Диссертация (Влияние компонентов сигнального пути HEDGEHOG на пролиферацию и химиорезистентность низкодифференцированных глиом), страница 6

В экспериментах на животных данные вещества показалиэффективность при терапии рака молочной железы, карциномы простаты и медуллобластомы[108, 124, 125]. Клинические испытания этих препаратов в настоящее время не проводятся[108].Активация HH-пути в экспериментальных исследованиях возможна при трансфекциионкогенов, принимающих участие в его функционировании, либо за счет ингибированиясупрессоров НН сигналинга [7, 126].1.6 Влияние сигнального пути Hedgehog на ключевые процессы онкогенезаВ мировой литературе общепризнанной является точка зрения Hanahan и Weinberg, всоответствии с которой большинству опухолей присущи основные процессы канцерогенеза(hallmarks в англоязычной литературе). Если в 2000 г.

авторами отмечалось только 6 таковыхпроцессов, то уже с 2011 г. считается, что развитие онкологического заболевания сопряжено с10 ключевыми процессами (рис. 3) [127, 128]. К данным процессам относят:повышение пролиферативной активностиповышение миграционной и инвазивной активностиповышение ангиогенезасопротивление гибели клетокизменение клеточного метаболизмавоспалительные реакцииуклонение от иммунной системыгеномную нестабильностьуклонение от подавления роста (от аутофагии)теломеразную активностьДалее мы разберем влияние НН сигнального пути на вышеуказанные процессы.26Рисунок 3. Схема, отображающая влияние сигнального пути Hedgehog на ключевыепроцессы онкогенеза.1.6.1 Влияние сигнального пути Hedgehog на пролиферацию клетокНаиболее выраженная особенность опухолевого новообразования – это неконтролируемаяклеточнаяпролиферация.ТаккакННсигналингпринимаетучастиевпроцессахэмбрионального развития, то ожидаемо, что сигналинг способен оказывать влияние напроцессы пролиферации в клетках опухоли.Есть данные, указывающие на то, что транскрипционный фактор GLI1 стимулируетклеточную пролиферацию во время эмбрионального развития и при онкологических процессах.На мышах было показано, что мутации в Shh приводят к неполноценному развитию головногомозга, а введение в клетки головастикам мРНК GLI1 приводило к развитию гиперплазий походу нервной трубки.

Аналогичным образом развитие гиперплазий наблюдалось вэкспериментах на мышах [10, 64, 129, 130]. Пороки развития, в том числе голопрозэнцефалияноворожденных, связанная с мутацией гена Shh и других генов сигнального пути,27подтверждают, что НН сигналинг влияет на процессы пролиферации [79]. Это доказывает и тотфакт, что ингибирование GLI1 сказывалось на уменьшение степени пролиферации и размеровновообразований [59].Повышение экспрессии GLI1 в эпидермальных клетках влияло на появление гиперплазиикожи мышей в экспериментах in vivo [131]. В аналогичных экспериментах на мышах снаправленным повышением экспрессии GLI1 в эпителиальных клетках молочных железнаблюдались гиперплазия и опухолевый рост [132]. Также имеются данные, в соответствии скоторыми применение малых интерферирующих РНК к мРНК GLI1 приводило к снижениюклеточной пролиферации и повышению апоптоза в тканях метастазирующей карциномымолочной железы [133].

Также показано, что активный НН сигнальный путь влияет наклеточную пролиферацию в некоторых клеточных линиях глиом, в то время как использованиеингибиторов приводит к ее уменьшению [91]. При медуллобластоме НН сигналингстимулировал пролиферацию клеток через активацию гистондеацетилаз, модифицирующихгистоны, что приводит к изменению конформации хроматина, влияющему на изменениетранскрипционнойактивности.Приингибированиигистондеацетилазприпомощитрихостатина А сигнальный путь НН не оказывал влияние на пролиферацию [134].

Данныерезультаты наводят на мысли, что НН сигналинг принимает участие в эпигенетическихпроцессах. Также для медуллобластомы и нейробластомы было показано, что сигнальный путьHH повышает уровень циклина D1, что приводит к нарушениям в координации клеточногоцикла, что в свою очередь сказывается на чрезмерной пролиферации клеток [122, 135].Имплантация неопухолевых клеток простаты с повышенным уровнем экспрессии SMOмышам приводила к повышению пролиферации в тканях простаты.

