].
| Mutacja | Obszar genu | Fenotyp | HMGD | Przypisy | |
|---|---|---|---|---|---|
| cDNA | Aminokwasy | ||||
| c.40G>A | p.E14K | Ekson 1 | CvC | [78] | |
| c.145T>G | p.Y49D | Ekson 1 | MM | [79][80] | |
| c.196G>A | p.V66M | Ekson 1 | CvC | [78] | |
| c.200T>C | p.L67P | Ekson 1 | PJS | CM981864 | [2][81] |
| c.T>G | p.L67R | Ekson 1 | PJS | CM011960 | [82] |
| c.232A>G | p.K108R | Ekson 2 | PJS | CM991152 | [82] |
| c.373G>C | p.G135R | Ekson 3 | MM | [79][83] | |
| c.407T>G | p.M136R | Ekson 3 | PJS | CM011963 | [82] |
| c.470T>C | p.F157S | Ekson 4 | PJS | CM991154 | [56] |
| c.479T>C | p.L160P | Ekson 4 | CvC | [78] | |
| c.484G>A | p.D162N | Ekson 4 | PJS | CM044073 | [84][85] |
| c.488G>A | p.G163D | Ekson 4 | PJS TC |
CM044074 | [84][86][87] |
| c.490C>A | p.L164M | Ekson 4 | PJS | CM044075 | [84][85] |
| c.T>G | p.L167R | Ekson 4 | PJS | CM055545 | [71] |
| c.509A>C | p.Q170P | Ekson 4 | PJS | CM041080 | [81] |
| c.511G>A | p.G171S | Ekson 4 | CA CC |
[88] | |
| c.526G>A | p.D176N | Ekson 4 | PJS | CM981867 | [89] |
| c.530T>A | p.I177N | Ekson 4 | PJS | CM021341 | [90] |
| c.541A>T | p.N181Y | Ekson 4 | PJS | CM991155 | [56] |
| c.541A>G | p.N181E | Ekson 4 | PJS | [81] | |
| c.542A>C | p.N181T | Ekson 4 | PJS | CM002108 | [91] |
| c.545T>C | p.L182P | Ekson 4 | PJS | CM011964 | [82] |
| c.580G>A | p.D194N | Ekson 4 | PJS | CM991156 | [84][85] |
| c.581A>T | p.D194V | Ekson 4 | LC | [86] | |
| c.580G>T | p.D194Y | Ekson 4 | MM | [92] [93] | |
| c.595G>A | p.E199K | Ekson 4 | CC | [88] | |
| c.622G>A | p.D208N | Ekson 5 | CC | [88] | |
| c.644G>A | p.G215D | Ekson 5 | CC | [88] | |
| c.688A>C | p.T230P | Ekson 5 | PJS | CM041081 | [81] |
| c.691T>C | p.F231L | Ekson 5 | CvC | [78] | |
| c.694T>C | p.S232P | Ekson 5 | PJS | CM001344 | [94] |
| c.717G>C | p.W239C | Ekson 5 | PJS | CM022255 | [95][96] |
| c.725G>A | p.G242E | Ekson 5 | PJS | CM012193 | [82][85] |
| c.724G>T | p.G242W | Ekson 5 | PJS | CM011965 | [82] |
| c. | p.G242V | Ekson 5 | [82] | ||
| c.T>G | p.L245R | PJS | CM051652 | [97] | |
| c.751G>A | p.G251S | Ekson 6 | PJS | CM981868 | [98] |
| c.767A>C | p.E256A | Ekson 6 | PJS | CM001345 | [94] |
| c. | p.H272Y | [99] | |||
| c.842C>T | p.P281L | Ekson 6 | OC CC HCC |
[100][88][101] | |
| c.890G>A | p.A297K | Ekson 7 | PJS | CM991158 | [84] |
| c.891G>T | p.A297S | Ekson 7 | PJS | CM001792 | [99] |
| c.910C>T | p.R304W | Ekson 7 | PJS | CM981870 | [98] |
| c. | p.R304P | PJS | CM055544 | [71] | |
| c.916C>T | p.H306Y | Ekson 7 | PJS | CM001793 | [99] |
| c.924G>T | p.W308C | Ekson 8 | PJS | CM981871 | [89] |
| c.941C>A | p.P314H | Ekson 8 | CC | [98] | |
| p.G315S | [95] | ||||
| c.971C>T | p.P324L | Ekson 8 | GC | CM001346 | [102][94] |
| c.1062C>G | p.F354L | Ekson 8 | PJS CC |
CM041082 | [103][88][104] |
| c.1100C>T | p.T367M | Ekson 8 | CC | [88] | |
| Mutacja | Obszar genu | Fenotyp | HMGD | Przypisy | |
|---|---|---|---|---|---|
| cDNA | Aminokwasy | ||||
| c.37C>T | p. | PJS | [85] | ||
| c.49C>A | p. | PJS | [105] | ||
| c.108C>A | p.Y36X | Ekson 1 | PC | [106][107] | |
| c.109C>T | p.Q37X | Ekson 1 | LC (A549, H460) PJS |
[76] | |
