آزمایش Cyclin D1 | سیکلین D1 | لنفوم سلول گوشته (MCL) | mantle cell

دکتر فرزاد باباخانی
آخرین بروزرسانی
22 آبان 1402
آخرین بروزرسانی
22 آبان 1402
آزمایش Cyclin D1 | سیکلین D1 | لنفوم سلول گوشته (MCL) | mantle cell

Cyclin D1 پروتئینی است که نقش مهمی در تنظیم چرخه سلولی ایفا می کند، که فرآیند رشد، تقسیم و تکثیر سلول ها است. این یکی از اعضای خانواده پروتئین های سیکلین است که تنظیم کننده های کلیدی پیشرفت چرخه سلولی هستند.

اختلالات در بیان یا عملکرد Cyclin D1 می تواند پیامدهای قابل توجهی برای کنترل چرخه سلولی داشته باشد و اغلب با بیماری های مختلف از جمله سرطان همراه است. بیان بیش از حد Cyclin D1 در بسیاری از انواع سرطان مانند سرطان سینه، لنفوم سلول گوشته (MCL) و سرطان مری مشاهده می شود. این بیان بیش از حد می تواند منجر به تکثیر سلولی کنترل نشده شود و به رشد تومور کمک کند.

چرا آزمایش Cyclin D1 درخواست می شود؟

آزمایش Cyclin D1 برای اهداف مختلفی درخواست می شود، در درجه اول در زمینه تشخیص پزشکی، تحقیقات و مدیریت سرطان. در اینجا چند دلیل متداول وجود دارد که چرا ممکن است آزمایش Cyclin D1 درخواست شود:

  • تشخیص و طبقه بندی سرطان: بیان بیش از حد Cyclin D1 با انواع مختلفی از سرطان ها از جمله سرطان سینه، لنفوم سلول گوشته (mantle cell) و سرطان مری مرتبط است. آزمایش بیان Cyclin D1 می تواند به پاتولوژیست ها و انکولوژیست ها در تشخیص و طبقه بندی تومورها بر اساس ویژگی های مولکولی آنها کمک کند. به عنوان مثال، بیان بیش از حد Cyclin D1 یک علامت مشخصه لنفوم سلول گوشته (mantle cell) است.
  • شاخص پیش آگهی: سطوح بیان سیکلین D1 می تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد پیش آگهی برخی سرطان ها ارائه دهد. در برخی موارد، سطوح بالای بیان Cyclin D1 ممکن است با رفتار تومور تهاجمی تر و نتایج ضعیف تر همراه باشد. اطلاعات پیش آگهی به هدایت تصمیمات درمانی و مدیریت بیمار کمک می کند.
  • تصمیمات درمانی: بیان سیکلین D1 می تواند بر استراتژی های درمانی تأثیر بگذارد. برخی از درمان های هدفمند به طور خاص از عملکرد Cyclin D1 و مسیرهای مرتبط با آن جلوگیری می کنند. آگاهی از وضعیت Cyclin D1 می تواند به انکولوژیست ها در انتخاب گزینه های درمانی مناسب، از جمله درمان های هدفمند، شیمی درمانی یا سایر مداخلات کمک کند.
  • مانیتور پاسخ به درمان: برای بیمارانی که تحت درمان سرطان هستند، نظارت بر سطوح Cyclin D1 در طول زمان می تواند بینشی در مورد اثربخشی درمان ارائه دهد. تغییرات در بیان Cyclin D1 ممکن است نشان دهد که آیا درمان تأثیر مطلوبی بر رشد و پیشرفت تومور دارد یا خیر.
  • تحقیق: Cyclin D1 یک بازیکن کلیدی در تنظیم چرخه سلولی است و اختلال در تنظیم آن به بیماری های مختلف و نه فقط سرطان کمک می کند. محققانی که در حال مطالعه بر روی کنترل چرخه سلولی، زیست‌شناسی مولکولی و زمینه‌های مرتبط هستند، اغلب از تست Cyclin D1 برای بررسی فرآیندهای سلولی و درک مکانیسم‌های مولکولی زمینه‌ساز بیماری‌ها استفاده می‌کنند.
  • تأیید تشخیص: در برخی موارد، آزمایش Cyclin D1 می تواند به تایید تشخیص بیماری های خاص کمک کند. به عنوان مثال، در مورد لنفوم سلول گوشته، تایید وجود بیان بیش از حد Cyclin D1 می تواند به تشخیص قطعی این زیرگروه لنفوم کمک کند.

توجه به این نکته مهم است که دلایل خاص درخواست آزمایش Cyclin D1 می تواند بر اساس سابقه پزشکی، علائم و بیماری مشکوک یا تایید شده بیمار متفاوت باشد. آزمایش Cyclin D1 معمولاً در آزمایشگاه‌های تخصصی مجهز به تشخیص مولکولی و تست پاتولوژی انجام می‌شود. نتایج آزمایش به درک جامعی از وضعیت بیمار کمک می کند و تصمیمات پزشکی مناسب را راهنمایی می کند.

چه زمانی آزمایش Cyclin D1 بایستی انجام شود؟

آزمایش Cyclin D1 معمولاً فقط بر اساس علائم خاص انجام نمی شود. درعوض، معمولاً به عنوان بخشی از یک کار تشخیصی جامع هنگامی که مشکوک به انواع خاصی از سرطان ها یا سایر شرایط پزشکی است که شامل ناهنجاری در تنظیم چرخه سلولی است، تجویز می شود. تصمیم برای انجام آزمایش Cyclin D1 عموماً توسط یک متخصص پزشکی مانند متخصص انکولوژی، هماتولوژیست یا پاتولوژیست بر اساس عوامل مختلفی از جمله تاریخچه پزشکی، معاینه فیزیکی، سایر تست های تشخیصی و تظاهرات بالینی بیمار گرفته می شود.

