Onkologiya-

B.P.Kopnin

Руската истражување на ракот центар. Блохин овена, Москва

извор RosOncoWeb.Ru

01 04 0203
4. онкогени, туморски супресори и клеточна нарушувања morfogeneticheskihreaktsy

Светла карактеристика на малигните клетки е"асоцијално" од типот на однесување кој е поврзан во првиот ochereds нарушување на нормалната морфогенетските реакции - губење на одгледување kontaktnogotormozheniya, стекнување на способност за proliferatsiinezavisimo на прицврстување на подлогата, се менува adgezionnyhvzaimodeystvy, обликот и подвижноста на клетки, итн Овие narusheniyavmeste со некои други својства, особено sposobnostyusekretirovat протеолитички ензими и ангиогени фактори, раст predopredelyayutinvazivny карактер (пенетрација во околните zdorovyetkani) а потоа и метастази (vtorichnyhochagov формирање на тумор) [118]. Примарна улога во vozniknoveniiukazannyh погоре нарушувања морфогенетски реакции се игра izmeneniyafunktsii protooncogenes и / или тумор супресорните (fig.7, 8).

Сл. 7. промени во активноста на супресорни протеини и kontroliruemyhprotoonkogenami сигнални патишта кои се утврди прикачување на зависноста kletokot на подлогата и контакт репродуктивно инхибиција (објаснување во текстот)

Сл. 8. Прилагодлив онкоген сигнални патишта otvetstvennyeza менува морфологијата и фенотип локомоторен neoplasticheskihkletok (објаснување во текстот)

Составен нормално инхибиција клетка контакт на репродукција (престанок на пролиферација во контакт со okruzhayuschimikletkami) се однесуваат првенствено на зголемена експресија на p16INK4a и opuholevyhsupressorov p27KIP1 [37.119.120], дека го obuslovlivaetnedofosforilirovanie PRB и блокирање на влез во S-фаза [17] (Дел 1). сигнал трансдукција патека од плазмата мембрана kingibitoram циклин-зависни кинази се нејасни. Само дека зголемување на изразување во епителни клетки на Е-cadherin поради неговата ген трансдукција, што доведува до акумулација на p27KIP1 iostanovke растење на клетките. [121] Неодамна, има докази за постоење на епителните клетки на друг начин на блокирање kletochnogotsikla како одговор на основањето на клетка-клетка контакти. Се покажа дека формирањето на епителниот слој предизвикува акумулација на p53, додека мутации на Е-cadherin и / или истапување на клетка-клетка контакти, напротив, да предизвика destabizatsiyu p53 и како последица на тоа, влијанието prekraschenieingibiruyuschego p21WAF1 на циклин - Cdk. Бидејќи со ова, разбирливо е дека онкогениот потенцијал на Е-cadherin мутации одговорни за развој на желудникот и наследни форми на рак тумори mnogihdrugih [122] барем делумно obuslovlenizmeneniyami регулацијата на клеточниот циклус, апоптоза и контрола geneticheskoystabilnosti [123].

Заедно со деактивирање на голем број на туморски супресори (Е-cadherin, p53, p27KIP1, PRB), индуцирана мутации или врзување за virusnymionkobelkami (PRB - в Е1А, Е7, T-SV40- p53 - в Е1В, E6, T-SV40-p27KIP1 - C E1A итн [7,10,124]), со губење на контакт може да резултира tormozheniyarazmnozheniya protooncogenes и хиперфункција, modifitsiruyuschihaktivnost сигнализирање Cdk-PRB-E2F. Особено, тоа mozhetbyt предизвикани од зголемена експресија или активирање на Myc protoonkogenaRas (прв предизвикува деградација и p27KIP1 трансактивација Cdc25a, вториот - p27KIP1 деградација и зголемена експресија на циклин Д1, види 1.).

