Диссертация (Влияние компонентов сигнального пути HEDGEHOG на пролиферацию и химиорезистентность низкодифференцированных глиом), страница 7

Оверэкспрессия GLI1 характерна для наименее благоприятного прогнозазаболевания [153]. В работах по изучению изоформы tGLI1 на культурах клеток рака молочнойжелезы MDA-MB-231 и культуре мультиформной глиобластомы U-87 MG показано, чтотранскрипционный фактор tGLI1 в большей степени влияет на процессы миграции и инвазии,чем транскрипционный фактор GLI1. В клетках, трансфецированных tGLI1 было обнаруженоповышение продукции белка CD24 и экспрессии генов матриксных металлопротеиназ MMP-2 иMMP-9, ассоциированных со способностью к инвазии, миграции и метастазированию [56, 57,154].В последнее время все чаще встречаются исследования, посвященные опухолевымстволовым клеткам, способным контролировать канцерогенез. Одним из основных маркеровтаких клеток считается маркер CD133.

В первичных культурах клеток глиобластом былиобнаружены CD133-позитивные клетки, в которых была повышена экспрессия гена NANOG,белок которого является транскрипционным фактором, регулирующим самообновлениестволовых опухолевых клеток. При культивировании, эти клетки были способны образовыватьсферы [155].Существует ряд работ, свидетельствующих о вовлечении НН сигнального пути впроцессы формирования фенотипа стволовых опухолевых клеток. Так ингибированиетранскрипционного фактора NANOG приводило к снижению количества GLI1 и маркеров30стволовости OCT4 и нестина в клетках, что сказывалось на уменьшении способности клеток ксферообразованию и образованию опухоли. Интересно, что при увеличении количества GLI1,опосредованногоингибированиемтрансмембранногорецептораPTCH1,наблюдалосьповышение количества NANOG [155]. Работы других авторов также демонстрируютвовлечение НН сигнального пути в формирование фенотипа стволовых опухолевых клеток [59,102].

В клетках мозга мышей оверэкспрессия GLI1 стимулировала повышение маркеровстволовости CD133, SOX2, нестина и Bmi-1 [64, 156].В туморосферах рака молочной железы содержание GLI1 в 20 раз превышало таковое вдифференцированныхклеткахкарциномы.ДобавлениелигандаShhстимулировалосферообразование, в то время как добавление циклопамина ингибировало образование сфер,что свидетельствует в пользу вовлеченности НН сигналинга в формировании фенотипастволовых опухолевых клеток при карциноме молочной железы.

Также было обнаружено, чтоспособность к образованию туморосфер повышается при оверэкспрессии GLI1/2 [157].Что касается разницы влияния GLI1 и tGLI1, то в литературе имеются сведения только отом, что tGLI1 способен сильнее увеличивать экспрессию гена VEGF-A, белок которогогиперпродуцирован в стволовых опухолевых клетках [57, 158, 159].Влияние НН сигналинга на фенотип стволовых опухолевых клеток отмечается при ракежелудка, прямой кишки и поджелудочной железы [139, 160, 161].1.6.3 Влияние сигнального пути Hedgehog на процессы ангиогенезаПроцессы ангиогенеза регулируются как проангиогенными факторами (Ang-1, IGF-1,SDF-1, семействами VEGF и FGF и т.д.), так и антиангиогенными (Tsp-1 и др.).

Безкровеносных сосудов опухоли не смогут увеличиваться в размерах и метастазировать. Вопухолевых клетках нормальный ангиогенез нарушается за счет повышенного синтезапроангиогенныхфакторов,увеличивающихростипроницаемостьнеопластическихмикрососудов, что напрямую влияет на рост новообразования [10, 162, 163].На клетках аденокарциномы поджелудочной железы было показано, что добавлениециклопамина приводило к уменьшению GLI1, что сказывалось на снижении ангиогенеза втканях опухоли.

При имплантации опухолевых клеток бестимусным мышам и последующемлечении их циклопамином отмечалось уменьшение роста сосудов и снижение экспрессии геновпроангиогенных факторов [164]. Также в исследованиях in vivo фибробластов поджелудочной31железы было показано, что ингибирование трех корецепторов НН сигналинга (Gas1, Boc иCdon) приводило к уменьшению ангиогенеза в опухоли.

Наличие этих корецепторов,способных взаимодействовать с лигандом Shh, отмечается в процессе развития нервной трубкиу мышей и было обнаружено в фибробластах стромы поджелудочной железы. При раке стромыподжелудочной железы отмечается увеличение экспрессии генов данных корецепторов [165,166].На клетках карциномы молочной железы было показано, что GLI1 стимулируетэкспрессию гена проангиогенного фактора CYR61 независимо от факторов VEGF, а также, чтоtGLI1 в большей степени увеличивает экспрессию VEGF-A, чем GLI1 [57, 167]. Аналогичныеданные о повышении экспресии VEGF-C и TEM7 (отмечается прямая корреляция междуэкспрессией данных проангиогенных факторов и васкуляризованностью сосудов) былипродемонстрированы при глиомах.

