Abstrakt

YKL-40 jest białkiem sekrecyjnym, wydzielanym m.in. przez komórki nowotworowe oraz makrofagi towarzyszące guzom. Ze względu na homologię strukturalną białko to zaklasyfikowano do rodziny chitynaz CLP (chitinase-like protein) oraz 18 rodziny hydrolaz glikozylowych, choć nie ma funkcji katalitycznej. Podwyższone stężenie YKL-40 w surowicy krwi stwierdza się w stanach zapalnych o zróżnicowanej etiologii oraz w chorobach nowotworowych, takich jak rak gruczołu piersiowego jajnika, jelita grubego, czy też rak płuc. Wyniki licznych badań wskazują na znaczący związek YKL-40 z progresją choroby nowotworowej: występowaniem przerzutów, krótszym czasem wolnym od wznowy oraz krótszym czasem przeżycia. Uważa się, że YKL-40 może być czynnikiem prognostycznym rozwoju choroby nowotworowej i odpowiedzi pacjenta na zastosowaną terapię. Podwyższone stężenie białka w surowicy krwi pacjentów onkologicznych może mieć znaczenie w procesach angiogenezy, proliferacji i migracji komórek nowotworowych. Najprawdopodobniej mechanizm tego zjawiska jest wynikiem działania YKL-40 przez szlaki sygnałowe FAK oraz PI3K/AKT. Uzyskane dotychczas wyniki są w znacznej mierze oparte na analizie stężenia YKL-40 w surowicy krwi pacjentów oraz na ocenie zmian poziomu ekspresji genu tego białka w badaniach in vitro oraz in vivo.

Wstęp

Od ponad dziesięciu lat białko YKL‑40 jest przedmiotem badań naukowców poszukujących nowych biomarkerów chorób nowotworowych. YKL‑40 jest znane jako białko związane z długoterminowym stanem zapalnym. Najnowsze doniesienia wskazują na prawdopodobny związek YKL‑40 z rozwojem guzów nowotworowych, a zwłaszcza z procesem angiogenezy. Wiele prac dokumentuje wzmożone wytwarzanie YKL‑40 w chorobach nowotworowych, jednak jego funkcja i molekularny mechanizm działania pozostają w sferze hipotez. Poznanie mechanizmu leżącego u podstaw działania tego białka, umożliwi określenie znaczenie YKL‑40 w patogenezie nowotworów różnego typu.

Gen i białko YKL‑40

Białko YKL‑40 (CHI3L1 – chitinase‑3‑like protein 1, HC‑gp‑39 – human cartilage glycoprotein‑39, gp‑38k, chondrex) po raz pierwszy zostało zidentyfikowane, jako białko sekrecyjne w hodowli in vitro ludzkich komórek kostniakomięsaka MG63 [47]. YKL‑40 odkryte w organizmie człowieka występuje także u innych ssaków, wykazując wysoki stopień homologii, m.in. u myszy (73%), świnki morskiej (83%) oraz szczura (79%) [44]. Nazwa białka pochodzi od trzech aminokwasów na N‑końcu łańcucha peptydowego: tyrozyny (Y), lizyny (K) i leucyny (L) oraz masy molowej (40 kDa) [47]. Sekwencję aminokwasową i cDNA przedstawili po raz pierwszy 20 lat temu Hakal i wsp. [29]. Gen ludzkiego YKL‑40 jest umiejscowiony na chromosomie pierwszym (1q32.1) (baza NCBI Gene, ID: 1116); zbudowany z 8 kpz obejmuje 10 eksonów [43]. W 2003 r. opisano prawdopodobny mechanizm regulacji transkrypcji YKL‑40. Przypuszcza się, iż występują dwa niezależne miejsca inicjacji transkrypcji, a sekwencja promotora zawiera miejsca wiązania m.in.: PU.1, Sp1, Sp3, USF, AML‑1. Największe znaczenie w kontroli aktywności promotora spełnia czynnik transkrypcyjny Sp‑1 [78].

Białko YKL‑40 jest glikoproteiną o masie 40,476 kDa zbudowaną z 383 aminokwasów  [29]. YKL‑40 składa się z dwóch podjednostek: większej ośmioniciowej α/β baryłki oraz mniejszej złożonej z sześciu przeciwrównoległych nici β i jednej α‑helisy opisywanej jako domena α+β. Analiza krystalograficzna wskazuje na wymiary białka 54 x 40 x 44 Å [27] (ryc. 1). W oparciu o podobieństwo struktury trójwymiarowej oraz konserwatywną budowę, YKL‑40 zaklasyfikowano do białek 18 rodziny hydrolaz glikozylowych. Rodzina obejmuje białka i enzymy występujące u bakterii, grzybów, nicieni, roślin, owadów i ssaków [27]. Białko YKL‑40 wykazuje też znaczną homologię sekwencji aminokwasów do rodziny białek CLP (mammalian chitinase-like protein). Białka CLP, takie jak: Si‑CLP (stabilin‑1 interacting chitinase‑like protein), ludzkie YKL‑40 i YKL‑39, owiduktyna, TSA1902 (lung‑specific protein), kwaśna chitynaza ssacza AMC (AMCase, acidic mammalian chitinase), chitotriozydaza, mysie białko YM1/YM2 charakteryzują się budową zbliżoną do chitynaz, jednak w większości są pozbawione funkcji katalitycznej [27,29,34,38,77]. Z bia- łek CLP aktywność katalityczną mają jedynie ludzka chitotriozydaza i kwaśna chitynaza ssacza [80].

YKL‑40 nie ma aktywności enzymatycznej ze względu na zamianę w centrum katalitycznym kwasu glutaminowego na leucynę [73,79], ale jest zdolne do wiązania chityny, kolagenu typu I (jedyny zidentyfikowany ligand macierzy zewnątrzkomórkowej YKL‑40 nienależący do węglowodanów) oraz hialuronianu [73,79]. Niedawno określono powinowactwo YKL‑40 do receptora interleukinowego IL‑13Rα2 [32], choć nie wyklucza się istnienia innych receptorów [57].

Stężenie YKL‑40 we krwi u osób zdrowych jest utrzymywany na poziomie około 40 mg/L, nie podlega wahaniom dobowym, rośnie z wiekiem, jest niezależne od płci oraz masy ciała [45,91]. Źródła białka krążącego we krwi ludzi zdrowych nie są znane. Można przypuszczać, iż pochodzi z aktywnych makrofagów, neutrofili oraz proliferujących komórek nabłonkowych, komórek mięśniowych gładkich, chondrocytów oraz synowiocytów [44,56].

Funkcje YKL‑40

Biologiczna funkcja YKL‑40 nie jest jednoznacznie okre- ślona, jest jednak najlepiej poznanym białkiem z rodziny CLP występującym u ssaków [95]. Jako białko sekrecyjne może działać lokalnie, uczestnicząc w międzykomórkowych szlakach sygnalizacyjnych oraz ogólnoustrojowo [80].

YKL‑40 reguluje procesy proliferacji (fibroblasty, chondrocyty), różnicowania (makrofagi), przebudowy macierzy zewnątrzkomórkowej, procesy zapalne, przeciwdziała apoptozie. Jest silnym induktorem angiogenezy – głównego procesu warunkującego wzrost i rozwój nowotworu, zarówno w warunkach in vitro, jak i in vivo  [76,94,95]. Jest aktywatorem szlaku PI3K/AKT, którego fosforylacja prowadzi do indukcji sygnału mitotycznego [76]. Białko YKL‑40 jest regulowane przez TNF‑α, IL‑6 oraz wymaga aktywacji czynnika transkrypcyjnego NF‑кB, który uczestniczy w regulacji proliferacji i śmierci komórkowej [75]. YKL‑40 jest czynnikiem stymulującym proliferację fibroblastów, synowiocytów i chondrocytów, działając przy tym synergistycznie z IGF‑1 [76]. Dodanie YKL‑40 do medium hodowlanego ludzkich fibroblastów skóry i płuc powoduje multiplikację DNA w stopniu porównywalnym do działania IGF‑1, co sugeruje wpływ YKL‑40 na proliferację i wzrost tkanki łącznej [75]. Białko YKL‑40 jest markerem różnicowania monocytów do makrofagów [78,79]. W warunkach in vitro YKL‑40 nie jest wytwarzane przez ludzkie monocyty, ale jest silnie indukowane i wydzielane w późnych stadiach różnicowania makrofagów [78]. Analiza ekspresji genu wskazuje na wzrost liczby transkryptów YKL‑40 w monocytach stymulowanych GM‑CSF (granulocyte‑macrophage colony stimulating factor) oraz M‑CSF (macrophage colony stimulating factor) [31]. Uważa się, że makrofagi ekspresjonujące YKL‑40 odgrywają znaczącą rolę w etiologii uszkodzenia tkanek w reumatoidalnym zapaleniu stawów (RZS) [3], w zapaleniu błony maziowej [3,102], kości [102], w miażdżycy [8], czy też w zmianach towarzyszących sarkoidozie płuc [46]. W RZS, YKL‑40 jest wydzielane głównie przez monocyty CD14/CD16. Ten fenotyp monocytów jest uważany za prozapalny, wykazuje cechy makrofagów tkankowych i jest głównym źró- dłem TNF (tumor necrosis factor) [5].