| c.130A>T | p.K44X | Ekson 1 | LC | [76] | |
| p.52X | [82] | ||||
| c.169G>T | p.E57X | Ekson 1 | PJS | [2][108] | |
| c.180C>G | p.Y60X | Ekson 1 | PJS LC |
[82][2] | |
| c.180C>A | p.Y60X | Ekson 1 | PJS | [109] | |
| c.208G>T | p.E70X | Ekson 1 | PJS | [85][2] | |
| c.250A>T | p.K84X | Ekson 1 | PJS | [2][56][110][111] | |
| c.256C>T | p.R86X | Ekson 1 | PJS | [84] | |
| c.298C>T | p.Q100X | Ekson 1 | PJS | CM991151 | [84] |
| c.354C>A | p.Y118X | Ekson 2 | PJS | CM011961 CM051649 |
[109][82] |
| c.368G>T | p.E120X | Ekson 2 | LC | [112] | |
| c.369C>A | p.C132X | Ekson 3 | PJS | CM011962 | [82] |
| c.409C>T | p.Q137X | Ekson 3 | PJS | [113][81] | |
| c.454C>T | p.Q152X | Ekson 3 | PJS | [85][56] | |
| c.508C>T | p.Q170X | Ekson 4 | PJS MM |
[92][114][115] | |
| p.208X | PJS | [100] | |||
| c.630C>A | p.C210X | Ekson 5 | LC | [76] | |
| c.658C>T | p.Q220X | Ekson 5 | PJS | [56][110] | |
| c.667G>T | p.E223X | Ekson 5 | LC | [76] | |
| c.738C>G | p.Y246X | Ekson 6 | PJS | CM041862 | [116][117][118] |
| c.759C>T | p.Y253X | Ekson 6 | PJS | [1][119] | |
| c.766G>A | p.E256X | Ekson 6 | PJS | [120] | |
| c.923G>A | p.W308X | Ekson 8 | PJS | [56] | |
| c.996G>A | p.W332X | Ekson 8 | LC (H23) |
[76] | |
| c.1246A>T | p.K416X | Ekson 8 | PJS | [109] | |
| Mutacja | Obszar genu | Fenotyp | HMGD | Przypisy | |
|---|---|---|---|---|---|
| cDNA | Aminokwasy | ||||
| c.1-433[121] | Brak | Ekson 1-9 | PJS | ||
| Δ5'UTR+EX1 | PJS | ||||
| EX2+3 | Ekson 2-3 | PJS | |||
| EX2-10 | Ekson 2-10 | PJS | |||
| c.151_168del18 &c.150_151ins6 |
50-53del | Ekson 1 | PJS | [89] | |
| c.155_157delGGG | G52del | Ekson 1 | PJS | [82] | |
| 107-109del | PJS | [109] | |||
| L137-V173del | PJS | ||||
| L137-140del | PJS | [56] | |||
| 166-173del | PJS | [95] | |||
| 175-176del | PJS | [98] | |||
| c.739_741del3 | 247del | Ekson 6 | PJS | CD982958 | [117] |
| c.908del9 | 303-306del | Ekson 7 | PJS | CD982964 | [2][122] |
| c.Δ98-155 (174-BP DEL) | PJS | CG984472 | [2] | ||
| 156-307del | PJS | [1] | |||
| EX8+9 | PJS | ||||
| I303-E305del | PJS | ||||
| D330-W332 | PJS | ||||
| Mutacja | Obszar genu | Fenotyp | Przypisy | |
|---|---|---|---|---|
| cDNA | Aminokwasy | |||
| c.111delG | fs 37, trunc 57 | Ekson 1 | PJS | [123] |
| c.111_112insGC | fs 38, trunc | Ekson 1 | PJS | [117] |
| c.117_118insGC | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [110] |
| c.125_137del13 | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [124] |
| c.153_157insGG | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [84] |
| c.157_158insG | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [125] |
| c.157_158insGG | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [81] |
| c.158delA | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [56] |
| c.165_175del11 | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [84] |
| c.169_170insG | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [2] |
| c.169delG | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [82] |
| c.197_198insT | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [84] |
| c.197_225 del29 | fs, trunc | Ekson 1 | PJS | [2] |