Независност од прикачување на екстрацелуларниот матрикс (anchorageindependence). За да преживеат и да се размножуваат, нормално видови kletkibolshinstva треба да биде прикачен на екстрацелуларниот matriksu.Dva главните фактори кои придонесуваат за оваа појава: nesposobnostrostovyh фактори активирате Неповрзаните клетки kompleksytsiklin Е - Cdk2, одговорен за влез во S-фазата [125], и во многу induktsiyaapoptoza типови на клетки во отсуство на лепило интеракции (овој тип на апоптоза има посебно име "anoikis") [126]. И спречување на пролиферација и индукција на апоптоза во neprikreplennyhkletkah може да биде поврзана со активација на p53 предизвикани otkrepleniemkletok од подлогата и отсуството на сигналите од интегрин рецептори [58,127]. За внесување на потиснување во S-фаза прилог signalnogoputi активирање на p53-p21WAF1, се појавуваат да биде одговорен akkumulyatsiyap27KIP1 и, исто така, шемата на е забележано во отсуство на kontaktovkletok матрицата [127.128]. Сепак, и покрај зголемувањето на бројот на лансирањето контрола mehanizmovnegativnogo (блокирање на влезот на S-фаза е индукција на апоптоза), како одговор да се оддели клетки од matriksasuschestvuyut и независни механизми надрегулирана опстанок клеточната пролиферација иницирана од страна на врзувањето на интегрини да belkamivnekletochnogo матрица и последователната активација neretseptornoytirozinkinazy FAK (Фокусно Адхезија киназа - клуч uchastnikaperedachi сигнали од интегрин рецептори физички vzaimodeystvuyuschegos цитоплазматски домен на б-субединица на интегрин [118 , 126]) Прво, врзувањето на интегрини да матрица и FAK активирање neobhodimydlya премин митоген сигнал од фактор на раст рецептори (EGF, PDGF) до крајната MAP кинази -. ERK1 / 2. (Б neprikreplennoykletke сигналите од овие фактори на раст се блокирани на promezhutochnoyMAR киназа MEK1, што се должи на некои непознати причини уште да се фосфорилираат цел -. ERK1 / 2 [64]) Второ, aktiviruyaRas преку адаптер протеин Shc, интегрин рецептори не tolkostimuliruyut митоген сигнал, но, исто така, се потисне anoikis (апоптоза), се појавуваат да се должи на активирање на сигнализирање Ras-PI3K-PKB / Akt [126] (види Сл. 2 дел).

Ако тргнеме од постоењето на неколку механизми, opredelyayuschihzavisimost одржливост и / или размножување на клетки од нивните svyazyvaniyas матрица, станува јасно дека за појавата на harakternoydlya тумор независност клетки од адхезија vzaimodeystviyneobhodimo, очигледно, неколку настани кои, од една страна, им овозможува би да се надминат ефекти супресор на p53 (мутации / deletsiietogo ген, зголемена експресија на Mdm2 онкоген et al.) и / или p27KIP1 (мутации / deletsii- експресија на онкогени Ras и MYC, privodyaschayak degras ција на протеинот, итн), и други -. бајпас preryvaniemitogennogo сигнал на MEK1 киназа (на пример, поради aktivatsiibelkov Src или Myc, предизвикувајќи активирање на циклин E -Cdk2) и блок anoikis преку пат на сигналот, Ras-PI3K-PKB / Akt.

Промени во формата и клеточна подвижност на. Менување на обликот (морфологија) - карактеристика имот на туморните клетки, овозможувајќи во mikroskopicheskomissledovanii дијагностицирање на малигна трансформација. Vosnove морфолошки нарушувања се меѓусебно поврзани izmeneniyatsitoskeleta, лепило интеракции на клетки со еден од друг, УЗ екстрацелуларниот матрикс. Накратко, тие се изразени во кршење formirovaniyafokalnyh контакти и влошување на поврзани клетки на матрица, неорганизираност на актин microfilament систем. Тоа privoditk промени во активноста на псевдоподии и движење карактер kletok.V генерално се почитуваат модел наликува на промени потекло нормалните клетки од дејството на цитокини motogenic - фактори кои го стимулираат движење на клетките. Сепак, т.н. lokomotornyyfenotip во малигните клетки се обично силно претерани, кој ви овозможува да се направи разлика од морфолошки туморските клетки dvizhuscheysyanormalnoy клетки.

