2. ŞEKİL 1: HIF1α’nın protein yapısı ve modifikasyon bölgeleri. bHLH ve PAS domainleri dimerizasyon ve DNA’ ya bağlanmadan, N-TAD domaini hidroksilasyon bağımlı deg-
radasyondan ve C-TAD domaini trans-aktivatör bağlayarak trans-aktivasyondan sorumludur.
2 Turkiye Klinikleri J Urology-Special Topics 2011;4(1)
Osman Nidai ÖZEŞ ve ark. BÖBREK KANSERİNİN MOLEKÜLER TEMELİ
gelişiminde dışlanamaz. Ancak, bu belirttiğimiz genel
tümör baskılayıcı genlerin yokluğu veya proto-onkogen-
lerin kontrolsüz aktivasyonunun yanı sıra enerji meta-
bolizmasında, beslenmede, demir ve oksijen
konsantrasyonlarında meydana gelen değişimler böbrek
kanserlerinin gelişiminde diğerlerine göre bir adım daha
öne çıkmaktadır. Bununla ilişkili olarak da HIF1 (Hypo-
xia-Inducible-Factor), VHL(Von-Hippel-Lindau), MET,
FLCN (Folliculin), TSC1(tuberous sclerosis 1), TSC2(tu-
berous sclerosis 2), FH (fumarat hidrataz) ve SDH(suksi-
nat dehidrogenaz) genlerinin aktivitesinde meydana
gelen değişiklikler diğer kanser tiplerine oranla böbrek
kanseri gelişiminde daha etkin rol oynamaktadır.8-12
Solid bir tümörün metabolizması onu çevreleyen
normal dokudan farklıdır. Tümör dokusundaki metabo-
lizmal değişiklikler ilk kez 70 yıl önce Otto Warburg ta-
rafından tanımlanmıştır. Warburg, normal bir dokunun
enerji ihtiyacının yaklaşık %10’nu glikoliz ile %90’nı ise
mitokondriyal oksidatif fosforilasyonla sağlandığını bul-
muştur.13
Tümör mikroçevresinin büyük bir bölümü ana
kan damarlarından uzaktadır, dolayısı ile tümör mikro-
çevresinde sürekli bir hipoksi, asidoz ve uzaklaştırıla-
mayan sıvıların neden olduğu bir basınç söz konusudur.
Tümör dokularında yeterince oksijen bulunmadığından
ihtiyaç duyulan enerjinin %50’si glikoliz yolu ile sağla-
nır. Her bir glukoz molekülü için Glikoliz yolağından
sağlanan enerji, oksidatif fosforilasyondan sağlanan ener-
jiden çok daha azdır. Bu nedenle tümör hücreleri bu açı-
ğı kapatmak için çok fazla glukoz kullanırlar. Bir tümör
hücresinin çoğalmak için hiç de cazip görülmeyen bu
şartlar altındaki sağ kalımı, HIFα gibi transkripsiyon fak-
törlerinin özgül aktivasyonuna bağlıdır. HIFα, aktivite-
si ve miktarı oksijen tarafından düzenlenen HIF1α,
HIF2α ve HIF3α formları ile sürekli sentezlenen HIF1β’-
dan oluşur. HIF1β, Aril Hidrokarbon Nükleer Reseptör
Translatör (ARNT) olarak da bilinir. Hem HIF1α hem
de HIF2α’nın HIF1β ile yaptıkları komplekse HIF1 de-
nir. Her iki kompleks de hemen hemen aynı genlerin
transkripsiyonunu indüklerler. HIFα üyeleri amino ter-
minal bölgelerinde, dimerizasyon ve DNA bağlanma böl-
geleri olan bHLH ile PAS domainlerini ve oksijen
bağımlı degredasyon ODD (oxygen dependent degrada-
tion) bölgesini içermektedir. HIF1α ve HIF2αC- termi-
nallerinde ise bunların stabilitesini sağlayan ve
transkripsiyonel ko-aktivatör olarak fonksiyon gören
asetil transferazların bağlanma bölgeleri olan trans-ak-
tivasyon domain’lerini (TAD) içermektedir (Şekil 1).14
Oksijen konsantrasyonunun normal olduğu şartlar-
da (normoksik şartlarda) HIFα üyeleri ubikütinasyona
uğrayarak hızla parçalanırlar. Çünkü HIF1α’da 402 ve
564 no’lu pozisyonlarda lokalize olan Prolin aminoasit-
leri normoksik şartlarda aktif merkezinde Fe+2
bulundu-
ran ve moleküler oksijene ihtiyaç duyan prolin
hidroksilaz 1-3 (PDH 1-3) enzimleri tarafından oksijen,
askorbik asit ve 2-oxogluterat varlığında hidroksilasyo-
na uğratılırlar. HIF1 aynı şartlarda 532 no’lu Lizin (K)
aminoasiti üzerinden de asetilasyona uğrar. Bu üçlü mo-
difikasyona uğrayan HIF1α, Elongin-B,C, Cullin-2, ve
VHL kompleksi (E3-Ubiquitin Ligaz kompleksi) tarafın-
dan tanınır. Bu tanınma ile HIF1α ubikütinleşmeye uğ-
rar ve bunun sonucu olarak 26S proteozomlarda
parçalanır. Bunun içindir ki normoksik şartlarda HIFα
üyelerinin miktarları yok denecek kadar azdır. Normok-
sik şartlarda HIF1α’nın aktivitesini engelleyen bir diğer