در اینجا چند سناریو وجود دارد که ممکن است آزمایش Cyclin D1 در نظر گرفته شود:

  • وجود لنفادنوپاتی: اگر بیمار با بزرگ شدن غدد لنفاوی (لنفادنوپاتی) مشکوک به لنفوم مراجعه کند، ممکن است آزمایش Cyclin D1 درخواست شود، به خصوص اگر مشکوک به لنفوم سلول گوشته باشد.
  • شک لنفوم سلول گوشته (mantle cell): لنفوم سلول گوشته نوعی لنفوم غیر هوچکین است که با بیان بیش از حد Cyclin D1 مشخص می شود. اگر بیمار علائم و نشانه های منطبق با لنفوم سلول گوشته مانند لنفوم سلول B شامل غدد لنفاوی، طحال یا مغز استخوان را نشان دهد، آزمایش Cyclin D1 ممکن است برای تایید تشخیص انجام شود.
  • تشخیص زیرگروه های سرطان پستان: در برخی موارد سرطان پستان، آزمایش بیان Cyclin D1 ممکن است به عنوان بخشی از کار تشخیصی برای مشخص کردن زیرگروه مولکولی سرطان گنجانده شود. بیان بیش از حد سیکلین D1 ممکن است با انواع خاصی از سرطان پستان مرتبط باشد.
  • تأیید یافته های تشخیصی: اگر آزمایش های تشخیصی دیگر، مانند هیستوپاتولوژی یا پروفایل مولکولی، احتمال دخالت Cyclin D1 را در یک بیماری نشان دهد، ممکن است برای تأیید تشخیص، آزمایش Cyclin D1 درخواست شود.
  • نظارت بر درمان خاص: در مواردی که Cyclin D1 یک هدف درمانی است (مانند لنفوم های خاص)، آزمایش Cyclin D1 ممکن است برای نظارت بر پاسخ به درمان استفاده شود.

تاکید بر این نکته مهم است که تصمیم برای درخواست آزمایش Cyclin D1 باید توسط متخصصان پزشکی واجد شرایط بر اساس ارزیابی جامع وضعیت بالینی بیمار گرفته شود. این آزمایش معمولاً در چارچوب یک استراتژی تشخیصی و درمانی گسترده تر درخواست می شود.

نمونه مورد نیاز برای آزمایش Cyclin D1:

آزمایش Cyclin D1 معمولاً به نمونه بافت نیاز دارد. در اینجا چند نوع نمونه معمولی وجود دارد که می تواند برای آزمایش Cyclin D1 استفاده شود:

  • نمونه های بیوپسی: بیوپسی بافت شامل برداشتن یک قطعه کوچک از بافت از ناحیه مشکوک است. نمونه بیوپسی سپس پردازش و تجزیه و تحلیل می شود تا حضور و سطح بیان Cyclin D1 تعیین شود. این روش معمولاً برای تشخیص سرطان ها و ارزیابی ویژگی های مولکولی آنها استفاده می شود.
  •  آسپیراسیون مغز استخوان یا بیوپسی: برای شرایطی که مغز استخوان را درگیر می کند، مانند لنفوم یا لوسمی، می توان نمونه آسپیراسیون مغز استخوان یا بیوپسی را جمع آوری کرد و از نظر بیان Cyclin D1 آزمایش کرد. این نمونه ها به ویژه برای تشخیص بدخیمی های خونی مفید هستند.
  • نمونه های جراحی: برداشتن جراحی تومور یا بافت آسیب دیده نمونه بزرگتری را برای تجزیه و تحلیل فراهم می کند. جراحان ممکن است این نمونه ها را در طی روش هایی مانند برش تومور یا بیوپسی اندام جمع آوری کنند.
  • بیوپسی غدد لنفاوی: غدد لنفاوی بزرگ شده ممکن است برای تشخیص لنفوم یا سایر شرایط بیوپسی شوند. آزمایش Cyclin D1 می تواند به تایید وجود لنفوم سلول گوشته کمک کند.
  •  نمونه های آسپیراسیون با سوزن ظریف (FNA): در FNA، از یک سوزن نازک برای استخراج سلول ها یا نمونه بافت کوچکی از توده یا تومور استفاده می شود. این روش کم تهاجمی اغلب برای تشخیص توده های سطحی یا قابل لمس استفاده می شود.
  • خطوط سلولی تومور: در تحقیقات آزمایشگاهی و توسعه دارو، رده های سلولی تومور ایجاد شده را می توان کشت و برای مطالعه بیان Cyclin D1 و اثرات آن بر تنظیم چرخه سلولی مورد استفاده قرار داد.
اسلاید

ظروف و نمونه های مورد نظر برای آزمایش Cyclin D1

روش های مختلف جمع آوری نمونه های آزمایشگاه

روش های مختلف جمع آوری نمونه های آزمایشگاه

لوله های آزمایش و ضد انعقادها (Test tubes and Anticoagulants)

لوله های آزمایش و ضد انعقادها (Test tubes and Anticoagulants)

ذخیره سازی نمونه های آزمایشگاهی

ذخیره سازی نمونه های آزمایشگاهی

آمادگی قبل از انجام آزمایش Cyclin D1:

به آمادگی خاصی لازم نیست.

روش های مختلف انجام آزمایش Cyclin D1:

روش ایمونوهیستوشیمی (IHC):

IHC یک روش آزمایشگاهی است که برای تجسم و بومی سازی پروتئین های خاص در نمونه های بافتی استفاده می شود. هنگام آزمایش Cyclin D1 با استفاده از IHC، هدف تعیین حضور و توزیع پروتئین Cyclin D1 در بخش‌های بافتی است. این روش معمولاً در آسیب شناسی و تحقیقات برای تشخیص بیماری ها، مطالعه الگوهای بیان پروتئین و درک ویژگی های مولکولی بافت ها استفاده می شود. روش IHC برای آزمایش Cyclin D1 معمولاً چگونه کار می کند:

  •  آماده سازی نمونه: نمونه های بافت از بیمار جمع آوری شده و با استفاده از فرمالین ثابت می شود تا ساختار آنها حفظ شود. سپس این نمونه‌ها در بلوک‌های پارافینی جاسازی می‌شوند که امکان برش بخش‌های نازک را برای تجزیه و تحلیل فراهم می‌کند.
  • پارافین زدایی و آبرسانی مجدد: بخش‌های نازک (برش‌های) بافت تعبیه‌شده در پارافین بریده شده و روی اسلایدهای شیشه‌ای قرار می‌گیرند. پارافین با استفاده از حلال ها از بخش های بافت خارج می شود و بافت با یک سری شستشوهای الکلی آبرسانی می شود.
  • بازیابی آنتی ژن (اختیاری): در برخی موارد، فرآیند تثبیت فرمالین می تواند آنتی ژن هدف (Cyclin D1) را بپوشاند و آن را کمتر در دسترس آنتی بادی ها قرار دهد. روش‌های بازیابی آنتی‌ژن، مانند بازیابی اپی‌توپ ناشی از گرما، برای از بین بردن نقاب آنتی‌ژن استفاده می‌شود و آن را برای اتصال آنتی‌بادی در دسترس‌تر می‌سازد.
  • مسدود کردن: برای جلوگیری از اتصال آنتی بادی ها به پروتئین های نامربوط، مکان های اتصال غیر اختصاصی در بخش های بافت مسدود می شوند. این امر رنگ‌آمیزی پس‌زمینه را کاهش می‌دهد و ویژگی آزمایش را افزایش می‌دهد.
  • انکوباسیون آنتی بادی اولیه: یک آنتی بادی اولیه مخصوص Cyclin D1 روی بخش های بافتی اعمال می شود. آنتی بادی پروتئین Cyclin D1 را در صورت وجود در بافت تشخیص داده و به آن متصل می شود. اتصال در محلی که Cyclin D1 در آن قرار دارد رخ می دهد.
  • شستشو: آنتی بادی های اولیه متصل نشده از بخش های بافتی شسته می شوند تا هر گونه اضافی حذف شود و اتصال غیر اختصاصی به حداقل برسد.
  • انکوباسیون آنتی بادی ثانویه: یک آنتی بادی ثانویه به بخش های بافت اعمال می شود. این آنتی بادی ثانویه با یک نشانگر تشخیص مانند یک آنزیم یا مولکول فلورسنت نشاندار شده است. آنتی بادی ثانویه به آنتی بادی اولیه متصل می شود و یک مجموعه ساندویچ مانند را تشکیل می دهد.
  • شستشو: آنتی‌بادی‌های ثانویه غیرمجاز برای به حداقل رساندن سیگنال پس‌زمینه و اطمینان از اختصاصی بودن شسته می‌شوند.
  • تجسم: اگر از سیستم تشخیص مبتنی بر آنزیم استفاده شود، یک سوبسترا اضافه می‌شود که با برچسب آنزیمی روی آنتی‌بادی ثانویه واکنش نشان می‌دهد. این واکنش یک محصول رنگی در محل بیان Cyclin D1 تولید می کند. اگر از برچسب فلورسنت استفاده شود، هیچ مرحله اضافی برای تجسم مورد نیاز نیست.
  • آزمایش میکروسکوپی: مقاطع بافتی زیر میکروسکوپ بررسی می شوند و حضور و توزیع پروتئین Cyclin D1 مشاهده و مستند می شود.

نتایج IHC توسط آسیب شناسان و محققان بر اساس الگوی رنگ آمیزی، شدت و توزیع پروتئین Cyclin D1 در بافت تفسیر می شود. یافته‌ها می‌توانند بینش‌های ارزشمندی در مورد حضور و نقش Cyclin D1 در بیماری‌های مختلف، به‌ویژه سرطان‌ها ارائه دهند.

روش هیبریداسیون درجا فلورسانس (FISH):

FISH یک تکنیک سیتوژنتیک مولکولی است که برای تجسم و نقشه‌برداری توالی‌های DNA خاص در سلول‌ها استفاده می‌شود. در زمینه آزمایش Cyclin D1، FISH اغلب برای تشخیص ناهنجاری های ژنتیکی مانند تقویت ژن یا بازآرایی های مربوط به ژن Cyclin D1 استفاده می شود. روش FISH برای آزمایش Cyclin D1 معمولاً چگونه کار می کند:

  •  آماده سازی نمونه: نمونه‌های بافتی، اغلب از نمونه‌های بیوپسی یا سیتولوژی، جمع‌آوری و ثابت می‌شوند تا ساختار سلولی حفظ شود. سلول ها بر روی اسلایدهای میکروسکوپ قرار می گیرند و برای ایجاد محیط مناسب برای هیبریداسیون تحت درمان قرار می گیرند.
  • طراحی پروب: پروب های DNA برای هدف قرار دادن توالی های خاصی از ژن Cyclin D1 طراحی شده اند. برای آزمایش Cyclin D1، پروب معمولاً با رنگ فلورسنت برچسب گذاری می شود. این پروب مکمل ناحیه ژن Cyclin D1 مورد نظر است.
  • هیبریداسیون: پروب DNA نشاندار شده روی نمونه بافت آماده شده روی لام اعمال می شود. پروب در صورت وجود در بافت به دنباله هدف مکمل خود متصل می شود.
  • دناتوراسیون و بازپخت: نمونه بافت و پروب برای دناتوره کردن (جدا کردن) رشته‌های DNA گرم می‌شوند و به پروب تک رشته‌ای اجازه می‌دهند تا به دنباله هدف مکمل خود در نمونه هیبرید شود (آنیل).
  • شستشو: پروب های اضافی و غیر متصل برای حذف هرگونه اتصال غیر اختصاصی شسته می شوند و اطمینان حاصل می شود که فقط سیگنال های هیبریداسیون خاص شناسایی می شوند.
  • تجسم: اسلاید زیر یک میکروسکوپ فلورسانس مجهز به فیلترهای مناسب برای تشخیص سیگنال های فلورسنت ساطع شده توسط پروب های DNA نشاندار شده بررسی می شود. اگر توالی ژن هدف Cyclin D1 وجود داشته باشد و با پروب هیبرید شده باشد، سیگنال های فلورسنت در سلول ها مشاهده می شود.
  •  تجزیه و تحلیل تصویر: تصاویر سیگنال های فلورسنت با استفاده از دوربین میکروسکوپ گرفته می شود. الگوی سیگنال، شدت و مکان درون سلول ها برای تفسیر نتایج تجزیه و تحلیل می شود. نتایج توسط متخصصان، اغلب سیتوژنتیک یا پاتولوژیست تفسیر می شود. الگوهای مختلف سیگنال های فلورسنت ممکن است نشان دهنده تقویت ژن، بازآرایی یا وضعیت طبیعی ژن باشد.
روش Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) را برای انجام آزمایش C-kit یا CD117