Молекуларните механизми во основата на појавата lokomotornogofenotipa како во нормалните клетки на motogenic стимулации правеше за време на неопластична трансформација, се уште е далеку од јасен. Vyyavlenylish некои клучни јазли во преклопуваат сигнализација кола одговорни за појавата на овие промени. Како што е познато, mnogietsitokiny (на пример, HGF / СФ, EGF, FGF, PDGF, IGF-1, итн.) Yavlyayutsyaodnovremenno и митогени, motogenic и [118]. Така, HGF / SF (HepatocyteGrowth фактор / Scatter фактор) е потентен митоген за хепатоцитите, но motogenic за различни епителни клетки, особено kletokmolochnoy жлезда ендотелијалните клетки и други. Motogenic ефект на HGF / SFzavisit од тоа предизвикува стимулација на Ras-Raf-MAPK сигнални патишта : ова е потврдено од страна на негово укинување во инхибиција на MEK1 сигнализација функции до блокирање на ERK1 / 2 [129-131]. Во исто vremyaodnogo зголеми Раф активност, очигледно nedostatochnodlya расклопување во епителните клетки на Е-cadherin и mezhkletochnyhkontaktov стимулација на движењето на клетките - потребата odnovremennayaaktivatsiya и PI3K, кои, кога HGF / SF може да дејствува indutsirovatsyakak Рас-зависни, и Ras- од независни сигнални патишта [130,132]. Ефектори на PI3K, одговорен за непознат спроведувањето motogennogoeffekta. Само што не PKB / Akt, или RAC samipya самиот не обезбеди [130], иако aktivnostiRac базалните ниво се чини дека се потребни за спроведување на преуредувања tsitoskeletai поделба клетка-клетка контакт потребни за локомотивата [132]. Исто така е покажано дека еден од значајни ефекти vyzyvaemyhHGF / SF клетки LMS е намалување на ekspressiigena фибронектин, кои може да се смени на адхезија интеракција помеѓу матрица и локомоторниот [133]. Мутации на генот на рецепторот на HGF / SF (protoonkogenaMet), што доведува до трајно стимулација својата tirozinkinaznoyaktivnosti се онкогени тие може да предизвика morfologicheskuyutransformatsiyu во култивирани ин витро клетки [134] и otvetstvennyza развој на наследни папиларен канцер на бубрезите, како и nekotoryhdrugih човечки болести (Табела 1). . Молекуларната основа motogennyheffektov други цитокини изучува уште полошо, но се претпоставува дека, како и во случај на HGF / научна фантастика, тие се поврзани со стимулација на Ras-Ras-МАРК PI3Ki сигнални патишта [135-139].

Конститутивна експресија на активен Ras онкогени vyzyvaeti фибробластите и епителните клетки и драматично зголемување lokomotornoyaktivnosti упорни морфолошки промени карактеристични dlyaneoplasticheskih клетки [140141] (Забелешка, сепак, дека овие izmeneniyahorosho манифестира само во клетките со абнормална p53 и / или p16INK4a-патеки reguliruemyhsignalnyh - во други случаи, во одговор на Ras permanentnuyugiperekspressiyu може да биде предизвикана од страна на или апоптоза или ostanovkav G1, со што се намалува сериозноста на Ras-индуцирана морфолошки hizmeneny [117,142]. Се претпоставува дека неколку effektorovRas првенствено Раф и GTPase семејството на Rho (RAC, Cdc42, Rho), одговорен за манифестација на морфолошките трансформација на стимулација на локомоторен активност на малигните клетки [20,143] (сл. 8). Како и со motogenic ефекти на цитокини klyuchevuyurol тука, очигледно, игра активирање на две сигнални патишта :. Ras-PI3K-RAC и Рас-Raf-ERK [20,143-145] за трансформација на фибробластите, очигледно доволно конститутивна активација на било кој од овие putey.Deystvitelno, трансдукција на активен Rac1, како активна rovannyhRaf, Mos (како Раф стимулира MEK1), или од страна на MEK1 mozhetvyzyvat морфолошките трансформација на фибробластите глодар [146-150], и блокирање во Рас-трансформирани клетки или функција MEK1 или RAC, иако тоа доведува до делумно враќање morfologicheskihizmeneny но не го спречува трансформацијата на [148,151]. На zhevremya во епителните клетки, трансформирање добри onkogenomRas активирање Раф-ERK-каскада не е доволен за да предизвика morfologicheskuyutransformatsiyu [149]. Изразување на активен RAC прилог epitelialnysmkletkam некои знаци на трансформираниот фенотип (како pervuyuochered формирање lamellipodia и raffling мембрани [143,152]), но не се постигне силна морфолошките трансформација, очигледно, само со активирање на заедничка RAC-зависни и Раф-ERK signalnyhputey [144,153].