modifikasyon ise C-terminal trans-aktivasyon bölgesin-
de yer alan 803 no’lu Asparajin’in (N), oksijen ve 2-oxog-
luterat bağımlı aktif merkezinde Fe+2
bulunduran FIH1
tarafından hidroksilasyonudur. Bu modifikasyon sonu-
cunda HIF1α, trans-aktivasyonunda önemli rol oynayan
CBP ve p300 gibi histon asetil transferaz (HAT) enzim-
lerini bağlayamaz ve HAT aracılı histon asetilasyonu ya-
pılamayacağı için de hedef genlerin transkripsiyonel
indüksiyonu gerçekleşemez. Sonuç olarak oksijenli şart-
3. ŞEKİL 2: HIF1α Degradasyonu. Normoksik şartlarda, HIF1α 402. ve 564. prolin (P) amino asitlerinden Prolin Hidroksilaz 1-3 (PDH1-3) enzimi tarafından hidroksilasyona
uğrar. Aynı şartlarda 532. Lizin (K) amino asitinin de asetilasyonu söz konusudur. Buna ek olarak, HIF1α 803. asparajin (N) amino asitinden HIF1α inhibe edici faktör (FIH1)
tarafından hidroksilasyona uğrar. Meydana gelen bu modifikasyonlar VHL E3 ubikütin ligaz kompleksi tarafından tanınır. Bu tanınma ile HIF1α ubikütinleşmeye uğrar ve
bunun sonucu olarak 26S proteozomlarda parçalanır.
larda HIF1α, herhangi bir sebeple parçalanmamış olsa
bile fonksiyon göremez (Şekil 2).
Oksijen yokluğunda oksijen bağımlı Prolin Hidro-
ksilaz enzimleri HIF1α üzerinde hidroksilasyon yapa-
maz. Böylece, modifiye olmamış HIF1α VHL tarafından
tanınmaz ve parçalanmaz. Bu yüzden, oksijen yoklu-
ğunda HIFα‘nın hem seviyesi yükselir hem de inhibitör
etki oluşturan N803 hidroksilasyonu gerçekleşmez., So-
nuç olarak, miktarı artan HIFα üyeleri hücre çekirdeği-
ne göç ederek bHLH bölgeleri ile promotorunda
NACGTG (HER-Hypoxia Response Element) dizilerini
bulunduran genlere bağlanır. C-terminali aracılığı ile de
CBP ve p300 gibi Asetil transferaz’ları bağlayarak ilgili
genlerin promotoruna bağlanan histonları asetilasyona
uğratıp bu histonların DNA’dan düşmesine neden olur
ve aktif transkripsiyon kompleksinin oluşumunu sağla-
yarak söz konusu genlerin transkripsiyonel indüksiyo-
nuna yol açarlar.14,15
Her ne kadar hipoksik şartların
HIFα üyelerinin miktar değişimi üzerindeki etkisi tartı-
şılmaz ise de son yıllarda h-RAS,16
c-SRC,17
ERBB2,18
c-
AKT.19
aktivasyonlarının veya PTEN yokluğunun20
normoksik şartlarda HIF1α seviyesinin yükselmesine se-
bep olabildikleri de rapor edilmiştir.
HIF1α pek çok sayıda genin transkripsiyonunu in-
dükler. Ancak, genel olarak bakıldığında oksijen yoklu-
ğunda mitokondrilerde oksidatif fosforilasyonla enerji
elde edilemeyeceğinden hücrenin enerji üretimi subs-
trat-düzeyinde fosforilasyon, yani Glikoliz yolağı ile sağ-
lanır. Buna olanak sağlamak için HIFα üyeleri Glikolitik
genlerin ve ihtiyaç duyulan glukoz’u tedarik etmek için
de glukoz sentezi (Glikoneogenesis) yolağında görev alan
genlerin transkripsiyonlarını indükler. Bu genlerden ba-
zıları aldolaz-A/C(ALDO-A/C), enolaz (ENO), gliseral-
dehit-3-fosfat dehidrogenaz(GAPDH), fosfogliserat
kinaz-1 (PGK1), piruvat dehidrogenaz kinaz-1 (PDK1),
GLUT1/3, (Glukoz Transporter 1/3), Laktat Dehidroge-
3Turkiye Klinikleri J Urology-Special Topics 2011;4(1)
BÖBREK KANSERİNİN MOLEKÜLER TEMELİ Osman Nidai ÖZEŞ ve ark.
4. ŞEKİL 3: HIF1α’nın indüklediği genler. HIF1α transkripsiyonunu indüklediği bu genlerle hücre proliferasyonunu, apoptozisi, glikoz metabolizmasını, demir metabolizması-
nı, anjiogenezi, hücre sağkalımını, hücre iskelet yapılarını ve hücre göçünü düzenler.
4 Turkiye Klinikleri J Urology-Special Topics 2011;4(1)
Osman Nidai ÖZEŞ ve ark. BÖBREK KANSERİNİN MOLEKÜLER TEMELİ
naz (LADH) ve Hekzo kinaz-2 (HK2)’dir. Bunların yanı
sıra, hücrelerin oksijensiz şartlarda ölümünü engellemek
için anti-apoptotik BCL2 ve yeni kan damarlarının olu-
şumunun başlatılması için de VEGF (Vascular Endothe-
lial Cell Growth Factor), VEGF Reseptörleri, PDGF
(Platelet-Derived Growth Factor) genlerinin transkrip-
siyonu indüklenir. Transkripsiyonu HIF1α tarafından
indüklenen bazı genlerin listesi21
ve Şekil3’te verilmiş-
tir.