YKL‑40 moduluje morfologię komórek śródbłonka i promuje tworzenie kapilar, a także stymuluje komórki mię- śni gładkich naczyń do migracji i adhezji. Wskazuje to na jego potencjalne znaczenie w procesie angiogenezy [68]. YKL‑40 uaktywnia szlak sygnałowy angiogenezy: FAK, MAPK (Erk1 i Erk2) przez oddziaływanie z receptorami powierzchniowymi komórek śródbłonka: syndekanem (S1) i integryną αv β3, a także zwiększa poziom ekspresji genu receptora 2 dla VEGF (Flk‑1) (ryc.2) [94]. YKL‑40 wydzielany przez komórki mięśni gładkich naczyń krwionośnych reguluje przepuszczalność i stabilność naczyń przez indukowanie oddziaływań między β‑kateniną i N‑kadheryną (N‑cad, neural cadherin; kadheryna neuronowa) oraz VE‑kadheryną (VE‑cad, vascular endothelial cadherin; kadheryna śródbłonka naczyń) [94].

Ze względu na to, iż YKL‑40 inicjuje drogę sygnałową PI3K oraz fosforylację AKT białko to może pełnić również funkcje antyapoptotyczne  [75]. Synonim białka YKL‑40 oznacza „białko regresji gruczołu piersiowego” (Brp‑39), nazwa wynika z badań obrazujących na modelu mysim, iż w kilka dni po odstawieniu młodych od gruczołu sutkowego następuje indukcja tego białka. Inwolucja gruczołu sutkowego jest związana z programowaną śmiercią komórek, co sugeruje prawdopodobny udział YKL‑40 w tym zjawisku [62]. Scully i wsp. sugerują prawdopodobny udział YKL‑40 w inwolucji gruczołu piersiowego przez hamowanie różnicowania i polaryzacji komórek w obecności laktogennych hormonów, takich jak prolaktyna, hydrokortyzon oraz insulina [92].

YKL‑40 w schorzechiach o różnej etiologii

Duże stężenie YKL‑40 w surowicy jest swoiste najprawdopodobniej dla stanu organizmu (proces zapalny lub nowotworowy) niż w konkretnej chorobie. YKL‑40 może być rozważane jako białko ostrej fazy, gdyż jego stężenie w surowicy wzrasta o ponad 25% w następstwie procesu zapalnego w porównaniu do osób zdrowych [44]. Natomiast u pacjentów onkologicznych obserwuje się kilkakrotny wzrost stężenia YKL‑40 [44]. Nadekspresja genu YKL‑40 jest związana głównie ze stanem zapalnym spowodowanym przez chroniczne schorzenia o różnej etiologii, takie jak reumatoidalne zapalenie stawów, zapalenie kości (osteoarthritis), zwłóknienie wątroby (marskość), zakażenia bakteryjne (Streptococcus pneu‑ moniae) [38], astma [84], zwłóknienie szpiku [7], artretyzm [54], stwardnienie rozsiane  [61], cukrzyca typu 2 [66], endometrioza [101], a także przez nowotwory: jelita grubego [12,13], gruczołu piersiowego [95], stercza [55], jajnika [16], czerniaka [18], glejaka [34], płuc [41] oraz białaczki [6].

Reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) jest chorobą zapalną tkanki łącznej stawów o podłożu autoimmunologicznym. Etiopatogeneza RZS nie jest wyjaśniona.Czynnikami zwiększającymi ryzyko choroby są: pod- łoże genetyczne (geny zgodności tkankowej HLA‑DRB1), czynniki autoimmunologiczne, środowiskowe, infekcje wirusowe i bakteryjne, wiek oraz płeć [1,14,100]. Za rolą YKL‑40 w reumatoidalnym zapaleniu stawów przemawia występowanie mRNA YKL‑40 w zajętej błonie maziowej i chrząstce, obecności YKL‑40 w surowicy oraz w płynie maziowym pacjentów z RZS w związku ze stopniem zaawansowania choroby. Zależność jest istotna statystycznie, a stężenie YKL‑40 może odzwierciedlać stopień uszkodzenia stawów [3,52]. Bakker i wsp. przedstawili wyniki badań nad biomarkerami RZS, w których zastosowano m.in. YKL‑40 [4].

Stwardnienie rozsiane (sclerosis multiplex, SM), bardzo ogólnie, jest spowodowane m.in. autoagresją limfocytów T CD4+ względem mieliny. Doprowadza to do demielinizacji włókien nerwowych, a więc do zaburzeń w przewodzeniu impulsów oraz objawów neurologicznych (ból, zaburzenia widzenia, zmęczenie, trudności z poruszaniem się). Nie jest znane podłoże powstawania choroby, choć obecnie uważa się, że podstawową rolę odgrywają procesy autoimmunologiczne [26,72]. Najnowsze badania przedstawiają istotne obniżenie stężenia YKL‑40 w płynie mózgowo‑rdzeniowym u pacjentów z SM w czasie remisji w porównaniu do chorych z nawrotem choroby, wtórną progresją, a także po terapii mitoxantronem i natalizumabem. Stężenie białka YKL‑40 było wyższe u pacjentów z SM niż u osób zdrowych. Uważa się, że YKL‑40 może być markerem aktywacji tkanki glejowej i odpowiedzi pacjenta na terapię immunosupresyjną [61].

Zróżnicowaną ekspresję YKL‑40 obserwuje się także w schorzeniach wątroby, takich jak marskość, czy też wirusowe zapalenie wątroby typu C [93]. Analiza wycinków biopsyjnych wątroby od pacjentów z różnego typu zmianami patologicznymi, wskazuje na obecność YKL‑40 w zwłókniałych fragmentach tego narządu [40]. Duże stężenie YKL‑40 w surowicy pacjentów z marskością wątroby jest związane z gorszym rokowaniem i krótszym czasem przeżycia [69,70].

Stan zapalny

W literaturze zjawisko powiązania stanu zapalnego z procesem nowotworzenia jest określane jako CRI (cancer related inflammation) [2,15]. Wyniki licznych badań wskazują na podobieństwa procesu przebudowy macierzy w tkance guza nowotworowego oraz w tkankach otaczających nowotwór z procesem chronicznego gojenia się rany [64]. W nowotworach złośliwych proces jest jednak trwały [64]. Przewlekły stan zapalny predysponuje do zachorowania na nowotwory różnego typu. Komórki stanu zapalnego oddziałują pośrednio i bezpo- średnio na komórki nabłonkowe, komórki zrębu i elementy macierzy [64]. Czynniki stanu zapalnego, takie jak IL‑6, czynnik martwicy nowotworów (TNF‑α), chemokiny (CCL‑2, CXCL‑8), naciek limfocytów, angiogeneza, obecność TAM (tumor associated macrophages), czy przebudowa tkanek, mają istotne znaczenie w rozwoju nowotworu [17]. Makrofagi towarzyszące guzom odgrywają znaczącą rolę w progresji i przerzutowaniu komórek nowotworowych wydzielając różnego typu cytokiny, chemokiny, lizozym, proteazy, czynniki wzrostu, czynniki angiogenne [10,20] (ryc.3). Uważa się, że jednym z mechanizmów inicjacji transformacji nowotworowej przez stan zapalny, są uszkadzające nić DNA, reaktywne formy tlenu i azotu wytwarzane w procesie odpowiedzi immunologicznej  [60]. Podwyższone stę- żenie YKL‑40 może być czynnikiem łączącym procesy stanu zapalnego i nowotworzenia. Jednym z markerów stanu zapalnego jest białko CRP (C‑reactive protein). W badaniach klinicznych przeprowadzonych przez Allin i wsp. wykazano, że podwyższone stężenia CRP i YKL‑40 w surowicy krwi pacjentów były niezależnymi od siebie czynnikami prognostycznymi dla nowotworów płuc i jelita [60]. Zwiększoną ekspresję YKL‑40 obserwuje się u pacjentów z zapaleniem oraz nowotworami jelita grubego. Badania molekularne wskazują na zwiększoną ekspresję YKL‑40 w błonie śluzowej pacjentów z zapaleniem jelita (IBD, inflammatory bowel disease) i gruczolakorakiem w porównaniu z pacjentami z IBD bez zmian nowotworowych i osób zdrowych [9]. Odnotowano również, iż białko YKL‑40 skutecznie aktywuje szlak sygnałowy NF‑кB i zwiększa sekrecję IL‑8 oraz TNF w komórkach ludzkiego raka jelita grubego linii SW480. YKL‑40 miało również stymulujący wpływ na proliferację i migrację tych komórek [9].

Komórki nowotworowe wytwarzające YKL‑40

Dotychczasowe badania wskazują na podwyższone stężenie YKL‑40 w surowicy pacjentów onkologicznych [43]. Prawidłowe ludzkie fibroblasty nie wytwarzają YKL‑40, tymczasem badania Salvatore i wsp. wykazały ekspresję mRNA YKL‑40 w fibroblastach pochodzących z kohodowli z komórkami glejaka MG63 [87]. Uważa się, że komórki nowotworowe zmieniają mikrośrodowisko, oddziałując na komórki sąsiadujące [87]. Wśród ludzkich komórek nowotworowych wytwarzają- cych YKL‑40 w warunkach in vitro wyróżnia się komórki kostniakomięsaka (MG63), glejaka (U87), raka jelita grubego (DLD‑1, SW1417), jajnika (SW626), stercza (DU‑145) oraz czerniaka (SK‑MEL‑28) [43]. W komórkach drobnokomórkowego raka płuc nie stwierdzono ekspresji YKL‑40 w warunkach in vitro oraz in vivo [38,48]. Badania immunohistochemiczne obrazują ekspresję YKL‑40 w glejaku [71], raku gruczołu piersiowego [82,83], jelita grubego  [91], wątroby  [58], trzustki  [30] oraz czerniaka [88]. Podwyższone stężenie YKL‑40 mRNA w tkankach tych nowotworów może pochodzić także z innych źródeł, takich jak makrofagi i limfocyty [81,91].

