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

TEKST

ABCB5 należy do nadrodziny transporterów kasetowych wiążących ATP (ABC) integralnych białek błonowych. Białka te uczestniczą w zależnym od ATP transporcie transmembranowym zróżnicowanych strukturalnie cząsteczek, od małych jonów, cukrów i peptydów do bardziej złożonych cząsteczek organicznych (Chen i in., 2005).

Przeszukując bazę danych dla homologów ABCB1 (171050), a następnie wykonując RT-PCR RNA z ludzkich pierwotnych melanocytów naskórka i linii komórkowej czerniaka złośliwego, Frank i wsp. (2003) sklonowali ABCB5. Wydedukowane 812-aminokwasowe białko posiada 5 transmembranowych heliksów otoczonych zarówno zewnątrz- jak i wewnątrzkomórkowymi domenami wiążącymi ATP. ABCB5 dzieli 54% i 56% podobieństwa aminokwasowego odpowiednio z ABCB1 i ABCB4 (171060). RT-PCR wykrył ABCB5 w melanocytach i komórkach czerniaka, ale nie w komórkach jednojądrzastych krwi obwodowej lub liniach komórkowych nowotworów innych niż czerniak. Analiza Western blot wykazała obecność 89-kD endogennego białka ABCB5 w melanocytach i komórkach czerniaka. Cytometria przepływowa wykazała ekspresję ABCB5 na powierzchni komórkowej transfekowanych komórek raka piersi.

Poprzez przesiewanie biblioteki cDNA czerniaka, Chen et al. (2005) sklonowali 2 warianty splice ABCB5, które nazwali ABCB5-alfa i -beta. ABCB5-alfa i -beta rozchodzą się po eksonie 6, przy czym ABCB5-alfa zawiera siódmy ekson, który koduje jego 3-pierwotny UTR, a ABCB5-beta zawiera 14 kolejnych eksonów. 131-aminokwasowe białko ABCB5-alfa ma obliczoną masę cząsteczkową 15 kD. Posiada motyw sygnatury ABC i sekwencję konsensusu Walkera B, ale nie posiada sekwencji konsensusu Walkera A. W przeciwieństwie do tego, ABCB5-beta posiada N-końcowy motyw ABC i motyw Walkera B, a następnie 6 domen transmembranowych i C-końcowe motywy Walkera A, ABC i Walkera B. RT-PCR wykrył preferencyjną ekspresję ABCB5-alfa i -beta w czerniakach, bez ekspresji w prawidłowej macicy, płucach i łożysku. Analiza Northern blot wykryła transkrypty ABCB5 o długości 2.4 do 7.5 kb w komórkach czerniaka, ale nie w żadnej z badanych normalnych tkanek ludzkich. RT-PCR wykazał ekspresję ABCB5-alfa i -beta w normalnych melanocytach oraz ABCB5-beta w komórkach nabłonka pigmentu siatkówki.

Frank i wsp. (2003) stwierdzili, że ABCB5, podobnie jak ABCB1, indukowała odpływ rodaminy w transfekowanych liniach komórkowych raka piersi. ABCB5 ulegała wysokiej ekspresji w mono- i wielojądrowych ludzkich melanocytach naskórka z fenotypem progenitorowym CD133 (PROM1; 604365)-pozytywnym. Frank i wsp. (2003) wykazali, że poliploidalne komórki ABCB5-dodatnie były generowane przez fuzję komórek, a proces ten był specyficznie wzmocniony przez blokadę ABCB5. Wielonukleacyjne hybrydy komórkowe dały początek mononuklearnemu potomstwu, wykazując, że fuzja przyczyniła się do wzrostu i różnicowania kultur.