HIFα üyeleri ve VHL genlerinin böbrek kanserle-
rinin gelişimi ile olan ilgisine baktığımızda VHL geni-
nin somatik veya metilasyon (epigenetik) bağımlı
inaktivasyonu Sporadik Berrak Hücre Böbrek Karsi-
nom’ların % 91’inde görülür.22-26
Dolayısı ile VHL yok-
luğu, söz konusu kanserlerde yüksek miktarda HIF1α
ve HIF2α ekspresyonuna neden olur. Her ne kadar
HIF1α ve HIF2α’nın transkripsiyonunu indükledikleri
genler arasında çok yüksek oranda benzerlik bulunsa da
Sporadik Berrak Hücre Böbrek Karsinom’larında HIF2α,
daha kritik rol oynamaktadır.27,28
Şu an itibarı ile doğru-
dan HIF üyelerini hedef alan bir tedavi söz konusu değil-
dir.
Böbrek kanserlerinde etkinliği bilinen bir diğer on-
kogen HGF (Hepatocyte Growth Factor) reseptörü olan
proto-onkogen c-MET’dir. Bu gen ile yapılan Linkaj ana-
lizleri sonunda MET-aktivasyon mutasyonları özellikle
kalıtımsal ve bazı Sporadik tip I Papillar Böbrek Kanser-
lerinde saptanmıştır.29-31
C-MET ilk kez kimyasal muta-
genez çalışmaları sonunda Transforming Promoter
Region (TPR) ile translokasyon sonucu füzyon yapan bir
protein olarak klonlanmıştır.32
Daha sonra yapılan klon-
lama çalışmalarında bu gen ürününün HGF bağlayan bir
tirozin kinaz reseptörü olduğu gösterilmiştir. Her ne ka-
dar böbrek kanserlerinde ekspresyonu veya aktivasyonu
gözlense de esas itibari ile karaciğer, mide, ve özefagus
gibi kanserlerinde yüksek ekspresyon göstermektedir.
HGF ekspresyonu ve aktivasyonu özellikle karaciğer kan-
serlerinde daha büyük öneme sahip olmakla beraber vi-
ral vektörlerle yüksek miktarda eksprese edildiğinde tek
başına transformasyona sebep olabilmektedir.33-35
MET
5. ŞEKİL 4a: Met Reseptörünün Substrat Bağlanma Bölgeleri. Hepatosit büyüme faktörünün Reseptöre bağlanması ile birlikte trans-otofosforilasyonla reseptörün aktivasyo-
nu gerçekleşir. Bu aktivasyon, tirozinkinaz domainde 1234. ve 1235. tirozin amino asitlerinin karşılıklı olarak fosforile edilmesi ile sağlanır. Bu şekilde aktive olan Met, ar-
dından C-terminal bölgesindeki 1349. ve 1356. tirozin aminoasitlerini fosforile eder. Fosforile olan bu tirozin amino asitlerine ilgili adaptör moleküller bağlanarak sinyal
iletimini başlatırlar.
5Turkiye Klinikleri J Urology-Special Topics 2011;4(1)
BÖBREK KANSERİNİN MOLEKÜLER TEMELİ Osman Nidai ÖZEŞ ve ark.
proteini öncül bir protein olarak sentezlenir ve Furin ta-
rafından 307 ve 308.ci amino asitlerden kesilir. Bu ke-
sim α ve β fragmentlerini oluşturur ki bu fragmentler
disülfit bağı ile birbirine bağlanarak hete-
- ro-dimer oluştururlar. Alfa alt ünitesinin tamamı ve be-
ta ünitesinin hücre dışında kalan ilk 212 amino asiti
ligand bağlama için gereklidir. Beta alt ünitesinin geri ka-
lan kısmı ise trans-membranal domain, fosforilasyon ve
kinaz alt ünitelerini içerir. Ligantı olan HGF, MET’e bağ-
landığı zaman reseptör dimerizasyonuna neden olarak
karşılıklı alt ünitelerin trans-fosforilasyonla, birbirleri-
nin kinaz ünitesinde yer alan 1234 ve 1235 no’lu tirozin
amino asitlerini fosforile ederek reseptörün enzimatik ak-
tivasyonuna neden olurlar. Bu şekilde aktifleşen resep-
törler yine karşılıklı olarak birbirlerinin 1349 ve 1356
no’lu tirozinlerini fosforile ederler. Yaratılan bu tirozin
fosforilasyonları MET reseptörü üzerinden sinyal iletimi
için vazgeçilmez. Yaratılan bu fosfo-tirozin amino asitle-
rine adaptör protein GAB1 (growth-factor-receptor-bo-
und protein 2 (Grb2)-associated binder 1) ve GRB2 gibi
pek çok sinyal iletici adaptör protein bağlanır. Diğer pek-
çok adaptör proteinden farklı olarak GAB1, MET resep-
tör sinyal iletimi için karakteristik dir. GAB1 de
fosfo-tirozin amino asitlerine bağlanmasına rağmen di-
ğer klasik adaptörlerden farklı bir şekilde bağlanır. Diğer
adaptör proteinler genel olarak fosfo-tirozin spesifik SH2
veya PTB üniteleri ile bağlanırken GAB1 kendine özgü
13 amino asitlik MBS (MET-binding-site) bölgesi ile fos-
fo-1349 ve fosfo-1356 nolu amino asitlere bağlanır. Bu
durum GAB1’i MET için spesifik olan bir adaptör yapar.