W ludzkich komórkach glejaka poddanych stresowi, takim jak: hipoksja, promieniowanie jonizujące, czy też chemioterapia, zaobserwowano, iż jego wytwarzanie w odpowiedzi na takie warunki rozpoczyna się dopiero po 24‑72 godzinach od przeprowadzenia eksperymentu. Sugeruje to, że YKL‑40 jest być może drugorzędową odpowiedzią komórki na stres, będącą skutkiem mechanizmów pierwszej linii obrony [49]. Astrocyty transfekowane genem YKL‑40 cechowała duża odporność na mniejsze stężenie surowicy w medium hodowlanym, promieniowanie oraz miały zwiększony potencjał inwazyjny [67].

Stężenie YKL‑40 we krwi w chorobach nowotworowych jest zróżnicowane i zależy m.in. od typu nowotworu, stopnia zaawansowania choroby oraz miejsc przerzutowania. Przedoperacyjne stężenie tego białka w raku jelita grubego, czy też szyjki macicy jest różne w zależ- ności od stopnia złośliwości guza [12,43]. W raku jajnika stężenie YKL‑40 jest podwyższone u 65% pacjentów z guzami w stopniu zaawansowania klinicznego I i II, a także u 74‑91% w stopniu III i IV [21]. Pacjenci z przerzutami do skóry, czy węzłów chłonnych mają mniejsze stężenie YKL‑40 w przeciwieństwie do pacjentów z przerzutami do kości oraz trzewi [42]. U pacjentów onkologicznych podwyższone stężenie YKL‑40 jest także czynnikiem prognostycznym niezależnym od biomarkerów, takich jak: HER2 (human epidermal growth factor receptor 2), CEA (carcino‑embryonic antigen), CA125 (carbohydrate antygen), PSA (prostate specific antygen) oraz LDH (lactate dehydrogenase) [16,19,28,36,55,90]. Duże stężenie YKL‑40 uważa się za czynnik prognostyczny, tzw. złego rokowania: krótszego czasu przeżycia, występowania przerzutów oraz oporności na chemioterapeutyki pacjentów onkologicznych.

YKL‑40 w procesie angiogenezy

Proces angiogenezy jest podstawowy dla rozwoju i progresji guza nowotworowego. Powstałe naczynia krwionośne tworzą zarówno drogę transportu tlenu oraz substancji odżywczych w głąb guza, jak również drogę migracji komórek nowotworowych w obrębie sąsiednich tkanek, węzłów chłonnych i całego organizmu [25]. Wpływ YKL‑40 na angiogenezę potwierdzają liczne badania in vitro oraz in vivo. Transfekcja komórek raka gruczołu piersiowego MDA‑MB‑231 oraz jelita grubego HCT‑116 genem YKL‑40, powodowała znaczny wzrost objętości guzów oraz prawie dwukrotnie większą gęstość naczyń krwionośnych w stosunku do kontroli w modelu mysim [94]. Obecność YKL‑40, zarówno rekombinowanego, jak i wydzielonego przez komórki MDA‑MB‑231 i HCT‑116 w medium hodowlanym, stymulowała komórki śródbłonka do migracji i formowania struktur naczyniowych, niezależnie od VEGF (vascular endothelial growth factor, naczyniowo‑śródbłonkowy czynnik wzrostu) [94]. Białko YKL‑40 wpływając na proces angiogenezy wpływało na wzrost masy guzów. W warunkach in vitro wyciszenie ekspresji YKL‑40 z użyciem siRNA hamowało angiogenezę o 50%, natomiast w badaniach in vivo siRNA redukowało objętość guzów o 30% w stosunku do kontroli  [97]. Zaobserwowano dodatnią korelację między oznaczonym immunohistochemicznie stężeniem YKL‑40 w raku gruczołu piersiowego, a gęstością naczyń krwionośnych (CD34 +) [97].

VEGF jest jednym z najsilniejszych czynników promują- cych angiogenezę, jednak w silnie ukrwionych guzach YKL‑40 wykazuje proangiogenne działanie niezależnie od niego, co przedstawiono w badaniach na komórkach glejaka U87 [25,85]. Skutkiem zahamowania ekspresji YKL‑40, za pomocą krótkiej cząsteczki RNA o strukturze spinki do włosów shRNA (small hairpin RNA), był spadek ekspresji VEGF, natomiast zahamowanie VEGF powodowało wzrost ekspresji YKL‑40 w komórkach U87. Wyniki te sugerują funkcjonalną zależność obu białek w procesie formowania naczyń krwionośnych w guzach nowotworowych [24,25,85]. Badania przeprowadzone przez Shao i wsp. wykazały, że YKL‑40 promuje angiogenezę komó- rek HMVEC w warunkach in vitro na poziomie porównywalnym do VEGF, także po wyciszeniu genu VEGF [97].

W badaniach z zastosowaniem mysich monoklonalnych przeciwciał skierowanych wobec YKL‑40, wydzielanego przez komórki kostniakomięsaka MG‑63 oraz komórki glejaka mózgu U87, wykazano hamujące działanie na formowanie kapilar [23]. Zaobserwowano również, iż przeciwciało to znosi indukowaną przez YKL‑40 aktywację błonowych receptorów VEGF‑R2 (Flk‑1/KDR), będących jednymi z najważniejszych receptorów pośredniczących w procesie angiogenezy [23]. Wiadomo także, iż podwyższone stężenie YKL‑40 obserwuje się u pacjentów onkologicznych poddanych radioterapii [23]. W związku z powyższym zbadano działanie przeciwciał monoklonalnych dodanych do hodowli komórek linii U87 eksponowanych na promieniowanie γ [96]. Okazało się, że przeciwciała te znoszą proangiogenne działanie YKL‑40, co sugeruje, iż mogą być wykorzystane w leczeniu chorych z nowotworami opornymi na radioterapię [96]. Najnowsze badania podkreślają ważną rolę YKL‑40 w interakcji komórek mięśni gładkich naczyń oraz komórek śródbłonka naczyniowego w procesie angiogenezy [24]. Ksenotransplantacja myszom naczyniowych komórek mięśni gładkich wyizolowanych z guzów, wykazujących ekspresję YKL‑40, powodowała tworzenie dużych, stabilnych naczyń w przeciwieństwie do komórek pozbawionych genu YKL‑40 [24]. YKL‑40 indukowało również interakcje N‑kadheryny, VE‑kadheryny i β‑kateniny oraz α‑aktyny w komórkach śródbłonka naczyniowego (HMVECs). W kohodowli komórek mię- śni gładkich naczyń oraz komórek endotelium YKL‑40 zwiększało zarówno liczbę połączeń międzykomórkowych, zmniejszało przepuszczalność nowo powstałych naczyń, jak również stabilizowało sieci tworzących się kapilar [24].

Rak gruczołu piersiowego

Autorzy licznych prac odnotowali podwyższone stężenie YKL‑40 w surowicy krwi u około 30% pacjentek z nowotworem gruczołu piersiowego w porównaniu do grupy kobiet zdrowych [36,39,103,106]. Na podstawie badań klinicznych, zaobserwowano związek między podwyż- szonym stężeniem glikoproteiny YKL‑40 i złym rokowaniem: krótszym czasem przeżycia, występowaniem przerzutów, rozmiarem guza, agresywnością nowotworu i częstością wznowy, a także opornością na antracykliny (m.in. doksorubicyna, DOX) [36,50,53,95]. Nieliczni autorzy (Roslind i wsp.) nie potwierdzili tej zależności ani roli YKL‑40 jako czynnika prognostycznego w raku gruczołu piersiowego [83]. Różnice w wynikach mogą wynikać z tego, że oprócz komórek nowotworowych źródłem YKL‑40 są także makrofagi, komórki mięśni gładkich ściany naczyń krwionośnych, neutrofile czy komórki tuczne [95].

Wyniki badań klinicznych z udziałem 271 chorych z rakiem gruczołu piersiowego, pozwoliły na sformułowanie wniosków, iż duże stężenie YKL‑40 przed zabiegiem operacyjnym było związane ze wzrostem inwazyjności nowotworu, krótszym czasem bez nawrotu choroby oraz krótszym czasem przeżycia [39]. Wskazuje się na dodatnią korelację między ekspresją genu YKL‑40 oraz receptora HER2, a wielkością guza i powstawaniem przerzutów, przy czym oba czynniki niezależnie odzwierciedlają agresywność choroby i zmniejszoną wrażliwość nowotworu na terapię antracyklinami [36]. Podwyższone stężenie YKL‑40 w surowicy, nadekspresja HER2 lub brak receptorów estrogenowych, dwukrotnie zwiększa ryzyko progresji choroby i zgonu [23,36,95]. Kang i wsp. wykazali, iż wysoka ekspresja YKL‑40 negatywnie koreluje z dodatnim statusem receptorów estrogenowych, progesteronowych oraz pozytywnie z ekspresją TGF‑β oraz Gli‑1 (glioma‑associated oncogene homolog 1, homolog onkogenu związanego z glejakiem) [50].

