OMIM Entry – * 611785 – ATP-SITOVA KASETTI, ALARYHMÄ B, JÄSEN 5; ABCB5

TEKSTI

ABCB5 kuuluu integraalisten membraaniproteiinien ATP-sitovien kasettien (ATP-binding cassette, ABC) kuljettajien superperheeseen. Nämä proteiinit osallistuvat ATP:stä riippuvaiseen rakenteellisesti erilaisten molekyylien transmembraanikuljetukseen pienistä ioneista, sokereista ja peptideistä monimutkaisempiin orgaanisiin molekyyleihin (Chen et al., 2005).

Etsimällä ABCB1:n (171050) homologeja tietokannasta ja sen jälkeen RT-PCR:llä ihmisen primaarisista epidermiaalisista melanosyyteistä ja pahanlaatuisesta melanoomasolulinjasta peräisin olevasta RNA:sta Frank ym. (2003) kloonasivat ABCB5:n. Dedusoidulla 812 aminohappoa sisältävällä proteiinilla on 5 transmembraaniheliksiä, joita reunustavat sekä solunulkoiset että solunsisäiset ATP:tä sitovat domeenit. ABCB5:llä on 54 prosentin ja 56 prosentin aminohappoidentiteetti ABCB1:n ja ABCB4:n (171060) kanssa. RT-PCR havaitsi ABCB5:n melanosyyteissä ja melanoomasoluissa, mutta ei perifeerisen veren mononukleaarisissa soluissa tai muissa kuin melanoomakasvainsolulinjoissa. Western blot -analyysi paljasti 89 kD:n endogeenisen ABCB5-proteiinin melanosyyteissä ja melanoomasoluissa. Virtaussytometria osoitti ABCB5:n ilmentyvän transfektoitujen rintasyöpäsolujen solupinnalla.

Screenaamalla melanooman cDNA-kirjastoa Chen ym. (2005) kloonasivat kaksi ABCB5:n spliisivarianttia, joita he kutsuivat nimillä ABCB5-alfa ja -beta. ABCB5-alfa ja -beta eroavat toisistaan eksonin 6 jälkeen, jolloin ABCB5-alfa sisältää seitsemännen eksonin, joka koodaa sen 3-alkuista UTR:ää, ja ABCB5-beta sisältää vielä 14 eksonia. 131 aminohappoa sisältävän ABCB5-alfa-proteiinin laskennallinen molekyylimassa on 15 kD. Sillä on ABC-merkkinen motiivi ja Walker B -konsensussekvenssi, mutta ei Walker A -konsensussekvenssiä. Sitä vastoin ABCB5-beetalla on N-terminaalinen ABC-signatuurimotiivi ja Walker B -motiivi, jota seuraavat 6 transmembraanidomeenia ja C-terminaaliset Walker A-, ABC-signatuuri- ja Walker B -motiivit. RT-PCR havaitsi, että sekä ABCB5-alfa että -beeta ilmentyvät ensisijaisesti melanoomissa, eikä niitä ilmentynyt normaalissa kohdussa, keuhkoissa tai istukassa. Northern blot -analyysissä havaittiin 2,4-7,5 kb:n pituisia ABCB5-transkripteja melanoomasoluissa, mutta ei missään tutkituista normaaleista ihmiskudoksista. RT-PCR osoitti ABCB5-alfa- ja -beeta-ekspressiota normaaleissa melanosyyteissä ja ABCB5-beeta-ekspressiota verkkokalvon pigmenttiepiteelisoluissa.

Frank ym. (2003) havaitsivat, että ABCB5 indusoi ABCB1:n tavoin rodamiinin effluxia transfektoiduissa rintasyöpäsolulinjoissa. ABCB5 ilmentyi voimakkaasti mono- ja monitumaisissa ihmisen epidermisissä melanosyyteissä, joilla oli CD133 (PROM1; 604365)-positiivinen progenitori-fenotyyppi. Frank ym. (2003) osoittivat, että polyploidiset ABCB5-positiiviset solut syntyivät solufuusion avulla, ja tätä prosessia tehostettiin erityisesti ABCB5:n estolla. Monitumaiset soluhybridit synnyttivät yksitumaisia jälkeläisiä, mikä osoittaa, että fuusio vaikutti kulttuurin kasvuun ja erilaistumiseen.

