2.1.1 C-Myc transgeeniset mallit
protooncogene C-myc koodaa 62 kDa: n monikäyttöistä, ydinfosfoproteiinia, ja se sijaitsee ihmisellä kromosomissa 8q24.21. c-Myc toimii transkriptiotekijänä, joka aktivoi useiden geenien ilmentymistä, joita tarvitaan solusyklin etenemiseen G1-vaiheesta s-vaiheeseen. Paradoksaalisesti c-Myc-ilmentymä voi myös voimakkaasti edistää apoptoottista solukuolemaa. c-Myc-ekspressio lisääntyy normaalin maitorauhasen raskauteen liittyvän proliferaation aikana. Se puuttuu kuitenkin erilaistuneista alveolaarisista soluista imetyksen aikana, mutta lisääntyy uudelleen normaalin apoptoottisen maitorauhasen involutionaatioprosessin aikana (Liao & Dickson, 2000). Ihmisen kasvaimissa C-myc-ilmentymän sääntelyn purkaminen voi tapahtua useiden mekanismien kautta. C-myc-geeni monistuu noin 16%: ssa ja järjestyy uudelleen noin 5%: ssa ihmisen rintasyövistä, kun taas c-Myc-proteiini on yliekspressoitunut 45-70%: ssa ihmisen rintasyövistä (Blackshear, 2001; Deming, Nass, Dickson, & Trock, 2000; Spandidos, Field, Agnantis, Evan, & Moore, 1989). C-myc: n monistuminen korreloi huonoon potilaan ennusteeseen (Deming et al., 2000).
c-myc: n aktivaation on todettu olevan kriittinen vaihe sekä ihmisillä että hiirillä esiintyvän rintasyövän kehityksessä. Lederer-laboratorio kehitti MMTV-c-myc-siirtogeenisiä hiiriä, jotka ilmentävät C-myc: tä erityisesti naarashiirien maitorauhasissa korkeina pitoisuuksina ja sekä urosten että naaraiden sylkirauhasissa alhaisempina pitoisuuksina (Stewart et al., 1984). Nämä hiiret kehittää nisän adenokarsinoomat moniparous eläimiä 100% ilmaantuvuus. Kun otetaan huomioon mmtv-promoottorin hormonivaste, ei ole yllättävää, että kasvaimen ilmaantuvuus ja latenssi riippuu raskauksien määrästä. Moniparoisilla naisilla adenokarsinoomat kehittyvät yleensä 5-6 kuukauden iässä ja vastaavat toista tai kolmatta raskautta. Metastabiilit kasvaimet ovat harvinaisia, mutta niitä on havaittu keuhkoissa. Koirashiirillä ei havaita kasvaimia (Stewart et al., 1984).
siirtogeeniset hiiret, jotka ilmentävät C-myc: tä hiiren WAP-promoottorin valvonnassa, ovat myös syntyneet kahdesta itsenäisestä ryhmästä (Sandgren et al., 1995; Schoenenberger ym., 1988). Kasvainten esiintymistiheys WAP-c-myc-hiirillä oli paljon suurempi kuin niiden MMTV-vetoisella vastineella. WAP-c-myc naarashiiret alkavat kehittää nisäkasvaimia 2 kuukauden kuluessa transgeenin ilmentymisen aloittamisesta (raskaus). Noin 80% naaraista kehittää käsin kosketeltavia kasvaimia kahden raskauskierroksen jälkeen, ja yksittäiset hiiret kehittävät usein useita kasvaimia, jotka vaikuttavat yhteen tai useampaan rauhaseen (Schoenenberger et al., 1988). Neitseellisille hiirille ei kehity kasvaimia (seuranta jopa 14 kuukautta). WAP-c-myc-hiiret muodostavat rintarauhaskasvaimia, jotka ovat hyvin erilaistuneita ja hankkivat β-kaseiinin ja siirtogeenisen myc: n konstitutiivista ilmentymistä ja eritystä.
vaikka nämä tutkimukset vahvistavat c-myc: n potentiaalin aiheuttaa nisäkasvainreesiä, lisähavainnot osoittivat, että MMTV-c-myc: n ja wap-c-myc: stä johdetun rintasyöpäkarsinoomakehityksen geneettisiä tapahtumia tarvitaan lisää. Esimerkiksi kasvaimet syntyivät fokaalisesti, vaikka C-Myc-ilmentymistä havaittiin sekä MMTV-c-myc-että wap-c-myc-naarashiirten normaalin nisäepiteelin läpi raskauden loppupuolella ja koko imetyksen ajan. Lisäksi, vaikka C-myc: n satunnainen kromosomien integrointi MMTV-C-myc-hiirillä aiheutti transgeenin ilmentymisen useissa kudoksissa, c-myc aiheutti vain kasvaimia rintarauhaskudoksessa. Lisäksi kasvainten pitkä latenssi ja riippuvuus raskaudesta viittaa siihen, että c-myc itsessään ei välttämättä riitä nisäkasvainten induktioon.