U pacjentów z przerzutami raka gruczołu piersiowego do węzłów chłonnych, czy też skóry, zaobserwowano podwyższone stężenie YKL‑40, przy czym najwyższy u chorych z przerzutami do narządów odległych, w tym do wątroby [36]. Subkomórkowe umiejscowienie YKL‑40 w cytoplazmie prawidłowych komórek struktur gruczołu piersiowego, widoczne w mikroskopie elektronowym (znakowanie złotem, immunoGold), jest uporządkowane, związane z położeniem filamentów i desmosomów. Natomiast w komórce raka gruczołu piersiowego umiejscowienie YKL‑40 w cytoplazmie jest rozproszone, niezwiązane z obecnością struktur filamentowych. Być może zależ- ność taka jest związana za zmianami właściwości mechanicznych cytoszkieletu komórek rakowych, zaburzeniem szlaków sygnałowych oraz wzrostem mobilności, prowadzącymi do inwazyjności komórek nowotworowych i powstawania przerzutów [82,83].

Rak płuc

Podwyższone stężenie YKL‑40 w surowicy jest obserwowane u około 40% chorych z drobnokomórkowym i niedrobnokomórkowym rakiem płuc. W tych typach nowotworów białko YKL‑40 również jest uważane za wskaźnik złego rokowania [41,48,99]. Badania przeprowadzone z wykorzystaniem metody ELISA wskazują, iż komórki linii pierwotnych wyprowadzonych z guzów drobnokomórkowego raka płuc (SCLC: small cell lung cancer) nie wydzielają YKL‑40 do medium. Wykorzystując metodę RT‑PCR stwierdzono niską ekspresję mRNA YKL‑40 lub jej brak w ludzkich komórkach SCLC. Przypuszcza się, że źródłem podwyższonego stężenia YKL‑40 w surowicy pacjentów z SCLC są komórki zrębu oraz makrofagi towarzyszące nowotworowym TAM (tumor associated macrophages), zidentyfikowane jako CD68‑pozytywne [48]. Ponadto zaobserwowano, iż stę- żenie YKL‑40 u pacjentów z drobnokomórkowym rakiem płuc jest wyższe przed chemioterapią niż po leczeniu. U chorych z podwyższonym stężeniem YKL‑40 odnotowano słabszą odpowiedź na chemioterapię [105].

Rak jajnika

Wzrost stężenia YKL‑40 w surowicy jest obserwowany prawie u 60‑70% chorych na raka jajnika. Badania kliniczne wskazują, że jest to niezależny i czulszy marker raka jajnika niż CA 125 i CA15‑3 [21,107]. Wyższe stę- żenie YKL‑40 (powyżej 80 ng/ml) [19] zaobserwowano u pacjentek źle rokujących [16,19,21,107]. Według Yanga i wsp., podwyższone stężenie YKL‑40 koreluje z krótszym czasem przeżycia pacjentów (do 33 miesięcy) w porównaniu z dłuższymi przeżyciami chorych (do 69 miesięcy) z prawidłowym stężeniem YKL‑40 [107]. Wykazano także związek stężenia YKL‑40 w surowicy tych pacjentek z występowaniem oporności na chemioterapię drugiego rzutu (topotekan w przypadku nowotworów opornych na platynę lub paklitaxel z karboplatyną) [28]. Badania opisane przez Chudecką‑Głaz i wsp., wykazały istotną różnicę dotyczącą stężenia YKL‑40 w surowicy pacjentek wrażliwych na terapię analogami platyny i tymi, u któ- rych terapia nie była skuteczna z powodu lekooporności nowotworu. Dane mogą być użyteczne klinicznie przy wyborze terapii neoadiuwantami bądź też przy wyborze postępowania operacyjnego [11]. Podwyższone stężenie YKL‑40 wydaje się czynnikiem prognostycznym szczególnie w III stadium zaawansowania raka jajnika [33].

Badania immunohistochemiczne skrawków raka jajnika wykazały dodatnią korelację między stężeniami białek: YKL‑40 i klusteryny (CLU) oraz podwyższonego stężenia YKL‑40 a klinicznym stopniem zaawansowania choroby [58]. Obecność YKL‑40 razem z podwyższonym stężeniem CLU zaobserwowano zarówno w komórkach raka jajnika, jak również w komórkach raka wątrobowokomórkowego HCC (hepatocellular carcinoma) [58,107]. Ekspresja mRNA YKL‑40 i CLU wydaje się powiązana i przypuszcza się, że obydwa białka działają na siebie regulująco. Lau i wsp., udowodnili, że regulacja genu YKL‑40 jest zależna od genu CLU, a szlak klusteryna‑YKL‑40 odgrywa znaczącą rolę w powstawaniu przerzutów komórek nowotworowych [58]. Przeprowadzone dotychczas badania sugerują, że stężenie YKL‑40 w surowicy krwi może być użytecznym klinicznie markerem wczesnego wykrywania raka jajnika [19]. Według Yip i wsp., YKL‑40 zajmuje szóste miejsce wśród potencjalnych biomarkerów tego nowotworu i może być jednym ze składników zestawu markerów diagnostycznych raka jajnika [109].

Czerniak

YKL‑40 może być markerem wczesnego nawrotu i przeżyć pacjentów w I i II stadium w guzach typu melanoma [88,89]. Wykazano, że podwyższone stężenie YKL‑40 w surowicy krwi jest niezależnym czynnikiem prognostycznym prze- żyć wolnych od nawrotu choroby oraz przeżyć całkowitych [88,89]. U pacjentów z czerniakiem stężenie białek YKL‑40, S‑100B i LDH (lactate dehydrogenase) w osoczu, istotnie koreluje ze stadium zaawansowania choroby. W stadium IV czerniaka białko S100‑B dużo bardziej koreluje z odpowiedzią na leczenie i przeżyciami całkowitymi niż LDH i YKL‑40 [22]. Díaz‑Lagares i wsp. wykazali, że stę- żenie YKL‑40 w osoczu nie różnicuje pacjentów z zaawansowanym czerniakiem względem kontroli [18].

Jelito grube

Białko YKL‑40 w przypadku raka jelita grubego nie może być niezależnym markerem, jak CEA (carcinoembrionic antigen), ponieważ jego podwyższone stężenie obserwuje się zaledwie u 26 % leczonych pacjentów [12]. Według najnowszych doniesień najlepszym rozwiązaniem w diagnostyce tego typu nowotworu byłoby oznaczanie stężenia obu markerów, YKL 40 oraz CEA [108]. Wyniki badań wskazują, że podwyższone przed- i pooperacyjne stężenie YKL‑40 w surowicy pacjentów z rakiem jelita grubego, jest związane ze znacząco krótszym czasem przeżycia oraz krótszym czasem wolnym od wznowy [12,13,59]. Stwierdzono również, iż YKL‑40 jest niezależnym markerem prognostycznym u pacjentów z przerzutami raka jelita grubego, u których zastosowano terapię oksaliplatyną lub w połączeniu z cetuksymabem w leczeniu pierwszego rzutu [98]. Białko YKL‑40 w komórkach raka jelita grubego stymuluje proliferację komórek nowotworowych, rekrutację makrofagów i angiogenezę. Badania immunohistochemiczne stężenia YKL‑40 w komórkach raka jelita grubego, wykazują istotny związek z liczbą makrofagów i gęstością mikronaczyń w guzie. Nadekspresja YKL‑40 w komórkach SW480 (ludzkie komórki raka okrężnicy), powoduje wzrost migracji komórek THP‑1 (ludzkie komórki makrofagów) i HUVEC (human umbilical vein endothelial cells, ludzkie komórki śródbłonka naczyń izolowane z ludzkiej pępowiny), promuje tworzenie kapilar z komórek HUVEC oraz nasila proliferację komórek SW480 [103]. Badania z wykorzystaniem metody ELISA wykazały, że zwiększone stężenie YKL‑40 stymuluje komórki SW480 do wydzielania chemokin zapalnych, takich jak IL‑8 i MCP‑1 za pośrednictwem kinazy białkowej aktywowanej mitogenem (MAPK). Neutralizacja IL‑8, MCP‑1 oraz hamowanie lub knock down MAPK w komórkach SW480 znacząco hamuje indukowaną YKL‑40 migrację makrofagów i tworzenie kapilar [51]. Uzyskane wyniki sugerują, iż YKL‑40 należy postrzegać nie tylko jako potencjalny czynnik prognostyczny, ale również jako cel w terapii ludzkiego raka jelita grubego.

