тематическое изложение проблемы генетики и генов рака как она выглядела к моменту выхода этой книги в свет

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Канцерогенез и современная молекулярная генетика

Я очень рекомендую для предварительного ознакомления с проблемой рака посмотреть замечательную книгу "Молекулярная биология гена". Там вы найдете очень простое и систематическое изложение проблемы генетики и генов рака, как она выглядела к моменту выхода этой книги в свет - к 1987 году. С тех пор прошло 10 лет - эпоха с точки зрения темпов развития молекулярной генетики вообще, и молекулярной генетики рака в особенности. Но основные концепции, которые являются движущей силой развития исследований в этой области, были заложены уже тогда. После прочтения раздела книги о генетических основах рака то, что я попытаюсь вам здесь рассказать будет восприниматься легче.

В январе 1995 г, в Колорадо состоялся Кейстоунский симпозиум [ Oncogenes: ea 1995 , Bishop J.M., 1995 ], посвященный памяти Нобелевского лауреата Говарда Темина, одного из главных открывателей обратной транскрипции. Тема симпозиума: "Онкогены: 20 лет спустя". Во введении к обзору лекций, представленных там, говорится: Почти 20 лет прошло с тех пор, как было получено доказательство того, что нормальные клетки несут раковые гены. В течении почти двух столетий исследователди искали причину рака во внешних неблагоприятных воздействиях. То обстоятельство, что нормальные клетки несут в себе потенциал для того, чтобы стать раковыми, привело к концепции протоонкогена, "внутреннего врага". Защита против раковых клеток требует понимания функционирования нормальных клеток.

В последнюю декаду имел место взрыв информации о механизмах, с помощью которых клетки получают сигналы, и о системах, с помощью которых информация переносится в ядро, чтобы активировать гены, вовлеченные в клеточный рост, дифференцировку и развитие. Сейчас совершенно не удивительно и нормально, когда такие разные области науки, как генетика дрожжей, дрозофилы, эмбриогенетика животных, а также клеточная эволюция в процессе развития нематоды объединяются в исследовании механизмов канцерогенеза. Эта интеграция разных областей знания в исследовании процессов, важных для жизнедеятельности, характерно для современной генетики. Исследования рака превратились в генетическую науку.

Этапы понимания молекулярных механизмов канцерогенеза (Табл 1 cs)

СОБЫТИЕ	ГОД
Открытие вируса саркомы Рауса (RSV)	1911
RSV содержит трансформирующий ген, src	1970
Гомолог src содержится в геноме клетки	1976
src кодирует протеинкиназу	1978
Химически трансформированные клетки содержат активированный онкоген ras	1979
RAS белок связывает гуаниновые нуклеотиды	1979
src -киназа фосфорилирует тирозин	1980
Внедрение вируса активирует myc онкоген	1981
Точечная мутация активирует ras в человеческих опухолях мочевого пузыря	1982
Хромосомная транслокация активирует myc	1982
sis Онкоген кодирует фактор роста	1983
Онкогены коопереруют при опухолевой трансформации клеток	1983
Онкоген erbB кодирует укороченный рецептор фактора роста	1984
Клонирование RB, первого супрессора опухолей	1986
Онкогены связаны с контролем развития	1987
ДНК опухолеродные вирусы функционируют, действуя на RB белок	1988
Онкоген bcl-2 кодирует ингибир апоптоза	1988
р53 является супрессором опухолей	1989
RB является участником контроля клеточного цикла	1991
Наследственный рак толстой кишки вызывается мутацией в гене репарации ДНК	1993
Клонирован ген предрасположенности к раку молочной железы	1994
Клонирование множества других "раковых" генов продолжается
По [ Marx ea 1994]

Когда мы говорим рак, то имеем ввиду более чем 100 различных разновидностей этой болезни. Она поражает почти все ткани организма, но при этом у всех видов рака есть общие черты. Наиболее частыми формами злокачественных опухолей были рак легкого (1,3 млн.), желудка (1,0 млн.), верхнего пищеварительного тракта (0,9 млн., в основном за счет рака пищевода), рак печени (0,7 млн.).
Основными причинами возникновения рака легкого, полости рта, гортани и в отдельных случаях пищевода и желудка является курение, в то время как гепатит B является основной причиной рака печени. Методы ранней диагностики и лечения этих заболеваний крайне неудовлетворительны. Поэтому необходимо сосредоточить усилия на их профилактике.

Отказ от курения и вакцинация от гепатита В способны значительно снизить заболеваемость и, следовательно, смертность рака легкого, верхних дыхательных путей и печени. Еще 4 млн. смертей обусловлены раком кишечника (0,6 млн.), молочной железы (0,4 млн.), простаты (0,3 млн.), шейки матки (0,3 млн.), поджелудочной железы (0,2 млн.) и мочевого пузыря (0,2 млн.). Основными причинами этих заболевания являются гормональные нарушения (рак молочной железы и простаты), вирусы папилломы (рак шейки матки), курение (рак поджелудочной железы и мочевого пузыря). Таким образом курение ответственно за 20% всех смертей от злокачественных опухолей. Другими причинами являются вирусная инфекция (вирус гепатита В, вирус папилломы, вирус Эпштейн-Барра и т.д.), диетические факторы, загрязнение окружающей среды, пребывание на солнце. 

Главный фактор риска злокачественных новообразований - возраст; две трети больных старше 65 лет. Вероятность онкологических заболеваний резко увеличивается с возрастом: до достижения 39 лет заболевает 1 из 58 мужчин и 1 из 52 женщин; в возрасте 40-59 лет - 1 из 13 мужчин и 1 из 11 женщин, в возрасте 60-79 лет - 1 из 3 мужчин и 1 из 4 женщин.

Среди причин смерти злокачественные новообразования занимают второе место после сердечно-сосудистых заболеваний . Однако в США с 1950 г. смертность от сердечно-сосудистых заболеваний снизилась на 45% и продолжает снижаться, в то время как смертность от онкологических заболеваний растет ( рис. 81.2 ). Уже в начале XXI века злокачественные новообразования должны занять первое место в этом списке.

ПРИРОДА РАКА.

Когда мы говорим рак, то имеем ввиду более чем 100 различных разновидностей этой болезни. Она поражает почти все ткани организма, но при этом у всех видов рака есть общие черты. Сейчас мы постараемся представить себе именно эти общие черты.

Во- первых отметим два принципиальных различия между раком и другими генетическими болезнями:

Рак вызывается по большей части соматическими мутациями . Каждый индивидуальный случай рака происходит в результате накопления нескольких мутаций. Клетки нашего организма распределены по категориям, типам, которые определенно отличаются друг от друга. Таких категорий около 200. Это дифференцированные клетки .