На молекуларно настани одговорен за активирање на морфолошки transformatsiyupri RAC и Раф-ERK сигнални патишта познати многу malo.Stimulyatsiya MAP кинази ERK1 / 2 води, како што е познато за да го активирате ryadatranskriptsionnyh фактори, особено Elk1, Fos, SRF. Имајте на ум дека еден од најважните последици од хиперфункција RAC е stimulyatsiyadrugogo MAP киназа каскада (Слика 8), финалниот производ JNK kotorogo- - предизвикува активирање на транскрипција фактори јуни и ATF2.Takim начин, и Раф-ERK- и RAC-JNK-сигнални патишта reguliruyutaktivnost АП-1 транскрипција комплекси (која се состои од gomodimerovJun / јуни хетеродимери или јуни / FOS), чија функција predstavlyaetsyavesma важна за индукција на морфолошки промени. На etomsvidetelstvuyut како способност на онкоген да предизвика јуни transformatsiyukletok [154155], и враќање на функцијата сузбивање трансформира fenotipapri јуни [156,157]. Тоа е можно, сепак, chtotransformiruyuschy потенцијал јуни (АП-1) не се поврзани со директна целна deystviemna регулира лепило интеракции, organizatsiyutsitoskeleta и движењето, и да формираат автокрините производство циклус obuslovlennoystimulyatsiey на фактори на раст / motogenic (EGF et al.), Кој во нивните пак активира Ras и ефектори во chastnostiRac други семејни GTPase Rho (Cdc42, RhoA), промени морфологијата otvetstvennyeza [155,157] (сл. 8). Па се претпоставува дека формирањето на lamellipodia обезбедува RAC и rafflinga, Cdc42- предизвикува формирање на filopodia и RhoA е вклучен во formirovaniifokalnyh контакти и стрес влакна [143,152].

Постоечките модели се разгледа на формирање на lamellipodia kaksledstvie рац-индуцирана зголемување на протеини активност Por1 [126.152], појава на стрес влакна - како последица aktivatsiimiozinfosfatazy под дејство на Rho-киназа и формирање fokalnyhkontaktov - како резултат на врзување за цитоскелетната actin и гелсолин belkovprofilina стимулирана fosfatidilinozitolbifosfatom- еден од цел Rho [126.152]. Не е јасно, сепак, сите овие реакции obespechivayutsyali сигнализација исклучиво меѓу tsitoplazmaticheskimibelkami или промена на сет на активни транскрипција faktorovtakzhe придонесе за овие процеси.

Така, доминантна улога во стекнувањето на морфолошките трансформација фенотип локомоторен игра очигледно protooncogenes, промени кои водат кон активирање активност semeystvaRas протеини и / или неговите ефекторни - PI3K, Раф и можеби, RalGDS. Очигледно, само тоталитетот тие да предизвикаат промени во регулирањето на aktivnostipsevdopody, монтажа / демонтажа на цитоскелетонот и фокусна kontaktovpri истовремено промени во активноста на голем сет на transkriptsionnyhfaktorov обезбедува на крајот купување taknazyvaemogo клетки "целосно трансформирана" фенотип, кој ја одредува Агресивната природа на раст. Сепак треба да се има на ум дека за манифестација на овие промени бараат инактивација opuholevyhsupressorov (p53 p19ARF и / или p16INK4a), заштита на појава organizmot него на клонови на клетки со конститутивно aktivirovannymiRas-MAP-киназа сигнални патишта. Во продолжение, трансформација vyrazhennostmorfologicheskoy локомоторниот апарат и способност да го зголеми изразување umenshayutsyapri некои други тумор supressorov- Е-cadherin [118] и PRB [158]. Исто така, две други неопластични клетки vazhneyshihpriznaka - олеснување tormozheniyarazmnozheniya за контакт и купување од независноста на подлогата - zavisyatv првенствено на инактивација на одредени туморски супресори (p53, p27KIP, Rb, Е-cadherin). Затоа, се чини очигледно chtodlya изглед карактеристика на клетките на туморот izmeneniymorfogeneticheskih реакции бараат повеќе генетски настани (мутации) кои влијаат и тумор супресори и прото-онкогени.