GAB1’in yanı sıra fosfo-1349 ve fosfo-1356 nolu amino
asitleri SH2 (SRC-homology 2) domaini içeren GRB2,
CBL, CRK, PI3K-p85 bağlanmalarını sağlayarak prolife-
ratif GRB2-SOS-RAS-RAF-ERK, PI3K-AKT ve SRC yo-
laklarını aktive eder (Şekil 4a, 4b).36
Böylece HGF
bağlayan MET temel proliferatif yolakları aktive edebil-
mektedir. Bu nedenle MET’ in aktivasyon mutasyonları
veya aşırı ekspresyonu hemen her dokuda malign trans-
formasyon için yeterlidir.37,38
Nitekim, somatik olarak
meydana gelebilen ve 1235 no’lu tirozin’nin fosforilas-
6. ŞEKİL 4b: Met Sinyalizasyonu. Met aktivasyonu sonucunda, Gab1 (büyüme-faktor-reseptör bağlanma proteini 2 (Grb2)-ilişkili bağlayıcı protein 1) ve Grb2 adaptör prote-
inleri reseptöre bağlanır. Bu bağlanma neticesinde Gab1 fosforilasyonu gerçekleşerek Grb2, Crk ve PI3K gibi sinyal molekülerinin bağlanmasına neden olur. Bu yolla bir
çok hücre içi yolak aktive edilir. Bu yolaklardan biri olan Ras-Rac1/Cdc42-PAK yolağı, hücre polaritesini, hücre iskeletini, hücre göçünü ve invazyonu düzenler. Ras-Raf-
MEK/MAPK-Ets1/AP1 yolağı, hücre döngüsü, proliferasyonu, hücre-hücre bağlanmasını ve hücre göçünü düzenler. Crk-C3G-Rap1 yolağı, hücre-hücre bağlanmasını ve
hücre göçünü düzenler. PI3K-Akt yolağı ise apoptozisin inhibisyonu ve hücre proliferasyonunda görev alır.
6 Turkiye Klinikleri J Urology-Special Topics 2011;4(1)
Osman Nidai ÖZEŞ ve ark. BÖBREK KANSERİNİN MOLEKÜLER TEMELİ
yonunu mimikleyen 1235 no’lu tirozin’in eksi yüklü As-
partik asite dönüşümü karaciğer kanserlerinde saptan-
mıştır.39
Ligant bağlanması veya aktivasyon mutasyonları
ile aktifleşen MET, RAS-ERK-p90RSK yolağını kullana-
rak bir Serin-Treonin kinaz olan LKB1’in Serin-428 üze-
rinden fosforilasyonla aktivasyonuna neden olur. Aktive
olan LKB1, AMPK1 fosforilasyonu yaparak bu enzimi ak-
tive eder. Aktifleşen AMPK1 aralarında mTOR’un da ol-
duğu çok sayıda proteinin fosforilasyonunu yaparak
bunları aktive veya inhibe eder.40
AMPK aktivasyonunun
bir tümör hücresi üzerinde göstereceği net etki glukoz
transportunun hızlandırılması, yağ asidi oksidasyonunun
ve ATP sentezinin artırılmasıdır. Hepsi bir araya getiril-
diğinde yüksek AMPK aktivasyonu artan hücre büyü-
mesine ve proliferasyona pozitif katkı yapacaktır.
Böbrek kanserlerinde etkinliği son yıllarda gösteri-
len bir diğer tümör baskılayıcı gen FLCN (Folliculin) dir.
Genetik linkaj analizleri sonunda 17.ci kromozomun kı-
sa kolunda lokalize olduğu saptanan bu genin Birt-Hugg-
Dube, iyi huylu deri tümörleri, akciğerlerde kist
oluşumu ve Kromofob Böbrek tümörlerinde mutasyon-
ları saptanmıştır.41-43
FLCN mutasyonları genellikle
fonksiyon kaybına veya normalden kısa (truncated) pro-
teinin oluşmasına neden olmaktadır. FLCN ürünün tam
olarak ne iş yaptığı mekanistik olarak bilinmiyorsa da
AMPK’nın γ-alt ünitesine bağlanan Folliculin-interac-
ting protein-1 ve 2 (FNIP1 ve FNIP2) ile kompleks oluş-
turduğu gösterilmiştir. FLCN geni taşımayan transgenik
farelerde mTORC1 ve mTORC2 aktivasyonlarında artış
gözlemlenmiştir . Bu sonuçlar FLCN ürününün normal
şartlar altında mTOR sisteminin inhibisyonunda görev
aldığını düşündürmektedir. Bunu destekler bir çalışma
da FLCN- negatif olan transgenik farelerde yaratılan
böbrek kanseri modelinde, mTOR inhibitörü Rapamy-
7. 7Turkiye Klinikleri J Urology-Special Topics 2011;4(1)
BÖBREK KANSERİNİN MOLEKÜLER TEMELİ Osman Nidai ÖZEŞ ve ark.