Рак представляет собой болезнь делящихся клеток. Считается, что большинство видов рака происходит из трансформированных стволовых недодифференцированных клеток, обладающих способностью к пролиферации.

Все наши 1013 - 1014 клеток находятся под строгим контролем и зависят друг от друга. Это хорошо организованное сообщество, где каждая клетка знает, что ей позволено, а что - нет. Каждый вид клеток образует популяцию, состоящую из вполне определенного количества клеток. Клетки обмениваются информацией, регулируя скорость деления соседних клеток.

Раковая клетка выходит из под этого контроля ( трансформация опухлевая ) и начинает жить по своей собственной программе, безудержно размножаясь и игнорируя сигналы из окружения. Она образует множество себе подобных клеток, которые приобретают способность отрываться от своего первоначального места, мигрировать в другие части тела и размножаться там, образуя метастазы . Чем дальше, тем агрессивнее становятся эти клетки, и в конце концов, когда они поражают жизненно важные системы организма, организм погибает.

Канцерогенез - многоступенчатый процесс накопления мутаций и других генетических изменений, приводящих к нарушениям регуляции клеточного цикла , апоптоза , дифференцировки ,морфогенетических реакций клетки , противоопухолевого иммунитета .

Ключевую роль в возникновении указанных свойств неопластической клетки играют нарушения функции опухолевых супрессоров и протоонкогенов . Исследования последних лет позволили идентифицировать сигнальные пути, контролируемые большинством этих генов. Выяснилось, что многие из них регулируют активность одних и тех же путей на разных этажах передачи сигналов. Оказалось, что некоторые из таких сигнальных путей одновременно вовлечены в регуляцию нескольких важнейших физиологических процессов. Продукты некоторых из опухолевых супрессоров и протоонкогенов являются местами пересечения различных сигнальных путей. Отсюда становится понятной частая встречаемость изменений генов р53 и RAS в самых разных новообразованиях - их мутации позволяют за один шаг преодолеть несколько важных этапов опухолевой прогрессии и придать неопластической клетке сразу несколько необходимых свойств.

В то же время для ряда новообразований, и в первую очередь для лейкозов, характерны генетические изменения, встречающиеся только при данном заболевании. К ним относятся прежде всего хромосомные транслокации, перемещающие протоонкогены и/или опухолевые супрессоры в другое место генома. Специфичность таких изменений объясняется, по-видимому, тремя основными причинами.

Во-первых, в определенных типах клеток может быть значительно повышена вероятность некоторых генетических перестроек. Так, в ходе дифференцировки В-лимфоцитов происходит запрограммированная перестройка генов иммуноглобулинов. Закономерной ошибкой таких перестроек являются хромосомные транслокации, соединяющие гены иммуноглобулинов с протоонкогеном MYC, содержащим в своем составе специфические сигнальные последовательности, которые распознаются рекомбиназами, осуществляющими перестройку генов иммуноглобулинов. Естественно предположить, что в предшественниках В-лимфоцитов такие транслокации, нарушающие нормальную регуляцию белка Myc, происходят чаще, чем другие мутации, приводящие к сходным биологическим последствиям.

Во-вторых, тканеспецифичными могут быть экспрессия или действие определенных онкогенов/опухолевых супрессоров.

В-третьих, для приобретения злокачественного фенотипа разные типы клеток могут нуждаться в неодинаковых наборах биологических свойств. Так, для гемопоэтических клеток по сравнению с клетками других тканей менее существенным представляется приобретение таких признаков, как потеря контактного торможения размножения и локомоторный фенотип. Определяющими для их злокачественной трансформации являются, по- видимому, стимуляция пролиферации, подавление апоптоза и блокирование специфической дифференцировки. Поэтому при развитии гемобластозов особой селективной ценностью обладают, очевидно, перестройки типа PML/RARa, способные сразу придавать клеткам некоторых типов эти три важнейших свойства. Несмотря на достигнутый в последние годы значительный прогресс в понимании базовых механизмов канцерогенеза, много вопросов остаются неясными. Среди них важное место занимают механизмы тканеспецифического действия онкогенов и опухолевых супрессоров. Можно думать, что исследование этой проблемы станет в ближайшее время одной из наиболее бурно развивающихся областей онкологии.

Злокачественные опухоли: краткие сведения

Для злокачественных новообразований, в частности опухолей, характерны два основных признака:

- бесконтрольная (то есть не регулируемая внешними сигналами) пролиферация клеток и

- их способность проникать в окружающие ткани и отдаленные органы (то есть инвазивный рост и метастазирование).

Если первый признак свойственен не только злокачественным, но и доброкачественным опухолям , то второй - отличает злокачественные опухоли.

Злокачественные опухоли эпителиальных тканей носят название рак, или карцинома , а неэпителиальных (мезенхимных) тканей - саркома .

Злокачественное новообразование развивается в результате генетических нарушений в единственной клетке. Хотя некоторые злокачественные новообразования наследуются, в основном вызывающие их мутации возникают в соматических клетках либо из-за ошибок при репликации ДНК, либо под действием канцерогенов .

Единичного генетического повреждения, как правило, недостаточно для превращения клетки в опухолевую (опухолевой трансформации). Лишь накопление 5-10 мутаций в течение продолжительного времени (часто многих лет), изменяющее несколько генных продуктов, приводит к появлению злокачественного новообразования.

По мере накопления генетических нарушений в эпителиальных тканях наблюдаются следующие процессы:

- гиперплазия 

- аденома 

- дисплазия 

- рак in situ 

- инвазивный рак. 

Устойчивость клетки к опухолевой трансформации обеспечивают защитные механизмы, действующие во всех периодах клеточного цикла. Если нарушена функция одного белка, то его могут заменить другие белки или метаболические пути.

В организме человека имеется более двухсот различных типов клеток.

Не все они одинаково подвержены опухолевой трансформации. Некоторые клетки (в частности, кардиомиоциты , клетки волокон хрусталика , рецепторные клетки сетчатки и рецепторные клетки спирального органа ) не пролиферируют и не замещаются на протяжении всей жизни. Такие клетки исключительно редко подвергаются опухолевой трансформации.

В большинстве дифференцированных тканей клетки постоянно обновляются и погибшие клетки замещаются новыми. В норме этот процесс может протекать медленно, но некоторые сигналы способствуют пролиферации полностью дифференцированных клеток с образованием таких же дочерних клеток. Например, делящиеся гепатоциты замещают стареющие, поврежденные или хирургически удаленные клетки.

В тканях с быстрым обновлением клеток (например, в эпидермисе , костном мозге , слизистой кишечника ) имеется два типа клеток:

- Способные к делению ( стволовые ) клетки не дифференцированы.

- Наоборот, полностью дифференцированные клетки не способны к делению.