Кроме того tGLI1 может связываться с промоторнойобластью и увеличивать экспрессию гена гепараназы, что не отмечается для GLI1. Гепараназаотносится к эндогликозидазам и способна повреждать компоненты клеточного матрикса,способствуя процессам ангиогенеза, инвазии и метастазирования [168, 169]. О проангиогенномэффекте GLI1 при глиомах свидетельствуют и эксперименты на клетках, полученных изпервичных образцов, где ингибирование GLI1 приводило к уменьшению VEGF и снижениюроста неопластических сосудов [170].Влияние GLI1 на проангиогенные факторы было показано на клетках гепатоцеллюлярнойкарциномы, где применение висмодегиба в эксперментах in vivo приводило к уменьшениюкровеносных сосудов в опухоли [171].

Анализ первичных образцов колоректального ракапоказал наличие прямой корреляции между количеством GLI1, VEGF-C и VEGFR3 [172].Эти данные убедительно свидетельствуют о том, что НН сигнальный путь оказываетключевое влияние на процессы ангиогенеза в опухолях, что способствует росту опухоли и ееметастазированию. Кроме того, при разных онкологических процессах НН сигналинг можетмодулироваться посредством специфических для данных клеток корецепторов, что делаетфункционирование сигнального пути и его влияние на разные патологические процессыуникальными. В исследованиях на мышиной модели рака поджелудочной железы былопоказано, что при ингибировании НН сигналинга в стромальных клетках поджелудочнойжелезы отмечается повышение васкуляризации в тканях опухоли [173-175].321.6.4 Влияние сигнального пути Hedgehog на процессы сопротивления клеточнойгибелиК процессам сопротивления клеточной гибели можно отнести репарацию поврежденнойДНК, апоптоз, изменение аккумуляции и метаболизма химиотерапевтических препаратов ирадиорезистентность.Влияние сигнального пути Hedgehog на репарацию ДНКВ настоящее время существует множество работ, демонстрирующих вовлечение ННсигналинга в процессы, позволяющие клетке преодолевать летальные повреждения ДНКвследствие действия химиотерапии или ионизирующей радиации.

Резистентность к терапии вцелом обусловлена процессами репарации поврежденной ДНК и процессами клеточнойаккумуляции и метаболизма химиотерапевтических препаратов, следовательно, может бытьпонижена как за счет агентов, ингибирующих репарацию ДНК, так и за счет агентов,стимулирующих накопление химиотерапевтических препаратов в клетках [176].Известно пять основных путей, по которым выполняется репарация поврежденной ДНК:исправление ошибок спаривания нуклеотидов (mismatch repair), репарация вырезаниемнуклеотидов (nucleotide excision repair), прямая репарация ДНК (direct repair), репарациявырезанием оснований (base excision repair) и репарация двухцепочечных разрывов (в неевходят: репарация негомологичного соединения концов (non-homologous end joining) игомологичная рекомбинационная репарация (homologous recombinant repair)) [176].Репарация ошибочно спаренных нуклеотидов направлена на исправление нарушений,вызванных следующими веществами: темозоломид, дакарбазин, цисплатин, карбоплатин,тиопурины, флуоропиримидины и другие [177].

На культуре клеток рака толстой кишки HT29было показано, что добавление GANT61 приводит к уменьшению экспрессии генов MSH6 иEXO1, участвующих в данном типе репарации [178]. С другой стороны, на клеткахаденокарциномы протоков поджелудочной железы было показано, что GLI1 ингибируетпроцессмисмэтч-репарации.Ингибированиебылоопосредованно,черезактивациютранскрипционным фактором GLI1 супрессора BHLHE41, непосредственно влияющего наингибирование процессов репарации данного типа [179].Использование GANT61 и генетическое ингибирование GLI3 на клетках той же культурыHT29 также приводило к уменьшению экспрессии генов белка ДНК лигазы-1 (LIG1) и гена33KIAA0101, кодирующего фактор, связывающий ядерный антиген пролиферирующих клеток(PCNA) [178]. Данные факторы участвуют в репарации вырезанием нуклеотидов.

При помощиданноготипарепарациивосстанавливаютсямассивныеповреждения,вызванныеацетиламинофлуоренами, нитрозаминами и сшивающими агентами (цисплатин). Этот типрепарации эффективен также при восстановлении оксидативных поражений ДНК иповреждений под действием ультрафиолетового облучения [176, 180].