cin kullanılmadığında çok büyük polisistik kist oluşu-
muna bağlı böbrek fonksiyon kaybı meydana gelmiş ve
fareler 3. haftada ölmüştür. Rapamycin kullanılan fare-
lerde ise kist gelişimi ciddi düzeyde düşmüş ve farelerin
sağ kalım sürelerinde artış gözlenmiştir.44,45
FLCN geninin mTOR aktivitesini negatif yönde et-
kileme ihtimali hala geçerliliğini korurken, mTOR inhi-
bisyonunu engellendiği çok daha net bilinen bir başka
mekanizma vardır. Bu mekanizma pek çok organda göz-
lendiği gibi böbrekte de gözlenebilen Tuberous Siklero-
sis dir. Bu otozomal dominant karakterli bir hastalık olup
hemen hemen tüm organlarda gözlenebilen yüksek ha-
cimli iyi huylu tümör oluşumudur. Bu hastalığın böb-
rekte gözlenen formuna Angiomyolipomas denir.
Genellikle 10 yaşından büyük çocuklarda ve özellikle
kız çocuklarında erkeklere göre 3 kat daha sıklıkla göz-
lenir ve Tuberous Sklerotik ölümlerde en yaygın ikin-
ci grubu oluşturur.46-50
Bu tümörün gelişimindeki esas
faktör TSC1 ve TSC2 (Tuberous Sclerosis 1/2) genleri-
nin birinde gözlenen fonksiyon kaybıdır. Normal şart-
larda TSC1 ve TSC2 proteinleri dimer oluşturarak
TSC2’nin parçalanması engellenir. TSC2 GTPaz aktivi-
tesine sahiptir ve mTOR aktivasyonunda görev alan
RHEB-GTP (Ras Homolog Enriched in Brain) komp-
leksinde GTP hidrolizi yaparak RHEB-GDP oluşturur.
mTOR aktifleşebilmek için RHEB-GTP ile kompleks
oluşturmak zorundadır. Eğer TSC1 yada TSC2 mutant
ise dimer oluşturamazlar ve TSC2 parçalanır. Bu du-
rumda RHEB-GTP kompleksi sürekli bu formda kalır
ve devamlı mTOR aktivasyonuna neden olur. Aktif
formda olan mTOR ribozomal S6-kinaz fosforilasyonu
yapar, aktifleşen S6 kinaz ribozomal S6’nın fosforilas-
yonu yaparak protein sentezinin yapıldığı yeni ribo-
zomların oluşumuna sebep olur. Bu yöntemle ribozom
oluşumunu sağlayan mTOR aynı zamanda bu organel-
lerde protein sentezinin başlaması için gerekli olan
ökaryotik translasyon başlatma faktörü-4E (eIF4E)’nin
inhibitörü olan eIF4E-BP’nin fosforilasyonunu sağlar.
Fosforile olan eIF4E-BP bağlanarak inhibe ettiği
eIF4E’den ayrılır. Serbest kalan eIF4E mRNA’ların 5’-
ucuna bağlanarak, bu mesajların ribozomlarda protein
sentezine katılmasını sağlar. Sonuç olarak sürekli
mTOR aktivasyonu sürekli protein sentezine, dolayısı
ile hücrelerin kontrolsüz olarak büyümesine ve kitle-
leşmesine neden olur. Bunun içindir ki, Tuberous Skle-
rosisde TSC1 veya TSC2 gözlenen inaktivasyon mutas-
yonları devamlı mTOR aktivasyonuna ve büyümeye
neden olur (Şekil 5).51
Kalıtımsal Leimyomatosis Renal Hücre Karsinom
(HLRCC), ailesel paraganglioma ve feokromositoma me-
tabolik bozukluklarla en çok ilişkilendirilebilecek has-
talıklardır. Çünkü her üç kanser tipi de mitokondriyal
FH (fumarat hidrataz) ve SDH (süksinat dehidrogenaz)
genlerinde meydan gelen inaktivasyon mutasyonları so-
nucu oluşur.52-54
Kuzey Amerika’da kalıtımsal FH1 mu-
tasyonları HLRCC hastalarının %90’ında gözlenir.
