Диссертация (1174193), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В составе белковойпоследовательности GLI1 имеются пять цинковых пальцев. Все они, кроме первого цинковогопальца, могут присоединяться к 5’-GАССАCСCА-3’ последовательности нуклеотидов целевыхгенов [54]. В сигнальном пути HH функционирует семейство факторов GLI, но GLI1 являетсянаиболее изученным транскрипционным фактором на данный момент. GLI2/3 также являютсятранскрипционными факторами сигнального пути, но могут быть как активаторами, так ирепрессорами HH сигнального пути.
Что касается GLI1, то в настоящее время в литературевстречается информация, в соответствии с которой GLI1 функционирует только как активатор17сигнального пути [35]. Мутации в факторах GLI, ассоциированные с нарушением структурыцинковых пальцев, сказываются на функционировании сигнального пути [24].В 2008 году был открыт транскрипционный фактор GLI1ΔN, мРНК которого являетсяпродуктом альтернативного сплайсинга гена GLI1. Такое название фактор получил из-заотсутствия 128 а.о.
в N-конце. Отсутствие 128 а.о. приводит к отсутствию SUFU-связывающегодомена (рис. 2). По мнению авторов работы, это не должно препятствовать проникновениюданного транскрипционного фактора в ядро. Однако авторы отмечают низкую вероятностьперемещения в ядро и запуска транскрипции целевых для HH сигнального пути генов [55].Возвращаясь к новым работам по SUFU, можно предположить, что это связано с тем что SUFUпринимает участие в транспортировке GLI факторов в ядро [35]. И низкая ядерная локализацияGLI1ΔN может быть обусловлена именно отсутствием SUFU-связывающего участка, что ещераз показывает неоднозначную роль SUFU в функционировании сигнального пути HH.Транскрипционный фактор GLI1ΔN присутствует в нормальных и опухолевых линиях [55].Однако в линии U-87 MG данный вариант транскрипционного фактора не обнаружен [56].Рисунок 2.
Структура мРНК GLI1 и сплайсинговых вариантов, кодирующихсоответствующие факторы транскрипции. Ген GLI1 включает 12 экзонов (экзоныобозначены арабскими цифрами). Транскрипционный фактор GLI1 кодируют 2-12экзоны, GLI1ΔN - 5-12 экзоны (отсутствуют 128 а.о. по сравнению с GLI1), tGLI1кодируют экзоны с 2 по 12 (отсутствуют третий и часть четвёртого экзона, закрашеннаячёрным цветом; отсутствуют 41 а.о.). SU обозначает SUFU-связывающий домен.Годом позже открыли еще одну изоформу транскрипционного фактора GLI1 –транскрипционныйфакторtGLI1,всоставекоторогоотсутствует41а.о..мРНКтранскрипционного фактора tGLI1 также является продуктом альтернативного сплайсинга генаGLI1 [14, 56]. Если в GLI1ΔN отмечалось отсутствие SUFU-связывающего домена, то здесь онприсутствует, как и другие домены транскрипционного фактора GLI1: домены с цинковымипальцами, домены трансактивации и деградации, NLS-домен (домен сигнала ядерной18локализации).
tGLI1, как и GLI1, обнаруживается в ядре и обладает возможностьюрегулировать экспрессию целевых генов [56]. Экспрессия tGLI1 отмечается в клеточных линияхи первичных образцах рака молочной железы и глиобластомы и почти не отмечается внормальных тканях [56, 57].Масса tGLI1 составляет 146 кДа, в отличие от 150 кДа GLI1. Поэтому при помощисовременных методов иммуноблоттинга различить две изоформы крайне сложно. А имеющиесяантитела не специфичны по отношению только к GLI1 [56, 57]. Так как белок tGLI1 был открытболее чем 20 лет спустя начала исследований сигнального пути, то, вероятно, что частьфункций GLI1 может относиться к фактору tGLI1 [10].1.2.2 Неканонический сигнальный путь НedgehogПовышение активности сигнального пути вследствие различных причин, связанных снарушениями на разных уровнях сигнального пути – это один из возможных ключевыхфакторов, приводящих к развитию онкологических заболеваний головного мозга, лёгких, кожи,молочных желез, простаты, яичников и других органов [58-63].
Но кроме самих факторов,сигнальный путь регулируется извне за счет других белков, других транскрипционныхфакторов и других сигнальных путей, которые воздействуют на сигнальный путь HH на разныхуровнях.Опухолевый супрессор p53 способен подавлять экспрессию GLI1, однако отмечается ивозможность подавления экспрессии p53, опосредованная транскрипционным фактором GLI1[64]. PKCα и сигнальные пути TGF-β-Smad, PI3K-AKT, Ras и другие способны оказыватьстимулирующее влияние на HH сигнальный путь, в том числе стимулировать проникновениетранскрипционного фактора GLI1 в ядро [65-70]. Сигнальный путь HH пересекается ссигнальным путем Notch и Wnt [40, 69, 71]. Онкогенный белок C-MYC способен связываться спромоторной областью GLI1 и повышать его экспрессию [72].
