Das Rho-Protein gehört zu einer Unterfamilie der kleinen G-Protein-Superfamilie. Bisher wurden mehr als 20 Mitglieder der Rho-Familie gefunden. Je nach Homologiegrad und Funktion der Sequenz wird sie in vier Kategorien unterteilt: RhoA, Racl, Cdc42 und Mangel an GTPase-Aktivität. Fünfzehn Rho-Proteine wurden identifiziert und in drei Unterfamilien unterteilt. Die erste enthält Rho (A, B, C), die zweite enthält Rnd 1-3 und die dritte enthält Rac 1-3, RhoG, Cdc42Hs, Rho/TTF, TC10 und Chp. Rho fungiert als molekularer Schalter, der verschiedene intrazelluläre Signalwege wie ACK, PAK, MEKKs ROCK abschalten kann. Rho ist aktiv, wenn es an GTP gebunden ist, und inaktiv, wenn es an GDP gebunden ist. Es ist auch bekannt, dass es an vielen physiologischen Aktivitäten beteiligt ist, einschließlich Zellmigration, Adhäsion, Zytokinese, Proliferation, Differenzierung und Apoptose, und die Zelltransformation in größerem Maße fördert.

Abbildung 1. Rho-Protein.

Einführungen

Rho-Familienproteine sind die frühesten klonierten Proteine in der Ras-Superfamilie. Sie sind eine Gruppe von Guanosintriphosphat (GTP)-bindenden Proteinen mit einer relativen Molekülmasse von etwa 20 bis 25 kD. Sie haben GTPase-Aktivität. Als Rho GTPase bezeichnet, spielt Rho GTPase eine wichtige Rolle bei der Regulation der Rekombination des Zytoskeletts. Neuere Studien haben gezeigt, dass Rho GTPase in einer Vielzahl von bösartigen Tumoren hoch exprimiert wird und eng mit Tumorentstehung, Invasion und Metastasierung verbunden ist.

Rho GTPase und Tumorinvasion und -metastase

Die Bewegung von Tumorzellen im Matrix besteht aus 4 wechselseitigen Schritten, nämlich der Bildung und Verlängerung der Pseudopodien im Kopf, der Etablierung neuer Adhäsionsstellen, der Kontraktion des Zellkörpers und dem Rückzug des Schwanzes. Vor der Migration. Die molekularen Mechanismen, die diesen Prozess präzise regulieren, sind sehr komplex und beinhalten mehrere intrazelluläre Signaltransduktionswege. Unter den mehreren Signal-Kaskaden-Antwortwegen sind Rho GTPasen, insbesondere RhoA, Rac1 und Cdc42, Schlüsselregulatoren. Sie sind hauptsächlich an der Regulierung der Zellmorphologie, der Zell-Matrix-Adhäsion und der Rekonfiguration des Zytoskeletts beteiligt und regulieren den Transferprozess der Tumorzellinvasion.

Reorganisation des Zytoskeletts

Die kontinuierliche Bewegung von eindringenden und metastasierenden Tumorzellen hängt von der Kontraktion der Spannungsfaser und der Verlängerung der Aktinfilamente ab, um Energie bereitzustellen. Rho GTPase kann Energie für die Zellmigration bereitstellen, indem es die Reorganisation des Zytoskeletts reguliert. Spannungsfaser ist eine stabile, parallel angeordnete Mikrofaserstruktur in eukaryotischen Zellen. Sie besteht aus Aktin, Myosin, Tropomyosin usw. Die Kontraktionskraft, die durch die relative Bewegung von Myosin erzeugt wird, ist die treibende Kraft für die Zellmigration. Die Hauptquelle. Rho und sein nachgeschaltetes Rho-assoziiertes Coiled-Coil-bildendes Protein-Kinase (ROCK) können das Phosphorylierungsniveau der Myosin-Leichtkette (MLC) erhöhen und die Kontraktion der Aktin-Myosin-Kraft erhöhen, was die Zellmigration im ECM fördert. ROCK ist ein wichtiges Effektormolekül, das nachgeschaltet zu Rho wirkt, einschließlich Rho-Kinase und p160 ROCK. Aktiviertes ROCK erhöht das Phosphorylierungsniveau von MLC über zwei Wege. Einerseits phosphoryliert ROCK sein Substrat, Myosin-Leichtketten-Phosphatase (MLCP), und die Myosin-bindende Untereinheit (MBS), während es die Phosphatase-Aktivität von MLCP hemmt und die Hydrolyse von MLC-Phosphatgruppen reduziert; andererseits kann ROCK MLC direkt phosphorylieren und das Phosphorylierungsniveau von MLC erhöhen, wodurch die kontraktile Kraft, die durch die Vernetzung mit Aktinfilamenten erzeugt wird, erhöht wird. Die Hemmung des Rho/Rock-Wegs kann die Kontraktion und Zellinvasion der Spannungsfasern von Tumorzellen hemmen. Dominant aktive p160 ROCK-plasmid-transfizierte humane Ovarialkarzinomzellen haben eine stärkere Fähigkeit zur Invasion und Migration, während die Fähigkeit von p160 ROCK-Krebszellen, die mit Antisense-Oligonukleotiden behandelt wurden, zur Invasion und Migration signifikant reduziert werden kann. Rho kann auch auf ein weiteres nachgeschaltetes wichtiges Effektormolekül, das mDia (Mammalian Diaphanous related protein)-Protein, wirken. Aktiviertes mDia-Protein kann Aktinmonomere an die Enden von Aktinfilamenten anlagern, die Bindung von Kappenproteinen verhindern, die Verlängerung von Aktinfilamenten induzieren und die Zellmigration unterstützen.

Referenz

1. Leung T; et al. The p160 RhoA-binding kinase ROK alpha is a member of a kinase family and is involved in the reorganization of the cytoskeleton. Molecular and Cellular Biology. 1996, 16 (10): 5313-27.