В результате деления стволовых клеток образуются дочерние клетки, которые либо остаются стволовыми (возмещая фракцию стволовых клеток), либо дифференцируются, в зависимости от условий и внешних сигналов. В стволовых и дифференцированных клетках экспрессируются разные гены.

Экспрессия гена в данной ткани зависит не только от типа клетки, но и от внешних факторов: межклеточных контактов, взаимодействий с внеклеточным матриксом, действия гормонов, факторов роста и дифференцировки, а также от ряда других воздействий (повышения температуры, действия окислителей и облучения, сдавления или растяжения ткани).

Опухолевую трансформацию претерпевают, как правило, клетки из быстро обновляющихся тканей, в особенности если они подвергаются действию канцерогенов или пролиферируют под действием гормонов.

Генетические нарушения обычно приводят к активации протоонкогенов (их превращению в онкогены ) или инактивации генов-супрессоров опухолевого роста .

Опухолевая трансформация практически всегда вызвана генетическими нарушениями, однако в эксперименте опухолевые клетки можно получить и без повреждения генов. Так, клетки первичной эктодермы мышиного эмбриона бесконтрольно пролиферируют в культуре. После введения таких клеток животным у них развивается опухоль - тератокарцинома . В данном случае бесконтрольная пролиферация нормальных эмбриональных клеток вызвана их удалением из привычного окружения. Однако если клетки тератокарциномы вновь ввести в ранний эмбрион, то под влиянием соседних клеток они дифференцируются в клетки нормальных органов и тканей, в соответствии с местом введения.

Таким образом, внешние факторы оказывают влияние на экспрессию генов в клетках-мишенях.

Получая множество разных сигналов, клетка отвечает на них активацией определенного набора факторов транскрипции. От того, каков этот набор, и зависит, будет ли клетка пролиферировать, дифференцироваться или погибнет.

Рак: наследственная предрасположенность

Известно примерно 50 наследственных форм рака ( Knudson A.G., 1993 ). Эти же формы могут быть и ненаследственными, а спорадическими. Предрасположенность к раку наследуется как обычный Менделевский доминантный признак с той или иной степенью пенетрантности и возникновеннием в более раннем возрасте, чем спорадические формы.

Среди наследственных раков известны самые разные формы - карциномы различной локализации, нейробластомы , нейрофиброматоз , множественные эндокринные неоплазии , детские раки ( ретинобластома , опухоль Вилмса ). В Табл.1 приведены данные о картировании и клонировании некоторых генов супрессоров (по Knudson A.G., 1993 ). В поисках генов супрессирующих злокачественное перерождение клеток изучаются генетические механизмы, определяющие различные формы наследственных и спорадических форм злокачественных опухолей. Однако наибольшее число исследований посвящено гену rb , контролирующему развитие ретинобластомы и гену, кодирующему белок р53 .

Опухолевая трансформация клетки: краткие сведения

Беглый обзор событий, приводящих к раковому превращению клетки см. [ Weinberg ea 1997 ]. Множество мутаций должно произойти для превращения клетки в раковую ( Рис. 1 ). Опухолевая трансформация приводит к блокированию способности клеток к дифференцировке [ Greaves M. 1997 , Shay ea 1997 ]. Поэтому у взрослых людей рак чаще всего поражает клетки, способные к активному делению. Например, нервные клетки не трансформируются у взрослых, но могут превращаться в опухолевые в раннем возрасте, когда они еще продолжают делиться.

Переход нормальной клетки в раковую сопровождается глубокими изменениями. Меняется спектр продуктов, синтезируемых раковой клеткой, происходят изменения в свойствах плазматических мембран, в результате чего клетка перестает реагировать на контакты с соседними клетками. Теряется избирательность клеток при адгезии, которая у нормальных клеток заключается в том, что подобные клетки стремятся слипнуться с подобными. Клетки печени стараются собраться вместе с клетками печени, почечные - с почечными. Происходят глубокие преобразования цитоскелета. Уменьшается потребность в факторах роста, получаемых нормальной клеткой из среды, в которой она растет. Наконец, сильно меняется спектр генов, которые работают в раковой клетке, по сравнению с нормальной.

Для опухолевой трансформации клетки в ней должны накопиться мутации, затрагивающие разные регуляторные механизмы. Часто нарушается прохождение клеткой точек рестрикции клеточного цикла. Обычное явление в опухолевых клетках - экспрессия теломеразы .Часто наблюдается также избыточная экспрессия факторов роста и их рецепторов.

Нередко активируются протоонкогены RAS или происходят другие изменения, ведущие к постоянной активации каскада митоген-активируемых протеинкиназ.

В опухолевых клетках часто наблюдаются изменения в цитоскелете и потеря чувствительности к контактному торможению пролиферации.

Белки, участвующие в апоптозе , в них часто не экспрессируются. Как правило, мутации нарушают разные пути передачи сигнала, а не один путь в разных местах.

Высокая частота мутаций в опухолевых клетках облегчает их адаптацию к среде, и одно из проявлений такой адаптации - развитие устойчивости к лекарственным средствам. 

По мере роста опухоли клетки начинают секретировать протеазы, способствующие инвазивному росту и метастазированию.

На определенном этапе клетки начинают секретировать факторы, способствующие разрастанию сосудов и улучшению кровоснабжения опухоли.

Некоторые мутации дают опухолевым клеткам возможность оставаться неуязвимыми для иммунной системы; например, в некоторых опухолях снижается экспрессия антигенов HLA класса I , и клетки не распознаются Т-лимфоцитами.

Итак, чтобы клетка стала опухолевой, в ней должно произойти очень много изменений, это многостадийный процесс, поэтому в опухолях человека подчас находят более 10 мутаций. Однако, известен и одностадийный механизм опухлевой трансформации. 

Врачи часто полагают, что основной признак опухолевых клеток - это их бесконтрольная пролиферация. Вместе с тем в большинстве злокачественных опухолей человека ростовая фракция не выше, чем в эпителии слизистой кишечника или костном мозге. Кусочки ткани большинства опухолей не способны в течение длительного времени расти в культуре. Клетки, способные к неограниченной пролиферации в культуре, как правило, несут дополнительные мутации. В большинстве опухолей ростовая фракция уменьшается по мере увеличения массы опухоли, и ее рост постепенно замедляется.

Не все клетки опухоли одинаково способны к пролиферации. Накопление генетических повреждений, недостаточное поступление кислорода и питательных веществ и другие факторы (часто неизвестные) вызывают старение некоторых опухолевых клеток, так что к моменту клинического выявления опухоли (количество опухолевых клеток 100 миллионов до 1000 миллионов) большинство из них уже не пролиферируют.

Часто к этому моменту наиболее злокачественные и прошедшие отбор клоны метастазируют в другие участки, где образуют новые и более агрессивные опухоли.