Terapia monoklonalna

Skojarzona terapia celowana przeciwko VEGF i YKL‑40 wydaje się obiecująca w leczeniu glejaków [35]. Podanie przeciwciała monoklonalnego anty‑YKL‑40 myszom z indukowanymi guzami mózgu, zmniejszało gęstość naczyń krwionośnych, objętość guzów (o 40% w stosunku do kontroli), a także stwierdzono mniej przerzutów do wątroby w porównaniu do grupy traktowanej przeciwciałem anty‑IgG. W warunkach in vitro obecność przeciwciała anty‑YKL‑40 w medium hodowlanym hamowała formowanie naczyń przez komórki MG‑63 i U87 w większym stopniu niż po zastosowaniu przeciwciała anty‑IgG [23]. Skutki monoterapii z udziałem przeciwciała monoklonalnego anty‑YKL‑40 są jednak dyskusyjne. Badania in vivo na mysim modelu ludzkiego czerniaka indukowanego podaniem komórek LOX wykazały gwałtowny wzrost guzów (o 400% w stosunku do kontroli) i większą gęstość naczyń krwionośnych, a także krwawienia wewnątrzguzowe u myszy otrzymujących przeciwciało anty‑YKL‑40 [86]. Różnice w otrzymanych wynikach mogą mieć przyczynę w rodzaju zastosowanego modelu nowotworu oraz szczepie myszy. W modelu mysiego glejaka użyty szczep miał genetycznie zmodyfikowaną odporność (był pozbawiony komó- rek NK), natomiast w badaniach z modelem czerniaka, myszy były funkcjonalne. Wpływ YKL‑40 na komórki NK nie jest wyjaśniony [86]. W obydwu pracach przedstawiających terapię monoklonalną nie był oceniany poziom VEGF, nie była też stosowana terapia skojarzona (anty‑YKL‑40 i anty‑VEGF), co w świetle danych literaturowych pozwoliłoby na ocenę mechanizmu ich wzajemnej regulacji przekładającego się na skuteczność terapii tymi przeciwciałami.

YKL‑40 jako biomarker

Biomarker mający zastosowanie kliniczne musi spełniać ściśle określone kryteria: powinien dostarczać informacji o stanie pacjenta, a przez to być użytecznym narzę- dziem podczas leczenia, jego poziom powinien być mierzony w sposób czuły, swoisty i tani. Od nowych biomarkerów oczekuje się, że dostarczą dodatkowych informacji o procesach towarzyszących danemu schorzeniu, umożliwią precyzyjniejsze diagnozowanie i skuteczniejszą terapię w porównaniu do konwencjonalnie stosowanych biomarkerów [63].

YKL‑40 jest białkiem, które od kilku lat budzi zainteresowanie licznych naukowców zajmujących się badaniem aspektów procesu nowotworzenia. Podwyższone stężenie u pacjentów onkologicznych, korelacja z małą prze- żywalnością i podwyższonym ryzykiem przerzutowania, przemawiają za klinicznym zastosowaniem tego białka jako biomarkera procesu nowotworowego. YKL‑40 nie zostało jeszcze zarejestrowane przez FDA jako biomarker, gdyż brak jest wystarczających badań, które umoż- liwiłyby jego kliniczne zastosowanie. Obecnie YKL‑40 nie spełnia wszystkich niezbędnych kryteriów. Nie jest swoiste dla procesu nowotworowego, ponieważ podwyż- szone stężenie we krwi może świadczyć o stanie zapalnym różnego pochodzenia i jest obserwowane tylko u części pacjentów [4,16]. Niezbędne są dalsze badania, by wyjaśnić znaczenie YKL‑40 jako czynnika umożliwiającego monitorowanie stanu klinicznego pacjentów podczas terapii przeciwnowotworowej. Przeprowadzone do tej pory eksperymenty kliniczne wskazują, że podwyż- szone stężenie YKL‑40 jest niezależnym czynnikiem prognostycznym tzw. złego rokowania: krótkiego czasu przeżycia oraz przerzutowania w różnych typach nowotworów złośliwych człowieka [12,21,37,41,104].

Podsumowanie

YKL‑40 jest obecnie intensywnie badanym białkiem, wciąż jednak nie można określić jego dokładnej roli w procesie nowotworzenia. Podniesione stężenie w surowicy krwi pacjentów onkologicznych jest skorelowane ze zmniejszoną przeżywalnością i dużym prawdopodobieństwem wystąpienia przerzutów. Wprawdzie białko YKL‑40 nie jest swoiste względem konkretnego typu nowotworu, a jego podwyższone stężenie może być związane z występowaniem stanu zapalnego o różnej etiologii, uważa się, że YKL‑40 może pełnić funkcję niezależnego czynnika prognostycznego. Podniesione stężenie tej glikoproteiny nie jest obserwowane u wszystkich pacjentów, co może świadczyć o zróżnicowanej biologii nowotworów. Niezależność występowania oraz wzrostu stężenia od powszechnie znanych biomarkerów (HER2, ER, PSA, LDH, CA 125 i CA15‑3) odzwierciedla odmienny mechanizm, w którym uczestniczy YKL‑40 w różnych typach guzów nowotworowych.

YKL‑40 wydaje się łączyć procesy nowotworzenia i chronicznego stanu zapalnego, jednak mechanizm ten nie jest poznany. Znaczenie, które przypisuje się YKL‑40 w ważnych dla rozwoju nowotworu zjawiskach, takich jak angiogeneza, migracja komórek oraz przerzutowanie, nasuwa ideę o terapii, której celem miałby być YKL‑40. Nieliczne prace badawcze nie dają na razie jednoznacznych rezultatów. Określenie znaczenia makrofagów jako źródła YKL‑40 w guzach nowotworowych różnych typów, opracowanie modelu in vivo, pozwalającego na zrozumienie mechanizmu i interakcji, w któ- rych uczestniczy YKL‑40 oraz badania w kierunku terapii celowanej, być może w przyszłości umożliwią zweryfikowanie potencjalnego znaczenia prognostycznego i terapeutycznego tego białka w procesie nowotworowym.

