OMIM-Eintrag – * 176741 – PROLIFERATIONSMARKER KI67; MKI67

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MKI67 ist ein 359-kD-Kernprotein, das üblicherweise zum Nachweis und zur Quantifizierung proliferierender Zellen verwendet wird, wobei eine erhöhte Expression mit Zellwachstum einhergeht. Die MKI67-Expression spiegelt die zelluläre Proliferationsrate wider, und MKI67 wird in großem Umfang als diagnostischer Marker bei verschiedenen Krebsarten verwendet (Zusammenfassung von Hou et al., 2011).

Durch Immunoscreening einer cDNA-Expressionsbibliothek, gefolgt von RT-PCR und 5-Prime und 3-Prime RACE, isolierten Schluter et al. (1993) 2 cDNAs, die für Isoformen von Ki-67 kodieren. Bei der kürzeren Isoform fehlt das Exon 7. Die Northern-Blot-Analyse ergab mehrere Transkripte mit einer Länge von etwa 8,9 bis 12,5 kb in proliferierenden, aber nicht in ruhenden Zellen. Die Immunoblot-Analyse zeigte die Expression von 320- und 359-kD-Proteinen. Die Sequenzanalyse ergab, dass die kurzlebigen 2.896- und 3.256-Aminosäuren-Protein-Isoformen potenzielle Kern-Targeting-Signale, über 200 potenzielle Phosphorylierungsstellen, 19 N-Myristoylierungsstellen, 3 Amidierungsstellen und zahlreiche PEST-Stellen enthalten.

Schluter et al. (1993) fanden heraus, dass Antisense-Oligonukleotide gegen Ki-67 die Zellproliferation dosisabhängig hemmen, was darauf hindeutet, dass die Expression des Ki-67-Proteins eine absolute Voraussetzung für die Zellproliferation sein könnte.

Hou et al. (2011) zeigten, dass die microRNA-519D (MIR519D; 614247) in menschlichen hepatozellulären Karzinomen (HCCs) herunterreguliert wurde und dass die Expression von MIR519D das Wachstum in der menschlichen HCC-Zelllinie QGY-7703 unterdrücken konnte. Eine bioinformatische Analyse ergab eine potenzielle MIR519D-Bindungsstelle in der 3-Prime-UTR von MKI67. Durch die Überexpression von MIR519D wurde MKI67 signifikant herunterreguliert und die Koloniebildung von QGY-7703-Zellen reduziert. RT-PCR zeigte eine allgemeine Zunahme der MKI67-Expression und eine Abnahme der MIR519D-Expression in 10 HCCs im Vergleich zu angrenzendem Normalgewebe.

Takeo et al. (2013) zeigten bei Mäusen, dass sich Nagelstammzellen (NSCs) in der proximalen Nagelmatrix befinden und durch eine hohe Expression von Keratin-14 (148066), Keratin-17 (148069) und KI67 definiert sind. Die Mechanismen, die die Differenzierung der NSC steuern, sind direkt mit ihrer Fähigkeit gekoppelt, die Regeneration der Zehen zu steuern. Frühe Nagelvorläuferzellen durchlaufen eine Wnt-abhängige (siehe 164820) Differenzierung in den Nagel. Nach einer Amputation ist diese Wnt-Aktivierung für die Nagelregeneration und auch für die Anziehung von Nerven erforderlich, die das Wachstum des mesenchymalen Blastems fördern, was zur Regeneration des Fingers führt. Amputationen in der Nähe der Wnt-aktiven Nagelvorläufer führen dazu, dass der Nagel oder der Finger nicht regeneriert werden. Die Stabilisierung von beta-Catenin (116806) in der NSC-Region führte jedoch zu deren Regeneration. Takeo et al. (2013) kamen zu dem Schluss, dass ihre Ergebnisse eine Verbindung zwischen der Differenzierung von Nagelstammzellen und der Regeneration von Fingern herstellten, und schlugen vor, dass NSCs das Potenzial haben könnten, zur Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für Amputierte beizutragen.

Cuylen et al. (2016) berichteten, dass das Proliferationsmarkerprotein KI67, das vom MKI67-Gen kodiert wird und eine Komponente der mitotischen Chromosomenperipherie ist, verhindert, dass Chromosomen nach dem Abbau der Kernhülle zu einer einzigen Chromatinmasse zusammenfallen, wodurch eine unabhängige Chromosomenbewegung und effiziente Interaktionen mit der mitotischen Spindel ermöglicht werden. Die Chromosomentrennungsfunktion von menschlichem KI67 war nicht auf eine spezifische Proteindomäne beschränkt, sondern korrelierte mit der Größe und der Nettoladung von Verkürzungsmutanten, denen offensichtlich eine Sekundärstruktur fehlte. Dies deutet darauf hin, dass KI67 eine sterische und elektrostatische Ladungsbarriere bildet, ähnlich wie oberflächenaktive Stoffe (Tenside), die Partikel oder phasengetrennte Flüssigkeitströpfchen in Lösungsmitteln dispergieren. Die Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie zeigte eine hohe Oberflächendichte von KI67, und die zweifarbige Markierung beider Proteinenden ergab eine ausgedehnte molekulare Konformation, die auf bürstenartige Anordnungen hinweist, die für polymere Tenside charakteristisch sind. Cuylen et al. (2016) schlussfolgerten, dass ihre Studie eine biomechanische Rolle der mitotischen Chromosomenperipherie in Säugetierzellen aufklärte und nahelegte, dass natürliche Proteine als Tenside bei der intrazellulären Kompartimentierung fungieren können.

Cuylen-Haering et al. (2020) zeigten in HeLa-Zellen, dass große zytoplasmatische Komponenten vor dem Zusammenbau der Kernhülle durch die Bewegung der Chromosomen zu einer dichten Anhäufung während der Mitose verdrängt wurden. Die Anhäufung erfolgte, wenn sich die Chromosomen den Polen der Anaphase-Spindeln näherten, und wurde durch einen Mikrotubuli unabhängigen Mechanismus unter Beteiligung von Ki67 vermittelt. Ki67 bildete in den frühen Stadien der Mitose abstoßende molekulare Bürsten, aber während des mitotischen Exitus kollabierten die Bürsten und Ki67 förderte die Chromosomenzusammenballung. Der Ausschluss der reifen Ribosomen aus dem Zellkern nach der Mitose hing von der durch Ki67 regulierten Chromosomenbündelung ab.

Schluter et al. (1993) stellten fest, dass das Ki-67-Gen 15 Exons enthält. Die Ki-67-Repeat-Region, innerhalb derer sich ein 22-Aminosäuren-Ki-67-Motiv befindet, wird von Exon 13 kodiert.

Aus der Untersuchung einer Gruppe von somatischen Zellhybriden zwischen Mensch und Nagetier konnten Schonk et al. (1989) zeigen, dass ein Gen, das an der Expression des MKI67-Antigens beteiligt ist, auf Chromosom 10 liegt. Durch In-situ-Hybridisierung lokalisierten Fonatsch et al. (1991) das MKI67-Gen auf Chromosom 10q25-qter. Mittels FISH kartierten Traut et al. (1998) das Mki67-Gen der Maus auf Chromosom 7F3-F5.