روش Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) را برای انجام آزمایش Cyclin D1

FISH به ویژه برای تشخیص تغییرات ژنتیکی در بیماری هایی مانند سرطان مفید است. در مورد آزمایش Cyclin D1، FISH می‌تواند نشان دهد که آیا نسخه‌های اضافی از ژن Cyclin D1 (تقویت ژن) یا بازآرایی‌های ژنتیکی مربوط به Cyclin D1 وجود دارد یا خیر. این ناهنجاری ها می توانند مشخصه انواع خاصی از لنفوم ها و سایر بدخیمی ها باشند.

FISH اطلاعات مکانی با وضوح بالا در مورد مکان ژن در هسته سلول ارائه می دهد و می تواند برای ارزیابی وضعیت ژن در سطح تک سلولی استفاده شود. این یک ابزار مهم برای تشخیص و نظارت بر بیماری های مرتبط با تغییرات ژنتیکی مربوط به ژن Cyclin D1 است.

روش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR):

PCR یک تکنیک آزمایشگاهی پرکاربرد برای تقویت توالی‌های DNA خاص است. هنگام آزمایش Cyclin D1، PCR می‌تواند برای تعیین کمیت مقدار RNA پیام‌ رسان Cyclin D1 (mRNA) در یک نمونه استفاده شود و اطلاعاتی در مورد سطوح بیان ژن ارائه دهد. روش PCR برای آزمایش Cyclin D1 معمولاً چگونه کار می کند:

  • جمع آوری نمونه و استخراج RNA: نمونه های بافتی از بیمار جمع آوری می شود و RNA از این نمونه ها استخراج می شود. RNA نشان دهنده ماده ژنتیکی است که پروتئین ها را کد می کند و شامل mRNA است که بیان ژن ها را منعکس می کند.
  • سنتز cDNA (رونویسی معکوس): RNA استخراج شده با استفاده از آنزیمی به نام ترانس کریپتاز معکوس به DNA مکمل (cDNA) رونویسی معکوس می شود. این cDNA یک کپی از mRNA اصلی را نشان می دهد و می تواند به عنوان یک الگو برای تقویت PCR استفاده شود.
  • طراحی پرایمر: پرایمرها توالی های DNA کوتاهی هستند که برای اتصال اختصاصی به توالی DNA هدف – در این مورد، cDNA مربوط به ژن Cyclin D1 طراحی شده اند. دو پرایمر طراحی شده است – یکی برای هر انتهای توالی cDNA Cyclin D1.
  • تقویت PCR: مخلوط واکنش PCR شامل قالب cDNA، پرایمرهای طراحی شده، آنزیم DNA پلیمراز و بلوک های ساختمانی نوکلئوتیدی (A، T، C و G) می باشد. دستگاه PCR یک سری چرخه دما را طی می کند که شامل دناتوراسیون (دمای بالا برای جداسازی رشته های DNA)، بازپخت (دمای پایین تر برای اتصال پرایمرها) و گسترش (سنتز DNA توسط DNA پلیمراز) می شود.
  • تقویت: با پیشرفت چرخه‌های PCR، DNA پلیمراز رشته‌های DNA جدید مکمل الگوی cDNA Cyclin D1 را سنتز می‌کند و در نتیجه توالی DNA هدف را تقویت می‌کند. تعداد چرخه های مورد نیاز برای انباشته شدن مقدار قابل تشخیص DNA اندازه گیری می شود. این یک تخمین نیمه کمی از مقدار mRNA Cyclin D1 موجود در نمونه اصلی را ارائه می دهد.
  • الکتروفورز ژل یا Real-Time PCR: پس از تقویت PCR، محصولات را می توان با استفاده از ژل الکتروفورز یا Real-time PCR (qPCR) آنالیز کرد. الکتروفورز ژل قطعات DNA تکثیر شده را بر اساس اندازه جدا می کند و حضور و اندازه محصولات PCR را آشکار می کند. Real-time PCR واکنش PCR را در زمان واقعی نظارت می کند و میزان تقویت را در هر سیکل اندازه گیری می کند. این روش داده‌های کمی را فراهم می‌کند و امکان تعیین دقیق‌تر سطوح بیان ژن را فراهم می‌کند.
  • تحلیل داده ها: داده‌های به‌دست‌آمده از الکتروفورز ژل یا Real-time PCR برای تعیین حضور و مقدار mRNA Cyclin D1 در نمونه اصلی تجزیه و تحلیل می‌شوند. روش‌های کمی نسبی اغلب برای مقایسه بیان Cyclin D1 با یک ژن مرجع استفاده می‌شود تا تغییرات کیفیت و کمیت نمونه را در نظر بگیرد.

روش واکنش زنجیره ای پلیمراز رونویسی معکوس (RT-PCR)روش‌های مبتنی بر PCR اطلاعات ارزشمندی در مورد بیان Cyclin D1 در سطح mRNA ارائه می‌کنند و به محققان و پزشکان کمک می‌کنند تا نقش آن را در بیماری‌هایی مانند سرطان درک کنند و به کاربردهای تشخیصی و تحقیقاتی کمک کنند.

چه چیزی در آزمایش Cyclin D1 مورد بررسی قرار می گیرد؟

چرخه سلولی، فرآیند بسیار هماهنگی است که توسط آن سلول ها رشد، تقسیم و تکثیر می شوند، و برای رشد، نگهداری و تولید مثل همه موجودات زنده ضروری است. در قلب این رقص پیچیده Cyclin D1 نهفته است، پروتئینی که نقشی محوری در کنترل پیشرفت سلول ها در مراحل مختلف چرخه سلولی ایفا می کند. سیکلین D1 فراتر از نقش خود در تنظیم چرخه سلولی، به عنوان یک بازیگر مهم در بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی و پاتولوژیک، به ویژه در توسعه سرطان ظاهر شده است.

