اتصالات غشای سلولی نقش خیلی مهمی را در میان کنش‌های سلول به سلول بر عهده دارند. در سلول‌های اپی‌تلیال این اتصالات در اطراف گلیکو پروتئین بین غشایی Eـ کادهرین سازماندهی شده‌اند. قسمت آمینوترمینال خارج سلولی Eـ کادهرین بر روی سلول‌های مجاور با یکدیگر مستقیماً واکنش می‌دهند. قسمت سیتوپلاسمی همودایمر E ـ کادهرین به طور خاصی با دمین آرمادیلو بتاکاتنین واکنش می‌دهد. انتهای آمینی بتا کاتنین نیز با آلفا کاتنین واکنش می‌دهد که آن نیز به نوبه خود با واسطه  - اکتینین یا واکنش مستقیم با فیلامان‌های اکتین با اسکلت سلولی واکنش می‌دهد و به این طریق اتصالات سلول به سلول بسیار قوی ایجاد می‌شود (شکل۱-۳ و ۱-۴). با این وجود، در این کمپلکس یک عنصر دینامیک وجود دارد که در طول فرایند رشد و نمو و بهبود زخم، به سلول اجازه حرکت می‌دهد. در این شرایط، مهاجرت سلول‌های اپی‌تلیال با فسفریلاسیون تیروزین در بتا کاتنین و جداسازی کمپلکس کاتنین ـ کادهرین انجام می شود که منجر به افزایش ذخیره بتا کاتنین آزاد در سیتوپلاسم می‌شود. مهار فسفریلاسیون تیروزین در بتا کاتنین از مهاجرت سلول‌های اپی‌تلیال جلوگیری می‌کند (۲۵).

شکل ۱-۳. بتاکاتنین در اتصالات سلولی

شکل ۱-۴. ساختمان و عملکرد بتاکاتنین
۱-۵-۱-۲- نقش بتا کاتنین در انتقال پیام
بتا کاتنین یک عضو کلیدی در مسیر پیام‌رسانی بیولوژیک بوده که نقش خیلی مهمی را در رشد و نمو طبیعی سلول از طریق پیام‌رسانی Wnt ^[۳۹] بر عهده دارد. در مهره‌داران، مسیر انتقال پیام Wnt در فرآیندهای مختلف رشد و نمو از جمله تکثیر سلولی، تمایز و میان کنش اپی‌تلیال ـ مزانشیم در بسیاری از بافت‌ها نقش دارد. Wnts شامل یک خانواده از گلیکوپروتئین‌های ترشحی با الگوی بیان خاص می‌باشند. این پروتئین ها با کنترل القاء جنین، هدایت تقسیم سلولی و رشد آن در فرآیندهای مختلف تمایز نقش دارند .
بیان نا بجای Wnts در بعضی از بافت ها منجر به ایجاد تومور می‌شود. پروتئین‌های Wnt به صورت پاراکرین از طریق رسپتورهای خانواده Frizzled که دارای۷ دمین عرض غشایی هستند، بر روی سلول‌های هدف عمل می‌کنند. اتصال Wnts در دمین خارج سلولی غنی از سیستئین در انتهای آمین رسپتورها منجر به فعال‌سازی آنها می‌گردند. رسپتورهای فعال شده Frizzled با
مهار عملکرد کمپلکس تخریب بتا کاتنین باعث پایداری این پروتئین سیتوپلاسمی می‌شوند. این کمپلکس از پروتئین‌های داربستی از جمله axin تشکیل شده است، این پروتئین‌ها با دمین‌های مختلف به تومور ساپرسورژن‌ APC ، سرین ـ ترئونین کیناز^[۴۰]، GSK3 β و بتا کاتنین متصل می‌شوند. در صورت عدم پیام رسانی wnt، GSK3β باعث فسفریلاسیون بتا کاتنین می‌شود. سپس بتا کاتنین فسفریله شده توسط F-box protein slimb/βTrCP و سیستم یوبیکوئیتین شناخته شده و در کمپلکس پروتئازوم تجزیه می‌شود. در صورت وجود پیام Wnt، فسفو پروتئین سیتوپلاسمی فعال شده و باعث تداخل عمل کمپلکس تخریب بتا ـ کاتنین می‌شود. در این صورت فعالیت GSK3β مهار شده و فسفریلاسیون بتا کاتنین متوقف می‌شود. فعالیت GSK3β ممکن است توسط اتصال به GBP^[41] Frat1/ نیز مهار شود که آن نیز با dishevelled واکنش می‌دهد. فعالیت کمپلکس تخریب بتا کاتنین ممکن است توسط فسفریلاسیون نیز تنظیم شود، در این حالت، زیر واحدهای پروتئین فسفاتاز ZA هم به Axin و هم به APC متصل می‌شود. بتا کاتنین هیپوفسفریله تخریب نشده و در سیتوپلاسم و هسته تجمع پیدا می‌کند. در هسته این پروتئین تجمع یافته با فاکتورهای رونویسی از خانواده LEF-1/TCF^[42] ارتباط برقرار می‌کند. کمپلکس TCF/β-catenin به عنوان فعال‌کننده‌های رونویسی ژن‌های هدف Wnt عمل کرده و پیام Wnt را به هسته انتقال می‌دهند.(شکل۱-۵)