Можно сказать, что опухолевые клетки теряют альтруизм, столь свойственный поведению клеток в многоклеточном организме.

Опухолевые клетки функционируют в условиях естественного отбора со стороны враждебного им окружения. Но чем большей независимости от внешних условий они добиваются, тем увереннее они готовят гибель всему организму и себе в том числе.

Гены, участвующие в трансформации клеток: введение

[ Weinberg ea 1997 , Kinzler ea 1996 , Hunter ea 1997 ] Генетика рака заставляет пересматривать простые догмы о причинно- следственной связи в заболеваниях. Рак это пример сложной мультифакторной генетической болезни .

В развитие опухолей вовлекается громадное разнообразие генов. Происходит разрегулирование множества клеточных функций, включая механизмы контроля клеточной пролиферации , репарации ДНК , стабильности хромосом , межклеточных взаимодействий , взаимодействий клеток с матриксом , ангиогенеза , клеточного старения , апоптоза и т.д.

Гены, вовлеченые в опухолеобразование могут действовать на опухолевую прогрессию , либо меняя структуру кодируемого продукта вследствие мутациий, либо вследствие изменений в их экспрессии в ответ на какие-либо события в клетке. В результате может облегчаться инициация прогрессии опухоли, как происходит при активации протоонкогенов, или может сниматься ингибирование этой прогрессии, как происходит при инактивации супрессоров опухолей. То, что не только мутации, меняющие структуру продуктов протоонкогенов, но и изменение уровня их экспрессии может приводить к стимуляции опухоли, легко видеть на примере стимуляции опухолевой трансформации при внедрении рядом с протоонкогенами ретровирусов, не содержащих онкогенов. При этом ретровирус меняет экспрессию протоонкогенов, но не их структуру. При опухолеобразовании часто наблюдается амплификация области хромосом, содержащих протоонкогены. Это также приводит к увеличению количества синтезированных продуктов, а не к изменению их струтур.

В развитие раковой опухоли вовлекается значительно большее число генов, чем количество генов, реально получивших мутации. Сегодня часто высказывается мнение, что на самом деле "раковым" геном следует считать любой ген, изменение структуры или экспрессии которого вовлекается в качестве необходимого элемента опухолеобразования. Например, повышенная экспрессия немутантного рецептора эпидермального ростового фактора или эстрогенового рецептора может оказаться онкогенным. Другой пример: раковые гены, такие как myc, p53, WT1 кодируют транскрипционные факторы, которые в свою очередь регулируют экспрессию множества других генов. Ясно, что изменение в уровне их экспрессии может вызывать целый каскад событий, среди которых могут оказываться и такие, которые приведут к опухолевому изменению фенотипа клетки. Среди таких событий могут оказаться и изменения, которые вызывают дестабилизацию генома клетки. Мы увидим позже, что возможно это необходимый пререквизит опухолевой трансформации. Ведь для быстрого прогресса опухоли нужно несколько мутационных событий. В нормальной клетке мутации возникают с незначительной скоростью. Чтобы эту скорость повысить и нужны изменения, которые приводят к дестабилизации генома . Пути для этого могут быть разными, но стадия дестабилизации генома является, возможно, универсальным событием на пути к опухоли. См: проект: база данных по экспрессии генов в опухолях 

Протоонкогены: механизмы активации, точечные мутации

В клетках солидных опухолей точечные мутации чаще всего активируют гены (протоонкогены) семейства RAS . Эти гены, впервые клонированные из опухолевых клеток человека при раке мочевого пузыря , играют важную роль в регуляции пролиферации клеток как в норме, так и при патологии ( рис. 84.3 ).

Мутации одного из генов RAS ( HRAS , KRAS2 или NRAS ) обнаруживают примерно в 15% случаев злокачественных новообразований у человека.

Исследование гена KRAS2 (главным образом при раке легкого и раке толстой кишки ) позволило выявить характерные мутации. В отличие от гена BRCA1 , который имеет множество мутантных аллелей ( рис. 84.5 ), большинство избыточно активных генов RAS содержат точечные мутации в 12-м или 61-м кодоне, обусловливающие резистентность к инактивирующему влиянию нейрофибромина .

Специфичность мутаций, возможно, позволит использовать их для диагностики и определения прогноза некоторых злокачественных новообразований . так, выявление мутаций гена KRAS2 помогает уточнить прогноз при раке легкого .

Однако для большинства других типов злокачественных новообразований (включая рак поджелудочной железы и рак толстой кишки ) мутации этого гена не имеют прогностического значения. Отчасти это объясняется тем, что мутации генов RAS, возникающие на ранних стадиях рака толстой кишки ( рис. 84.8 ), нередко находят и при предраковых изменениях кишечного эпителия.

Протоонкогены: механизмы активации, амплификация участков ДНК

Амплификация участков ДНК приводит к активации онкогенов за счет усиления их экспрессии. Увеличение числа копий фрагмента ДНК может сопровождаться появлением специфических хромосомных аберраций, которые выявляются цитогенетически как равномерно окрашиваемые участки обычных хромосом или как дополнительные пары маленьких хромосом, так называемые двойные микрохромосомы ( рис. 84.9 ). Предполагают, что амплификация ДНК определенного локуса в опухолевой клетке дает ей преимущество перед нормальными клетками, что проявляется в ускорении роста или повышении устойчивости к противоопухолевым средствам. 

Выявление амплифицированных участков ДНК значительно облегчается благодаря методу двухцветной флюоресцентной гибридизации in situ, названному сравнительной геномной гибридизацией. Из опухолевой и нормальной тканей выделяют ДНК, метят разными флюоресцентными красителями и гибридизуют с нормальными метафазными хромосомами. Участки ДНК опухолевых клеток, содержащие дупликации и делеции, распознают по изменению интенсивности флюоресценции. Этот метод позволяет исследовать весь геном и выявить те хромосомные фрагменты, которые предположительно содержат гены, участвующие в развитии злокачественных новообразований.

Установлено, что в опухолевых клетках человека многие гены подвергаются амплификации. Некоторые протоонкогены (включая MYCN ) были идентифицированы благодаря их присутствию в амплифицированных участках ДНК опухолевых клеток, а также их гомологии с известными онкогенами. При некоторых типах злокачественных новообразований (особенно при саркомах ) амплифицированный участок длиной в сотни тысяч нуклеотидов может содержать более одного онкогена.

Амплификация участка ДНК на 12-й хромосоме выявлена при различных саркомах и нейробластоме у человека ( рис. 84.10 ).

Гены MDM2 , GLI , CDK4 , SAS , а также другие гены, контролирующие клеточную пролиферацию , нередко амплифицируются одновременно.