Saptanan mutasyonlar inaktivasyon mutasyonları olup
Krebs döngüsünün normal işlevini bozar. Çünkü mutant
FH1, Fumarat-Malat dönüşümünü sağlayamadığından
bu hücrelerde Fumarat birikir. Aynı şekilde paragangli-
oma ve feokromositoma hastalarında SDH enziminde
oluşan mutasyonlardan dolayı Süksinat birikir. Hem Fu-
marat hem de Süksinat, HIFα hidroksilasyonu yapan
Prolin Hidroksilaz (PHD) enzimini inhibe ederler. Ben-
zer şekilde Glikoliz ürünü olan Piruvat ve Laktat biriki-
mi de HIFα stabilizasyonuna ve birikimine neden
olabilmektedir.55
Tüm bu durumlar normoksik şartlarda
da meydan geldiği için ‘pseudohipoksi’ olarak tanımla-
nan durumun ortaya çıkmasına neden olur. Özellikle
FH1 ve SDH mutasyonlarının saptandığı durumlarda ye-
teri kadar α-ketoglutarat üretilemediğinden Krebs dön-
güsü sekteye uğrayacaktır. Bu durumlarda difüz edebilen
α-ketoglutarat türevlerinin kullanımı SDH-negatif bi-
reylerde ‘pseudohipoksi ’ şartlarının ortadan kalkmasını
sağlayabilmektedir.56
Saydığımız bu son dört durumda,
HIF1α ve HIF2α hidroksile olmayacaklarından ve VHL
etkisi ortadan kalkacağından HIF1α ve HIF2α seviyele-
ri yükselecektir. FH1 ve SDH genlerinde meydana gelen
inaktivasyon mutasyonlarının yanı sıra, yüksek piruvat
ve laktat da HIFα seviyesinin yükselmesine neden ola-
bilmektedir.41
Bu durum kuşkusuz HIF aracılı transkrip-
siyona uğrayan pek çok onkogenik genin ekspresyonuna
neden olacaktır. Bu tip kanser hücrelerinde mitokondri-
yal solunum devre dışı kaldığı için hücrenin enerji
kaynağı substrat düzeyinde fosforilasyonun gerçekleşti-
rildiği Glikoliz yolağı olacaktır. Bunun için de hem glu-
kozun kullanımı hem de hücre içine alımını sağlayacak
olan genler HIF1α bağımlı transkripsiyonla indüklene-
ceklerdir.
8. Osman Nidai ÖZEŞ ve ark. BÖBREK KANSERİNİN MOLEKÜLER TEMELİ
Turkiye Klinikleri J Urology-Special Topics 2011;4(1)8
1. Linehan WM, Walther MM, Zbar B. The genetic
basis of cancer of the kidney. J Urol 2003; Pt
1):2163-72.
2. Classon M, Harlow E. The retinoblastoma tumour
suppressor in development and cancer. Nat Rev
Cancer 2002;2(12):910-7.
3. Batchelor E, Loewer A, Lahav G. The ups and
downs of p53:understanding protein Dynamics in
single cells. Nat Rev Cancer 2009;9(5):371-7.
4. Cully M, You H, Levine AJ, Mak TW. Beyond
PTEN mutations: the PI3K pathway as an inte-
grator of multiple inputs during tumorigenesis. Nat
Rev Cancer 2006;6(3):184-92.
5. Karnoub AE, Weinberg RA. Weinberg. Ras onco-
genes: split personalities. Nat Rev Cancer 2008;
9(7):517-31.
6. Yeatman TJ. A renaissance for SRC. Nat Rev
Cancer. 2004;4(6):470-80.
7. Igor Vivanco and Charles L. Sawyers. 2002. The
phosphatidylinositol3-kinase-AKT pathway in
human cancer. Nat Rev Cancer.2002; 2(7):489-
501.
8. Nicholas C.Denko. 2008. Hypoxia, HIF1 and glu-
cose metabolism in solid tumours. Nat Rev Can-
cer 2008;8(9):705-13.
9. Schmidt L, Junker K, Weirich G, Glenn G,
Choyke P, Lubensky I et al. Two North American
families with hereditary papillary renal carcinoma
and identical novel mutations in the MET proto-
oncogene. Cancer Res 1998; 58(8): 1719-22.
10. Henske EP. Tuberous sclerosis and the kidney:
From mesenchyme to epithelium, and be-
yond.Pediatr Nephrol 2005; 20(7):854-7.
11. Alam NA, Olpin S, Leigh IM. Fumarate hydratase
mutations and predisposition to cutaneous
leiomyomas, uterine leiomyomas and renal can-
cer. Br J Dermatol 2005;153(1):11-7
12. Favier J, Brie`re JJ, Strompf L, Amar L, Filali M,
Jeunemaitre X et al. Hereditary paragan-
glioma/pheochromocytoma and inherited succi-
nate dehydrogenase deficiency. Horm Res
2005;63(4):171-9.
13. Warburg O. On respiratory impairment in cancer
cells. Science 1956;124(3215):269-70.
14. Schofield CJ, Ratcliffe PJ. Oxygen sensing by
HIF hydroxylases. Nat Rev Mol Cell Biol
2004;5(5):343-54.
15. Denko NC. Hypoxia, HIF1 and glucose metabo-
lism in the solid tumour. Nat Rev Cancer
2008;8(9):705-13.
16. Sheta E A, Trout H, Gildea JJ, Harding MA,
Theodorescu D. Cell density mediated pericellu-
lar hypoxia leads to induction of HIF-1α via nitric
oxide and Ras/MAP kinase mediated signaling
pathways. Oncogene 2001;20(52): 7624-34.
KAYNAKLAR
ŞEKİL 5: Reseptör Tirozin Kinaz Sinyal Yolağı . Büyüme faktörleri, reseptörlerine bağlandığında reseptör intraselüller domainindeki tirozin rezidularını otofosforile ederek
aktifleşir. Aktif reseptör adaptör proteinler ile bağlantıya geçerek klasik Ras ve Akt yolaklarını uyarır. Aktifleşen Ras ve Akt, bir GAP olan TSC1/2’i fosforile ederek inhibe
eder ve bunun sonucu olarak mTOR kompleksinin aktivasyonunu sağlar. Aktif mTOR, HIF1α mRNA’sının translasyonunu indükleyerek HIF1α’nın birikmesine ve hücre
çekirdeğine göç etmesine neden olur. Hücre çekirdeğinde biriken HIF1α promotorunda HRE dizisi bulunduran genlerin promotorlarına bağlanarak bu genlerin transkrip-
siyonunu indükler.
