М.А. Пальцев, А.А. Иванов - Межклеточные взаимодействия (1120989), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Особенности функционирования комплекса Гольджи и лизосом зависят от изменений активности их ферментов и становятся причиной посттрансляцнонной модификации различных белков, в том числе онкобелков и факторов роста. Усиление анаэробного гликолиза сопровождается появлением в опухолевых клетках уродливых, крупных и гигантских митохондрий с нарушенной ориентацией крист. 137 3.3.1.3. Клеточные онкогены, антнонкогены н факторы роста В опухолевой клетке происходят активация протоонкогенов, супрессия илн потеря антионкогенов и гнперпродукцня факторов роста. Эти взаимосвязанные процессы обеспечивают автономность опухолевой клетки, стимулируют пролиферацию по ауто- и паракринному пути [Князев П. Г., Федоров А. И., 1988; Тошаз ТЬ.
В., 1986; К!е!п б., 1988; Я(пох!пзй! б. Р., 1989; тте!иЬег8 К. А., 1989[. Клеточные онкогены. Для того чтобы стимулировать пролиферацию трансформированных клеток, протоонкогены должны превратиться в клеточные онкогены, т. е. активироваться. Известны четыре основных механизма активации протоонкогенов: 1) инсерционная активация — активация под действием генов (вирусных онкогенов и вирусных энхансеров — провирусных форм ретровирусов и ДНК-содержащих онковирусов); 2) транслокация участков хромосом, несущих протоонкогены; 3) амплнфнкацня (умножение копий) генов; 4) точечные мутации.
Инсерционная активация протоонкогенов происходит при участии ретро- и реже ДНК-содержащих вирусов, которые встраивают свою ДНК в геном клетки и своими генами модулнруют активность близлежащих генов, среди последних могут оказаться протоонкогены. Ретровирус может быть носителем вирусного онкогена или сильною энхансера, выполняющих роль активатора протоонкогена. В отличие от РНК-содержащих вирусов ДНК-содержащие вирусы способны вызывать клеточную трансформацию не только путем активации протоонкогенов, но и с помощью блокады генов — супрессоров опухолевого роста.
Транслокация участков хромосом может приводить к контакту протоонкогенов с сильными энхансерами (лимфома Беркитта и хронический миелолейкоз). Амплификация протоонкогена проявляется в увеличении числа его копий и может распространяться как на отдельные гены, так н субмнкроскопические участки хромосом. В последнем случае могут наблюдаться два варианта субмикроскопнческих изменений хромосом, которые одновременно, вероятно, являются и последовательнымн стадиями процесса. Это гомогенно окрашенные участки хромосом с невыраженной структурой и добавочные мелкие хромосомные фрагменты или добавочные мелкие хромосомы [[.!з(- тою М. В., Рело81ю-Рге1зег С.
М., 1986]. Описанные изменения выявляются только в трансформированных клетках и соответствуют скоплениям копий генов, что было показано методом гибридизации !л зйц [б!!Ьег( Р., 1983[. Амплификация протоонкогенов наиболее часто встречается в семействе вус, точечные мутации — газ и с-егЬВг.
При активации протоонкогенов происходит синтез кодируемых ими белков, так называемых онкобелков, через которые клеточные онкогены реализуют свое действие. Все известные онкобелки участвуют в передаче митогенных сигналов клеток с той лишь раз- !зв пп!з к гягьк~ цм Рис.
ЗЗ. Участие онкобелков в метаболических цепочках, передающих митогенетические сигналы. Ц вЂ” цитоплазма, и — ядро, ЦМ вЂ” цитоплазматическая мембрана. ницей, что могут встраиваться на различных этапах передачи ростового сигнала (рис. 33). По функциональной активности н сходству с элементами митогенетической цепи все онкобелки можно подразделить на: 1) онкобелки — гомологи факторов роста (с-згз, (пыг, к-(ВЬ с-егЬВ, с-пев,гегЬВ2, с-(пзз); 2) онкобелки — гомологи рецепторов для факторов роста (с-егЬА — аналог рецептора для гормона щитовидной железы); 3) онкобелки, связанные с работой рецепторов — аналоги О-белка (семейство газ) и протеинкиназные белки (згс, (рз, (ез, аЫ, гвег); 4) онкобелки, передающие ростовые сигналы на ДНК (семейства (оз, )цп и пзус).