| c.291_1054del762&ins8 | fs, trunc | Eksony 2-8 | PJS | [126] |
| c.321-326del6 | fs, trunc | Ekson 2 | PJS | [109] |
| c.335_337del3 | fs, trunc | Ekson 2 | PJS | [127] |
| c.350_351insTTTG | fs, trunc | Ekson 2 | PJS | [82] |
| c.368_370del3 | fs, trunc | Ekson 2 | PJS | [127] |
| c.410_418del9 | fs, trunc | Ekson 2 | PJS | [56] |
| c.418delC | fs 140, trunc | Ekson 3 | PJS | [110][117][81] |
| c.426_428delCGT | fs, trunc | Ekson 3 | PJS | [127] |
| c.429_430insAGCGT | fs, trunc | Ekson 3 | PJS | [81] |
| c.436_437delAA | fs, trunc | Ekson 3 | PJS | [81] |
| c.456_479del23 | fs 152, trunc | Ekson 3 | PJS | [95] |
| c.464_465insG | fs, trunc | Ekson 3 | PJS | [84] |
| c.474_480del7 | fs, trunc | Ekson 4 | PJS | [124] |
| c.516_517insT | fs, trunc | Ekson 4 | PJS | [124] |
| c.528delC | fs 176, trunc | Ekson 4 | PJS | [109] |
| c.567_191dup | fs, trunc | Ekson 4 | PJS | [123] |
| c.571_572insA | fs, trunc | Ekson 4 | PJS | [81] |
| c.574_575insA | fs, trunc | Ekson 4 | PJS | [89] |
| c.604_623del20 | fs, trunc | Ekson 5 | PJS | [56] |
| c.637_671del5 | fs 216, trunc 264 | Ekson 5 | PJS | [82] |
| c.644_645insG | fs, trunc | Ekson 5 | PJS | [123] |
| c.650delC | fs 217, trunc | Ekson 5 | PanC | [128] |
| c.666delC | fs 222, trunc 286 | Ekson 5 | PJS | [82][123] |
| c.716_719delGGTC | fs 240, trunc 285 | Ekson 5 | PJS | [1][129] |
| c.718_719insA | fs, trunc | Ekson 5 | PJS | [85] |
| c.733_735delC | fs 245, trunc | Ekson 5 | PJS | [117] |
| c.744delC | fs 248, trunc | Ekson 6 | PJS | [82] |
| c.747_760del14 | fs, trunc | Ekson 6 | PJS | [56] |
| c.753delT | fs 251, trunc | Ekson 6 | PJS | [82] |
| c.773_780del8 | fs 263, trunc | Ekson 6 | PJS | [56] |
| c.788_791del4 | fs 262, trunc | Ekson 6 | PJS | [98][123] |
| c.790_793del4 | fs, trunc | Ekson 6 | PJS | [82] |
| c.815_816insA | trunc | Ekson 6 | PJS | [127] |
| c.830_832delCT | fs, trunc | Ekson 6 | PJS | [2] |
| c.842delC | fs, trunc | Ekson 6 | PJS | [117][130][109][56][82] |
| c.842_843insC | fs, trunc | Ekson 6 | PJS | [110][117][81][113] |
| c.843delG |
fs 281 | Ekson 6 | PJS | [1][131] |
| c.842_844delCGC | fs, trunc | Ekson 6 | PJS | [127] |
| c.844_845insC | fs, trunc | Ekson 6 | PJS | [99] |
| c.844delC | fs, trunc | Ekson 6 | PJS | [132] |
| c.del890G | fs 297, trunc 334 | PJS | [133][134] | |
| c.903delG | fs 302, trunc | Ekson 7 | PJS | [89] |
| c.910delC | fs, trunc | Ekson 7 | PJS | [84] |
| c.914delA | fs 305, trunc | Ekson 7 | PJS | [56] |
| c.921_1108del188 | fs 307, trunc | Ekson 8 | PJS | [2] |
| c.958_959del2&insT | fs, trunc | Ekson 8 | PJS | [82] |
| c.959_960insT | fs, trunc | Ekson 8 | PJS | [81] |
| c.972_976del5 | fs, trunc | Ekson 8 | PJS | [99] |
| c.989_997del9 | fs, trunc | Ekson 8 | PJS | [110] |
| c.989_990insC | fs, trunc | Ekson 8 | PJS | [84] |
| c.1024_1025insG | fs, trunc | Ekson 8 | PJS | [94] |
| Ekson | Mutacja | Fenotyp | HMGD | Przypisy |
|---|---|---|---|---|
| Ekson 1 | c.IVS1+1G>A | PJS | CS012223 | [82][95] |
| Ekson 1 | c.IVS1+AG>C | PJS | ||
| Ekson 1 | c.IVS1-2A>G | PJS | CS991505 | [84] |
| Ekson 1 | c.IVS3-1G>A | PJS | [1][135] | |
| Ekson 3 | c.IVS3-2A>G | PJS | CS012224 | [82] |