Для некоторых злокачественных новообразований прослежена связь клинических проявлений с амплификацией генов (особенно гена ERBB2 при раке молочной железы и MYCN npи нейробластоме ); амплификация клеточного протоонкогена, как правило, свидетельствует о неблагоприятном прогнозе. Амплификация гена может придавать опухолевым клеткам устойчивость к химиотерапии. Так, на фоне лечения метотрексатом , который угнетает активность дигидрофолатредуктазы , нередко появляются клетки с амплификацией гена, кодирующего этот фермент.

Существует много примеров амплификации различных протоонкогенов в клеточных линиях, выделенных из разнообразных типов опухолей: ген c-myc амплифицирован 20-30-кратно в линии лейкозных клеток ( Collins S., Groudine M., 1982 ) и в нейробластомах ( van Devanter D.R. et al., 1990 ); ген c-abl амплифицирован 10-кратно в клетках миелоидного лейкоза ( Collins S.J., Groudine M.T., 1983 ).

Солидные опухоли также имеют амплифицированные протоонгогены: c-erbB амплифицирован в 15-20 раз в клетках эпидермальной карциномы и c-myc амплифицирован в 30 раз в клетках карциномы прямой кишки ( Alitalo K. et al., 1983 ). Во многих из перечисленных выше случаев было показано, что амплифицированные гены кодируют вполне нормальный продукт.

Таким образом, онкогенная активация происходит в основном в результате гиперэкспрессии амплификацированного протоонкогена.

Изучение последовательностей в ДМХ и ГОО , часто встречающихся в опухолевых клеточных линиях, привело к обнаружению новых генов, контролирующих злокачественную трансформацию.

Так, открытый данным методом проонкоген HER-2/neu , или c-erbB-2 , амплифицирован в 58 случаях из 257 изученных аденокарцином ( Rabbitts T.H., Rabbitts P.H., 1989 , Boerresen A.-L. et al., 1990 ).

Другим важным открытием, сделанным при изучении амплифицированных областей генома клеток нейробластомы , было обнаружение нового гена myc-семейства - N-myc ( Schwab M. et al., 1983 ). Его амплификация была обнаружена в клетках 22 из 63 исследованных пациентов с нейробластомой: 100-300-кратная - у 12 больных и 3-10-кратная - у 10, при этом большая степень амплификации соответствовала более продвинутой стадии заболевания ( Brodeur G. M. et al., 1984 ).

В клетках мелкоклеточного рака легкого в амплифицированных районах был найден еще один ген из этого семейства - L-myc ( Jonhson B.E. et al., 1988 ). Все три гена, c-myc, N-myc и L-myc, часто находят в амплифицированной форме в опухолевых клетках легкого . Так, при изучении 31 клеточной линии опухоли легкого в 14 из них была показана амплификация одного из данных генов, причем большая степень амплификации также была характерна для продвинутых стадий малигнизации .

Напомним, что увеличение количества белкового продукта генов myc-семейства наблюдается во многих опухолях и трансформированных клеточных линиях и может быть вызвано различными причинами (вирусной интеграцией, транслокацией и амплификацией). Кроме того, повышение содержания мРНК и белка myc-генов находят в опухолях человека даже в отсутствие его амплификации и специфических хромосомных транслокаций ( Huber B.E. et al., 1985 , Rodriguez-Alfageme C. et al., 1992 ).

Из всего выше сказанного видно, что в отличие от семейства ras-генов , активация которых в подавляющем большинстве случаев происходит за счет качественных изменений (мутаций в структурном гене), онкогенный потенциал генов myc-семейства в основном определяется количественными изменениями белкового продукта.

Протоонкогены: активация путем транслокации: общие сведения

Хромосомные аберрации (в частности, транслокации ) составляют значительную часть генетических нарушений, ведущих к опухолевой трансформации. В настоящее время лучше всего изучена цитогенетика гемобластозов , хотя транслокации встречаются и в клетках солидных опухолей .

При некоторых транслокациях разрывы хромосом нарушают структуру клеточных протоонкогенов .

Транслокации особенно характерны для опухолей лимфоидной ткани , поскольку в лимфоцитах перестройка ДНК - часть нормального процесса формирования иммуноглобулинов и антигенраспознающих рецепторов . Действительно, гены, кодирующие эти белки, нередко вовлекаются в транслокации, то есть нарушение нормальной регуляции перестроек этих генов может быть причиной развития опухоли.

Активация протоонкогена транслокацией его в район тканеспецифического Ig или TCR-энхансера - один из типичных и часто встречающихся путей, связывающих опухолевую трансформацию с клеточной дифференцировкой. Этот путь особенно характерен для лимфатических лейкозов и лимфом , где генетические рекомбинации являются ведущим фактором дифференцировки. Причем речь здесь идет об онкогенах "классического" типа, прямо ведущих к автономизации клеточного цикла ( MYC , PRAD , BCL-3 ) или к бессмертию клетки ( BCL-2 ).

Особым путем опухолевой трансформации для лимфатических лейкозов, возникающих на основе транслокации с участием Ig- или TCR-локусов, является активация транскрипционных факторов, контролирующих процессы дифференцировки.

Семейство таких факторов активируется в T-лейкозах при транслокациях t(11; 14) , t(14; 19) , t(1; 14) и t(10; 14) [ Korsmeyer S.J., 1992 , Showe L.C. and Croce C.M., 1987 , Look A.Th., 1997 ].

Важно подчеркнуть, что здесь в некоторых случаях активируются ТФ , нормально действующие в нервных клетках или клетках печени [ Korsmeyer S.J., 1992 ].

Вовлечение дифференцировочных ТФ не на своем месте или не в свое время блокирует нормальный ход созревания T-клетки , не отменяя предшествующих ступеней дифференцировки. Наиболее полно в этом отношении изучено семейство дифференцировочных генов LMO и контролируемых ими белков ( Lmo2 ) [ Rabbits T.R., 1998 ].

Таким образом, в группе T-клеточных лейкозов "используется" механизм активации генов, ведущих к опухолевой трансформации, путем их переноса в район активации тканеспецифического гена TCR .

Примером служит лимфома Беркитта - опухоль из В-лимфоцитов, в которых обнаруживают реципрокную транслокацию между 8-й и 14-й хромосомами, причем точки транслокационного разрыва располагаются внутри или около локуса MYC на 8-й хромосоме и внутри локуса тяжелой цепи иммуноглобулина на 14-й хромосоме . Такая перестройка усиливает транскрипцию MYC.

Активация энхансеров в результате транслокации - важный (хотя и не универсальный) механизм опухолевой трансформации.

Хромосомные аберрации вызывают избыточный синтез нормальных или появление химерных факторов транскрипции; в обоих случаях происходит активация генов, контролирующих клеточную пролиферацию. Например, транслокация t(15;17) при остром промиелоцитарном лейкозе приводит к синтезу рецепторов ретиноевой кислоты , которые аномально распределяются в клетке и подавляют клеточную дифференцировку.