Аналогичное влияние оказываети транскрипционный фактор EWS-FL1 [73].С другой стороны, PKCδ и PKA негативно влияют на GLI1 [66, 74]. PKA удерживает GLI1в цитоплазме, препятствуя проникновению его в ядро клетки [74]. В процессах деградации иацетилирования GLI1 принимает участие отдельный механизм, включающий убиквитин-лигазуβ-TRCP и убиквитин-лигазу BTP-Cul3 [75-78]. β-TRCP Е3 лигаза может модифицироватьтранскрипционный фактор GLI3 из онкогена в супрессор HН пути [75].191.3 Заболевания, связанные с нарушениями сигнального пути HedgehogНормальныйэмбриогенезрегулируетсякаскадомсигнальныхвзаимодействий.Исключением не является и НН сигнальный путь. А нарушения в функционировании наотдельных уровнях сигнального пути может приводить как к нарушению эмбриогенеза, так и квозникновению онкологических заболеваний [79].Мутации в Shh приводят к возникновению такого заболевания, как голопрозэнцефалияноворожденных, при котором у плода отсутствует разделение переднего мозга на полушария.Для таких новорожденных характерны аномалии строения лицевого скелета (цебоцефалия) ичастичное или полное сращение глазных яблок (циклопия) [80, 81].Помимо мутаций в гене данного лиганда, к нарушению его функционирования приводят инарушения в процессе модификации холестерином, которой подвергается N-терминальный Shh.Нарушения биосинтеза холестерина сказываются на функционировании сигнального пути иприводят к развитию синдрома Смит-Лемли-Опица.
Развитию более тяжелых вариантовзаболеванияспособствуютсопутствующиенарушениявННпути.Наиболеечастовстречающимися проявлениями при данном синдроме являются: микроцефалия, аутизм,сердечные и почечные пороки, слабый мышечный тонус, эндокринные нарушения, син- иполидактилия, птоз, крипторхизм, катаракта [82, 83].Мутации, приводящие к инактивации PTCH1, способствуют развитию трихоэпителиомы,плоскоклеточному раку пищевода, карциноме мочевого пузыря и множественной эндокриннойнеоплазии (синдрому Горлина). Мутации, инактивирующие PTCH1, PTCH2 и SMO, выявляютпри базально-клеточной карциноме и медуллобластоме [79, 84, 85].Повышенная экспрессия гена GLI1 наблюдается при таких заболеваниях, как В-клеточнаялимфома, рабдомиосаркома, остеосаркома, базально-клеточная карцинома, глиома.
При этомдлясаркомбылапоказанакорреляциямеждууровнемэкспрессииистепеньюзлокачественности [4, 53, 79, 86].Мутации в гене, кодирующем транскрипционный фактор GLI3, ассоциируют с рядомврожденных дефектов: синдром Паллистера-Холла, синдром цефалополисиндактилии Грейга,постаксиальная полидактилия типов A, B, преаксиальная полидактилия четвертого типа [79, 87,88]. Мутации SUFU способствуют развитию медуллобластомы [49, 50].201.4 Особенности функционирования сигнального пути Hedgehog при глиомахЕсли для медуллобластом выделяется подгруппа в которой развитие опухоли связано смутациями в PTCH1, SMO, SUFU и амплификациями в GLI1/2, то роль сигнального пути вразвитии глиом не столь очевидна [84].
Для глиом достоверно показана только амплификацияGLI1, выявляющаяся в малом проценте случаев [4, 53, 89, 90].Эксперименты с ингибитором циклопамином позволяют сделать вывод о причастностиНН пути к развитию глиом. Циклопамин способствует снижению экспресии генатранскрипционного фактора GLI1 в клеточных линиях глиом U-87 MG, U-251 MG и SHG44.
Вего присутствии в клетках индуцируются процессы апоптоза, а также наблюдается уменьшениеспособности к инвазивному росту и миграционной активности [91, 92]. При этом эффектзависит от дозы и времени культивирования клеток с препаратом [91]. При концентрациях от2.5 μМ до 10 μМ циклопамин функционирует как ингибитор НН сигнального пути [91, 93].Интересен тот факт, что эксперименты с циклопамином на линии A172, для которой былопоказано отсутствие экспрессии GLI1 и Shh, не уменьшали жизнеспособность клеток,миграционную и инвазивную активность и не ингибировали процессы клеточного роста [9193].Кроме оценки экспрессии гена транскрипционного фактора GLI1, в ряде исследованийоценивается количество самого белка при помощи иммуногистохимических методов.
Припомощи данной методики было обнаружено, что в глиомах IV степени злокачественностипроцент GLI1 положительных клеток больше, чем в глиомах III степени [91]. Активностьтранскрипционного фактора GLI1 было предлoженo oценивать по его локализации в клеточномядре [91, 93]. Считается, что методика ПЦР-РВ является более точной, чем менее достоверныеиммунофлуоресцентные методы, однако при изучении первичных образцов глиoм в литературеотмечаются неоднозначные результаты относительно экспрессии GLI1. По результатам однихисследований при глиомах III и IV степени злокачественности наблюдается значительноеувеличениеэкспрессииGLI1[93].Порезультатамдругихавторовэкспрессиятранскрипционного фактора при IV степени злокачественности достоверно не отличается оттаковой в контрольных образцах от пациентов, оперированных по поводу эпилепсии [94].Одновременно с этими данными в научных работах описывается увеличение экспрессиитранскрипционного фактора во многих клеточных линиях глиом, в то время как экспрессия впервичных образцах находится на уровне контроля [36, 58, 93].21Ориентируясь на данные экспрессии GLI1, некоторые исследователи отмечают, чтосигнальный путь НН инактивирован при глиомах IV степени злокачественности, но активнофункционирует при астроцитомах, анапластических астроцитомах и олигодендроглиомах(глиомы II и III степени злокачественности) [94].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
