Inicjacja nowotworu może być wynikiem nagromadzenia się mutacji zachodzących w

Transkrypt

1 Znaczenie komórek macierzystych w inicjacji i rozwoju nowotworów Streszczenie Inicjacja nowotworu może być wynikiem nagromadzenia się mutacji zachodzących w prawidłowych komórkach macierzystych, powodujących zablokowanie różnicowania się tych komórek. Wiele wspólnych cech, jakie posiadają komórki macierzyste z niektórymi komórkami nowotworowymi sugeruje, że za inicjację i progresję nowotworu mogą być odpowiedzialne nowotworowe komórki macierzyste. Szczególne znaczenie ma zdolność do samoodnowy i proliferacji komórkowej, które są głównym powodem wznowy choroby nowotworowej i tworzenia przerzutów. Za proliferację komórkową odpowiedzialne są przede wszystkim szlaki sygnałowe Wnt, Notch, Shh i czynniki transkrypcyjne Oct-4, Nanog. Poznanie przyczyn inicjacji i rozwoju nowotworów jest kluczowe dla udoskonalenia leczenia tych groźnych dla życia chorób. Wprowadzenie Komórki macierzyste (SC, ang. stem cells) ze względu na swoje wyjątkowe właściwości i wiążące się z nimi perspektywy terapeutyczne są przedmiotem wielu badań biomedycznych. Komórki te odpowiedzialne są za wzrost prawidłowych tkanek oraz naprawę tkanek uszkodzonych w organizmach [1]. Podstawowymi właściwościami umożliwiającymi pełnienie powyższych funkcji są: i) zdolność do samoodnowy odtwarzania w wyniku symetrycznych bądź niesymetrycznych podziałów oraz ii) zdolność do wielokierunkowego różnicowania. Za regenerację uszkodzonych tkanek w dorosłych organizmach odpowiedzialne są somatyczne komórki macierzyste ASC (ang. adult stem cells). Znajdują się one w tzw. niszach w określonych miejscach w organizmie m.in. w szpiku kostnym, tkance tłuszczowej, trzustce, wątrobie, naskórku oraz innych tkankach i narządach. ASC głównie posiadają ograniczoną zdolność do różnicowania i mogą się przekształcić w komórki potomne w obrębie tkanki z której pochodzą. Można jednak znaleźć publikacje wykazujące, że wyizolowane ze szpiku mezynchymalne komórki macierzyste, mogą miedzy innymi zróżnicować się w kierunku neuralnym czy epitelialnym. Somatyczne komórki macierzyste różnią się przede wszystkim stopniem zróżnicowania oraz pełnionymi funkcjami od embrionalnych komórek macierzystych ESC (ang. embryonic stem cells), najsłabiej zróżnicowanych, z których powstają wszystkie komórki [2-4]. Ostatnio zidentyfikowano w szpiku kostnym dorosłego organizmu populacje komórek o morfologii i markerach powierzchniowych charakterystycznych dla embrionalnych komórek macierzystych, które nazwano VSEL (ang. very small embryonic-like). Stanowią one nieliczną grupę, małych komórek o średnicy 2-4 µm o bardzo szerokim spektrum różnicowania. VSEL są zdolne różnicować się we wszystkie trzy listki zarodkowe i mogą być źródłem pluripotencjalnych komórek macierzystych potrzebnych do regeneracji uszkodzonych tkanek. Analiza z zastosowaniem mikroskopu elektronowego wykazała, że komórki te posiadają cechy budowy morfologicznej charakterystyczne również dla embrionalnych komórek macierzystych. Mianowicie, posiadają one stosunkowo duże jądra otoczone wąskim pasmem cytoplazmy, w których znajduje się rozluźniona forma chromatyny, euchromatyna[5]. Komórki macierzyste można również sklasyfikować pod względem zdolności do różnicowania na następujące grupy: komórki totipotencjalne występują w pierwszych 2-3 dniach po zapłodnieniu i mogą różnicować się we wszystkie komórki organizmu, w tym komórki popłodu (łożysko, sznur pępowinowy, błony płodowe); komórki pluripotencjalne są zdolne do przekształcenia się w każdy typ komórki czy tkanki, oprócz komórek popłodu; komórki multipotencjalne różnicują się w obrębie jednego z trzech listków zarodkowych: ektodermy, endodermy, mezodermy; komórki unipotencjalne zdolne jedynie do różnicowania się w określony typ komórek [6]. Paulina Pergoł 1,* Agata Nowak-Stępniowska 1 Katarzyna Drela 2 Alfreda Padzik-Graczyk 1 1 Pracowania Biochemii, Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 2 Zakład Neurobiologii Naprawczej, Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej im. M. Mossakowskiego PAN, Warszawa Pracowania Biochemii, Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, Warszawa; tel.: (22) ; paulinapergol@wp.pl Artykuł otrzymano 11 sierpnia 2012 r. Artykuł zaakceptowano 15 stycznia 2013 r. Słowa kluczowe: komórki macierzyste, nowotworowe komórki macierzyste, nowotwory Wykaz skrótów: APC (ang. adenomatous polyposis coli) białko supresyjne szlaku Wnt; ASC (ang. adult stem cells) somatyczne (dojrzałe) komórki macierzyste; BCC (ang. basal cell carcinoma) nowotwór podstawnokomórkowy skóry; CSC (ang. cancer stem cells) nowotworowe komórki macierzyste; Dvl (ang. dishevelled) białko cytoplazmatyczne szlaku Wnt; ESC (ang. embryonic stem cells) embrionalne komórki macierzyste; Fzd (ang. frizzled) białko transbłonowe szlaku Wnt; LRP (ang. lipoprotein receptor related protein) białko związane z receptorem LDL; MMP (ang. matrix metalloproteinase) metaloproteazy macierzowe; N EC (ang. notch extracellular domain) domena zewnątrzbłonowa białka Notch; N IC (ang. notch intracellular domain) domena cytoplazmatyczna białka Notch; N TM (ang. notch transmembrane domain) domena transbłonowa białka Notch; Oct-3/4 (ang. octamer3/4) czynnik transkrypcyjny aktywujący proliferację komórkową; PDGF (ang. platelet derived growth factor) pochodzący z płytek czynnik wzrostu; POU (ang. pit-oct-unc) czynniki transkrypcyjne wiążące się z DNA; SC (ang. stem cells) komórki macierzyste; Shh (ang. sonic hedgehog) białko aktywujące szlak sygnałowy Shh; SMO (ang. smothened) białka transbłonowe szlaku Shh, ang. Patched (Ptch) rodzina białek receptorowych szlaku Shh; TGFβ (ang. transforming growth factor) transformujący czynnik wzrostu; VSEL (ang. very small embryonic-like) bardzo małe komórki macierzyste o cechach komórek embrionalnych; Wnt (ang. wingless/ integration signaling) białko aktywujące szlak sygnałowy Wnt Postępy Biochemii 59 (1)