Przypisy

• 1. Alamanos Y., Drosos A.A.: Epidemiology of adult rheumatoid arthritis.Autoimmun. Rev., 2005; 4: 130-136
  Google Scholar
• 2. Allin K.H., Bojesen S.E., Johansen J.S., Nordestgaard B.G.: Cancerrisk by combined levels of YKL-40 and C-reactive protein in the generalpopulation. Br. J. Cancer, 2012; 106: 199-205
  Google Scholar
• 3. Baeten D., Boots A.M., Steenbakkers P.G., Elewaut D., Bos E., VerheijdenG.F., Berheijden G., Miltenburg A.M., Rijnders A.W., Veys E.M.,De Keyser F.: Human cartilage gp-39+,CD16+ monocytes in peripheralblood and synovium: correlation with joint destruction in rheumatoidarthritis. Arthritis Rheum., 2000; 43: 1233-1243
  Google Scholar
• 4. Bakker M.F., Cavet G., Jacobs J.W., Bijlsma J.W., Haney D.J., Shen Y.,Hesterberg L.K., Smith D.R., Centola M., van Roon J.A., Lafeber F.P.,Welsing P.M.: Performance of a multi-biomarker score measuringrheumatoid arthritis disease activity in the CAMERA tight controlstudy. Ann. Rheum. Dis., 2012; 71: 1692-1697
  Google Scholar
• 5. Belge K.U., Dayyani F., Horelt A., Siedlar M., Frankenberger M.,Frankenberger B., Espevik T., Ziegler-Heitbrock L.: The proinflammatoryCD14+CD16+DR++ monocytes are a major source of TNF. J.Immunol., 2002; 168: 3536-3542
  Google Scholar
• 6. Bergmann O.J., Johansen J.S., Klausen T.W., Mylin A.K., KristensenJ.S., Kjeldsen E., Johnsen H.E.: High serum concentration of YKL-40is associated with short survival in patients with acute myeloid leukemia.Clin. Cancer Res., 2005; 11: 8644-8652
  Google Scholar
• 7. Bjørn M.E., Andersen C.L., Jensen M.K., Hasselbalch H.C.: CirculatingYKL-40 in myelofibrosis a potential novel biomarker of diseaseactivity and the inflammatory state. Eur. J. Haematol., 2014;93: 224-228
  Google Scholar
• 8. Boot R.G., van Achterberg T.A., van Aken B.E., Renkema G.H., JacobsM.J., Aerts J.M., de Vries C.J.: Strong induction of members ofthe chitinase family of proteins in atherosclerosis: chitotriosidaseand human cartilage gp-39 expressed in lesion macrophages. Arterioscler.Thromb. Vasc. Biol., 1999; 19: 687-694
  Google Scholar
• 9. Chen C.C., Pekow J., Llado V., Kanneganti M., Lau C.W., MizoguchiA., Mino-Kenudson M., Bissonnette M., Mizoguchi E.: Chitinase3-like-1 expression in colonic epithelial cells as a potentially novelmarker for colitis-associated neoplasia. Am. J. Pathol., 2011; 179:1494-1503
  Google Scholar
• 10. Chen J.J., Lin Y.C., Yao P.L., Yuan A., Chen H.Y., Shun C.T., TsaiM.F., Chen C.H., Yang P.C.: Tumor-associated macrophages: the double-edgedsword in cancer progression. J. Clin. Oncol., 2005; 23:953-964
  Google Scholar
• 11. Chudecka-Głaz A.M., Cymbaluk-Płoska A.A., Menkiszak J.L., Sompolska-RzechułaA.M., Tołoczko-Grabarek A.I., Rzepka-Górska I.A.:Serum HE4, CA125, YKL-40, bcl-2, cathepsin-L and prediction optimaldebulking surgery, response to chemotherapy in ovarian cancer. J.Ovarian Res., 2014; 7: 62
  Google Scholar
• 12. Cintin C., Johansen J.S., Christensen I.J., Price P.A., Sørensen S.,Nielsen H.J.: High serum YKL-40 level after surgery for colorectalcarcinoma is related to short survival. Cancer, 2002; 95: 267-274
  Google Scholar
• 13. Cintin C., Johansen J.S., Christensen I.J., Price P.A., SørensenS., Nielsen H.J.: Serum YKL-40 and colorectal cancer. Br. J. Cancer,1999; 79: 1494-1499
  Google Scholar
• 14. Coenen M.J., Gregersen P.K.: Rheumatoid arthritis: a view of thecurrent genetic landscape. Genes Immun., 2009; 10: 101-111
  Google Scholar
• 15. Coussens L.M., Werb Z.: Inflammation and cancer. Nature, 2002;420: 860-867
  Google Scholar
• 16. Dehn H., Høgdall E.V., Johansen J.S., Jørgensen M., Price P.A.,Engelholm S.A., Høgdall C.K.: Plasma YKL-40, as a prognostic tumormarker in recurrent ovarian cancer. Acta Obstet. Gynecol. Scand.,2003; 82: 287-293
  Google Scholar
• 17. Demaria S., Pikarsky E., Karin M., Coussens L.M., Chen Y.C., El–Omar E.M., Trinchieri G., Dubinett S.M., Mao J.T., Szabo E., Krieg A.,Weiner G.J., Fox B.A., Coukos G., Wang E. i wsp.: Cancer and inflammation:promise for biologic therapy. J. Immunother., 2010; 33: 335-351
  Google Scholar
• 18. Díaz-Lagares A., Alegre E., Arroyo A., González-Cao M., ZudaireM.E., Viteri S., Martín-Algarra S., González A.: Evaluation of multipleserum markers in advanced melanoma. Tumour Biol., 2011;32: 1155-1161
  Google Scholar
• 19. Diefenbach C.S., Shah Z., Iasonos A., Barakat R.R., Levine D.A.,Aghajanian C., Sabbatini P., Hensley M.L., Konner J., Tew W., SpriggsD., Fleisher M., Thaler H., Dupont J.: Preoperative serum YKL-40 isa marker for detection and prognosis of endometrial cancer. Gynecol.Oncol., 2007; 104: 435-442
  Google Scholar
• 20. Dirkx A.E., Oude Egbrink M.G., Wagstaff J., Griffioen A.W.: Monocyte/macrophageinfiltration in tumors: modulators of angiogenesis.J. Leukoc. Biol., 2006; 80: 1183-1196
  Google Scholar
• 21. Dupont J., Tanwar M.K., Thaler H.T., Fleisher M., Kauff N., HensleyM.L., Sabbatini P., Anderson S., Aghajanian C., Holland E.C.,Spriggs D.R..: Early detection and prognosis of ovarian cancer usingserum YKL-40. J. Clin. Oncol., 2004; 22: 3330-3339
  Google Scholar
• 22. Egberts F., Kotthoff E.M., Gerdes S., Egberts J.H., Weichenthal M.,Hauschild A.: Comparative study of YKL-40, S-100B and LDH as monitoringtools for Stage IV melanoma. Eur. J. Cancer, 2012; 48: 695-702
  Google Scholar
• 23. Faibish M., Francescone R., Bentley B., Yan W., Shao R.: A YKL–40-neutralizing antibody blocks tumor angiogenesis and progression:a potential therapeutic agent in cancers. Mol. Cancer Ther.,2011; 10: 742-751
  Google Scholar
• 24. Francescone R., Ngernyuang N., Yan W., Bentley B., Shao R.:Tumor-derived mural-like cells coordinate with endothelial cells:role of YKL-40 in mural cell-mediated angiogenesis. Oncogene, 2014;33: 2110-2122
  Google Scholar
• 25. Francescone R.A., Scully S., Faibish M., Taylor S.L., Oh D., MoralL., Yan W., Bentley B., Shao R.: Role of YKL-40 in the angiogenesis,radioresistance, and progression of glioblastoma. J. Biol. Chem.,2011; 286: 15332-15343
  Google Scholar
• 26. Frohman T.C., Castro W., Shah A., Courtney A., Ortstadt J., DavisS.L., Logan D., Abraham T., Abraham J., Remington G., TreadawayK., Graves D., Hart J., Stuve O., Lemack G., Greenberg B., FrohmanE.M.: Symptomatic therapy in multiple sclerosis. Ther. Adv. Neurol.Disord., 2011; 4: 83-98
  Google Scholar
• 27. Fusetti F., Pijning T., Kalk K.H., Bos E., Dijkstra B.W.: Crystal structureand carbohydrate-binding properties of the human cartilageglycoprotein-39. J. Biol. Chem., 2003; 278: 37753-37760
  Google Scholar
• 28. Gronlund B., Høgdall E.V., Christensen I.J., Johansen J.S.,Nørgaard-Pedersen B., Engelholm S.A., Høgdall C.: Pre-treatmentprediction of chemoresistance in second-line chemotherapy of ovariancarcinoma: value of serological tumor marker determination(tetranectin, YKL-40, CASA, CA 125). Int. J. Biol. Markers, 2006; 21:141-148
  Google Scholar
• 29. Hakala B.E., White C., Recklies A.D.: Human cartilage gp-39,a major secretory product of articular chondrocytes and synovialcells, is a mammalian member of a chitinase protein family. J. Biol.Chem., 1993; 268: 25803-25810
  Google Scholar
• 30. Hansen M., Nielsen A.R., Vilsbøll T., Lund A., Krarup T., KnopF.K., Vestergaard H.: Increased levels of YKL-40 and interleukin 6 inpatients with chronic pancreatitis and secondary diabetes. Pancreas,2012; 41: 1316-1318
  Google Scholar
• 31. Hashimoto S., Suzuki T., Dong H.Y., Yamazaki N., MatsushimaK.: Serial analysis of gene expression in human monocytes and macrophages.Blood, 1999; 94: 837-844
  Google Scholar
• 32. He C.H., Lee C.G., Dela Cruz C.S., Lee C.M., Zhou Y., AhangariF., Ma B., Herzog E.L., Rosenberg S.A., Li Y., Nour A.M., Parikh C.R.,Schmidt I., Modis Y., Cantley L., Elias J.A.: Chitinase 3-like 1 regulatescellular and tissue responses via IL-13 receptor α2. Cell Rep.,2013; 4: 830-841
  Google Scholar
• 33. Høgdall E.V., Ringsholt M., Høgdall C.K., Christensen I.J., JohansenJ.S., Kjaer S.K., Blaakaer J., Ostenfeld-Møller L., Price P.A., ChristensenL.H.: YKL-40 tissue expression and plasma levels in patientswith ovarian cancer. BMC Cancer, 2009; 9: 8
  Google Scholar
• 34. Horbinski C., Wang G., Wiley C.A.: YKL-40 is directly producedby tumor cells and is inversely linked to EGFR in glioblastomas. Int.J. Clin. Exp. Pathol., 2010; 3: 226-237
  Google Scholar
• 35. Iwamoto F.M., Hormigo A.: Unveiling YKL-40, from serum markerto target therapy in glioblastoma. Front. Oncol., 2014; 4: 90
  Google Scholar
• 36. Jensen B.V., Johansen J.S., Price P.A.: High levels of serum HER-2/neu and YKL-40 independently reflect aggressiveness of metastaticbreast cancer. Clin. Cancer Res., 2003; 9: 4423-4434