Хромосомные аберрации чаще всего затрагивают гены, кодирующие факторы транскрипции, но могут вызывать повреждения и других компонентов, участвующих во внутриклеточной передаче сигнала.

Первой типичной хромосомной аберрацией, обнаруженной в опухолевых клетках человека, была филадельфийская хромосома , характерная для хронического миелолейкоза . Появление филадельфийской хромосомы - результат реципрокной транслокации, при которой происходит объединение гена тирозинкиназы ABL1 9-й хромосомы с геном BCR 22-й хромосомы ( рис. 84.11 ). Химерный белок Bcr-Abl приводит к активации путей внутриклеточной передачи сигнала, что делает клетку нечувствительной к воздействию факторов роста и вызывает ее избыточную пролиферацию.

Помимо активации факторов транскрипции и других внутриклеточных сигнальных молекул транслокации могут приводить к избыточному синтезу белков, регулирующих клеточный цикл (например, циклинов ), а также белков, контролирующих апоптоз (например, Всl2 ).

В табл. 84.4 даны примеры злокачественных новообразований, для которых характерны хромосомные аберрации, ведущие к перестройкам генов или нарушению их регуляции.

В солидных опухолях человека (особенно при раке ) встречаются разнообразные хромосомные перестройки, что затрудняет выявление специфических аберраций; напротив, для гемобластозов характерны определенные, часто реципрокные, хромосомные транслокации .

Трансформация опухолевая: многостадийность: введение

Осознание многостадийной природы опухолевого превращения клетки пришло сравнительно недавно [Vogelstein ea 1993 ] , и только примерно в последнюю декаду стало возможным понять молекулярную природу происходящих при этом событий. Вот как выглядят доводы в пользу многостадийности превращений, приводящих в конце концов к опухолевой трансформации клеток. Простые теоретические рассуждения приводят к мысли о многостадийном характере опухолеобразования. Действительно, примерно 1 из 109 нуклеотидов мутирует при каждом клеточном делении. Существует около 100 протоонкогенов . Длина кодирующей части одного гена в среднем примерно равна 3000 нуклеотидов. Длина кодирующих частей всех ста онкогенов - 300 000. Это означает, что хотя бы один онкоген в 3000 клетках с высокой вероятностью получит мутацию в кодирующей области за одно деление этих клеток. Человек содержит примерно 1013 - 1014 клеток. Следовательно, в процессе развития организма должны возникать миллиарды клеток, несущих мутантные онкогены. Если бы одной мутации было достаточно для развития рака, то еще до рождения наш организм состоял бы из одних опухолей. Вероятность возникновения рака драматически возрастает с возрастом. Наиболее вероятным объяснением этой закономерности является то, что наступление рака - многостадийный последовательный процесс. Если такой ступенчатый процесс имеет место, то понятно, почему рак это болезнь в основном пожилых людей - они успевают накопить необходимое количество мутаций. Другие эпидемиологические и клинические наблюдения также указывают на многоступенчатую природу рака. Например, больные, подвергшиеся радиации, часто развивают рак, но он не образуется немедленно. Обычно задержка между облученим и возникновением злокачественной опухоли очень длительна. Приходим к гипотезе, что облучение вызывает первую мутацию, но должны накопиться дополнительные повреждения генома клетки. Исключения из этой возрастной зависимости дают важные уроки (это как раз тот редкий случай, когда исключение действительно подтверждает правило). Они связаны с наследственными предрасположенностями к заболеванию, о которых мы будем говорить отдельно.

Для полного превращения нормальной клетки в опухолевую в ней должно накопиться 5-10 мутаций. На каждом этапе скорость пролиферации мутантной клетки несколько возрастает, что приводит к увеличению числа ее потомков по сравнению с потомством соседних клеток. Рис. 84.7 иллюстрирует гипотезу Питера Ноуэлла , согласно которой одна клетка дает начало клону опухолевых клеток в результате серии последовательных повреждений генов-супрессоров опухолевого роста и протоонкогенов.

Многоступенчатый характер развития раковых заболеваний в последние годы становится центральной догмой в исследовании биологии рака [ Nowell P., 1986 ]. Нормальной клетке необходимо выполнить целый ряд условий для того, как чтобы начать формировать выявляемую клинически опухоль. Некоторые из этих условий требуют изменений в биохимических процессах на клеточном уровне, другие же требуют вмешательства в процессы гомеостаза [ Sager R., 1989 ]. Понятно, что должен существовать предпочтительный порядок приобретения этих функций, иными словами иммортализация предположительно предшествует ангиогенезу или способности к инвазии. Многоступенчатая эволюция опухолей объясняет, почему большинство типов опухолей имеет моноклональное происхождение. Только индивидуальная клетка, способная приобретать все эти необходимые функции при известных обстоятельствах может сформировать центр злокачественного роста. Неспособные к этому клетки либо погибнут, либо будут поглощены пролиферацией злокачественного клона. Клеточные изменения включают, среди прочего, иммортализацию , потерю контактного ингибирования , дедифференцировку и способность к инвазионному росту .

Другим важным аспектом концепции последовательной эволюции в направлении конечных стадий злокачественности является то, что необходимые изменения происходят стохастически. Клетка, которая случайно становится ведущей в эволюции опухоли, способна поддерживать себя и формировать новый фокус роста внутри развивающейся опухоли, перерастая и последовательно вытесняя другие клетки [ Nowell P., 1986 ]. Это объясняет гетерогенность опухолей , динамические черты опухолевой эволюции.

На тканевом уровне растущие опухолевые клетки должны обходить иммунный контроль хозяина, апоптотические сигналы и сдерживание роста со стороны нормальных окружающих клеток, а также, обеспечивать поддержку питательными веществами при установлении de novo роста кровеносных сосудов . Все это очень сложные процессы, требующие кооперативного взаимодействия продуктов многих генов.

На молекулярном уровне наиболее полно изучен рак толстой кишки . Показано, что разные стадии опухолевой трансформации (нормальный эпителий, затем аденома, затем рак) сопровождаются определенными генетическими нарушениями. Однако последовательность мутаций может быть разной, и схему на рис. 84.8 следует рассматривать как обобщение, а не как строгое правило.