2 Wyżej wynmienione właściwości komórek macierzystych skłoniły wielu badaczy do podejmowania prób zastosowania tych komórek w medycynie regeneracyjnej oraz w leczeniu nowotworów. Terapie z zastosowaniem komórek macierzystych mogą być powiązane z bezpośrednim zastępowaniem przez nie komórek uszkodzonych lub oddziaływaniem pośrednim, poprzez korzystny wpływ na endogenne procesy regeneracyjne organizmu. Najnowsze dane ukazują potencjalne możliwości wykorzystania komórek macierzystych nie tylko w hematologii, ale również w terapii przeciwnowotworowej oraz w leczeniu chorób przewlekłych i genetycznych, chorób neurologicznych zarówno tych o charakterze neurodegeneracyjnym, jak i w ostrych uszkodzeniach układu nerwowego oraz wielu innych [4,7]. Obecnie podejmowane są próby zastosowania modyfikowanych genetycznie komórek macierzystych jako specjalnie zaprojektowanych nośników dostarczających określoną substancję do komórek lub tkanek [8]. W przyszłości rutynowe wykorzystanie komórek macierzystych w medycynie jest wielce prawdopodobne, jednak dalszy rozwój tej technologii wymaga przede wszystkim ustalenia i zoptymalizowania standardów izolacji oraz ekspansji wraz z określeniem możliwości różnicowania poszczególnych typów komórek w zależności od potrzeb, w różnych przypadkach chorobowych. Mimo znacznego postępu w badaniach nad terapią komórkową dotychczasowe efekty kliniczne wydają się nie do końca satysfakcjonujące, przede wszystkim z powodu ryzyka powstania transformacji nowotworowej. W wielu publikacjach z zastosowaniem modeli zwierzęcych zwraca się uwagę na negatywne skutki związane z przeszczepem komórek macierzystych, możliwości zainicjowania procesu nowotworowego i powstanie guza [9,10]. Ostatnio okazało się, że po kilku latach od przeszczepu neuralnych komórek macierzystych, u pacjenta zidentyfikowano nowotwór mózgu, którego komórki nie były zgodne pod względem antygenów HLA z komórkami biorcy. Dalsze badania wykazały, że nowotwór składał się z dwóch populacji komórek, które wcześniej zostały przeszczepione [11]. populacje komórek odpowiedzialne za inicjacje, wzrost i proliferacje nowotworów. W toku długoletnich badań, dopiero w 1997 roku udało się zespołowi John a Dick wyizolować pierwsze nowotworowe komórki macierzyste z całej populacji w ostrej białaczce szpikowej (AML) [15]. Pierwsza identyfikacja CSC z nowotworu piersi opublikowana została w 2003 roku, natomiast rok później opisano CSC centralnego układu nerwowego [16-18]. Nowotworowe komórki macierzyste są przedmiotem zainteresowania naukowców różnych dziedzin, choć są tematem dużej liczby badań to wiele aspektów dotyczących powstawania i rozwoju CSC czeka jeszcze na wyjaśnienie. Hipotezy powstawania CSC Nowotworowe komórki macierzyste mogą powstawać w wyniku mutacji genetycznych zachodzących w komórkach macierzystych, progenitorowych lub nawet w zróżnicowanych komórkach somatycznych. Pochodzenie tych komórek pozostaje dyskusyjne i może być różne, w zależności od typu danej tkanki i nowotworu. Hipoteza zakładająca, że nowotworowe komórki macierzyste powstają w wyniku zmian epigenetycznych i nagromadzenia mutacji zachodzących w prawidłowych komór- Nowotworowe komórki macierzyste Przegląd historyczny Po raz pierwszy podobieństwo komórek nowotworowych do komórek macierzystych zauważyli Rudolf Virchow i Julius Conhein już w XIX wieku, lecz hipotezy te nie zostały potwierdzone badaniami eksperymentalnymi [12]. Przełomowym odkryciem dla istnienia nowotworowych komórek macierzystych CSC (ang. cancer stem cells) były testy wykonane w 1985 roku przez Anne Hamburger i Sydney Salmon. Zauważyli oni, że nie wszystkie komórki wyizolowane z litych guzów posiadają zdolność do proliferacji. Okazało się, że tylko 1 na 1000 do 1 na 5000 komórek wyizolowanych były zdolne do tworzenia kolonii [13]. Ponadto w 1961 roku doświadczenia przeprowadzone przez Chester Soutcham i Aleksander Brunschwing wykazały, że komórki pobrane od chorych z rozsianym nowotworem złośliwym wstrzyknięte pod skórę tym samym pacjentom w małym stopniu powodowały formowanie nowych ognisk nowotworowych. Do zainicjowania guza niezbędne było przeszczepienie przynajmniej komórek nowotworowych [14]. Wyniki tych doświadczeń pozwoliły wnioskować, że istnieją małe Rycina 1. Mechanizmy transformacji nowotworowej SC. Nowotworowe komórki macierzyste mogą powstawać na skutek mutacji zachodzących w macierzystych komórkach (SC), progenitorowych (PC) lub komórkach zróżnicowanych (MC). 46