5. онкогени и тумор супресори во neoangiogenesis

Neoangiogenesis - формирање на мрежа на капиларите endotelialnyhkletok поставата на мали венули - предуслов за тумор јазол dalneyshegorosta, постигнат со дијаметар од 2-4 мм [118,159] .Priobretenie способност stimulirovatproliferatsiyu неопластични клетки и ендотелијална клеточна миграција е очигледно поврзан со две главни настани: престанок на секреција на фактори кои го инхибираат ангиогенеза (тромбоспондин et al.), и uvelicheniemproduktsii цитокини се фактори за раст и motogenic dlyaendoteliotsitov (над околу наизменични VEGF, и FGF, EGF, TGF-a), придружено со зголемена секреција и / или активност на протеазата обезбедување на екстрацелуларниот матрикс протеолиза и ткивна инвазија endoteliotsitovv неоплазма.

А клучна улога во почетокот на ангиогени фенотип neoplasticheskihkletok игра очигледно тумор функција supressorar53 инактивација, кој го контролира експресијата на неколку инхибитори и stimulyatorovangiogeneza. Така, гени тромбоспондин 1 и 2 е mishenyutransaktivatsionnogo чекори p53 [160,161], и p53 transkpitsiyu genaVEGF, обратно, го инхибира [162,163]. Заедно со sposobnostyur53 активирани во одговор на хипоксија [164], оваа predopredelyaetesche еден механизам со кој нормално funktsionirovanier53 може да се заштити против растот на туморот: хипоксија, voznikayuschayav центар неопластични чвор индуцира p53 и како sledstvieapoptoz или запирањето на клеточниот циклус, придружени povysheniemsekretsii тромбоспондин и намалување на VEGF изразување, кое dolzhnopredotvraschat неоваскуларизација јазол. Се разбира, според тоа, chtoinaktivatsiya p53 може да биде важен чекор во ангиогенезата стекнување sposobnostistimulirovat. Всушност, анализата на mehanizmovvozniknoveniya ангиогенски фенотип во човечки fibroblastahbylo покажа дека во повеќето случаи inaktivatsiyar53 е почетен настан [165].

За понатамошно подобрување на способноста да се стимулира ангиогенеза mozhetprivodit изразување на онкогени, особено semeystvaRAS онкогени, предизвикувајќи транскрипциониот активирање на АП-1 сложен и, како последица на тоа, од една страна, зголемена секреција на VEGF, kotorogosoderzhit ген одговорен елементи за АП-1 [165-169], и од друга страна, - голем број зголемување на производството на матрица металопротеинази (MMP-9 / kolllagenazaIV, MMP-1, итн.) [169-171] чии гени, исто така, се регулирани од страна на АП-1 [172,173] и други Ras-рамноза фактори на транскрипција, особено Ets1 [172,173].

Треба да се забележи дека секвенца на настани privodyaschihk развој на ангиогени фенотип може да биде различен: во fibrosarkomahu transgenic глувци изглед ангиогени фенотип initsiirovalosne мутации на p53 и зголемена експресија JunB и c-Jun komponentovkompleksa АП-1 и како последица на зголемување на лачењето на opuholevyhkletok FGFb [174] . Податоците за улогата на онкогени и други iopuholevyh супресори во регулирањето на ангиогенезата. Така, Myc podavlyaettranskriptsiyu тромбоспондин 1 [26], со оглед на туморот supressorVHL, мутации кои предизвикуваат синдром фон Хипел-Линдау (razvitiemnozhestvennyh хемангиоми) и на бубрежниот карцином [175] (Табела 2), osuschestvlyaetnegativnuyu регулирање на VEGF генската експресија во стромални kletkahgemangiom [176] и ренална епителни клетки [177]. Така, очигледно е дека промени во активноста на одредени туморски supressorovi онкогени игра клучна улога во поттикнувањето на ангиогенезата.