  Google Scholar
• 37. Jensen P., Wiell C., Milting K., Poggenborg R.P., Østergaard M.,Johansen J.S., Skov L.: Plasma YKL-40: a potential biomarker for psoriaticarthritis? J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol., 2013; 27: 815-819
  Google Scholar
• 38. Johansen J.S.: Studies on serum YKL-40 as a biomarker in diseaseswith inflammation, tissue remodelling, fibroses and cancer.Dan. Med. Bull., 2006; 53: 172-209
  Google Scholar
• 39. Johansen J.S., Christensen I.J., Riisbro R., Greenall M., Han C.,Price P.A., Smith K., Brünner N., Harris A.L.: High serum YKL-40 levelsin patients with primary breast cancer is related to short recurrencefree survival. Breast Cancer Res. Treat., 2003; 80: 15-21 40 Johansen J.S., Christoffersen P., Møller S., Price P.A., HenriksenJ.H., Garbarsch C., Bendtsen F.: Serum YKL-40 is increased in patientswith hepatic fibrosis. J. Hepatol., 2000; 32: 911-920
  Google Scholar
• 40. protein expression in the early developing human musculoskeletalsystem. J. Histochem. Cytochem., 2007; 55: 1213-1228
  Google Scholar
• 41. Johansen J.S., Drivsholm L, Price P.A., Christensen I.J.: High serumYKL-40 level in patients with small cell lung cancer is relatedto early death. Lung Cancer, 2004; 46: 333-340
  Google Scholar
• 42. Johansen J.S., Høyer P.E., Larsen L.A., Price P.A., Møllgård K.: YKL-
  Google Scholar
• 43. Johansen J.S., Jensen B.V., Roslind A., Nielsen D., Price P.A.: SerumYKL-40, a new prognostic biomarker in cancer patients? CancerEpidemiol. Biomarkers Prev., 2006; 15: 194-202
  Google Scholar
• 44. Johansen J.S., Jensen B.V., Roslind A., Price P.A.: Is YKL-40 a newtherapeutic target in cancer? Expert Opin. Ther. Targets, 2007; 11:219-234
  Google Scholar
• 45. Johansen J.S., Lottenburger T., Nielsen H.J., Jensen J.E., SvendsenM.N., Kollerup G., Christensen I.J.: Diurnal, weekly, and long-timevariation in serum concentrations of YKL-40 in healthy subjects.Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev., 2008; 17: 2603-2608
  Google Scholar
• 46. Johansen J.S., Milman N., Hansen M., Garbarsch C., Price P.A.,Graudal N.: Increased serum YKL-40 in patients with pulmonarysarcoidosis – a potential marker of disease activity? Respir. Med.,2005; 99: 396-402
  Google Scholar
• 47. Johansen J.S., Williamson M.K., Rice J.S., Price P.A.: Identificationof proteins secreted by human osteoblastic cells in culture. J. BoneMiner. Res., 1992; 7: 501-512
  Google Scholar
• 48. Junker N., Johansen J.S., Andersen C.B., Kristjansen P.E.: Expressionof YKL-40 by peritumoral macrophages in human small cell lungcancer. Lung Cancer, 2005; 48: 223-231
  Google Scholar
• 49. Junker N., Johansen J.S., Hansen L.T., Lund E.L., Kristjansen P.E.:Regulation of YKL-40 expression during genotoxic or microenvironmentalstress in human glioblastoma cells. Cancer Sci., 2005;96: 183-190
  Google Scholar
• 50. Kang E.J., Jung H., Woo O.H., Park K.H., Woo S.U., Yang D.S., KimA.R., Lee J.B., Kim Y.H., Kim J.S., Seo J.H.: YKL-40 expression could be a poor prognostic marker in the breast cancer tissue. TumourBiol., 2014; 35: 277-286
  Google Scholar
• 51. Kawada M., Seno H., Kanda K., Nakanishi Y., Akitake R., KomekadoH., Kawada K., Sakai Y., Mizoguchi E., Chiba T.: Chitinase 3-like 1 promotes macrophage recruitment and angiogenesis in colorectalcancer. Oncogene, 2012; 31: 3111-3123
  Google Scholar
• 52. Kazakova M., Batalov A., Deneva T., Mateva N., Kolarov Z., SarafianV.: Relationship between sonographic parameters and YKL-40levels in rheumatoid arthritis. Rheumatol. Int., 2013; 33: 341-346
  Google Scholar
• 53. Kim S.H., Das K., Noreen S., Coffman F., Hameed M.: Prognosticimplications of immunohistochemically detected YKL-40 expressionin breast cancer. World J. Surg. Oncol., 2007; 5: 17
  Google Scholar
• 54. Knudsen L.S., Klarlund M., Skjødt H., Jensen T., Ostergaard M.,Jensen K.E., Hansen M.S., Hetland M.L., Nielsen H.J., Johansen J.S.:Biomarkers of inflammation in patients with unclassified polyarthritisand early rheumatoid arthritis. Relationship to disease activityand radiographic outcome. J. Rheumatol., 2008; 35: 1277-1287
  Google Scholar
• 55. Kucur M., Isman F.K., Balci C., Onal B., Hacibekiroglu M., OzkanF., Ozkan A.: Serum YKL-40 levels and chitotriosidase activity as potentialbiomarkers in primary prostate cancer and benign prostatichyperplasia. Urol. Oncol., 2008; 26: 47-52
  Google Scholar
• 56. Kzhyshkowska J., Gratchev A., Goerdt S.: Human chitinases andchitinase-like proteins as indicators for inflammation and cancer.Biomark. Insights, 2007; 2: 128-146
  Google Scholar
• 57. Kzhyshkowska J., Gratchev A., Goerdt S.: Stabilin-1, a homeostaticscavenger receptor with multiple functions. J. Cell. Mol. Med.,2006; 10: 635-649
  Google Scholar
• 58. Lau S.H., Sham J.S., Xie D., Tzang C.H., Tang D., Ma N., Hu L.,Wang Y., Wen J.M., Xiao G., Zhang W.M., Lau G.K., Yang M., GuanX.Y.: Clusterin plays an important role in hepatocellular carcinomametastasis. Oncogene, 2006; 25: 1242-1250
  Google Scholar
• 59. Liu X., Zhang Y., Zhu Z., Ha M., Wang Y.: Elevated pretreatmentserum concentration of YKL-40: an independent prognostic biomarkerfor poor survival in patients with colorectal cancer. Med.Oncol., 2014; 31: 85
  Google Scholar
• 60. Maeda H., Akaike T.: Nitric oxide and oxygen radicals in infection,inflammation, and cancer. Biochemistry, 1998; 63: 854-865
  Google Scholar
• 61. Malmeström C., Axelsson M., Lycke J., Zetterberg H., Blennow K.,Olsson B.: CSF levels of YKL-40 are increased in MS and replaces withimmunosuppressive treatment. J. Neuroimmunol., 2014; 269: 87-89
  Google Scholar
• 62. Mohanty A.K., Singh G., Paramasivam M., Saravanan K., JabeenT., Sharma S., Yadav S., Kaur P., Kumar P., Srinivasan A., SinghT.P.: Crystal structure of a novel regulatory 40-kDa mammary glandprotein (MGP-40) secreted during involution. J. Biol. Chem., 2003;278: 14451-14460
  Google Scholar
• 63. Morrow D.A., de Lemos J.A.: Benchmarks for the assessmentof novel cardiovascular biomarkers. Circulation, 2007; 115: 949-952
  Google Scholar
• 64. Moss S.F., Blaser M.J.: Mechanisms of disease: Inflammation andthe origins of cancer. Nat. Clin. Pract. Oncol., 2005; 2: 90-97
  Google Scholar
• 65. Nazimek K., Bryniarski K.: The biological activity of macrophagesin health and disease. Postępy Hig. Med. Dośw., 2012; 66: 507-520
  Google Scholar
• 66. Nielsen A.R., Erikstrup C., Johansen J.S., Fischer C.P., PlomgaardP., Krogh-Madsen R., Taudorf S., Lindegaard B., Pedersen B.K.:Plasma YKL-40: a BMI-independent marker of type 2 diabetes. Diabetes,2008; 57: 3078-3082
  Google Scholar
• 67. Nigro J.M., Misra A., Zhang L., Smirnov I., Colman H., GriffinC., Ozburn N., Chen M., Pan E., Koul D., Yung W.K., Feuerstein B.G.,Aldape K.D.: Integrated array-comparative genomic hybridizationand expression array profiles identify clinically relevant molecularsubtypes of glioblastoma. Cancer Res., 2005; 65: 1678-1686
  Google Scholar
• 68. Nishikawa K.C., Millis A.J.: gp38k (CHI3L1) is a novel adhesionand migration factor for vascular cells. Exp. Cell Res., 2003; 287: 79-87
  Google Scholar
• 69. Nøjgaard C., Johansen J.S., Christensen E., Skovgaard L.T., PriceP.A., Becker U., EMALD Group: Serum levels of YKL-40 and PIIINP asprognostic markers in patients with alcoholic liver disease. J. Hepatol.,2003; 39: 179-186
  Google Scholar
• 70. Nøjgaard C., Johansen J.S., Krarup H.B., Holten-Andersen M.,Møller A., Bendtsen F., Danish Viral Hepatitis Study Group: Effect ofantiviral therapy on markers of fibrogenesis in patients with chronichepatitis C. Scand. J. Gastroenterol., 2003; 38: 659-665
  Google Scholar
• 71. Nutt C.L., Betensky R.A., Brower M.A., Batchelor T.T., Louis D.N.,Stemmer-Rachamimov A.O.: YKL-40 is a differential diagnostic markerfor histologic subtypes of high-grade gliomas. Clin. Cancer Res.,2005; 11: 2258-2264
  Google Scholar
• 72. Ontaneda D., Hyland M., Cohen J.A.: Multiple sclerosis: newinsights in pathogenesis and novel therapeutics. Annu. Rev. Med.,2012; 63: 389-404
  Google Scholar
• 73. Prakash M., Bodas M., Prakash D., Nawani N., Khetmalas M.,Mandal A., Eriksson C.: Diverse pathological implications of YKL-40: answers may lie in ‚outside-in’ signaling. Cell. Signal., 2013; 25:1567-1573
  Google Scholar
• 74. RCSB PDB Protein Data Bank. http://rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1NWR (11.12.2016)
  Google Scholar
• 75. Recklies A.D., Ling H., White C., Bernier S.M.: Inflammatory cytokinesinduce production of CHI3L1 by articular chondrocytes. J.Biol. Chem., 2005; 280: 41213-41221