| Ekson 4 | c.IVS4+1G>C | PJS | ||
| Ekson 4 | c.IVS4-2A>T | PJS | CS012225 | [82] |
| Ekson 4 | c.IVS4 del14 | PJS | ||
| Ekson 5 | c.IVS5+1G>A | PJS | CS012227 | [82] |
| Ekson 5 | c.IVS5-1G>A | PJS | ||
| Ekson 5 | c.IVS5-10G>A | PJS | CS044094 | [85] |
| Ekson 6 | c.IVS6 del52 | PJS | ||
| Ekson 6 | c.IVS6+2T>C | PJS | CS044095 | [85] |
| Ekson 6 | c.IVS6+3G>C | PJS | CS001846 | [99] |
| Ekson 7 | c.IVS7+1delG | PJS | ||
| Ekson 8 | c.IVS8-2A>G | PJS | CS032716 | [127] |
Objaśnienia skrótów: PJS – zespół Peutza-Jeghersa; CvC – rak szyjki macicy; LC – rak płuca; PanC – rak trzustki; MM – czerniak złośliwy; TC – rak jądra; OC – rak jajnika; CC – rak jelita grubego; GC – rak żołądka; BC – rak dróg żółciowych; fs – frameshift (przesunięcie ramki odczytu); trunc – truncation (skrócenie genu); HMGD – Human Gene Mutation Database.
Obecnie nie ma zatwierdzonych leków, które znajdowałyby zastosowanie w leczeniu PJS; rutynowo, prowadzenie pacjentów z rozpoznaną chorobą opiera się na wykonywanych w odstępach dwuletnich endoskopiach dolnego i górnego odcinka przewodu pokarmowego. Często niezbędna jest interwencja chirurgiczna w związku z niedrożnością jelita wywołaną przez polipy. Odkrycie etiologii schorzenia i nowe informacje na temat komórkowych działań kinazy LKB1 pozwoliły zaproponować trzy grupy leków w eksperymentalnej terapii PJS:
Jak wspomniano wcześniej, w polipach myszy Lkb+/- i pacjentów z PJS stwierdzono podwyższony poziom cyklooksygenazy-2 (COX-s). Wcześniej dowodzono korzyści ze stosowania koksybów u pacjentów z rakiem jelita grubego. U myszy Lkb+/- stosowanie celekoksybu pozwoliło zmniejszyć wielkość polipów, w krótkoterminowym pilotażowym badaniu klinicznym u pacjentów z PJS w dwóch na sześć przypadków opisano odpowiedź na leczenie celekoksybem[136]. Dane te zachęcają do dalszych badań nad skutecznością wybiórczych inhibitorów COX-2 u pacjentów z PJS, jednak w związku z działaniami niepożądanymi koksybów randomizowane długoterminowe badania kliniczne zostały wstrzymane.
Metformina jest skutecznym i szeroko stosowanym lekiem w terapii cukrzycy typu 2. Wiadomo, że wpływa na aktywację AMPK[137][138], jednak dokładny mechanizm działania leku nie został sprecyzowany i obserwacje różnych autorów[139][140][141] wydają się być sprzeczne[62]. Dowiedziono w badaniach na hodowlach komórek, że fenformina (analog metforminy) wymaga prawidłowego białka Lkb1 by wywierać swoje działanie[9]. Zaproponowano, że metformina przez aktywację szlaku AMPK mogłaby być korzystna w zapobieganiu wzrostowi polipów hamartomatycznych, w których inaktywowany jest (przypuszczalnie) jeden z alleli LKB1[62].
Wiadomo, że w hamartomatycznych polipach Lkb+/- i fibroblastach Lkb1-/- szlak kinazy mTOR ulega dysregulacji[142]. Dowiedziono skuteczności rapamycyny (sirolimusu) w leczeniu polipowatości w mysim modelu PJS[143]. W toku są badania kliniczne z zastosowaniem rapamycyny u pacjentów z nowotworami[144], z innymi uwarunkowanymi genetycznie chorobami z zaburzeniem szlaku mTOR: stwardnieniem guzowatym[145] i limfangioleiomiomatozą[146], a w przygotowaniu, także u pacjentów z polipowatością jelit na tle PJS.