Молекулярно-генетические исследования карциномы прямой кишки обеспечили дополнительное подтверждение теории последовательной аккумуляции [ Fearon E.R.,1992 ]. Выделяют целый ряд гистологических типов аденом на основе их размера и степени дисплазии. Это небольшие аденомы с несколькими признаками дисплазии (тип 1), большие аденомы с многими признаками дисплазии (тип 3) и средняя группа (тип 2). Поскольку эти отклонения связаны с очень высоким риском возникновения карциномы прямой кишки, их считают предшественниками карциномы. Действительно, иногда фокус роста карциномы наблюдается в некоторых из наиболее крупных аденом. Это предположение известно, как теория развития рака прямой кишки "аденома -> карцинома". Анализируя ряд опухолей каждой из этих гистологических групп [ Vogelstein B., Fearon E.R., ea, 1988 ] сделал наблюдение, что некоторые генетические изменения предпочтительно имеют место на конкретных стадиях, хотя целый ряд исключений из этого правила предполагает, что весь набор генетических изменений является более важным, чем порядок в котором они осуществляются. Генетические отклонения включают как активирующие, так и инактивирующие механизмы, похоже затрагивающие два класса генов.

Предполагается, протоонкогены (например KRAS ) должны быть изменены, либо активированы мутацией, в то время, как гены - супрессоры опухоли (например, APC , DCC ) должны быть инактивированы (см. Кансерогенез). Считается, что координированное участие двух классов генов является неоходимой предпосылкой для развития опухоли [ Bishop J.M., 1991 ].

Трансформация опухолевая: морфологические наблюдения

Данные морфологических наблюдений за развитием опухоли согласутся с гипотезой о многоступенчатом процессе возникновения раковой клетки. Например, маленькие доброкачественные опухоли тостой кишки - аденомы являются первыми проявлениями неоплазии в эпителии. Со временем они увеличиваются, и их клетки становятся более дезорганизованными. В конце концов появляется рак - карцинома. Видимо, одна из клеток аденомы накапливает достаточное количество мутаций, чтобы дать начало метастазирующему клону. Были идентифицированы мутации, происходящие на разных стадиях этого пути. Оказалось, что злокачественная клетка имеет еще хотя бы одну дополнительную мутацию плюс к тем мутациям, которые есть в клетках доброкачественной части опухоли. Цитоскелет актиновый: функции, нарушение при трансформации 

Трансформация: многостадийность и эволюция клеток опухоли

Многостадийная природа рака была предположена до того, как были картированы и клонированы гены, последовательные повреждения которых приводит к злокачественной опухоли. Число необходимых ударов различно для различных типов клеток. Число ударов может быть различным и для различных видов. Например, клетки грызунов трансформируются легче, чем клетки человека.

Почему нужна многостадийность с точки зрения особенностей раковой клетки? Давая общее преставление о том, что такое раковая клетка, я уже говорил, что чтобы быть злокачественной, клетка должна удовлетворять нескольким требованиям, таким как:

Игнорирование программы жизнедеятельности данного типа клеток;

Исключение требования ростовых факторов от других клеток;

Игнорирование сигналов, ограничивающих рост при контактах с соседними клетками (контактное торможение);

Обеспечение собственной системой кровеснабжения;

Способность достигать и внедряться в отдаленные места в организме (метастазировать). Понятно, что чрезвычайно трудно достичь всех этих свойств в результате одного-единственного изменения генома. В то же время ступенчатое, шаг за шагом изменение генома клетки, и отбор мутаций по их способности приближать ее к требуемому фенотипу, дает реальную возможность превращения. Происходит эволюция потомства клетки. Каждая новая мутация испытывается на способность увеличивать приспособленность клетки-потомка к самостоятельному существованию и размножению. Из каждой популяции потомков отбираются наиболее приспособленные. Этот принцип действует в эволюции вообще. Раковая клетка эволюционирует в своей экологической нише - организме и отбирается по принципу максимальной от него независимости. В конце концов она убьет организм. Но она об этом не думает.

Трансформация: многостадийность и кооперация работы генов

Почему нужна многостадийность с точи зрения генов? Процесс взаимодействия клетки и угрожающих ей агентов, будь то вирус или мутантный "раковый" ген напоминает взаимоотношения полицейских и воров. Клетка, получив угрожающий сигнал, строит защитную реакцию. Неудивительно. Клетки за время эволюции должны были выработать защиту , чтобы выживать. Но, встретив защитный механизм, агрессор находит путь преодолеть его. Так происходит с мутантным протоонкогеном. Если протонкоген получает мутацию, превращающую его в онкоген , то клетка реагирует на это приостановой клеточного цикла и пытается эту мутацию исправить. Но тогда появляется вторая мутация, которая подавляет способность клетки останавливать свое деление [ Weinberg ea 1997 ]. Хороший пример дает изучение ras онкогена. Этот онкоген был открыт в 1970-х благодаря тому, что введение его в клетки незамедлительно приводило к их превращени в опухолевые. Противоречие многоступенатому характеру рака? В 1983 году было показано - нет противоречия. Просто те клетки, которые тогда использовали (это были хорошо известные клеточным биологам клетки мыши NIH3T3 ), уже имели предрасположенность к опухолевой трансформации. А вот если использовать нормальные клетки, скажем так, дикого типа, то ras онкоген неспособен их трансформировать. Клетка сопротивляется. Введение онкогена приводит к раннему синдрому старости (senescence) клеток . Senescence в переводе означает старость. Я бы лучше использовал термин анабиоз. Клетки не умирают, а замирают. Явление senescense известно давно, и я о нем уже упоминал выше. После многочисленных делений клетки в культуре перестают делиться, хотя на протяжении длительного времени после этого они остаются живыми. Какой-то механизм "cчитает" число клеточных делений и прекращает их после определенного количества.

Об апоптозе , как средстве избегать опухолевую трансформацию, мы говорили в предыдущих очерках. В случае апоптоза клетка предпочитает умереть, но не стать раковой. При senescence же она как бы впадает в анабиоз, сохраняя жизнеспособность Говоря более точно, возможно, клетка не полностью останавливает свой цикл, а очень сильно его замедляет. С молекулярной точки зрения процесс впадения в состояние senescense выглядит так. Клетка в ответ на экспрессию онкогена начинает накапливать большие количества двух белков: р53 и р16 .

На рис. 1 приведена схема клеточного цикла . р16 представляет собой известный инибитор циклинзависимых киназ , действующих на стадии G1 клеточного цикла. Эти киназы фосфорилируют ряд белков и, в частности, уже упомянутый RB белок . р53 включает синтез другого инибитора циклинзависимых киназ, р21 . P16 и р21 включают процессы, приводящие клетку в состояние senescence. Чтобы превозмочь эту защиту, этот блок, нужна мутация либо в р53 либо в р16. Инактивация р53 или р16 дает клетке возможность не впадать в анабиоз после определенного числа клеточных циклов. Клетки становятся бессмертными, иммортализованными . Инактивация именно этих генов очень часто наблюдается при различных спонтанных опухолях. Итак, первая мутация, активирующая ras, заставляет клетку защищаться, вторая преодолевает блок. Здесь следует отметить, что клетки, NIH3T3, которые использовали в первых опытах по трансформации ras онкогеном, к счастью для исследователей уже были иммортализованными. Они не давали клетке построить защиту после введения онкогена. Для исследователей это была удача. Она позволила обнаружить трансформацию. Расказанное выше дает пример, как и почему необходима кооперация онкогенов при опухолевом перерождении. Примеры кооперации активации ras и инактивации р53 мы увидим позже, когда будем говорить о раке толстой кишки , как примере многоступенчатости возникновения опухоли.