3 kach macierzystych potwierdza wiele wspólnych cech, które te dwa typy komórek posiadają. Transformacja prawidłowej komórki, w komórkę nowotworową nie jest jednoetapowym procesem, tylko nagromadzeniem znaczącej liczby mutacji. Komórki macierzyste żyją dłużej od komórek zróżnicowanych i bardziej narażone są na kumulację zmian prowadzących do inicjacji nowotworu. Przypuszcza się również, że źródłem nowotworowych komórek macierzystych mogą być komórki progenitorowe (prekursorowe), które są komórkami pośrednimi pomiędzy macierzystymi komórkami, a zróżnicowanymi i posiadają częściową zdolność do samoodnowy. Część badaczy sugeruje, że CSC pochodzą z komórek już zróżnicowanych, które w wyniku nagromadzonych mutacji zyskały umiejętność samoodnawiania się oraz odróżnicowując, zdobyły inne cechy komórek macierzystych (Ryc. 1). Model ten zakłada, że relatywnie duża populacja komórek mogłaby być źródłem nowotworowych komórek macierzystych, choć faktycznie tylko mała grupa z nich jest zdolna do inicjacji nowotworu [19,20]. Jadnakże, ostatnio przeprowadzone badania wykazały, że komórki nowotworu piersi pod wpływem radioterapii, uległy transformacji do nowotworowych komórek macierzystych [21]. Inna koncepcja zakłada, że istnieją w dorosłym organizmie bardzo małe komórki macierzyste VSEL, które z powodu ich słabego zróżnicowania i dużej zdolności do proliferacji również mogą być potencjalnym źródłem nowotworu [22]. Porównanie prawidłowych i nowotworowych komórek macierzystych W celu identyfikacji czynników regulujących funkcjonowanie nowotworowych komórek macierzystych, kluczowe zdaje się porównanie ich z prawidłowymi komórkami macierzystymi. Obie populacje wykazują wiele wspólnych cech, poniżej wymieniono najważniejsze z nich wraz z wyjaśnieniami [23]. 1. Zdolność do samoodnowy Samoodnawialność jest podstawową cechą komórek macierzystych, umożliwiającą utrzymywanie pewnej puli tych komórek przez całe życie organizmu. W zależności od warunków i zapotrzebowania, komórka macierzysta może ulegać podziałom symetrycznym, w wyniku których powstają dwie komórki macierzyste bądź niesymetrycznym, w których jedna komórka potomna jest macierzysta, a druga ulega różnicowaniu. Proces samoodnawialności charakterystyczny jest zarówno dla prawidłowych komórek macierzystych, jak również nowotworowych komórek macierzystych. W kontrolowanie procesu samoodnowy zaangażowane są szlaki przekazywania sygnału takie jak Wnt, Shh, Notch. Właśnie rozregulowanie tych szlaków może być przyczyną transformacji komórek macierzystych w nowotworowe i prowadzić do inicjacji nowotworów. W rezultacie nadmierne namnażanie niezróżnicowanych komórek nie pełniących swoich funkcji, może powodować progresję nowotworu oraz inwazję do sąsiadującej tkanki [24,25]. 2. Występowanie w podobnych regionach organizmu Wykazano, iż komórki macierzyste zasiedlają miejsca silnie ukrwione zwane niszami naczyniowymi, które pełnią rolę mikrośrodowiska dla tych komórek. Podstawowym składnikiem nisz są komórki śródbłonka, które zapewniają odpowiednią równowagę pomiędzy samoodnawianiem się komórek macierzystych, a ich różnicowaniem. Ostatnie badania wykazały, że nowotworowe komórki macierzyste obecne in vivo w nowotworach mózgu, koncentrują się przy naczyniach włosowatych. Natomiast hodowane in vitro wraz z komórkami śródbłonka, wykazują selektywne powinowactwo do tych komórek tworząc skupiska. Stwierdzono również, że związanie się CSC z komórkami śródbłonka powoduje wzmożenie procesów samoodnowy i zwiększa populacje tych komórek.[23] 3. Wydzielanie czynników wzrostu oraz stymulacja angiogenezy Charakterystyczną cechą prawidłowych i nowotworowych komórek macierzystych jest zdolność zapewnienia sobie dopływu stałych czynników wzrostu. W tym celu angażowane są różne czynniki między innymi cytokiny, które są autokrynnymi i parakrynnymi czynnikami wzrostu i przeżycia komórek. Cytokiny proangiogenne są niezbędne do tworzenia nowych naczyń krwionośnych, które dostarczają tlen i substancje odżywcze do komórek. Niektóre nowotwory poprzez produkcje czynników wzrostu, takich jak interleukiny promują angiogenezę, przerzuty i wzrost nowotworu. Część badaczy sugeruje, że za procesy te odpowiedzialne są nowotworowe komórki macierzyste, które stymulują wydzielanie wyżej wymienionych czynników [26,27]. Wykazano, że czynniki wzrostowe znajdujące się w macierzy zewnątrzkomórkowej komórek macierzystych tj. TGFβ, PDGF występują również w niektórych nowotworach. Podobnie podejrzewa się, że proliferację i migrację komórek nowotworowych wspomagają metaloproteinazy macierzowe MMP występujące w komórkach macierzystych. Przykładem są metaloproteinazy MMP1, MMP2, MMP7, MMP9, MMP11, których nadmierną aktywność wykryto w nowotworach kości, jelita, trzustki, żołądka [28-30]. 4. Odporność na chemioterapeutyki i radioterapię Komórki nowotworowe nabywają odporności na chemioterapeutyki poprzez szereg mechanizmów. Często można zaobserwować, że po pierwszej reakcji nowotworu na leki dochodzi do wznowienia populacji nowotworowych komórek odpornych na dany typ chemioterapii. Przypuszcza się, że za wznowę odpowiedzialne są CSC, które tak jak SC mogą występować dłuższy czas w fazie G0 w tzw. stanie uśpionym (ang. quiescence state) co czyni je niewrażliwymi na leki, działające jedynie na dzielące się komórki. Dlatego wnioskuje się, że część nowotworowych komórek macierzystych może przetrwać chemioterapię i powodować wznowienie nowotworu. Dodatkowo prawidłowe i nowotworowe komórki macierzyste posiadają zdolności naprawcze DNA. Cecha ta czyni je odpornymi na zmiany genetyczne wywołane promieniowaniem [31,32]. Ważnym czynnikiem chroniącym nowotworowe komórki macierzyste przed związkami toksycznymi jest wysoka aktywność białek błonowych transporterów ABC występująca również w SC. Zadaniem transporterów ABC jest usunięcie czynników szkodliwych w tym leków przeciwnowotworowych poza komórkę przed osiągnięciem ich stężenia le- Postępy Biochemii 59 (1)