Онкобелки способны стимулировать пролиферацию опухоле' вых клеток, включаясь в митотический цикл (рис. 34). Причем часть онкобелков действует в первой критической точке митотического цикла (переход фазы Ое в О~), другие — во второй (переход фазы О~ в Б), третьи — в третий период (переход фазы Оз в М). Переход клеток из фазы Оо в Он т.
е. из состояния пролиферативного покоя в пресннтетическую фазу, контролируется «немедленно реагирующими» протоонкогенами (семейства (оз, )цп), названными так потому, что они активируются через несколько минут после возникновения ростового сигнала. Все факторы роста и многие гормоны воздействуют на геном клеток через активацию генов семейств (оз и )цп — представителей «немедленно реагирующих» генов. При этом одна часть факторов роста действует на эти гены опосредованно, через протеинкиназы, а 139 с-эсу счаээ сасэ ство е.п1ус Рис. 34. Действие клеточимк оикогеиов в критическик точках митотического цикла.
другая часть, вероятно, непосредственно взаимодействует с протоонкогенами. Продукты генов Гоз и )цп образуют между собой гомо- и гетеродимеры, включая прн этом участки с повторяющимися лейциновыми остатками на обеих белковых молекулах [Яаки(с! Т. е( а!., 1991!. Образовавшиеся димеры взаимодействуют с участками АР-1, регулирующими транскрипционную активность генов.
Семейство 1оз представлено несколькими онкобелками (с-1оз, 1озб, (гз-1, РВА2), так же как и семейство )цп (с-)ип, )нпВ, )цпП), отличающимися по своей биологической активности. Поэтому возможно образование димеров, отличающихся как по своему составу, так и действию на АР-!. Таким образом, через продукты онкогенов 1оз и )цп могут передаваться различные сигналы, приводя к разным последствиям (Вцзц!с! Тч 1991!. Кроме того, разнообразие димеров обусловливает более тонкую регуляцию транскрипции !Апйе! Р., Негг!!с!т Р., 1994!. С-пуус также стимулирует переход клеток из фазы Ое в Оь но в отличие от первых двух семейств генов включается несколько позже и не требует для своей активации воздействия еще каких- либо генов. Вторая критическая (или ограничительная) точка митотического цикла — переход фазы О| в 5, при котором действуют другие клеточные онкогены семейства газ.
Показано, что для реализации действия клеточных онкогенов семейства газ требуется дополнительное введение плазменного фактора, содержащего факторы роста, или активация генов из группы чнемедленно реагирующих» !Апогее( Н. е( а!ч 19891. Наиболее проблематичным остается участие протоонкогенов в регуляции вхождения клетки в митоз, т. е. действие в третьей критической точке клеточного цикла †, перехода фазы Ок в М. Однако известно, что этот процесс стимулируется фактором про- ! 40 моции митоза (ФПМ), состоящим из белков с известными свойствами и не являющимися онкобелками.
Один из белков ФПМ— кальцийнезависимая протеинкиназа (едз2), фосфорилирование которой происходит селективно с участием онкобелка с-згс [[)гвена О. е( а1., 1988]. Кроме того, ген е1)з25, взаимодействующий у дрожжей с едз2, кодирует один из компонентов газ аденилатциклазного пути. Изменения протоонкогенов при опухолевом росте изучаются путем анализа структурных изменений генов (рестрикционный анализ, секвенирование, картирование с помощью нуклеаз), уровня экспрессии клеточного онкогена (по транскрипции мРНК и синтезу онкобелка методами иммуноблоттинга и иммуногистохнмии), биологической активности по трансфекции онкогена в чувствительные клетки, клонирования [Агеенко А.