Frank ym. (2005) osoittivat, että ABCB5 ilmentyi kliinisissä pahanlaatuisissa melanoomissa ja että se merkitsi ensisijaisesti hyperpolarisoituneiden kasvainsolujen alaryhmää, jolla oli CD133-positiivinen kantasolufenotyyppi pahanlaatuisissa melanoomaviljelmissä ja kliinisissä melanoomissa. ABCB5:n estäminen anti-ABCB5-monoklonaalisella vasta-aineella kumosi doksorubisiiniresistenssin eräässä melanoomasolulinjassa ja lisäsi solunsisäistä doksorubisiinikertymää, mikä osoittaa, että ABCB5-välitteinen effluksi oli doksorubisiiniresistenssin mekanismi näissä soluissa. ABCB5:n ilmentyminen syöpäsolulinjapaneelissa korreloi merkittävästi kasvaimen resistenssin kanssa doksorubisiinille.

Schatton ym. (2008) tunnistivat ihmisen pahanlaatuista melanoomaa käynnistävien solujen (MMIC) rikastuttaman kasvaimen käynnistävien solujen osapopulaation, joka on määritelty kemoresistenssiä välittävän ABCB5:n ilmentymisen perusteella, ja osoittivat, että tämän kasvaimen käynnistävän vähemmistöpopulaation spesifinen kohdentaminen estää kasvaimen kasvua. Ihmisen melanoomapotilailla havaitut ABCB5-positiiviset kasvainsolut osoittivat primitiivistä molekyylifenotyyppiä ja korreloivat kliinisen melanooman etenemisen kanssa. Sarjamuotoisissa ihmisen ja hiiren välisissä ksenotransplantaatiokokeissa ABCBA5-positiivisilla melanoomasoluilla oli suurempi tuumorigeeninen kapasiteetti kuin ABCB5-negatiivisilla bulkkipopulaatioilla ja ne palauttivat kliinisen kasvaimen heterogeenisuuden. Geneettinen linjaseuranta in vivo osoitti ABCB5-positiivisten osapopulaatioiden spesifisen kyvyn uudistua ja erilaistua, koska ABCB5-positiiviset syöpäsolut synnyttivät sekä ABCB5-positiivisia että ABCB5-negatiivisia jälkeläisiä, kun taas ABCB5-negatiiviset kasvainpopulaatiot synnyttivät pienemmässä määrin yksinomaan ABCB5-nullasoluja. Ensimmäisessä proof-of-principle -analyysissä, jonka tarkoituksena oli testata hypoteesia, jonka mukaan MMIC:tä tarvitaan myös vakiintuneiden kasvainten kasvuun, ABCB5:een suunnatun monoklonaalisen vasta-aineen systeeminen anto, jonka osoitettiin kykenevän indusoimaan vasta-aineesta riippuvaista soluvälitteistä soluvälitteistä sytotoksisuutta ABCB5-positiivisissa MMIC:ssä, vaikutti kasvainta estävästi.

Ksander ym. (2014) osoittivat, että ABCB5 merkitsee limbaalisia kantasoluja ja että sitä tarvitaan limbaalisten kantasolujen (LSC) ylläpitoon, sarveiskalvon kehitykseen ja korjaukseen. Lisäksi Ksander et al. (2014) osoittivat, että prospektiivisesti eristetyillä ihmisen tai hiiren ABCB5-positiivisilla LSC-soluilla on yksinomainen kyky palauttaa sarveiskalvo täysin siirron jälkeen LSC-puutteisille hiirille ksenogeenisissä tai syngeenisissä elinsiirtomalleissa. ABCB5:tä ilmentävät ensisijaisesti hiirten leimaa säilyttävät LSC:t ja ihmisten p63-alfa (ks. 603273) -positiiviset LSC:t. Näiden havaintojen mukaisesti ABCB5-positiivisten LSC:iden esiintymistiheys vähenee LSC-puutteisilla potilailla. Abcb5:n toiminnan menetys Abcb5:n tyrmäävissä hiirissä aiheutti rauhallisten LSC:iden köyhtymisen lisääntyneen proliferaation ja apoptoosin vuoksi ja johti sarveiskalvon puutteelliseen erilaistumiseen ja haavan paranemiseen. Ksander ym. (2014) päättelivät, että heidän tietonsa yhdessä antoivat näyttöä siitä, että ABCB5 tunnistaa nisäkkäiden LSC:t.

Frank ym. (2003) määrittivät, että ABCB5-geeni sisältää 19 eksonia ja kattaa 108 kb. Chen et al. (2005) määrittivät, että ABCB5-geeni sisältää vähintään 20 eksonia.

Genomisekvenssianalyysin avulla Frank ym. (2003) kartoittivat ABCB5-geenin kromosomille 7p21-p15.3. Frank et al. (2005) totesivat, että ABCB5-geeni karttuu kromosomille 7p15.3.