4 talnego, korzystając z energii pozyskanej z hydrolizy ATP. Przykładem jest zidentyfikowana glikoproteina P, należąca do rodziny transporterów ABC, której wzmożona synteza była widoczna w wielu nowotworach [33]. 5. Starzenie replikacyjne Od dawna wiadomo, że komórki somatyczne zdolne są do przejścia określonej liczby podziałów komórkowych, po upływie których aktywowane zostają czynniki wywołujące apoptozę. Proces ten jest kontrolowany przez telomery terminalne odcinki chromosomów. Po każdym podziale długość telomerów ulega skróceniu, aż do pewnej długości, która jest sygnałem dla komórki do zainicjowania procesu apoptozy. Wykazano, że zarówno prawidłowe jak i nowotworowe komórki macierzyste cechuje wysoka aktywność telomerazy, enzymu powodującego wydłużanie się telomerów. Utrzymywanie stałej długości telomerów jest powodem względnej nieśmiertelności obu typów komórek, ponieważ nie podlegają one procesom starzenia komórkowego [34,35]. 6. Synteza podobnych receptorów powierzchniowych Każdy typ komórek charakteryzuje się swoistymi receptorami zgromadzonymi na powierzchni, co pozwala na ich identyfikację. Prawidłowe i nowotworowe komórki macierzyste posiadają wspólną gamę wielu markerów powierzchniowych między innymi CXCR4, Sca-1, CD133, CD24, CD34, CD44, c-kit, c-met, LIF-R, BMI1. Wykazano, że specyficzny dla komórek macierzystych receptor CD133, występuje również w niektórych komórkach nowotworu jelita grubego, wątroby, trzustki, prostaty, płuc czy w raku mózgu. Udowodniono również obecność CD24 w nowotworze piersi wraz z CD44, który jest charakterystyczny również dla nowotworowych komórek macierzystych okrężnicy oraz prostaty. Zasługującym na szczególną uwagę jest receptor CXCR4, który może być odpowiedzialny za tworzenie przerzutów. Obecność CXCR4 na powierzchni CSC jest pomocna w identyfikacji tej małej populacji komórek w masie guza. [22,23,36-38]. Mutacje zachodzące w genach kodujących białka wchodzące w cykl tych przemian tj. Wnt, Notch, Shh mają znaczący wpływ na powstawanie nowotworów. Kluczową rolę pełnią również białka które są czynnikami transkrypcyjnymi, w szczególności białka Oct-3/4, Nanog, Rex1, Sox2. [41]. Szlaki sygnałowe Szlak Wnt Szlak Wnt został zidentyfikowany jako jeden z głównych szlaków sygnałowych występujących w nowotworach, regulujący wzrost, ruchliwość komórek oraz różnicowanie. Przekazywanie sygnału za pomocą ścieżek Wnt może być różne i zależy ono od rodzaju liganda Wnt oraz warunków panujących w komórce. Wyróżniamy dwie ścieżki sygnałowe: kanoniczną (zależną od β-kateniny) oraz niekanoniczną (zależny m.in. od stężenia jonów wapnia). Na rycinie 2 przedstawiona została kanoniczna ścieżka sygnałowa Wnt, która ma znaczący wpływ na proces nowotworzenia i proliferację chorobowych komórek. Przyczyny aktywacji ścieżki Wnt w procesie nowotworzenia są wynikiem mutacji poszczególnych białek tego szlaku lub wyciszania ekspresji negatywnych regulatorów Wnt/β-kateniny tj DKK lub WIF1. Najbardziej narażone na mutacje są: białko supresyjne APC, Axin lub sama β-katenina. Wszystkie mechanizmy powodują ten sam 7. Szlaki sygnałowe zaangażowane w samoodnowę oraz proliferację komórkową Za progresję nowotworu i samoodnowę prawdopodobnie odpowiedzialne są nowotworowe komórki macierzyste. W procesy te zaangażowane są te same szlaki sygnałowe, które występują w prawidłowych komórkach macierzystych. Szybkie tempo proliferacji komórek nowotworowych i ich zdolność do samoodnowy to cechy powodujące największą destrukcję organizmu. Zahamowanie tych procesów jest głównym celem terapii antynowotworowej, dlatego temat ten zasługuje na szczególną uwagę i wymaga głębszego wyjaśnienia [39,40]. Znaczenie CSC w progresji nowotworów Wiele badań wskazuje, że za kontrolę procesów samoodnowy i proliferacji komórek odpowiedzialne są określone czynniki oraz wewnątrzkomórkowe szlaki metaboliczne. Rycina 2. Szlak sygnałowy Wnt. Sygnał na drodze tego szlaku przekazywany jest w wyniku związania specyficznych białek Wnt z receptorami znajdującymi się na powierzchni komórek. Jednym z nich jest receptor Fzd (ang. frizzled), który po związaniu z białkiem Wnt powoduje fosforylację białka Dvl(ang. dishevelled). Zaktywowane Dvl wiążą się z kompleksem APC-Acyna-Konduktyna hamując działanie dwóch kinaz odpowiedzialnych za fosforylację β-kateniny: 3β syntazy glikogenu oraz kazeiny 1α. Zablokowanie fosforylacji uniemożliwia degradację β-kateniny w lizosomach ponieważ nie jest ona rozpoznawana przez składnik ligazy ubikwitynowej: β-trcp. Prowadzi to do stabilizacji i kumulacji β-kateniny, która aktywuje czynniki transkrypcyjne Tcf/Lef indukując ekspresje genów odpowiedzialnych za regulację cyklu komórkowego, proliferację, apoptozę oraz w konsekwencji progresję nowotworową [42-44]. 48