ژن Cyclin D1 که با نام CCND1 نیز شناخته می شود، در کروموزوم 11 در ناحیه q13.3 قرار دارد. این مکان به طور خاص روی بازوی بلند (بازوی q) کروموزوم 11، در موقعیت 13.3 است.

جایگاه ژنی Cyclin D1

جایگاه ژنی Cyclin D1

پروتوآنکوژن سیکلین D1 یک تنظیم کننده مهم پیشرفت فاز G1 به S در بسیاری از انواع مختلف سلول است. سیکلین D1 همراه با شرکای اتصال خود کیناز 4 و 6 وابسته به سیکلین (CDK4 و CDK6)، کمپلکس‌های فعالی را تشکیل می‌دهد که با فسفریله کردن و غیرفعال کردن پروتئین رتینوبلاستوما (RB) پیشرفت چرخه سلولی را تقویت می‌کند.

چرخه سلولی و Cyclin D1مطالعات جدیدتر نشان داده اند که سیکلین D1 با تنظیم فعالیت چندین فاکتور رونویسی و هیستون داستیلاز (HDAC3) به عنوان تعدیل کننده رونویسی نیز عمل می کند. این فعالیت مستقل از فعالیت CDK4 است. نشان داده شده است که پروتئین سیکلین D1 با نیمه عمر کوتاه (24 دقیقه) ناپایدار است و عمدتاً از طریق پروتئازوم 26S به روشی وابسته به یوبیکوئیتین تجزیه می شود

نقش Cyclin D1

نقش Cyclin D1

در شرایط فیزیولوژیکی طبیعی، Cyclin D1 به شدت تنظیم می شود تا از پیشرفت چرخه سلولی مناسب و سلامت سلولی اطمینان حاصل شود. برای رشد جنین، رشد بافت و بهبود زخم ضروری است. نقش آن به کنترل فرآیندهای تمایز، ترویج بقای سلولی و تنظیم بیان ژن گسترش می یابد. دخالت Cyclin D1 در این فعالیت‌های سلولی متنوع، اهمیت آن را در حفظ هموستاز بافتی و عملکرد مناسب اندام‌ها نشان می‌دهد.

مکانیسم تخریب نقش Cyclin D1

مکانیسم تخریب نقش Cyclin D1

با این حال، هنگامی که تعادل بیان Cyclin D1 مختل شود، می تواند عواقب گسترده ای داشته باشد. بیان بیش از حد Cyclin D1، که معمولاً به دلیل تغییرات ژنتیکی یا اختلال در مسیر سیگنالینگ ایجاد می شود، اغلب در انواع مختلف سرطان مشاهده می شود. این بیان بیش از حد می تواند منجر به تکثیر سلولی کنترل نشده، فرار از مکانیسم های مرگ سلولی و تشکیل تومور شود. قابل ذکر است که Cyclin D1 در سرطان هایی مانند سرطان سینه، سرطان مری و لنفوم سلول گوشته نقش دارد.

لنفوم سلول گوشته (MCL) به عنوان نمونه بارز نقش Cyclin D1 در سرطان برجسته است. MCL با جابجایی مشخصه t(11;14) (q13;q32) مشخص می شود که منجر به بازآرایی ژن Cyclin D1 و بیان بیش از حد متعاقب آن می شود. این تغییر ژنتیکی باعث تقسیم سلولی کنترل نشده در لنفوسیت ها می شود و به ماهیت تهاجمی MCL کمک می کند.

لنفوم سلول گوشته (MCL)

لنفوم سلول گوشته (MCL)

با توجه به نقش اصلی آن در توسعه سرطان، Cyclin D1 توجه قابل توجهی را به عنوان یک هدف بالقوه برای مداخله درمانی به خود جلب کرده است. محققان در حال بررسی استراتژی هایی برای مهار فعالیت Cyclin D1 یا مسیرهای سیگنال دهی پایین دست هستند تا تکثیر سلولی کنترل نشده مشاهده شده در سرطان را متوقف کنند. مهارکننده‌های Cyclin D1 و درمان‌های هدفمند با امید به بهبود نتایج درمانی برای بیماران مبتلا به سرطان‌های مرتبط با Cyclin D1 در حال توسعه هستند.

اهمیت بالینی آزمایش Cyclin D1:

بیان بیش از حد Cyclin D1 در انواع مختلفی از سرطان ها مشاهده می شود و نقش آن در ایجاد و پیشرفت این سرطان ها در واقع مهم است. در اینجا برخی از سرطان هایی که Cyclin D1 در آنها افزایش می یابد و اهمیت آن آورده شده است:

  • سرطان سینه: بیان بیش از حد سیکلین D1 معمولاً در زیرمجموعه ای از سرطان سینه دیده می شود. در پیشبرد چرخه سلولی و ترویج تکثیر سلولی نقش دارد. وجود سطوح بالای Cyclin D1 می تواند به تقسیم سلولی کنترل نشده، که یکی از نشانه های سرطان است، کمک کند. وضعیت Cyclin D1 اغلب به عنوان یک نشانگر مولکولی برای طبقه بندی انواع مختلف سرطان پستان استفاده می شود.
  • لنفوم سلول گوشته (MCL): شاید شناخته شده ترین ارتباط، Cyclin D1 یک نشانگر تعیین کننده MCL باشد. جابجایی کروموزومی t(11;14)(q13;q32) منجر به بازآرایی ژن Cyclin D1 می شود که منجر به بیان بیش از حد می شود. این تغییر ژنتیکی نقش اصلی را در ماهیت تهاجمی MCL ایفا می کند و هم در تشخیص و هم در طبقه بندی استفاده می شود.
  • سرطان مری: در برخی موارد سرطان مری به ویژه کارسینوم سلول سنگفرشی مری، بیان بیش از حد Cyclin D1 مشاهده شده است. این بیان بیش از حد می تواند به افزایش تکثیر سلولی و رشد تومور کمک کند.
  • سرطان کولورکتال: بیان بیش از حد سیکلین D1 با انواع خاصی از سرطان کولورکتال مرتبط است. این با افزایش پیشرفت چرخه سلولی مرتبط است و ممکن است به رشد تومورهای کولورکتال کمک کند.
  • کارسینوم سلول سنگفرشی سر و گردن: بیان بیش از حد سیکلین D1 با ایجاد و پیشرفت کارسینوم سلول سنگفرشی سر و گردن مرتبط است. می تواند بر کنترل چرخه سلولی و رشد تومور در این سرطان ها تأثیر بگذارد.

