О.И. Епифанова - Лекции о клеточном цикле (1129781), страница 23
Текст из файла (страница 23)
следуюшнй раздел). Данные, представленные в настоящем разделе, позволяют закаючить, что неопластическая трансформация клеток не может быть следствием только повышенной экспрессии протоонкогенов, которая отражает лишь одно из многочисленных нарушений метаболизма в процессе канцерогенеза.
Нарушения в системе эндогенной регуляции размножения клеток при неопластической трансформации и возможность биологической коррекции Как уже неоднократно подчеркивалось, в основе регуляции размножения клеток лежит сложный процесс взаимодействия экзогенных и эндогенных регуляторов, обеспечивающих смену состояний активной пролиферации и прол иферативного покоя. Неопластические клетки частично или полностью выходят изпод контроля этой системы: они начинают сами вырабатывать факторы роста, в них ускоряется передача митогенного сигнала и усиливается экспрессия протоонкогенов. Однако этих нарушений недостаточно для превращения нормальной клетки в злокачественную. То обстоятельство, что неопластическая трансформация — крайне редкое событие в эволюции многоклеточных, свидетельствует о весьма эффективном функционировании внутриклеточных факторов, противодействующих неконтролируемому размножению клеток.
Вместе с тем, в процессе канцерогенеза наблюдается постепенное ослабление системы эндогенного контроля пролиферации клеток. Неопластические клетки теряют способность к образованию в нужном количестве ингибиторов пролиферации, а также чувствительность к их действию, о чем свидетельствуют, в частности, результаты опытов по слиянию нормальных и злокачественных клеток (см.
главу !Х). В неопластической клетке создается более высокий пролиферативный потенциал, который не в состоянии преодолеть ее собственная система эндогенного контроля. Можно ли вмешаться в этот процесс? Попытки восстановления внутриклеточного гомеостаза посредством устранения дефектов, возникающих при неопластической трансформации, предпринимались неоднократно с большим или меньшим успехом. Один нз подходов заключается в воздействии на неопластические клетки природными ингибиторами пролиферации, такими как интерферон бета (1Р)ч-р), ТОР-б и другими антипро- лиферативными соединениями, вырабатываемыми нормальными клетками (см. главу Ч11).
Лучше всего изучен в этом отношении 1Р)ч-)), который оказывает тормозяшее действие на пролиферацию фибробластов и других клеток, препятствуя приобретению ими компетентности для прохождения пререпликативного периода, При этом 1Р)ч-() ведет себя как антагонист Р()ОГ, а последний, напротив, стимулирует образование 1Р14-1). В поддержание гомеостаза могут вовлекаться и другие факторы роста, например, ТОР-В, также стимулирующий образование 1РХ-1) при воздействии на фибробласты. В результате в клетке возникает каскад регуляторных событий, который может при благоприятном стечении обстоятельств (правильный выбор дозы природного ингибитора в зависимости от исходного состояния клетки.
ее микроокружения и тзц) восстановить внутриклеточный гомеостаз, благодаря разнообразным реакциям, протекающим по типу положительной и отрицательной обратной связи, Использование природных антипролиферативных соединений в клинической практике, в отличие от хирургического, радио- и химиотерапевтического воздействий, относится к методам биологической терапии опухолей. Общий недостаток применения ингибиторов типа 1ГХ-В и ТОР- — постепенная утрата чувствительности к ним неопластических клеток в силу нарушения при трансформации более тонких регуляторных механизмов Например, клетки перестают реагировать на ! РХ вследствие дефектов в системе вторичных сигнальных молекул в частности, в цепочке МАР-киназ.
Для проявления антипролиферативно~о действия ТОР-В на трансформированные клетки необходимо подавление активности основных позитивных внутри клеточных регуляторов — циклинов и зависимых от них киназ, что может происходить только при полноценно функционирующем комплексе рецепторов ТОР-() типа 1 и типа И (см. стр. 128). Нарушение взаимодействия этих рецепторов в неопластических клетках снижает их реакцию на ТОР-В. Очевидно, что для биологической коррекции требуются более совершенные способы воздействия на клетки, претерпевшие неопластическую трансформацию. Гены-супрессорьг опухолей (антнонкогены) н продукты нх активности В середине 80-х годов стали предприниматься попытки обнаружить внутриклеточные антагонисты онкогенов.
Удалось установить, что многие нетрансформированные клетки содержат в определенных хромосомах гены, кодирующие белки, нормальная функция которых состоит в подавлении неопластической трансформации. Они получили название генов-супрессоров опухолей, или антионкогенов. К настоящему времени известно лишь несколько таких генов, в то время как число онкогенов составляет многие десятки. Лучше всего изучен ген-супрессор ЯЬ, получивший свое обозначение от названия опухоли — ретинобластомы, которая возникает вследствие мутации или отсутствия этого гена. Ген ЯЬ локализован в 13-й хромосоме человека, и его аберрации могут приводить к появлению разных опухолей. Продукт гена ЛЬ— белок рКВ (мол. масса 105 кД) присутствует во всех нормальных тканях и вместе со своими близкими гомологами — р107 и р130 — является одним из ключевых элементов внутриклеточного механизма регуляции размножения клеток.