9. BÖBREK KANSERİNİN MOLEKÜLER TEMELİ Osman Nidai ÖZEŞ ve ark.
Turkiye Klinikleri J Urology-Special Topics 2011;4(1) 9
17. Jiang BH, Agani F, Passaniti A,Semenza GL. V-
SRC induces expression of hypoxia-inducible
factor 1 (HIF-1) and transcription of genes en-
coding vascular endothelial growth factor and
enolase 1: involvement of HIF-1 in tumor pro-
gression. Cancer Res 1997;57(23), 5328-35.
18. Laughner E, Taghavi P, Chiles K, Mahon PC ,Se-
menza GL. HER2 (neu) signaling increases the
rate of hypoxia-inducible factor 1α (HIF-1α) syn-
thesis: novel mechanism for HIF-1-mediated vas-
cular endothelial growth factor expression. Mol
Cell Biol 2001; 21(12):3995-4004.
19. Pore N, Jiang Z, Shu HK, Bernhard E, Kao GD,
Maity A. Akt1 activation can augment hypoxi-
ainducible factor-1α expression by increasing
protein translation through a mammalian target
of rapamycinindependent pathway. Mol Cancer
Res 2006; 4(7):471-9.
20. Zundel W, Schindler C, Haas-Kogan D, Koong A,
Kaper F, Chen E, et al. Loss of PTEN facilitates
HIF-1- mediated gene expression. Genes Dev
2000; 14(4):391-6.
21. Semenza GL. Targeting HIF1 for anti-cancer
therapy. Nat Rev Cancer 2003; 3(10): 721-32.
22. Stolle C, Glenn G, Zbar B, Humphrey JS, Choyke
P, Walther M,et al. Improved detection of
germline mutations in the von Hippel-Lindau dis-
ease tumor suppressor gene. Hum Mutat 1998;
12(6):417-23.
23. Gnarra JR, Tory K, Weng Y, Schmidt L, Wei MH,
Li H, et al. Mutations of the VHL tumour sup-
pressor gene in renal carcinoma. Nat Genet
1994;7(1):85-90.
24. Nickerson ML, Jaeger E, Shi Y, Durocher JA,
Mahurkar S, Zaridze D, et al. Improved identifi-
cation of von Hippel-Lindau gene alterations in
clear cell renal tumors. Clin Cancer Res
2008;14(15):4726-34.
25. Shuin T, Kondo K, Torigoe S, Kishida T, Kubota
Y, Hosaka M. Frequent somatic mutations and
loss of heterozygosity of the von Hippellindau
tumor suppressor gene in primary human renal
cell carcinomas. Cancer Res 1994;54(11):2852-
5.
26. Kondo K, Klco J, Nakamura E, Lechpammer M,
Kaelin WG Jr. Inhibition of HIF is necessary for
tumor suppression by the von Hippel-Lindau pro-
tein. Cancer 2002;1(3):237-46.
27. Kondo K, Kim WY, Lechpammer M, Kaelin WG
Jr. Inhibition of HIF2alpha is sufficient to suppress
pVHL-defective tumor growth. PLoS Biol
2003;1(3):E83.
28. Maranchie JK, Vasselli JR, Riss J, Bonifacino JS,
Linehan WM, Klausner RD. The contribution of
VHL substrate binding and HIF1-alpha to the
phenotype of VHL loss in renal cell carcinoma.
Cancer Cell 2002;1(3):247-55.
29. Peruzzi B, Bottaro DP. Targeting the c-Met sig-
naling pathway in cancer. Clin Cancer Res
2006;12(12):3657-60.
30. Schmidt L, Duh FM, Chen F, Kishida T, Glenn G,
Choyke P,et al. Germline and somatic mutations
in the tyrosine kinase domain of the MET proto-
oncogene in papillary renal carcinomas. Nat
Genet 1997;16(1):68-73.
31. Schmidt L, Junker K, Nakaigawa N, Kinjerski T,
Weirich G, Miller M, et al. Novel mutations of the
MET proto-oncogene in papillary renal carcino-
mas. Oncogene 1999;18(14):2343-50.
32. Cooper CS, Park M, Blair DG, Tainsky MA, Hueb-
ner K, Croce CM, et al. Molecular cloning of a
new transforming gene from a chemically trans-
formed human cell line. Nature 1984; 311, 29-
33.doi: 10.1038/311029a0.
33. Liang TJ, Reid AE, Xavier R, Cardiff RD Wang
TC. Transgenic expression of tpr-met oncogene
leads to development of mammary hyperplasia
and tumors. Clin Invest 1996; 97(12):2872-7.
34. Boccaccio C, Sabatino G, Medico E, Girolami F,
Follenzi A, Reato G, et al. The MET oncogene
drives a genetic programme linking cancer to
haemostasis. Nature 2005; 434(7031): 396-400.
35. Kuniyasu H, Yasui W, Kitadai Y, Yokozaki H, Ito
H, Tahara E. Frequent amplification of the c-met
gene in scirrhous type stomach cancer. Biochem
Biophys Res Commun 1992;189(1): 227-32.