  Google Scholar
• 76. Recklies A.D., White C., Ling H.: The chitinase 3-like proteinhuman cartilage glycoprotein 39 (HC-gp39) stimulates proliferationof human connective-tissue cells and activates both extracellularsignal-regulated kinase – and protein kinase B-mediated signallingpathways. Biochem. J., 2002; 365: 119-126
  Google Scholar
• 77. Rehli M., Krause S.W., Andreesen R.: Molecular characterizationof the gene for human cartilage gp-39 (CHI3L1), a member of thechitinase protein family and marker for late stages of macrophagedifferentiation. Genomics, 1997; 43: 221-225
  Google Scholar
• 78. Rehli M., Niller H.H., Ammon C., Langmann S., SchwarzfischerL., Andreesen R., Krause S.W.: Transcriptional regulation of CHI3L1,a marker gene for late stages of macrophage differentiation. J. Biol.Chem., 2003; 278: 44058-44067
  Google Scholar
• 79. Renkema G.H., Boot R.G., Au F.L., Donker-Koopman W.E., StrijlandA., Muijsers A.O., Hrebicek M., Aerts J.M.: Chitotriosidase, a chitinase,and the 39-kDa human cartilage glycoprotein, a chitin-bindinglectin, are homologues of family 18 glycosyl hydrolases secretedby human macrophages. Eur. J. Biochem., 1998; 251: 504-509
  Google Scholar
• 80. Riabov V., Gudima A., Wang N., Mickley A., Orekhov A., KzhyshkowskaJ.: Role of tumor associated macrophages in tumor angiogenesisand lymphangiogenesis. Front. Physiol., 2014; 5: 75
  Google Scholar
• 81. Roslind A., Johansen J.S.: YKL-40: a novel marker shared bychronic inflammation and oncogenic transformation. Methods Mol.Biol., 2009; 511: 159-184
  Google Scholar
• 82. Roslind A., Johansen J.S., Junker N., Nielsen D.L., Dzaferi H., PriceP.A., Balslev E.: YKL-40 expression in benign and malignant lesionsof the breast: a methodologic study. Appl. Immunohistochem. Mol.Morphol., 2007; 15: 371-381
  Google Scholar
• 83. Roslind A., Knoop A.S., Jensen M.B., Johansen J.S., Nielsen D.L.,Price P.A., Balslev E.: YKL-40 protein expression is not a prognosticmarker in patients with primary breast cancer. Breast Cancer Res.Treat., 2008; 112: 275-285
  Google Scholar
• 84. Saba M., Sharif M.R., Akbari H., Nikoueinejad H., Ramazani JolfaiiM.: YKL-40 in Asthma and its correlation with different clinicalparameters. Iran. J. Allergy Asthma Immunol., 2014; 13: 271-277
  Google Scholar
• 85. Saidi A., Javerzat S., Bellahcène A., De Vos J., Bello L., CastronovoV., Deprez M., Loiseau H., Bikfalvi A., Hagedorn M.: Experimentalanti-angiogenesis causes upregulation of genes associated withpoor survival in glioblastoma. Int. J. Cancer, 2008; 122: 2187-2198
  Google Scholar
• 86. Salamon J., Hoffmann T., Elies E., Peldschus K., Johansen J.S.,Lüers G., Schumacher U., Wicklein D.: Antibody directed againsthuman YKL-40 increases tumor volume in a human melanoma xenograftmodel in scid mice. PLoS One, 2014; 9: e95822
  Google Scholar
• 87. Salvatore V., Teti G., Bolzani S., Focaroli S., Durante S., MazzottiM.C., Falconi M.: Simulating tumor microenvironment: changesin protein expression in an in vitro co-culture system. Cancer CellInt., 2014; 14: 40
  Google Scholar
• 88. Schmidt H., Johansen J.S., Gehl J., Geertsen P.F., Fode K., von derMaase H.: Elevated serum level of YKL-40 is an independent prognosticfactor for poor survival in patients with metastatic melanoma.Cancer, 2006; 106: 1130-1139
  Google Scholar
• 89. Schmidt H., Johansen J.S., Sjoegren P., Christensen I.J., SorensenB.S., Fode K., Larsen J., von der Maase H.: Serum YKL-40 predictsrelapse-free and overall survival in patients with AmericanJoint Committee on Cancer stage I and II melanoma. J. Clin. Oncol.,2006; 24: 798-804
  Google Scholar
• 90. Schultz N.A., Christensen I.J., Werner J., Giese N., Jensen B.V.,Larsen O., Bjerregaard J.K., Pfeiffer P., Calatayud D., Nielsen S.E.,Yilmaz M.K., Holländer N.H., Wøjdemann M., Bojesen S.E., NielsenK.R., Johansen J.S.: Diagnostic and prognostic impact of circulatingYKL-40, IL-6, and CA 19.9 in patients with pancreatic cancer. PLoSOne, 2013; 8: e67059
  Google Scholar
• 91. Schultz N.A., Johansen J.S.: YKL-40-A protein in the field oftranslational medicine: a role as a biomarker in cancer patients?Cancers, 2010; 2: 1453-1491
  Google Scholar
• 92. Scully S., Yan W., Bentley B., Cao Q.J., Shao R.: Inhibitory activityof YKL-40 in mammary epithelial cell differentiation and polarizationinduced by lactogenic hormones: a role in mammary tissueinvolution. PLoS One, 2011; 6: e25819
  Google Scholar
• 93. Shackel N.A., McGuinness P.H., Abbott C.A., Gorrell M.D., McCaughanG.W.: Novel differential gene expression in human cirrhosisdetected by suppression subtractive hybridization. Hepatology,2003; 38: 577-588
  Google Scholar
• 94. Shao R.: YKL-40 acts as an angiogenic factor to promote tumorangiogenesis. Front. Physiol., 2013; 4: 122
  Google Scholar
• 95. Shao R., Cao Q.J., Arenas R.B., Bigelow C., Bentley B., Yan W.:Breast cancer expression of YKL-40 correlates with tumour grade,poor differentiation, and other cancer markers. Br. J. Cancer, 2011;105: 1203-1209
  Google Scholar
• 96. Shao R., Francescone R., Ngernyuang N., Bentley B., Taylor S.L.,Moral L., Yan W.: Anti-YKL-40 antibody and ionizing irradiation synergisticallyinhibit tumor vascularization and malignancy in glioblastoma.Carcinogenesis, 2014; 35: 373-382
  Google Scholar
• 97. Shao R., Hamel K., Petersen L., Cao Q.J., Arenas R.B., Bigelow C.,Bentley B., Yan W.: YKL-40, a secreted glycoprotein, promotes tumorangiogenesis. Oncogene, 2009; 28: 4456-4468
  Google Scholar
• 98. Tarpgaard L.S., Guren T.K., Glimelius B., Christensen I.J., PfeifferP., Kure E.H., Sorbye H., Ikdahl T., Yilmaz M., Johansen J.S., Tveit K.M.:Plasma YKL-40 in patients with metastatic colorectal cancer treatedwith first line oxaliplatin-based regimen with or without cetuximab:results from the NORDIC VII Study. PLoS One, 2014; 9: e87746
  Google Scholar
• 99. Thöm I., Andritzky B., Schuch G., Burkholder I., Edler L., JohansenJ.S., Bokemeyer C., Schumacher U., Laack E.: Elevated pretreatmentserum concentration of YKL-40-An independent prognosticbiomarker for poor survival in patients with metastatic nonsmallcell lung cancer. Cancer, 2010; 116: 4114-4121
  Google Scholar
• 100. Tobón G.J., Youinou P., Saraux A.: The environment, geo-epidemiology,and autoimmune disease: Rheumatoid arthritis. J. Autoimmun.,2010; 35: 10-14
  Google Scholar
• 101. Tuten A., Kucur M., Imamoglu M., Oncul M., Acikgoz A.S., SofiyevaN., Ozturk Z., Kaya B., Oral E.: Serum YKL-40 levels are alteredin endometriosis. Gynecol. Endocrinol., 2014; 30: 381-384
  Google Scholar
• 102. Volck B., Johansen J.S., Stoltenberg M., Garbarsch C., Price P.A.,Ostergaard M., Ostergaard K., Løvgreen-Nielsen P., Sonne-Holm S.,Lorenzen I.: Studies on YKL-40 in knee joints of patients with rheumatoidarthritis and osteoarthritis. Involvement of YKL-40 in thejoint pathology. Osteoarthritis Cartilage, 2001; 9: 203-214
  Google Scholar
• 103. Wang D., Zhai B., Hu F., Liu C., Zhao J., Xu J.: High YKL-40 serumconcentration is correlated with prognosis of Chinese patients withbreast cancer. PLoS One, 2012; 7: e51127
  Google Scholar
• 104. Wang Y., Ripa R.S., Johansen J.S., Gabrielsen A., SteinbruchelD.A., Friis T., Bindslev L., Haack-Sørensen M., Jørgensen E., KastrupJ.: YKL-40 a new biomarker in patients with acute coronary syndromeor stable coronary artery disease. Scand. Cardiovasc. J., 2008;42: 295-302
  Google Scholar
• 105. Xu C.H., Yu L.K., Hao K.K.: Serum YKL-40 level is associatedwith the chemotherapy response and prognosis of patients withsmall cell lung cancer. PLoS One, 2014; 9: e96384
  Google Scholar
• 106. Yamac D., Ozturk B., Coskun U., Tekin E., Sancak B., Yildiz R.,Atalay C.: Serum YKL-40 levels as a prognostic factor in patientswith locally advanced breast cancer. Adv. Ther., 2008; 25: 801-809
  Google Scholar
• 107. Yang G.F., Cai P.Y., Li X.M., Deng H.X., He W.P., Xie D.: Expressionand clinical significance of YKL-40 protein in epithelial ovariancancer tissues. Ai Zheng, 2009; 28: 142-145
  Google Scholar
• 108. Ye H.M., Lu Y.Z., Liang X.M., Lin Y.Z., Li Y., Zhang Z.Y., TzengC.M.: Clinical significance of combined testing of YKL-40 with CEAin Chinese colorectal cancer patients. Clin. Lab., 2014; 60: 397-405
  Google Scholar
• 109. Yip P., Chen T.H., Seshaiah P., Stephen L.L., Michael-Ballard K.L.,Mapes J.P., Mansfield B.C., Bertenshaw G.P.: Comprehensive serumprofiling for the discovery of epithelial ovarian cancer biomarkers.PLoS One, 2011; 6: e29533
  Google Scholar

Pełna treść artykułu