5 Szlak Notch Sygnalizacja Notch ma kluczowe znaczenie dla rozwoju i utrzymania homeostazy tkanek. Reguluje procesy związane z nabywaniem określonego fenotypu podczas ich różnicowania oraz kontroluje przeżywalność i interakcje międzykomórkowe [51,52]. Schemat przekazywania sygnału za pomocą tego szlaku został przedstawiony na rycinie 3. Udowodniono, że ścieżka Notch aktywuje procesy związane z przeżyciem komórek oraz inicjuje ich proliferację, ale również zatrzymuje cykl komórkowy i decyduje o różnicowaniu. Między innymi nadmierna aktywacja Notch prowadzi do podwyższenia poziomu białek HES, HRT/HET zaangażowanych w progresję czerniaka i do zahamowania syntezy białka MAP-2 sprzyjającej proliferacji komórek. Ponadto, zwiększona aktywacja szlaku Notch sprzyja powstawaniu przerzutów poprzez polepszenie właściwości adhezyjnych i migracyjnych tych komórek. Przykładem jest Notch1, który przez inicjację ekspresji m.in. kinazy tyrozynowej przyczyniającej się do tworzenia kompleksu przylegania komórkowego sprzyja tworzeniu przerzutów czerniaka. Rycina 3. Szlak sygnałowy Notch. Ligand znajdujący się na powierzchni błony jednej komórki przyłączając się do zewnątrzkomórkowego fragmentu białka Notch sąsiedniej komórki indukuje zmiany w jej transbłonowej części. Sygnał ten powoduje zmiany konformacyjne w N TM odsłaniające domenę wrażliwą na cięcia proteolityczne. Uwolniony fragment N IC przez enzymy proteolityczne (γ sekretazę) wędruje do jądra komórkowego, gdzie przyłącza się do białka CBF-1/RBP-Jk związanego z sekwencją genów docelowych [54]. efekt końcowy, mianowicie kumulację β-kateniny w jądrze komórkowym, aktywującą czynniki transkrypcyjne Tcl/Lef i w konsekwencji inicjującą ekspresję genów docelowych. Niektóre z tych genów kodują białka o kluczowej roli dla kancerogenezy. Należą do nich między innymi c-myc, cyklina D1, surwiwina [42-45]. Czynnik transkrypcyjny c-myc powoduje przejście komórki z fazy G1 do fazy S indukując wyjście komórek ze stanu niezróżnicowanego. C-myc jest proonkogenem, który ma znaczący wpływ na wzrost i proliferacje komórkową jak również indukcje apoptozy. Wykazano, że podobny efekt powodują cykliny D1, które poprzez tworzenie kompleksów z kinazami cdk4 i cdk6 oraz fosforylację białka prb również pobudzają proliferację komórkową i mają wpływ na podział komórkowy [46]. Bardzo często w komórkach nowotworowych i macierzystych można zaobserwować zwiększoną ilość innego białka surwiwiny, która nie występuje w komórkach już zróżnicowanych [47]. Surwiwiny natomiast są inhibitorami apoptozy, a tym samym blokują działanie chemioterapeutyczne [48,49]. Badania przeprowadzone na myszach udowodniły, że zaburzenia Wnt1 prowadzą do nowotworów piersi oraz nadmierna ekspresja tego genu czyni komórki odporne na działanie leków. Natomiast nadekspresja Wnt5 powoduje uzłośliwienie nowotworów, zwiększając ruchliwość i proliferację zmienionych komórek [50]. Zaburzenia poziomu receptora Notch, zostały udokumentowane w różnych typach nowotworów. Dużą zawartość białka Notch1 i Notch2 zaobserwowano w nowotworze szyjki macicy, jelita grubego, trzustki, skóry czy mózgu. Natomiast wzmożona synteza Notch3 i Notch4 występuje w nowotworze trzustki i w czerniaku. [53-56]. Przełomowym krokiem w terapii przeciwnowotworowej wydaje się być ostatnio otrzymane, wysoce specyficzne przeciwciało dla receptorów Notch1 i Notch2. Badania wykonane na myszach wykazały, że podanie tego przeciwciała hamuje wzrost komórek nowotworowych w różnych typach nowotworów. Dodatkowo zaobserwowano zmniejszenie angiogenezy i redukcję masy guza. Otrzymane wyniki dowodzą, że ścieżka sygnałowa Notch pełni ważną funkcję w inicjacji i progresji choroby nowotworowej [57]. Szlak Shh Ścieżka sygnałowa Shh odgrywa istotną rolę w embriogenezie i regulacji komórek macierzystych, a w sytuacji patologicznej w indukcji procesu nowotworowego. Nadekspresja białka Shh na błonie komórek nowotworowych pobudza je autokrynnie do stałej proliferacji, powodując progresję nowotworu. Zapoczątkowanie szlaku sonic hedgehog następuje poprzez połączenie aktywnego białka Shh z receptorem Ptch i aktywację SMO, co powoduje rozszczepienie białek Gli aktywujących geny docelowe (Ryc. 4). W prawidłowych komórkach macierzystych aktywacja białka SMO zwiększa transkrypcję Ptch1 i w wyniku sprzężenia zwrotnego dochodzi do zahamowania procesu proliferacji. Jeśli dojdzie do mutacji któregoś ze składowych szlaku lub białko Gli przedostanie się w całości do jądra, spowoduje to ciągłą proliferację komórkową i może inicjować tworzenie nowotworów. Postępy Biochemii 59 (1)

6 Rycina 4. Szlak sygnałowy Shh. Sygnałem dla komórki jest przyłączenie cząsteczki cholesterolu do karboksylowego końca receptora Shh, a następnie połączenie tego kompleksu z receptorem Ptch, co wywołuje aktywację białka SMO (ang. smothened). Następnie SMO powoduje rozszczepienie białek Gli i przedostanie się ich fragmentów do jądra komórkowego indukując geny odpowiedzialne za proliferację[58]. Wykazano, że szlak Shh wpływa również na cykl komórkowy, co ma kluczowe znaczenie dla kancerogenezy. Ostatnie badania wykazały, że uszkodzenie białka Ptch1 szlaku Shh powoduje zaburzenia cyklu wynikające m.in. ze wzmożonej syntezy białek regulatorowych takich jak cykliny B i D. Przewiduje się, że proces ten przyczynia się do zwiększonej proliferacji komórek nowotworowych oraz tworzenia przerzutów. Mutacje w szlaku Shh występują ze wzmożoną częstotliwością w nowotworze podstawnokomórkowym skóry (BCC), kolczystokomórkowym (SCC) jak również w glejaku [58-62]. Czynniki transkrypcyjne Wiele obserwacji wskazuje, że za proliferację komórek nowotworowych odpowiadają również niektóre czynniki transkrypcyjne, które zmieniają ekspresję genów docelowych. Komórka macierzysta poprzez sieć oddziaływań białek oraz specyficznych czynników transkrypcyjnych tj. Oct-3/4, Nanog, STAT3, Sox2, Bmi1, Rex1 może pozostać w stanie pluripotencjalnym oraz jest zdolna do proliferacji, co zostało udowodnione w badaniach in