И., 1986; Сейц И. Ф., Князев П. Г., 1986]. Нами использован комплекс иммуногистохимического и иммуноэлектронно-микроскопического исследования и иммуноблоттинга для определения конечного продукта экспрессии онкогенов — онкобелков [Коган Е. А. и др., 1990; Коган Е. А.„ 1991; Ко8ап Е., Махцгеп[го Х., 1990; Маяцгепйо Х., УЬагосз)га] 1., Ковал Е., !992].
Протоонкоген с-1оз локализуется у человека в хромосоме 2 и кодирует синтез онкобелка р55[оз, который концентрируется в ядрах и при взаимодействии с продуктами семейства генов ]ип влияет на активность АР-1, регулирующего транскрипцию генов. Изменения с-1оз в опухолях человека изучены крайне мало, а полученные данные часто противоречивы. 1. ОоЬго(а и соавт. (1986), изучавшие структуру с-[оз методом ДНК-гибридизации, не обнаружили его изменений при раке легкого, молочной железы, желудка, яичника и остеосаркоме.
Авторы, исследовавшие экспрессию с-1оз по транскрипции РНК, установили усиление ее более чем в 50'/ различных опухолей [Киселев Ф. Л., Спитковский Д. Д., 1986]. В опытах по трансфекцни с-[оз в культуру тератокарциномы происходит плоскоклеточная дифференцировка опухолевых клеток [Мййег К., %абпег Е. Р., 1984]. Мы исследовали экспрессию с-Гоз при предраке и раке легкого на разных стадиях опухолевой прогрессии. Оказалось, что продукт с-Гозлокализуется в ядрах клеток, часто под кариолеммой и вбли,зи ядрышек. Это особенно четко видно при электронной иммуногистохимии (рис.
35). Продукт реакции располагается над глыбками хроматина и отличается большей элсктронной плотностью. В криостатных и парафиновых срезах, помимо ядерной локализации, обнаруживалась и цитоплазматическая локализация онкобелков с-1оз (рнс. 36). Последнее может отражать своеобразие экспрессии с-(оз в опухолевых клетках и связано с усиленным синтезом белка в цитоплазме клетки, нарушением его поступления в ядра опухолевых клеток, возможно, в связи с редукцией пор в ядерной мембране. Кроме того, указанные особенности локализации продукта в цитоплазме связаны, вероятно, с выявлением Гозродственных белков.
Рис. 55. Электронно-иммунохимическое выявление продукта с-гоз в раковых клетках плоскоклеточной карциномы легкого. а — полутонкий срез, продукт реакции в ядрах опухолевых клеток в виде гранул, Х 1000; б — злектронограмма, локализация продукта реакции под кариолеммой и вблизи ядрышка раковой клетки (обозначено стрелками), непрямая иммуноперокси- дазная реакция, Х 15 000 (исследование выполнено совместно с С. М. Секамовой).
Относительно выраженная экспрессия с-1оз наблюдалась в высокодифференцированных опухолях без метастазов. Продукт с-тоз в небольших количествах выявлен в клетках стромы рака легкого — альвеолярных макрофагах, фибробластах и миофибробластах как результат действия митогенных стимулов, исходящих из опухолевых клеток. В очагах регенерации, метаплазии, дисплазии и аденоматоза легких экспрессия с-105 обнаружена в 60,5% случаев. Уровень экспрессии был достоверно ниже, чем при раке легкого (р(0,05). При этом в очагах гиперплазии альвеолярного эпителия, аденоматоза и овальных структурах без атипии клеток, фокусах бокаловидноклеточной трансформации бронхиального эпителия экспрессия с-гоз была крайне низкой или вовсе отсутствовала. При базальноклеточной гиперплазии, плоскоклеточной метаплазии, дисплазии бронхиального эпителия ! — П степени она оказалась несколько выше; в атипичном карциноиде, а также при дисплазии РП степени (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