Frank i wsp. (2005) wykazali, że ABCB5 ulegała ekspresji w klinicznych czerniakach złośliwych i preferencyjnie znakowała podgrupę hiperpolaryzowanych komórek nowotworowych z fenotypem CD133-dodatnich komórek macierzystych w hodowlach czerniaka złośliwego i klinicznych czerniakach. Zablokowanie ABCB5 przeciwciałem monoklonalnym anty-ABCB5 odwróciło oporność na doksorubicynę w linii komórkowej czerniaka i zwiększyło wewnątrzkomórkową akumulację doksorubicyny, wskazując, że ABCB5-mediated efflux był mechanizmem oporności na doksorubicynę w tych komórkach. Ekspresja ABCB5 w panelu linii komórkowych nowotworów korelowała znacząco z opornością guza na doksorubicynę.

Schatton i wsp. (2008) zidentyfikowali subpopulację komórek inicjujących nowotworzenie, wzbogaconą o ludzkie komórki inicjujące czerniaka złośliwego (MMIC), zdefiniowaną przez ekspresję mediatora chemiooporności ABCB5 i wykazali, że specyficzne ukierunkowanie tej mniejszościowej populacji nowotworowej hamuje wzrost guza. ABCB5-pozytywne komórki nowotworowe wykryte u pacjentów z czerniakiem wykazały prymitywny fenotyp molekularny i korelowały z kliniczną progresją czerniaka. W seryjnych eksperymentach ksenotransplantacji człowiek-mysz, ABCBA5-dodatnie komórki czerniaka posiadały większą zdolność nowotworzenia niż ABCB5-negatywne populacje masowe i przywróciły kliniczną heterogenność guza. Śledzenie linii genetycznych in vivo wykazało specyficzną zdolność subpopulacji ABCB5-dodatnich do samoodnawiania i różnicowania, ponieważ ABCB5-dodatnie komórki nowotworowe generowały zarówno ABCB5-dodatnie jak i ABCB5-ujemne potomstwo, podczas gdy ABCB5-ujemne populacje nowotworowe dawały początek, z mniejszą częstotliwością, wyłącznie komórkom ABCB5-ujemnym. We wstępnej analizie proof-of-principle zaprojektowanej w celu przetestowania hipotezy, że MMIC są również wymagane do wzrostu ustalonych guzów, systemowe podawanie przeciwciała monoklonalnego skierowanego na ABCB5, wykazane jako zdolne do indukowania cytotoksyczności zależnej od przeciwciał w komórkach MMIC ABCB5-pozytywnych, wywierało efekty hamujące nowotwory.

Ksander i wsp. (2014) wykazali, że ABCB5 znakuje limbowe komórki macierzyste i jest wymagana do utrzymania limbowych komórek macierzystych (LSC), rozwoju i naprawy rogówki. Ponadto Ksander i wsp. (2014) wykazali, że prospektywnie izolowane ludzkie lub murine ABCB5-pozytywne LSCs posiadają wyłączną zdolność do pełnej odbudowy rogówki po przeszczepieniu do myszy pozbawionych LSC w ksenogenicznych lub syngenicznych modelach transplantacji. ABCB5 ulega preferencyjnej ekspresji na znakowanych LSCs u myszy i p63-alfa (patrz 603273) -pozytywnych LSCs u ludzi. Zgodnie z tymi odkryciami, ABCB5-dodatnie LSC są zmniejszone u pacjentów z niedoborem LSC. Utrata funkcji Abcb5 u myszy Abcb5 knockout spowodowała zubożenie quiescent LSCs z powodu zwiększonej proliferacji i apoptozy, a także spowodowała wadliwe różnicowanie rogówki i gojenie się ran. Ksander i wsp. (2014) stwierdzili, że ich dane razem wzięte dostarczyły dowodów, że ABCB5 identyfikuje LSCs ssaków.

Frank et al. (2003) ustalili, że gen ABCB5 zawiera 19 eksonów i rozciąga się na 108 kb. Chen i wsp. (2005) ustalili, że gen ABCB5 zawiera co najmniej 20 eksonów.

Poprzez analizę sekwencji genomowej, Frank et al. (2003) zmapowali gen ABCB5 do chromosomu 7p21-p15.3. Frank et al. (2005) stwierdzili, że gen ABCB5 mapuje do chromosomu 7p15.3.