vitro. Podejrzewa się, że te same mechanizmy działają w nowotworowych komórkach macierzystych [63,64]. Udowodniono, że czynnik transkrypcyjny Oct-3/4 (PO- U5F1) jest niezbędny w utrzymaniu niezróżnicowanego stanu komórek macierzystych. Białko to należy do rodzinny czynników transkrypcyjnych POU (ang. pit-oct-unc) i in vivo występuje w komórkach węzła zarodkowego blastocysty. Wiadomo, że ekspresja genu Oct-3/4 zanika wraz ze stopniem zróżnicowania komórki, natomiast w dojrzałych komórkach somatycznych w ogóle nie występuje [65,66]. Ostatnio wykazano, że białko Oct-3/4 występuje w trzech izoformach Oct-3/4A, Oct-3/4B i najsłabiej poznany Oct- -3/4B1 oraz posiada kilka wariantów transkrypcyjnych i pseudogenów. Wiadomo, że tylko Oct-3/4A jest odpowiedzialny za właściwości pluripotencjalne komórek, natomiast funkcja pozostałych izoform nie jest w pełni poznana [67]. Badania kliniczne wykazały obecność Oct-3/4 w różnych rodzajach nowotworów takich jak nowotwory piersi, jelita, pęcherza [68]. Ponadto wykazano, że u pacjentów z nowotworami charakteryzującymi się dużą zawartością tego białka, występuje szybsza progresja, częstsze przerzuty oraz większa śmiertelność [69]. Za utrzymywanie komórek w stanie pluripotencji odpowiada również białko Nanog, występujące między innymi w embrionalnych komórkach macierzystych. Brak aktywności tego białka umożliwia różnicowanie się komórek, co potwierdza jego znaczącą rolę w ich samoodnawialności [65,70]. Wykazano, że transfekcja prawidłowych komórek genem Nanog może powodować ich transformacje w CSC. Ponadto najnowsze badania pokazują, że obniżenie zawartości tego czynnika powoduje zmniejszenie tempa proliferacji linii komórkowych wywodzących się z nowotworu piersi, jelita grubego, prostaty [71]. Sugeruje się, że Nanog może służyć jako biomarker nowotworowych komórek macierzystych i być pomocny w identyfikacji tych komórek w masie guza [72]. Dodatkowym aspektem, który podnosi znaczenie Nanog w nowotworzeniu jest zdolność do tworzenia kompleksów z białkiem STAT-3 i aktywacji procesu syntezy eksportera MDR1, należącego do rodziny białek ABC, który odpowiedzialny jest za utrzymywanie leków przeciwnowotworowych poza komórką [63]. W hodowli in vitro obecność obu tych białek Oct-3/4 i Nanog w komórce macierzystej jest wystarczająca do utrzymywania jej w stanie niezróżnicowanym [73]. PODSUMOWANIE Badania nad komórkami macierzystymi mają fundamentalne znaczenie w rozwoju leczenia chorób nowotworowych. Szczególnie groźne dla organizmu są nowotwory złośliwe z tendencją do tworzenia przerzutów do innych tkanek oraz zdolne do odnawiania się po zastosowanym leczeniu. Z tego powodu, głównym celem terapii onkologicznej powinny być nowotworowe komórki macierzyste, dla których niewystarczająco skuteczne wydają się być terapie konwencjonalne takie jak radioterapia czy chemioterapia i po zakończonym leczeniu komórki te mogą inicjować powrót choroby. Istotnym aspektem jest wyjaśnienie roli czynników regulujących szlaki proliferacji i różnicowania komórkowego, którego uszkodzenia mogą być przyczyną inicjacji i progresji nowotworów, ale również tworzenia przerzutów. Zablokowanie proliferacji tych komórek spowoduje zmniejszenie masy guza i zatrzymanie rozwoju choroby nowotworowej. W wyniku badań okazało się, że zablokowanie szlaku Notch spowodowało zredukowanie do 1/5 komórek CSC, co zatrzymało proces formowania guza [74]. Udowodniono również, że zastosowanie cyklopaminy, która wiąże białko SMO szlaku Shh powoduje uwrażliwienie nowotworowych komórek macierzystych na 50

7 radioterapie [73]. Przypuszcza się również, że nieprawidłowa sygnalizacja Wnt powoduje transformacje normalnych komórek macierzystych w nowotworowe i inicjuje powstawanie nowotworu [64,75]. Wiele poruszanych tu aspektów dotyczących nowotworowych komórek macierzystych to jeszcze hipotezy, lecz są one obecnie przedmiotem licznych badań, które pozwolą w niedalekiej przyszłości na ich pełniejsze wyjaśnienie. PIŚMIENNICTWO 1. Bach SP, Renehan AG, Potten CS (2000) Stem cells: the intestinal stem cell as a paradigm. Carcinogenesis 3: Gil J, Stembalska A, Pesz KA, Sąsiadek MM (2008) Cancer stem cells: the theory and perspectives in cancer therapy. J App Genet 49: Jiang J, Lv Z, Gu Y, Li J, Xu L, Xu W, Lu J, Xu J (2010) Adult rat mesenchymal stem cells differentiate into neuronal-like phenotype and express a variety of neuro-regulatory molecules in vitro. Neurosci Res 66: Si YL, ZhaoYL, Hao HJ, Fu XB, Han WD (2011) MSCs: Biological characteristics, clinical applications and their outstanding concerns. Ageing Res Rev 10: Kucia M, Reca R, Cambell FR (2006) A population of very smallembryonic-like (VESEL) CXCR4(+) SSEA-1(+) Oct4(+) stem cells identified in adult bone marrow. Leucemia 20: Jaenisch R, Young R (2008) Stem cells, the molecular circuitry of pluripotency and nuclear reprogramming. Cell 13: Dai LJ, Moniri MR, Zeng ZR, Zhou JX, Rayat J, Warnock GL (2011) Potential implications of mesenchymal stem cells in cancer therapy. Cancer Lett 305: Sun XY, Nong J, Qin K, Warnock GL, Dai LJ (2011) Mesenchymal stem cell-mediated cancer therapy: A dual-targeted strategy of personalized medicine. World J Stem Cells 3: Sharpe ME, Morton D, Rossi A (2012) Nonclinical safety strategies for stem cell therapies. Toxicol Appl Pharmacol 262: Wong RS (2011) Mesenchymal Stem Cells: Angles or Demons? J Biomed Biotechnol doi: /2011/ Amariglio N, Hirshberg A, Scheithauer BW, Cohen Y, Loewenthal R, Trakhtenbrot L, Paz N, Koren-Michowitz M, Waldman D, Leider-Trejo L, Toren A, Constantini S, Rechavi G (2009) Donor-derived brain tumor following neural stem cell transplantation in an ataxia telangiectasia patient. PLoS Med 6: Virchow R (1855) Editorial Archive fuer pathologische Anatomie und Physiologie fuer klinishe Medizin. 