OMIM Entry – * 611785 – ATP-BINDING CASSETTE, SUBFAMILY B, MEMBER 5; ABCB5

TEXT

ABCB5 patří do nadrodiny integrálních membránových proteinů ABC (ATP-binding cassette). Tyto proteiny se podílejí na ATP-dependentním transmembránovém transportu strukturně různorodých molekul od malých iontů, cukrů a peptidů až po složitější organické molekuly (Chen et al., 2005).

Vyhledáváním v databázi homologů ABCB1 (171050) a následnou RT-PCR RNA z lidských primárních epidermálních melanocytů a buněčné linie maligního melanomu Frank et al (2003) naklonovali ABCB5. Odvozený protein o 812 aminokyselinách má 5 transmembránových šroubovic lemovaných extracelulární i intracelulární ATP-vazebnou doménou. ABCB5 má 54% a 56% aminokyselinovou identitu s ABCB1 a ABCB4 (171060). RT-PCR detekovala ABCB5 v melanocytech a melanomových buňkách, ale ne v mononukleárních buňkách periferní krve nebo v nemelanomových nádorových buněčných liniích. Western blot analýza odhalila v melanocytech a melanomových buňkách endogenní protein ABCB5 o velikosti 89 kD. Průtoková cytometrie prokázala expresi ABCB5 na povrchu buněk transfekovaných buněk karcinomu prsu.

Screeningem knihovny cDNA melanomu Chen et al. (2005) klonovali 2 varianty sestřihu ABCB5, které nazvali ABCB5-alfa a -beta. ABCB5-alfa a -beta se rozcházejí po exonu 6, přičemž ABCB5-alfa obsahuje sedmý exon, který kóduje její 3-primární UTR, a ABCB5-beta obsahuje dalších 14 exonů. Protein ABCB5-alfa o 131 aminokyselinách má vypočtenou molekulovou hmotnost 15 kD. Má signaturní motiv ABC a konsenzuální sekvenci Walker B, ale nemá konsenzuální sekvenci Walker A. Naproti tomu ABCB5-beta má N-koncový ABC signální motiv a Walkerův B motiv, následuje 6 transmembránových domén a C-koncové Walkerovy A, ABC signální a Walkerovy B motivy. RT-PCR zjistila přednostní expresi ABCB5-alfa i -beta v melanomech, bez exprese v normální děloze, plicích nebo placentě. Analýza Northern blot detekovala transkripty ABCB5 o velikosti 2,4 až 7,5 kb v melanomových buňkách, ale ne v žádné ze zkoumaných normálních lidských tkání. RT-PCR prokázala expresi ABCB5-alfa a -beta v normálních melanocytech a ABCB5-beta v buňkách pigmentového epitelu sítnice.

Frank et al. (2003) zjistili, že ABCB5, stejně jako ABCB1, indukuje eflux rhodaminu u transfekovaných buněčných linií karcinomu prsu. ABCB5 byl vysoce exprimován v jednojaderných a vícejaderných lidských epidermálních melanocytech s progenitorovým fenotypem CD133 (PROM1; 604365) pozitivním. Frank et al. (2003) ukázali, že polyploidní ABCB5-pozitivní buňky vznikaly buněčnou fúzí a tento proces byl specificky zesílen blokádou ABCB5. Hybridy vícejaderných buněk daly vzniknout monojaderným potomkům, což dokazuje, že fúze přispívá k růstu a diferenciaci kultury.

Frank et al (2005) ukázali, že ABCB5 je exprimován v klinických maligních melanomech a přednostně označuje podskupinu hyperpolarizovaných nádorových buněk s fenotypem CD133-pozitivních kmenových buněk v kulturách maligních melanomů a klinických melanomů. Blokování ABCB5 pomocí monoklonální protilátky anti-ABCB5 zvrátilo rezistenci k doxorubicinu u buněčné linie melanomu a zvýšilo intracelulární akumulaci doxorubicinu, což naznačuje, že mechanismem rezistence k doxorubicinu u těchto buněk je eflux zprostředkovaný ABCB5. Exprese ABCB5 v panelu nádorových buněčných linií významně korelovala s rezistencí nádoru vůči doxorubicinu.

Schatton et al. (2008) identifikovali subpopulaci nádorových iniciačních buněk obohacenou o buňky iniciující lidský maligní melanom (MMIC) definovanou expresí mediátoru chemorezistence ABCB5 a prokázali, že specifické zacílení na tuto minoritní nádorovou populaci inhibuje růst nádoru. Nádorové buňky pozitivní na ABCB5 zjištěné u pacientů s lidským melanomem vykazovaly primitivní molekulární fenotyp a korelovaly s klinickou progresí melanomu. V sériových xenotransplantačních experimentech mezi lidmi a myšmi měly ABCCB5 pozitivní melanomové buňky větší tumorigenní kapacitu než ABCB5 negativní většinová populace a obnovily klinickou heterogenitu nádoru. Genetické sledování linií in vivo prokázalo specifickou schopnost ABCB5-pozitivních subpopulací k sebeobnově a diferenciaci, protože ABCB5-pozitivní nádorové buňky generovaly jak ABCB5-pozitivní, tak ABCB5-negativní potomstvo, zatímco ABCB5-negativní nádorové populace dávaly v nižší míře vzniknout výhradně ABCB5-nulovým buňkám. V úvodní analýze, jejímž cílem bylo ověřit hypotézu, že MMIC jsou rovněž nezbytné pro růst zavedených nádorů, mělo systémové podávání monoklonální protilátky namířené proti ABCB5, u níž se ukázalo, že je schopna vyvolat na protilátce závislou buněčnou cytotoxicitu u ABCB5 pozitivních MMIC, inhibiční účinky na nádory.

Ksander et al. (2014) prokázali, že ABCB5 označuje limbální kmenové buňky a je nutný pro udržení limbálních kmenových buněk (LSC), vývoj a opravu rohovky. Dále Ksander et al. (2014) prokázali, že perspektivně izolované lidské nebo myší LSC pozitivní na ABCB5 mají výlučnou schopnost plně obnovit rohovku po transplantaci do myší s deficitem LSC v xenogenních nebo syngenních transplantačních modelech. ABCB5 je přednostně exprimován na LSC, které zachovávají značku, u myší a p63-alfa (viz 603273) pozitivních LSC u lidí. V souladu s těmito zjištěními je frekvence ABCB5-pozitivních LSC snížena u pacientů s deficitem LSC. Ztráta funkce Abcb5 u myší s knockoutem Abcb5 způsobila depleci klidových LSC v důsledku zvýšené proliferace a apoptózy a vedla k defektní diferenciaci rohovky a hojení ran. Ksander et al. (2014) dospěli k závěru, že jejich údaje dohromady poskytují důkaz, že ABCB5 identifikuje savčí LSC.

Frank et al. (2003) určili, že gen ABCB5 obsahuje 19 exonů a rozkládá se na 108 kb. Chen et al. (2005) určili, že gen ABCB5 obsahuje nejméně 20 exonů.

Analýzou genomové sekvence Frank et al. (2003) zmapovali gen ABCB5 na chromozomu 7p21-p15.3. V roce 2003 byl gen ABCB5 lokalizován na chromozomu 7p21-p15.3. Frank et al. (2005) uvedli, že gen ABCB5 se mapuje na chromozomu 7p15.3.