6. Улогата на онкогени и тумор супресори во стекнување sposobnostik метастази

Метастаза - формирање на средно фокуси на туморот rosta- најопасните манифестација на прогресија на туморот, yavlyayuscheesyaosnovnoy причина за смрт кај пациенти со карцином. Да им даде на метастази, клетката мора да се здобијат со голем број на особини: способност да навлезат во glubinuokruzhayuschih нормалните ткива (вклучувајќи крв или limfaticheskiesosudy), способност за да преживее откако беше погодена во крвните садови и ги zatempenetrirovat и се размножуваат во невообичаено за овој tipakletok микросредина, давајќи им нова фокусот на растот на туморот [118] .tak, способноста да метастазираат формирана izkompleksa поедноставни функции значителен дел which- стекнување локомоторен фенотип и зголемување на протеолитички активност, способноста да се стимулира ангиогенеза и да се создаде бегство temsamym туморските клетки од примарниот тумор, vozniknovenienezavisimosti од подлогата и сузбивање на апоптоза - веќе беше rassmotrenav претходните делови. Појавата на секоја од овие знаци uvelichivaetveroyatnost развој на метастатски потенцијал. Сепак naiboleevazhnymi претставен гени и протеини, како што p53, Ras и Src, промени кои резултираат во vozniknoveniyusrazu активноста на неколку компоненти на метастатски фенотип, како и, Krometogo - да генетска нестабилност која што го олеснува појавата dopolnitelnyhpriznakov потребни за метастази. Интересно, p53, со што значително се зголеми дисфункција sposobnostkletok метастазираат во модел системи in vivo [58.178.179], меѓу другото директно активира транскрипција неодамна otkrytogogena KAI1 [180] - трансмембрански протеин формирање kompleksys Е-cadherin. Загуба на изразување на протеин KAI1, поради vtom вклучувајќи инактивација на p53 [180], природно obnaruzhivaetsyav различни човечки тумори во доцните фази на болеста (60-90% од рак на простата, рак на панкреас и млечни жлезди, melkokletochnogoraka на белите дробови, хепатоцелуларен карцином, итн.) [181- 185], и изразување vosstanovlenieego предизвикува инхибиција на метастатски процесот на [186-188]. Калциум-врзувачки протеин S100A4 / MTS1 / CAPL (metastazin), напротив, е присутен на во доцните фази на развој на човечки razlichnyhnovoobrazovany [189], и има способност да ги нападне и pridavatkletkam метастатски потенцијал [190-192]. Egoekspressiya, исто така, предизвикува pleiotropic ефекти: тоа доведува содржина kumensheniyu на Е-cadherin [193], инхибиција на синтезата на ingibitorametalloproteinaz TIMP-1 [194], промени во динамиката на регулирање reorganizatsiytsitoskeleta како резултат на инхибиција на фосфорилација tyazheloytsepi миозин [195] и, можеби, на изолирање и funktsionalnoyinaktivatsii p53 [ 189].

Се разбира, промените опишани погоре не се исцрпни perechenkontroliruemyh тумор супресори и / или protoonkogenamipriznakov кој може да игра значајна улога во priobreteniisposobnosti да метастазираат. Така, значителен интерес predstavlyaetopisanny G.I.Deychman т.н. "H2O2CA + PGES"фенотип се состои во зголемување на антиоксиданс активност sekretsiiprostaglandina Е2 и како резултат на тоа, дури и во bolsheyustoychivosti стекнување на фактори на природен имунитет стекнат отпорност антитуморна [196,197]. Овој фенотип indutsiruetsyav култивирани ин витро клетки од страна на трансдукција opredelennyhizoform онкоген V-src, но не и други студирал гени (aktivirovannyyH-Ras, myc, BCL2, мутираниот p53, Е1А, LT SV40) или произлегува vprotsesse на раст на тумор in vivo, назначена со тоа, метастатски sposobnostkletok е во корелација со тоа. Очигледно, во следните неколку години, ние се чека за други важни откритија кои фрлаат светлина врз механизмите metastazirovaniyai улога во овие процеси на тумор супресори и онкогени.