Параллельно с этимотмечалось повышение экспрессии генов факторов, ответственных за клеточный рост – FGF5 иIGFBP [136].С одной стороны, одними авторами отмечается, что ингибирование SMO в клетках ракаподжелудочной железы приводит к уменьшению пролиферации и снижению формированияколоний [137, 138]. Но в других работах в экспериментах in vivo отмечалось, что ингибированиесигнального пути HH в стромальных клетках поджелудочной железы приводило к увеличениюразмеров опухоли за счет эпителиального компонента и уменьшению общей выживаемости.Эти данные еще раз подчеркивают значимость микроокружения в функционированиисигнального пути [139].Транскрипционный фактор tGLI1 в экспериментах на клетках карциномы молочнойжелезы MDA-MB-231 повышал клеточную пролиферацию в большей степени, чем GLI1.28Эффекты данных изоформ на пролиферацию сравнивали после трансфекции плазмидных ДНКс GLI1 и tGLI1 [57].

Необходимо отметить, что непосредственное влияние изоформы tGLI1 натаргетные гены в клеточных линиях и культурах первичных образцов еще не изучено.Аналогичные эксперименты с трансфекцией плазмидных ДНК в клетки U-87 MG не оказываливлияние на пролиферацию при исследованиях in vitro. Но в исследованиях in vivo большеевлияние на пролиферацию оказывала изоформа tGLI1. Авторы объясняют данный феноменвлиянием микроокружения в опухоли [10, 56].1.6.2 Влияние сигнального пути Hedgehog на эпителиально-мезенхимальныйпереход, миграционную и инвазивную активность, метастазирование и стволовыеопухолевые клеткиЭпителиально-мезенхимальныйпереход(ЭМП)–этопроцесстрансформацииэпителиальных клеток под действием разных факторов в мезенхимальные клетки, фенотипкоторых характеризуется повышенной способностью к миграции, инвазии и сопротивлениюапоптозу, что повышает способность опухолевых клеток к метастазированию.

Первичнымтранскрипционным фактором, регулирующим ЭМП, является Snail1 [140]. GLI1 увеличиваетэкспрессию Snail1, стимулируя ЭМП, что сопровождается подавлением экспрессии гена Екадгерина [131]. Также при ЭМП отмечается EGFR-сигналинг-опосредованное повышениеэкспрессии транскрипционного фактора Twist [141]. При подкожном введении мышамэпителиальныхклеток,трансфецированныхплазмиднойGLI1,нарядусгиперпролиферативными поражениями кожи отмечалоcь повышение Snail1 [131]. А добавлениеингибитора к SMO в экспериментах на клетках рака яичников приводило к уменьшениюэкспрессии Snail1 и экспрессии генов, кодирующих Е-кадгерин, цитокератин 7, кальретинин,виментин, Bcl-2, каспазы, b1 интегрин, MT1-MMP и VEGF, участвующих в процессахмиграции, инвазии и метастазирования при раке яичников [142].Для транскрипционного фактора Snail1 на клетках гепатоцеллюлярной карциномы былапоказана его роль в увеличении экспрессии гена CtBP2, являющегося транскрипционнымкорепрессором, стимулирующим процессы миграции и инвазии за счет ингибированиямножества генов, тормозящих данные процессы [143].

Потеря клетками Е-кадгерина приводитк миграции β-катенина в ядро, где данный транскрипционный фактор, являющийсякомпонентом сигнального пути Wnt, начинает транскрипцию генов, ассоциированных склеточнойтрансформациейприракеэндометрия[144,145]. ТрансплантацияGLI1оверэкспессирующих клеток рака поджелудочной железы бестимусным мышам приводила к29метастазированию в печень и селезенку. При этом было показано, что GLI1 регулирует ЭМПстимулирующие факторы: факторы сигнальных путей TGFβ, Ras, Wnt, PI3K/AKT, ростовыефакторы и рецепторы сигнальных путей, интегрины, TM4SF (суперсемейство белковтетраспанинов) и S100A4 (стимулирует экспрессию Twist и Snai1) [146, 147].Влияние сигнального пути НН на процессы миграции, инвазивности и метастазированияпоказано при ретинобластоме, почечно-клеточной карциноме, раке простаты и эстрогенпозитивном раке молочной железы [62, 148-150].

На клеточных линиях меланомы былопоказано, что снижение экспрессии GLI1 сказывается на миграционной, инвазивной иметастатической активности клеток [67, 151]. НН сигналинг в метастатических клеткахмеланомы и карциномы молочной железы способен изменять активность остеобластов иостеокластов, что приводит к остеолитической деструкции костной ткани и способствует ростуметастатических очагов [151, 152].В экспериментах с культурами метастазирующей карциномы молочной железыоверэкспрессия GLI1 стимулировала миграционную активность клеток [133]. Отмечалась такжеположительная корреляция экспрессии GLI1 со стадией опухоли и наличием метастазов влимфатические узлы.