شکل ۱-۵. خلاصه ای از مسیر wnt
۱-۵-۱-۲-۱- پیام‌رسانی wnt در سرطان
مطالعات مختلفی در رابطه با نقش مسیر پیام‌رسانی wnt و میان کنش TCF/β-catenin در سرطان انجام شده است. بیان گلیکوپروتئین های wnt در نمونه‌های توموری و سلول‌های سرطانی افزایش پیدا می‌کند ولی هنوز نقش دقیق آنها در رشد و نمو سلول‌های سرطانی در انسان مشخص نشده است. در مقابل، اجزاء دیگر در مسیر آبشاری پیام‌رسانی wnt نقش مشخصی را در رشد سلول‌های سرطانی دارا می باشند. افزایش بتا کاتنین در هسته و کمپلکس آن با TCFs در رده‌های سلول‌های سرطانی توموری و نمونه‌های بافتی دیده شده است. در تومورهای کولورکتال که موتاسیون APC گزارش نشده است، موتاسیون بتا کاتنین دیده می‌شود. این موتاسیون باعث تغییر و یا حذف جایگاه‌های خاص سرین و ترئونین در دمین انتهای آمینی بتا کاتنین می‌شود که برای تخریب لازم می‌باشد. موتاسیون بتا کاتنین در انواع مختلفی از تومور دیده می‌شود که این امر نشان‌دهنده نقش مهم بتا کاتنین به عنوان یک آنکوژن می‌باشد. در سطح سلولی، موتاسیون بتا کاتنین و APC با افزایش مقدار بتا ـ کاتنین هسته‌ای و سیتوپلاسمی و افزایش کمپلکس فعال شده TCF/β-catenin (از نظر رونویسی) می‌شود. این امر منجر به فعالسازی نامناسب ژن‌های هدف TCF، از جمله C-myc و Cyclin D1 می شود که جزء آنکوژن ها هستند و در نهایت منجر به ایجاد سرطان می‌شوند .

موتاسیون بتا کاتنین در انواع تومورهای کولون که با کارسینوژن‌های مختلف از جمله دی متیل هیدرازین (DMH) القاء شده‌اند، دیده می‌شود .. در رت‌های F₃₄₄، ۳۳% تومورهای کولون القاء شده توسط DMH (20 میلی گرم به ازای کیلوگرم وزن ) (به مدت ۵ هفته)، دارای جهش در بتا کاتنین بوده‌اند. از این تعداد تومور، ۷۴% جهش‌ها در ناحیه hotspot قرار داشت که شامل کدون‌های ۳۲ و ۳۴ می‌باشند. بقیه جهش‌ها (۲۶%) در یکی از Ser/thrهای مهم (کدون‌های ۳۳ و ۳۷، ۴۱ و ۴۵) واقع شده‌اند. همچنین در این بافت‌های توموری بیان ژن بتا کاتنین (به صورت مستقل از جهش های بتا کاتنین) تا ۱۰ برابر افزایش پیدا می‌کند. همچنین بیان ژن‌های C-Myc، C-jun و سیکلین _۱‍D نیز مرتبط با بیان ژن بتا کاتنین افزایش نشان می‌دهند .
مطالعه‌ای دیگر نیز نشان می‌دهد که تیمار رت ها با DMH به مدت ۲۰ هفته (هفته‌ای یک بار) منجر به ایجاد جهش در ژن کدکننده بتا کاتنین در کدون ۴۱ می‌شود. در این نوع تیمار، بیش از ۹۰% جهش‌ها در کدون ۴۱ رخ می‌دهند. در این جهش‌ها سیتوزین تبدیل به تیمین شده و در پروتئین بتا کاتنین اسید آمینه ترئونین با ایزولوسین جایگزین می‌شود .. همچنین رت‌هایی که به مدت ۲۰ هفته (هفته‌ای یک بار) دوز ۱۵ میلی گرم به ازای کیلوگرم وزن از DMH را به صورت i.p دریافت کرده‌اند، القاء ژن‌های سیکلین _۱D، E و PCNA^[43] در سطح mRNA در بافت کولون آنها افزایش یافته و بدین ترتیب با اثر بر روی تنظیم چرخه سلولی باعث افزایش تکثیر سلولی و سرطان کولون در آنها شده است .

۱-۶-دی متیل هیدرازین (DMH)

همانطور که گفته شد، ژن بتا کاتنین یکی از ژنهای خیلی مهم است که توسط DMHمتیله شده و نقش مهمی را در آسیب های ناشی از سرطان به خصوص سرطان کولورکتال ایفا می کند که در ذیل به تفصیل شرح داده می شود:
اصطلاح ”هیدرازین“ یک نام عمومی است که شامل یک گروه از ترکیبات شیمیایی با ساختاری مشابه می‌باشد، از جمله: هیدرازین، ۱ و۱ـ دی متیل هیدرازین و ۱و۲-دی متیل هیدرازین. ۱و۲- دی متیل هیدرازین در تحقیقات بسیاری مورد استفاده قرار گرفته و یک کارسینوژن مهم در ایجاد مدل سرطانی کولورکتال می باشد.
هیدرازین‌ها ترکیبات مایع شیمیایی سنتیک بی‌رنگ و فراری هستند که شامل دو اتم نیتروژن بوده که توسط یک باند کووالانسی به هم متصل می‌شوند. هیدرازین‌ها از مواد شیمیایی از جمله آمونیاک، دی متیل آمین، هیدروژن پراکسید یا سدیم هیپوکلریت ساخته می‌شود. این ترکیبات به راحتی تبخیر شده و استشمام می‌شوند. هیدرازین‌ها بویی شبیه آمونیاک دارند. هیدرازین‌ها بسیار فعال بوده و به راحتی آتش می‌گیرند. انسان‌ها با مصرف آب آلوده یا تنفس هوای آلوده و یا خوردن و لمس کردن وسایل آلوده، در معرض هیدرازین ها قرار می‌گیرند .
اطلاعات درباره خواص شیمیایی و فیزیکی سه نوع هیدرازین در جدول ۱-۱ نشان داده شده است:

جدول ۱-۱. مشخصات هیدرازین‌ها