8: Hamburger AW, Salmon SE (1977) Primary bioassay of human tumor stem cells. Science 197: Southam C, Brunschwig A (1961) Quantitative studies of autotransplantation of human cancer. Cancer 14: Bonnet D, Dick JE (1997) Human acute myeloid leukemiais organized as a hierarchy that originates from a primitive hematopoietic cell. Nature Med 3: Al-Hajj M, Wicha MS, Benito-Hernandez, A, Morrison SJ, Clarke MF (2003) Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells. Proc Natl Acad Sci USA 100: Singh SK, Hawkins C, Clarke ID, Squire JA (2004) Identification of human brain tumour initiating cells. Nature 432: Huntly BJ, Gilliland DG (2005) Leukaemia stem cells and the evolution of cancer-stem-cell research. Nat Rev Cancer 5: Xiong-Zhi Wu (2007) Origin of Cancer Stem Cells: The role of Self-Renewal and Differentiation. Ann Surg Oncol 15: Shipitsin M, Polyak K (2008) The cancer stem cell hypothesis: in search of definitions, markers, and relevance. Lab Invest 88: Santostefano KE, Hamazaki T, Pardo CE, Kladde MP, Terada N (2012) Fibroblast Growth Factor Receptor 2 homodimerization rapidly reduces transcription of the pluripotency gene Nanog without dissociation of activating transcription factors. J Biol Chem 36: Kucia M, Ratajczak MZ (2006) Stem cells as a two edgeg sword-from regeneration to tumor formation. J Physiol Pharmacol 7: Staniszewska M, Słuczanowska-Głębowska S (2008) Komórki naskórka i ich znaczenie w procesach odnowy. Dermatol Klin 10: Reya T, Morrison SJ, Clarke MF, Weissman IL (2001) Stem cells, cancer, and cancer stem cells. Nature 414: Mackenzie IC (2008) Cancer stem cells. Ann Onkol 5: Korkaya H, Liu S, Wicha MS (2011) Breast cancer stem cells, cytokine networks, and the tumor microenvironment. J of Clin Invest 121: Levina V, Marrangoni AM, DeMarco R, Gorelik E, Lokshin AE (2008) Drug-Selected Human Lung Cancer Stem Cells: Cytokine Network, Tumorigenic and Metastatic Properties. PLoS One 8: Sacewicz I, Wiktorska M, Wysocki T, Niewiarowska J (2009) Mechanizmy angiogenezy nowotworowej. Postępy Hig Med Dosw 63: Discher DE, Mooney DJ, Zandstra PW (2009) Growth Factors, Matrices, and Forces Combine and Control Stem Cells. Science 5935: Haghighipour N, Heidarian S, Shokrgozar MA, Amirizadeh N (2012) Differential effects of cyclic uniaxial stretch on human mesenchymal stem cell into skeletal muscle cell. Cell Biol Int 36: Dean M, Fojo T, Bates S (2005) Tumor stem cells and drug resistance. Nat Rev Cancer 5: Statkiewicz M, Małecki M (2009) Macierzyste komórki nowotworowe, a oporność nowotworów na terapie. Nowotrory 6: Jamroziak K, Kowalczyk M, Robak T (2002) Białko oporności raka piersi ABCG2(BCRP/MXR/ABCP) nowy transporter z nadrodziny ABC związany z opornością wielolekową. Acta Haem Pol 33: Wai LK (2004) Telomeres, Telomerase, and Tumorigenesis. Med Gen Med 6: Hiyama E, Hiyama K (2007) Telomere and telomerase in stem cells. Br J Cancer 96: Kucia M, Reca R, Miekus K, Wanzeck J, Wojakowski W, Janowska- Wieczorek A, Ratajczak J, Ratajczak MZ (2005) Trafficking of normal stem cells and metastasis of cancer cells involve similar mechanisms: pivotal role of the SDF-1-CXCR4 axis. Stem Cells 23: Muller A, Homey B, Soto H, Ge N, Catron D, Buchanan ME, McClanahan T, Murphy E, Yuan W, Wagner SN, Barrera JL, Mohar A, Verastequi E, Zlotnik A (2001) Involvement of chemokine receptors in breast cancer metastasis. Nature 410: Janik P (2008) Stemowe komórki nowotworowe. Nowotwory 3: Pikuła M, Trzonkowski P (2009) Biologia komórek macierzystych naskórka oraz ich znaczenie w medycynie. Postępy Hig Med Dosw 65: Reya T (2003) Regulation of Hematopoietic Stem Cell Self-Renewal. Recent Prog Horm Res 58: Behbod F, Rosen JM (2004) Will cancer stem cells provide new therapeutic targets? Carcinogenesis 4: Behrens J, Lusting B (2004) The Wnt connection to tumorigenesis. Int J Dev Biol 48: Janssens N, Janicot M, Perera T (2006) The Wnt-dependent signaling pathways as target in oncology drug discovery. Invest New Drugs 24: Staal FJ, Noort MM, Strous GJ, Clevers HC (2002) Wnt signals are transmitted through N-terminally dephosphorylated beta-catenin. EMBO Rep 3: Gehrke I, Gandhirajan RK, Kreuzer KA (2009) Targeting the WNT/bcatenin/TCF/LEF1 axis in solid and haematological cancers: Multiplicity of therapeutic options. Eur J Cancer 45: Frye M, Gardner C, Li ER, Arnold I, Watt FM (2003) Evidence that Myc activation depletes the epidermal stem cell compartment by modulating adhesive interactions with the local microenvironment. Development 130: Postępy Biochemii 59 (1)