36. Birchmeier C, Birchmeier W, Gherardi E, Vande
Woude GF. MET, metastasis, motility and
more.Nat Rev Mol Cell Biol 2003; 4(12): 915-25.
37. Hara T, Ooi A, Kobayashi M, Mai M, Yanagihara
K, Nakanishi I. Amplification of c-myc, K-sam,
and c-met in gastric cancers: detection by fluo-
rescence in situ-hybridization. Lab Invest 1998;
78(9):1143-53.
38. Miller CT, Lin L, Casper AM, Lim J, Thomas DG,
Orringer MB, et al. Genomic amplification of MET
with boundaries within fragile site FRA7G and up-
regulation of MET pathways in esophageal ade-
nocarcinoma. Oncogene 2006;25(3):409-18.
39. Di Renzo MF, Olivero M, Martone T, Maffe A,
Maggiora P, Stefani AD, et al. Somatic mutations
of the MET oncogene are selected during
metastatic spread of human HNSC carcinomas.
Oncogene 2000;19(12):1547-55.
40. Ruderman N, Prentki M. AMP Kinase and Mal-
onyl-CoA targets for therapy of the metabolic syn-
drome. Nat Rev Drug Discov 2004; 3(4):340-51.
41.Pavlovich CP, Walther MM, Eyler RA, Hewitt SM,
Zbar B, Linehan WM, et al. Renal tumors in the
Birt-Hogg-Dubé syndrome. Am J Surg Pathol
2002;26(12):1542-52.
42. Pavlovich CP, Grubb RL 3rd
, Hurley K, Glenn
GM, Toro J, Schmidt LS,et al. Evaluation and
management of renal tumors in the Birt-Hogg-
Dube syndrome. J Urol 2005;173(5): 1482-6.
43. Toro JR, Pautler SE, Stewart L, Glenn GM, Wein-
reich M, Toure O, et al. Lung cysts, spontaneous
pneumothrorax and genetic associations in 89
families with Birt-Hogg-Dubé syndrome. Am J
Respir Crit Care Med 2007;175(10):1044-53.
44. Baba M, Furihata M, Hong SB, Tessarollo L,
Haines DC, Southon E, et al. Kidney-targeted
Birt–Hogg–Dubé gene inactivation in a mouse
model: Erk1/2 and Akt-mTOR activation, cell hy-
perproliferation, and polycystic kidneys. J Natl
Cancer Inst 2008;100(2):140-54.
45. Chen J, Futami K, Petillo D, Peng J, Wang P,
Knol J, et al. Deficiency of FLCN in Mouse kid-
ney led to development of polycystic kidneys and
renal neoplasia. PLoS One 2008;3 (10):e3581.
46. O'Hagan AR, Ellsworth R, Secic M, Rothner AD,
Brouhard BH. Renal manifestations of tuberous
sclerosis complex. Clin Pediatr (Phila)
1996;35(10):483-9.
47. Tomlinson IP, Alam NA, Rowan AJ, Barclay E,
Jaeger EE, Kelsell D, et al. Multiple Leiomyoma
Consortium Germline mutations in FH predispose
to dominantly inherited uterine fibroids, skin
leiomyomata and papillary renal cell cancer. Nat
Genet 2002;30(4):406-10.
48. Sampson JR, Maheshwar MM, Aspinwall R,
Thompson P, Cheadle JP, Ravine D, et al. Renal
cystic disease in tuberous sclerosis: Role of the
polycystic kidney disease 1 gene. Am J Hum
Genet 1997; 61(4):843-51.
49. Leung AK, Robson WL. Tuberous Sclerosis
Complex: A Review. J Pediatr Health Care
2007;21(2):108-114.
50. Crino PB, Nathanson KL, Henske EP. The tuber-
ous sclerosis complex. N Engl J Med
2006;355(13):1345-56.
51. Sampson JR. Therapeutic targeting of mTOR in
tuberous Sclerosis. Biochem.Soc Trans
2009;37(Pt 1):259-64.
52. Ricketts C, Woodward ER, Killick P, Morris MR,
Astuti D, Latif F, et al. Germline SDHB mutations
and familial renal cell carcinoma. J Natl Cancer
Inst 2008;100(17):1260-2.
53. Srirangalingam U, Walker L, Khoo B, MacDonald
F, Gardner D, Wilkin TJ, et al. Clinical manifes-
tations of familial paraganglioma and phaeochro-
mocytomas in succinate dehydrogenase B
(SDH-B) gene mutation carriers. Clin. Endocrinol
(Oxf) 2008;69(4):587-96.
54. Henderson A, Douglas F, Perros P, Morgan C,
Maher ER. SDHB-associated renal oncocytoma
suggests a broadening of the renal phenotype in
hereditary paragangliomatosis. Fam Cancer
2009;8(3):257-60.
55. Lu H, Dalgard CL, Mohyeldin A, McFate T, Tait
AS, Verma A. Reversible inactivation of HIF-1
prolylhydroxylases allows cell metabolism to con-
trol basal HIF-1. J Biol Chem 2005;
280(51):41928-39.
56. MacKenzie ED, Selak MA, Tennant DA, Payne
LJ, Crosby S, Frederiksen CM, et al. Cell-per-
meating alpha-ketoglutarate derivatives alleviate
pseudohypoxia in succinate dehydrogenase-de-
ficient cells. Mol Cell Biol 2007; 27(9):3282-9.