Об этом свидетельствуют следующие данные. Белок рКВ присутствует как в пролиферирующих, так и в покоящихся клетках, однако в последних он находится вдефосфорилированном состоянии и только в таком виде проявляет себя как ингибитор пролиферации. При вступлении покоящихся клеток в цикл рКВ подвергается фосфорилированию (особенно интенсивному в позднем периоде О,), пребывая в этом состоянии на протяжении периодов Я и О„после чего происходит его дефосфорилирование в митозе (рис. 5б). Таким образом, фактором, препятствующим прохождению клеточного цикла, служит не наличие или отсутствие молекулы ингибитора, а ее биохимическая трансформация. Существенно при этом, что, будучи в нефосфорилированной форме, рКВ тесно связан с компонентами ядра, а фосфорилирование освобождает его, позволяя осуществлять другие внутриклеточные функции.
Отсюда следует, что важен не только процесс модификации ингибитора, но и его перемещение в клетке. Наконец, еще одним свойством рКВ является его способность образовывать в нефосфорилированном или гипофосфорилированном состоянии комплексы с факторами транскрипции и подавлять таким образом активность генов, продукты которых участвуют в инициации синтеза ДНК.
Это, прежде всего, комплекс с фактором Е2Е (активатором промотора аденовируса Е2), точнее с одним из представителей этого семейства — (" ) -т-Ж Я— !невктивен) ( (витивен! !невнтивен] Фесфвтвзе Цииннн-зевисии<ие иинвзи Рис.56. Активность рКВ на протяжении клеточного цикла (по Хеймелу). О„Б, О„М вЂ” периоды цикла, Ов — состояние покои.
факторов транскрипции. Комплекс — рКВ/Е2Р обнаруживается только в состоянии пролиферативного покоя и ран><ев< периоде О„исчезая при гипофосфорилировании рКВ. Образование этого комплекса следует рассматривать как принципиальное событие в осуществлении негативного контроля пролиферации клеток, поскольку сам рКВ не способен связываться с ДНК и может препятствовать репликации только путем взаи модействия с другими белками, в частности, выключая Е2Р (!т!еу!пз, 1992; Еа Т)>апяце, 1994), В фосфорилировании рКВ последовательно участвуют комплексы циклинО/С)Ж4,6 (осуществляющие гипофосфорилирование) и циклин Е/С!3К2 (вызывающий гиперфосфорилирование), после чего наблюдается инициация синтеза ДНК (Ег!<еузку е! а!., 1997).
Сходным образом происходит, повидимому, и фосфорилирование гомолога рК — белка р! 07. В отличие от рКВ и р107, третий представитель этого семейства — белок р!30 не подвергается дефосфорилированию при переходе клеток в состояние покоя, а, напротив, проходит этапы ступенчатого фосфорилирования, последовательно образуя комплексы с разными формами фактора транскрипции Е2Р. При этом фосфорилирование р130 осуществляется протеинкиназой, не относящейся к классу циклин-зависимых киназ и активной только в покоящихся клетках. Комплекср1 30/Е2Руникалендля клеток в состоянии покоя и терминальной дифференцировки и не обнаруживается в раннем пререпликативном периоде после митогенной стимуляции, как зто наблюдается в случае комплекса рКВ/Е2Г, который распадается значительно позже, вероятно — в пункте ограничения.
Взаимодействие различных форм белков семейства р1(В создает большие возможности для зндогенного негативного контроля клеточного размножения (см. обзоры; Мбйег, 1995; 9Уе!пЬегй, 1995; Ве!1егзЬегяеп, Вегпагдз, 1996; Мауо( е! а1., 1996). Еще одним представителем продуктов генов-супрессоров, достаточно детально изученным, является белок р53, известный также как активатор апоптоза, благодаря способности к транскрипционному выключению гена Ьсй, продукт которого защищает клетки от гибели (см.
главу! Х). Другим важным свойством р53 служит его антипролиферативная активность, проявляющаяся, в частности, в остановке прохождения клетками периода О, при повреждениях ДИК. В процессе исследования механизма ингибирующего действия р53 на размножение клеток выяснилось, что в его присутствии происходит транскрипционное включение гена, кодирующего образование другого белка— р21, который подавляет активность комплексов СРК/циклин и как следствие — вступление клетки в Я-период и митоз. Впрочем белок р21 может экспрессироваться и функционировать независимо от белка р53 (см, обзоры: Сох, !лпе, 1995; Оо!!1!еЬ, Огеп, 1996).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