8 47. Dworakowska D (2005) Rola białka p53, prb, p21 WAF1/CIP1, PCNA, MDM2 oraz cykliny D1 w regulacji cyklu komórkowego oraz apoptozy. Onkol Pol 4: Marconi A, Dallaglio K, Lotti R, Vaschieri C (2007) Survivin identifi es keratinocyte stem cells and is downregulated by anti-b1 integrin during anoikis. Stem Cells 25: Ambrosini G, Adida C, Altieri DC (1997) A novel anti-apoptosis gene, survivin, expressed in cancer and lymphoma. Nat Med 3: Weeraratna AT, Jiang Y, Hostetter G, Rosenblatt K, Duray P, Bittner M, Trent JM (2002) Wnt5a signaling directly affects cell motility and invasion of metastatic melanoma. Cancer Cell 1: Tataria MD, Perryman SV (2006) Stem cells: Tissue regeneration and cancer. Semin Pediatr Surg 15: Tsai RY (2004) A molecular view of stem cell and cancer cell self-renewal. Int J Biochem Cell Biol 36: Balint K, Xiao M, Pinnix CC, Soma A, Veres I (2005) Activation of Notch1 signaling is required for β-catenin-madiated human primary melanoma progression. J Clin Invest 115: Nickoloff BJ, Osborne BA, Miele L (2003) Notch signaling as a therapeutic target in cancer: a new approach to the development of cell fate modifying agents. Oncogene 22: Lai EC (2004) Notch signaling: control of cell communication and cell fate. Development 131: Liu ZJ, Xiao M, Balint K, Smalley KS (2006) Notch1 signaling promotes primary melanoma progression by activating mitogen-activated protein kinase/phosphatidylinositol 3-kinase-Akt pathways and up-regulating N-cadherin expression. Cancer Res 66: Wu Y, Cain-Hom C, Choy L, Hagenbeek TJ, Leon GP (2010) Therapeutic antibody targeting of individual Notch receptors. Nature 464: Daya-Grosjean L, Couve-Privat S (2005) Sonic hedgehog signaling in basal cell carcinomas. Cancer Lett 225: Jia-xi Z, Li-Wei J, Wei-min L, Cheng-lin M (2006) Role of sonic hedgehog In maintaining a pool of proliferating stem cells In the human fetal epidermie. Hum Reprod 21: Lesiak A, Sysa-Jędrzejowska A, Narbutt J (2010) Rola ścieżki przekazywania sygnału sonic hedgehog w procesie skórnej kancerogenezy. Pol Merk Lec 29: Frank-Kamentsky M, Zhang XM, Bottega S (2002) Small-molecule modulators of Hedgehoge signaling: identification and characterization of Smoothened agonists and antagonists. J Biol 1: Clement V, Sanchez P, Tribolet N, Radovanovic I (2007) HEDGEHOG- GLI1 Signaling regulates human glioma growth, cancer stem cell selfrenewal, and tumorigenicity. Curr Biol 17: Bourguignon LY, Peyrollier K, Xia W (2008) Hyaluronan-CD44 interaction activates stem cell marker Nanog, Stat-3-mediated MDR1 gene expression, and ankyrin-regulated multidrug efflux in breast andovarian tumor cells. J Biol Chem 283: Wang J, Guo LP, Chen LZ (2007) Identification of cancer stem cell-like side population cells in human nasopharyngeal carcinoma cell line. Cancer Res 67: Loh YH, Wu Q, Chew JL, Vega VB, Zhang W, Chen X, Bourque G, George J, Leong B, Liu J, Wong KY, Sung KW, Lee CW, Zhao XD, Chiu KP, Lipovich L, Kuznetsov VA, Robson P, Stanton LW, Wei CL, Ruan Y, Lim B, Ng HH (2006) The Oct-4 and Nanog transcription network regulates pluripotency in mouse embryonic stem cells. Nat Genet 38: Jungwoon Lee, Yeorim Go, Inyoung Kang, Yong-Man Han, Jungho Kim (2010) Oct-4 controls cell-cycle progression of embryonic stem cells. Biochem J 426: Atlasi Y, Mowla SJ, Zieaee SA, Gokhale PJ, Andrews PW (2008) Oct4 Spliced variants are differentially expressed in human pluripotent and nonpluripotent cells. Stem Cells 26: Chang CC, Shieh GS, Wu P, Lin CC, Shiau AL, Wu CL (2008) Oct3/4 expression reflects tumor progression and regulates motility of bladder cancer cells. Cancer Res 68: Kim RJ, Nam JS (2011) OCT4 Expression enhances features of cancer stem cells in a mouse model of breast cancer. Lab Anim Res 27: Rodda DJ, Chew JL, Lim LH, Loh YH (2005) Transcriptional regulation of Nanog by Oct4 and Sox2. J Biochem 280: Jeter CR, Liu B, Liu X, Chen X, Liu C, Calhoun-Davis T, Repass J, Zaehres H, Shen JJ, Tang DG (2011) Nanog promotes cancer stem cell characteristics and prostate cancer resistance to androgen deprivation. Oncogene 30: Shan J, Shen J, Liu L, Xia F, Xu C, Duan G, Xu Y, Ma Q, Yang Z, Zhang Q (2012) Nanog regulates self-renewal of cancer stem cells through the insulin-like growth factor pathway in human hepatocellular carcinoma. Hepatology 56: Pan G, Thomson JA (2007) Nanog and transcriptional networks in embryonic stem cell pluripotency. Cell Res 17: Fan X, Matsui W, Khaki L (2006) Notch pathway inhibition depletes stemlike cells and blocks engraftment in embryonal brain tumors. Cancer Res 66: Hombach-Klonisch S, Paranjothy T, Wiechec E (2008) Cancer stem cellsas targets for cancer therapy: selected cancers as examples. Arch Immunol Ther Exp 56: The importance of stem cells in the initiation and development of cancer Paulina Pergoł 1,*, Agata Nowak-Stępniowska 1, Katarzyna Drela 2 Alfreda Padzik-Graczyk 1 1 Biochemistry Laboratory, Institute of Optoelectronics, Military University of Technology, 2 Kaliskiego St., Warsaw, Poland 2 NeuroRepair Department, Mossakowski Medical Research Centre, Polish Academy of Sciences, 5 Pawińskiego St., Warsaw, Poland * paulinapergol@wp.pl Key words: stem cells, cancer stem cells, cancer ABSTRACT Initiation of cancer may be the result of mutations occurring in stem cells, which causes blocking the differentiation of these cells. Many common properties of the stem cells and some tumor cells suggests that cancer stem cells may be responsible for the initiation and progression of cancer. The special properties of CSC is the ability to self-renewal and cell proliferation, which are the major cause of cancer recurrence and metastasis. Signaling pathways (Wnt, Notch, Shh) and pluripotency- connected transcription factors (Oct-4, Nanog) are primarily responsible for cell proliferation. Understanding the causes of initiation and progression of cancer is crucial for improving treatment of these life-threatening diseases. 52