اهمیت بیان بیش از حد Cyclin D1 در این سرطان ها در نقش آن به عنوان محرک پیشرفت چرخه سلولی و رشد کنترل نشده سلولی است. Cyclin D1 یک تنظیم کننده حیاتی برای انتقال فاز G1 به S در چرخه سلولی است. هنگامی که بیش از حد بیان می شود، می تواند منجر به اختلال در تنظیم طبیعی تقسیم سلولی شود و باعث تکثیر مداوم سلول ها حتی در غیاب سیگنال های رشد مناسب شود.

اهمیت Cyclin D1 فراتر از نقش آن در کنترل چرخه سلولی است. همچنین می تواند بر سایر فرآیندهای سلولی، از جمله تمایز سلولی، آپوپتوز (مرگ برنامه ریزی شده سلولی) و پاسخ های سلولی به آسیب DNA تأثیر بگذارد. این اثرات گسترده تر به تأثیر آن بر توسعه و پیشرفت سرطان کمک می کند.

درک نقش Cyclin D1 در سرطان های خاص پیامدهایی برای تشخیص، پیش آگهی و درمان دارد. بیان بیش از حد آن می تواند به عنوان یک بیومارکر برای انواع خاصی از سرطان عمل کند و می تواند بر تصمیمات درمانی تأثیر بگذارد. محققان به طور فعال در حال بررسی درمان های هدفمند با هدف مهار Cyclin D1 یا مسیرهای سیگنال دهی مرتبط به عنوان استراتژی های بالقوه برای کنترل رشد سرطان هستند.

سوالات متداول

Cyclin D1 چگونه انتقال از فاز G1 به S را تنظیم می کند؟

سیکلین D1 یک تنظیم کننده حیاتی برای انتقال از فاز G1 (gap 1) به فاز S (سنتز) چرخه سلولی است. در طول فاز G1، سلول ها برای همانندسازی DNA آماده می شوند، یک رویداد محوری که در مرحله S رخ می دهد. سیکلین D1 یک کمپلکس با کیناز 4 (CDK4) یا CDK6 وابسته به سیکلین تشکیل می دهد.

این کمپلکس Cyclin D1-CDK پروتئینی به نام پروتئین رتینوبلاستوما (Rb) را فسفریله می کند. Rb با مهار فعالیت فاکتورهای رونویسی معروف به E2F به عنوان یک ترمز بر پیشرفت چرخه سلولی عمل می کند. فسفوریلاسیون Rb توسط کمپلکس Cyclin D1-CDK Rb را غیرفعال می کند و فاکتورهای رونویسی E2F را آزاد می کند.

نقش Cyclin D1سپس E2F بیان ژن های مورد نیاز برای سنتز DNA، شروع فاز S و پیشرفت در چرخه سلولی را تحریک می کند. این آبشار از رویدادها در نهایت منجر به تعهد سلول به تکثیر DNA و تقسیم سلولی می شود.

اعضای خانواده سایکلین که Cyclin D1 به آن ها تعلق دارد کدامند؟

سیکلین D1 متعلق به خانواده پروتئین‌های سیکلین است که شامل سیکلین‌های A، B، D و E می‌شود. سیکلین‌ها زیرواحدهای تنظیمی هستند که به کینازهای وابسته به سیکلین (CDKs) متصل می‌شوند و آن‌ها را فعال می‌کنند و باعث پیشرفت چرخه سلولی در نقاط بازرسی خاص می‌شوند. سیکلین D1، به طور خاص، نقش مهمی در تنظیم فاز G1 ایفا می کند و بر تصمیم برای ورود به فاز S و شروع تکثیر DNA تأثیر می گذارد.

وقتی سیکلین D1 بیش از حد در سلول ها بیان می شود چه اتفاقی می افتد؟

هنگامی که سیکلین D1 بیش از حد در سلول ها بیان می شود، می تواند منجر به تکثیر و رشد سلولی کنترل نشده شود. تعادل طبیعی تنظیم چرخه سلولی مختل می شود و سلول ها ممکن است نقاط بازرسی تنظیمی را که معمولاً از پیشرفت مناسب در چرخه اطمینان می دهند دور بزنند. این بیان بیش از حد اغلب با توسعه سرطان همراه است، زیرا به از دست دادن کنترل بر تقسیم سلولی و تشکیل تومورها کمک می کند.

Cyclin D1 در کدام مرحله از چرخه سلولی بیشتر فعال است؟

سیکلین D1 در مرحله G1 چرخه سلولی بیشترین فعالیت را دارد. عملکرد آن برای هدایت سلول ها از نقطه بازرسی G1 و وارد فاز S است. فعال شدن کمپلکس‌های Cyclin D1-CDK باعث فسفوریلاسیون پروتئین رتینوبلاستوما (Rb) می‌شود و به سلول‌ها اجازه می‌دهد تا از فاز G1 برای شروع همانندسازی DNA در فاز S حرکت کنند.

عوامل خطری که  منجر به بیان بیش از حد Cyclin D1 شامل چه مواردی است؟

بیان بیش از حد سیکلین D1 می تواند ناشی از تغییرات ژنتیکی مختلف، جابه جایی های کروموزومی و اختلالات مسیر سیگنالینگ باشد. به عنوان مثال، جابجایی کروموزومی t(11;14)(q13;q32) یکی از علائم بارز لنفوم سلول گوشته است که منجر به بازآرایی و بیان ژن Cyclin D1 می شود. سایر جهش های ژنتیکی یا رویدادهای سیگنالینگ غیرطبیعی که مسیرهای تنظیم کننده Cyclin D1 را فعال می کنند نیز می توانند به بیان بیش از حد آن کمک کنند.