havainto siitä, että c-myc yksinään ei ollut riittävä aiheuttamaan tuumorigeneesiä koko rintarauhasessa, ohjeistettiin seurantatutkimuksissa, joissa käytettiin kaksoissiirtogeenisiä (tai bitransgeenisiä) hiirimalleja. Kaksoissiirtogeeniset hiiret, jotka kantavat sekä C-myc: tä että toista geeniä, kuten v-Ha-ras (Sinn et al., 1987), TGF-α (transforming growth factor α) (Amundadottir, Johnson, Merlino, Smith, & Dickson, 1995), bcl-2 tai neu, kehittävät nisäkasvaimia suuremmilla taajuuksilla ja lyhyemmällä viiveellä. MMTV-C-myc/MMTV-v-Ha-ras ja MMTV-C-myc/MT-TGFa kaksoissiirtogeeniset hiiret auttoivat selvittämään, että C-myc voisi synergisoida v-Ha-ras: n ja TGFa: n kanssa kasvaimen viiveen vähentämiseksi ja raskauden vaatimuksen poistamiseksi kasvaimen aloittamiseksi. Erityisesti kaksoissiirtogeenisille MMTV-C-myc/MT-TGFa-hiirille ei kehity normaalia maitorauhaskudosta, ja 3-viikkoisten hiirten maitorauhaskudokset voivat muodostaa kasvaimia, kun ne siirretään athymisiin hiiriin. Tämä osoittaa, että C-myc ja TGFa voivat synergisoida maitorauhasepiteelin muuttamisessa, mikä edellyttää vain vähän tai ei lainkaan muita geneettisiä muutoksia (Amundadottir et al., 1995; Amundadottir, Nass, Berchem, Johnson, & Dickson, 1996).
Chodosh-laboratorio kehitti siirtogeenisen hiirimallin, joka mahdollisti C-myc: n maitorauhaspesifisen ilmentymisen ajallisen kontrollin tetrasykliinijohdannaisilla hoidettaessa (Boxer, Jang, Sintasath, & Chodosh, 2004). Tässä mallissa MMTV-promoottori ajaa käänteisen tetrasykliiniriippuvaisen transkriptioaktivaattorin rtTA: n ilmentymistä ja doksisykliinin läsnä ollessa indusoi tetrasykliiniriippuvaiseen promoottoriin fuusioituneen C-myc: n ilmentymisen (MMTV-rtTA/TetO-MYC transgeeniset hiiret). Krooninen induktio C-myc näillä siirtogeenisillä hiirillä johtaa yksinäinen nisän adenokarsinoomat jälkeen noin 22 viikon. Tämä malli on tärkeä, koska se mahdollistaa tuumoririippuvuuden arvioinnin jatkuvasta C-myc-ilmaisusta, kun kasvain on muodostunut tai ”onkogeeni-riippuvuus.”Kun nisäkasvaimet havaittiin, hiiret otettiin pois doksisykliini arvioida, onko kasvaimet taantuvat. Mielenkiintoista on, että vain noin puolet kasvaimista taantui sen jälkeen, kun doksisykliinin poistaminen esti c-myc-ilmentymistä. Näin C-myc-inaktivaatio ei johtanut kasvainten kääntymiseen ja kasvaimet pystyivät kasvamaan ilman C-myc-yliekspressiota. Niistä kasvaimia, jotka eivät taantuneet jälkeen C-myc inaktivaatio, lähes kaikki kasvaimet uudelleen kasvua jopa ilman C-myc ilmentymä. Tämä viittaa siihen, että suurin osa ensisijaisista nisäkasvaimista, jotka syntyivät C-myc-aktivaatiosta, on jo saanut kyvyn kasvaa C-myc-yliekspression puuttuessa. Niistä kasvaimista, jotka olivat taantuneet C-myc: n puuttuessa, suurin osa kasvaimista spontaanisti uusiutui alkuperäisessä paikassa 1 vuoden kuluessa doksisykliinin vetäytymisestä. Nisäkasvainten havaittiin uusiutuvan, koska läsnä on jäljellä neoplastisia soluja, jotka pysyivät rintarauhasiin lähes kaikki eläimet täysin taantunut kasvaimia. C-myc: n uudelleenaktivoituminen jäljellä olevissa neoplastisissa soluissa johti kasvainten nopeaan uusiutumiseen. Lisäksi C-myc-ilmentymän peräkkäiset syklit johtivat lähes kaikkien kasvainten etenemiseen doksisykliinistä riippumattomaan tilaan.