آیا بیان بیش از حد Cyclin D1 می تواند پیش آگهی را در بیماران سرطانی پیش بینی کند؟

بله، بیان بیش از حد سیکلین D1 می تواند نشان دهنده پیش آگهی در انواع خاصی از سرطان باشد. به عنوان مثال، در سرطان پستان، سطوح بیان سیکلین D1 با انواع مختلف مولکولی مرتبط است و ممکن است اطلاعاتی در مورد تهاجمی تومور و نتایج بیمار ارائه دهد. با این حال، ارزش پیش بینی آن ممکن است بر اساس نوع سرطان و سایر عوامل ژنتیکی و بالینی متفاوت باشد.

ارتباط Cyclin D1 و آپوپتوز سلولی چیست؟

سیکلین D1 به طور سنتی با ترویج آپوپتوز سلولی (مرگ برنامه ریزی شده سلولی) مرتبط نیست. در واقع، بیان بیش از حد آن اغلب از تکثیر سلولی و بقا پشتیبانی می کند. با این حال، تحقیقات نشان داده است که نقش سیکلین D1 در آپوپتوز سلولی ممکن است وابسته به زمینه باشد. در شرایط خاص، می تواند مسیرهای مرگ سلولی را تحت تاثیر قرار دهد، اما نقش اصلی آن در پیشرفت چرخه سلولی است.

چه بیماری های غیر مرتبط با سرطان با اختلال در تنظیم Cyclin D1 مرتبط است؟

در حالی که اختلال در تنظیم سیکلین D1 بیشتر با سرطان مرتبط است، تحقیقات در حال ظهور نشان می دهد که ممکن است در بیماری های غیر سرطانی نیز نقش داشته باشد. به عنوان مثال، سیکلین D1 در شرایطی مانند بیماری های قلبی عروقی، تصلب شرایین، فیبروز و برخی اختلالات خود ایمنی نقش دارد. نقش آن در این زمینه ها ممکن است اثراتی فراتر از تنظیم چرخه سلولی داشته باشد.

عملکرد Cyclin D1 چگونه با رشد طبیعی جنین ارتباط دارد؟

سیکلین D1 برای رشد طبیعی جنین، به ویژه در اندام زایی و تشکیل بافت بسیار مهم است. در تنظیم تکثیر سلولی در طول رشد جنینی شرکت می کند. بیان مناسب آن برای سازماندهی فرآیندهای سلولی که تشکیل بافت‌ها، اندام‌ها و ساختارها را در جنین در حال رشد امکان‌پذیر می‌سازد، ضروری است. اختلال در تنظیم سیکلین D1 در طول رشد می تواند عواقب قابل توجهی برای رشد جنین و تشکیل اندام داشته باشد.

آیا شرایط زندگی می تواند در کاهش یا افزایش Cyclin D1 نقش داشته باشد؟

بله، شرایط زندگی و فاکتورهای سبک زندگی می توانند در تأثیرگذاری بر بیان سیکلین D1 نقش داشته باشند. سطوح سیکلین D1 را می توان تحت تأثیر عوامل مختلف محیطی، رژیم غذایی و شیوه زندگی قرار داد که می تواند به افزایش یا کاهش آن کمک کند. در اینجا به این صورت است:

  • رژیم غذایی: برخی از اجزای رژیم غذایی، مانند مواد شیمیایی گیاهی موجود در میوه ها و سبزیجات، نشان داده شده است که بیان سیکلین D1 را تعدیل می کنند. این فیتوکمیکال ها می توانند اثرات ضد التهابی و آنتی اکسیدانی داشته باشند که بر تنظیم چرخه سلولی تأثیر می گذارد.
  • چاقی: چاقی با التهاب مزمن با درجه پایین و تغییر سیگنال‌های متابولیک همراه است که هر دو می‌توانند بر بیان سیکلین D1 تأثیر بگذارند. بافت چربی خود می تواند عواملی را تولید کند که بر تنظیم چرخه سلولی تأثیر می گذارد، از جمله سیکلین D1.
  • فعالیت بدنی: فعالیت بدنی منظم با تغییرات مطلوب در پروتئین های مرتبط با چرخه سلولی از جمله سیکلین D1 مرتبط است. ورزش می تواند مسیرهای سیگنالینگ مختلفی را تحت تأثیر قرار دهد که بر تکثیر و رشد سلولی تأثیر می گذارد.
  •  سطح هورمون: هورمون هایی مانند انسولین و فاکتور رشد شبه انسولین (IGF) می توانند بر بیان سیکلین D1 تأثیر بگذارند. سطوح بالای انسولین و IGF-1 که می تواند به دلیل رژیم غذایی نامناسب و چاقی رخ دهد، ممکن است بیان سیکلین D1 را تقویت کند.
  • فشار: استرس مزمن و تغییر مسیرهای سیگنال دهی مرتبط با استرس ممکن است بر بیان سیکلین D1 تأثیر بگذارد. استرس می تواند بر پاسخ های هورمونی تأثیر بگذارد که به طور غیرمستقیم بر تنظیم چرخه سلولی تأثیر می گذارد.
  • فاکتورهای محیطی: قرار گرفتن در معرض سموم محیطی، آلاینده ها و مواد شیمیایی مختل کننده غدد درون ریز ممکن است بر بیان سیکلین D1 از طریق مکانیسم های مختلف از جمله برهم زدن تعادل هورمونی تأثیر بگذارد.
  •  الگوهای خواب: الگوهای خواب ضعیف و خواب ناکافی با تغییر پروفایل های بیان ژن، از جمله موارد مربوط به تنظیم چرخه سلولی مرتبط است. این اختلالات به طور بالقوه می تواند بر بیان سیکلین D1 تأثیر بگذارد.
  • مصرف الکل و تنباکو: مصرف بیش از حد الکل و مصرف تنباکو با افزایش استرس اکسیداتیو و التهاب مرتبط است که می تواند بر بیان سیکلین D1 تأثیر بگذارد.
  •  قرار گرفتن در معرض اشعه UV: اشعه ماوراء بنفش نور خورشید می تواند مسیرهای سیگنال دهی را فعال کند که بر پیشرفت چرخه سلولی و ترمیم DNA تأثیر می گذارد و به طور بالقوه بر بیان Cyclin D1 تأثیر می گذارد.

در سایت Mayo Clinic Laboratories در مورد Cyclin D1 بیشتر بخوانید:

سیکلین D1 پروتئینی است که ورود سلول را به چرخه سلولی تنظیم می کند. در بافت های نرمال، سلول های اپیتلیال پایه، سلول های اندوتلیال و سلول های استرومایی اغلب سیکلین D1 مثبت هستند. در نتیجه یک جابجایی شامل ژن cyclin D1 و IgH، t(11;14)، اکثریت قریب به اتفاق لنفوم های سلول گوشته سیکلین D1 را بیش از حد بیان می کنند. این یک ویژگی مفید در طبقه بندی لنفوم های سلول B درجه پایین است.

مطالب مرتبط در متااورگانون:

مورد تایید و بازبینی شده توسط:

دکتر فرزاد باباخانی
برچسب ها:

این مقاله را به دوستان خود معرفی کنید

منابع مقاله

 

Marks PA, Jiang X: Histone deacetylase inhibitors in programmed cell death and cancer therapy. Cell Cycle. 2005, 4 (4): 549-551.

Minucci S, Pelicci PG: Histone deacetylase inhibitors and the promise of epigenetic (and more) treatments for cancer. Nat Rev Cancer. 2006, 6 (1): 38-51. 10.1038/nrc1779

Camphausen K, Burgan W, Cerra M, Oswald KA, Trepel JB, Lee MJ, Tofilon PJ: Enhanced radiation-induced cell killing and prolongation of gammaH2AX foci expression by the histone deacetylase inhibitor MS-275. Cancer Res. 2004, 64 (1): 316-321. 10.1158/0008-5472.CAN-03-2630

Camphausen K, Cerna D, Scott T, Sproull M, Burgan WE, Cerra MA, Fine H, Tofilon PJ: Enhancement of in vitro and in vivo tumor cell radiosensitivity by valproic acid. Int J Cancer. 2005, 114 (3): 380-386. 10.1002/ijc.20774

Camphausen K, Scott T, Sproull M, Tofilon PJ: Enhancement of xenograft tumor radiosensitivity by the histone deacetylase inhibitor MS-275 and correlation with histone hyperacetylation. Clin Cancer Res. 2004, 10 (18 Pt 1): 6066-6071. 10.1158/1078-0432.CCR-04-0537

Kim IA, Shin JH, Kim IH, Kim JH, Kim JS, Wu HG, Chie EK, Ha SW, Park CI, Kao GD: Histone deacetylase inhibitor-mediated radiosensitization of human cancer cells: class differences and the potential influence of p53. Clin Cancer Res. 2006, 12 (3 Pt 1): 940-949. 10.1158/1078-0432.CCR-05-1230

Kim JH, Shin JH, Kim IH: Susceptibility and radiosensitization of human glioblastoma cells to trichostatin A, a histone deacetylase inhibitor. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2004, 59 (4): 1174-1180. 10.1016/j.ijrobp.2004.03.001

Kim MS, Blake M, Baek JH, Kohlhagen G, Pommier Y, Carrier F: Inhibition of histone deacetylase increases cytotoxicity to anticancer drugs targeting DNA. Cancer Res. 2003, 63 (21): 7291-7300.

Ali S, Coombes RC: Endocrine-responsive breast cancer and strategies for combating resistance. Nat Rev Cancer. 2002, 2 (2): 101-112. 10.1038/nrc721

Caldon CE, Daly RJ, Sutherland RL, Musgrove EA: Cell cycle control in breast cancer cells. J Cell Biochem. 2006, 97 (2): 261-274. 10.1002/jcb.20690

Cotelle V, Meek SE, Provan F, Milne FC, Morrice N, MacKintosh C: 14-3-3s regulate global cleavage of their diverse binding partners in sugar-starved Arabidopsis cells. Embo J. 2000, 19 (12): 2869-2876. 10.1093/emboj/19.12.2869

Kisselev AF, Goldberg AL: Proteasome inhibitors: from research tools to drug candidates. Chem Biol. 2001, 8 (8): 739-758. 10.1016/S1074-5521(01)00056-4

Lee DH, Goldberg AL: Proteasome inhibitors: valuable new tools for cell biologists. Trends Cell Biol. 1998, 8 (10): 397-403. 10.1016/S0962-8924(98)01346-4

Ganiatsas S, Dow R, Thompson A, Schulman B, Germain D: A splice variant of Skp2 is retained in the cytoplasm and fails to direct cyclin D1 ubiquitination in the uterine cancer cell line SK-UT. Oncogene. 2001, 20 (28): 3641-3650. 10.1038/sj.onc.1204501

LaBaer J, Garrett MD, Stevenson LF, Slingerland JM, Sandhu C, Chou HS, Fattaey A, Harlow E: New functional actvities for the p21 family of CDK inhibitors. Genes and Development. 1997, 11 (12): 847-862.

Cheng M, Olivier P, Diehl JA, Fero M, Roussel MF, Roberts JM, Sherr CJ: The p21(Cip1) and p27(Kip1) CDK ‘inhibitors’ are essential activators of cyclin D-dependent kinases in murine fibroblasts. Embo J. 1999, 18 (6): 1571-1583. 10.1093/emboj/18.6.1571

Diehl JA, Sherr CJ: A dominant-negative cyclin D1 mutant prevents nuclear import of cyclin-dependent kinase 4 (CDK4) and its phosphorylation by CDK-activating kinase. Mol Cell Biol. 1997, 17 (12): 7362-7374.

این مقاله برای شما مفید بود؟