Трансформация злокачественная под действием EBV

В качестве этиологического агента некоторых лимфом В-клеток рассматривается EBV ( de-The et al., 1978 ).

Экспериментальная инфекция EBV растущих B лимфоцитов приводит к клеточной активации и к перманентному росту трансформированных вирусом линий лимфобластоидных клеток (lymphoblastoid cell lines, LCLs ). Куммулятивный эффект всех восьми латентных белков EBV вероятно выражается в конститутивной активации некоторых метаболических путей, имеющих отношение к росту клеток, как это имеет место при транзитной активации В клеток в результате физиологических стимулов.

В клетках биопсии опухоли и в линиях клеток BL на ранних пассажах наблюдается подавление экспрессии всех латентных белков EBV за исключеним EBNA-1 ( Sample et al., 1991 ). Ограниченная экспрессия белков EBV связана в данном случае с тем, что транскрипция вирусного генома происходит с иного промотора, чем обычно. При пассировании в трансформированных клетках начинает происходить синтез остальных вирусных белков (шести ядерных антигенов, EBNA , и двух латентных мембранных белков, LMP ).

Cчитается, что какие-то из белков EBV играют онкогенную роль в В-клетках. Отмечалось, например, что EBNA-2 и LMP вызывают образование трансформационного фенотипа через специфическую активацию клеточных генов ( Wang et al., 1987 ). Показано также, что EBNA-2 является прямым или непрямым трансактиватором мембранного белка CD23 , который вовлечен в трансдукцию сигналов роста В-клеток ( Wang et al., 1991 ). Этот же ген (и возможно еще ген EBNA-5 ) имеет непосредственное отношение к нейтрализации анти-пролиферативного действия альфа- IF в лимфомной линии клеток ( Aman, von Gabain, 1990 ). Можно думать, что иммортализация В-клеток EBV связана с этим эффектом, а IF может играть существенную роль в предотвращении роста дисрегулированных В-клеток.

Еще один белок, синтезируемый EBV - LMP , оказался способным трансформировать фибробласты грызунов в культуре ( Baichwal, Sugden, 1988 ). Мутации в гене EBNA-2 , которые нарушают его способность к трансактивации LMP -1, нарушают также способность этого гена трансформировать лимфоциты ( Cohen et al., 1991 ). Следовательно, трансформирующая и трансактивирующая функции EBNA-2 скорее всего взаимосвязаны.

С помощью трансфекции ДНК в В-клетки человека, показано, что EBV предохраняет клетки от программированной гибели ( апоптоз ) благодаря экспрессии единичного белка - латентного мембранного белка 1, LMP -1 ( Henderson et al., 1991 ). Эффект LMP -1 заключается в увеличении экспрессии клеточного онкогена bcl-2 , который, как известно, блокирует апоптоз ( Hockenberry et al., 1990 ).

Отмечается, что в про-В клетках, трансформированных EBV , имеет место рекомбинация между Sмю-область ю Ig-ген а, расположенной на хромосоме 14, и различными другими хромосомами, которая происходит при размножении этих клеток in vitro ( Altiok et al., 1989 ). Это указывает на широкие возможности транслокаций между хромосомой 14 и другими хромосомами на про-В стадии. Вероятно, только те транслокации, которые дают селективные преимущества, детектируются в конечном итоге. В данной работе авторы не обнаружили участие гена c-myc в транслокации. Однако, как полагают исследователи, условия in vivo и in vitro могут значительно отличаться и in vivo такие преимущества дает транслокация гена c-myc .

Один из продуктов вируса EBV ( ZEBRA ) оказался ДНК-связывающим белком, имеющим частичную гомологию с белком c-Fos . Он связывается в клетках с местами связывания фактора АР-1 и индуцирует литический цикл в В-лимфоцитах. Как оказалось, за счет этих свойств ZEBRA индуцирует онкоген c-fos ( Flemington, Speck, 1990 ). В связи с этим важно отметить, что c-fos индуцируется и геном tax HTLV -1 (см. далее).

Канцерогенез одноступенчатый: общие сведения

В 60-х годах было впервые показано, а затем подтверждено, что трансформированные in vitro вирусом саркомы Рауса ( штаммом Шмидт-Руппин ) ( RSV-SR ) клетки мышей, крыс и хомяков характеризуются необычайно высоким уровнем ТГА и нередко СМА [ Svoboda J., 1964 , Alstrom C.G., 1964 , Obukh J.B. et al, 1969 ]. Позднее v-src-индуцированный канцерогенез , в том числе у млекопитающих, был охарактеризован как исключительный тип неопластического процесса, имеющий в отличие от других типов канцерогенеза не многоступенчатый, а одноступенчатый характер.

Механизм одноступенчатого канцерогенеза до настоящего времени все еще остается неясным [ Varmus H., 1984 ].

Дифференцировка опухлевых клеток: введение

Механизмы регуляции клеточной дифференцировки являются наименее изученным аспектом действия онкогенов и опухолевых супрессоров. Вероятно, в ближайшие годы эта проблема будет привлекать к себе самое пристальное внимание исследователей.

Нарушения клеточной дифференцировки - характерная черта опухолевых клеток, широко используемая для диагностики новообразований. Особенно ярко она проявляется в гемобластозах , как правило, представляющих собой клоны клеток, как бы "замороженных" на той или иной стадии созревания. Общепринятым является представление, согласно которому меньшая зрелость лейкозных клеток является не следствием дедифференцировки зрелых клеток, претерпевших неопластическую трансформацию, а отражает их происхождение из незрелых клеток, в которых блокированы процессы дальнейшей дифференцировки ( рис. 9 ). Это положение получило весьма веские экспериментальные доказательства: при трансдукции химерного гена PML/RARa (его образование ответственно за развитие острого промиелоцитарного лейкоза , табл. 1 ), как и некоторых других онкогенов (MYC, MYB, v-erbA), незрелые гемопоэтические клетки-реципиенты действительно теряют способность дифференцироваться под воздействием ретиноевой кислоты , специфических цитокинов и других индукторов созревания [ Tenen, ea 1997 , Stunnenberg, ea 1998 , Weston, ea 1998 , Testa, ea 1998 ]. При этом интересно, что экспрессия белка PML/RARa препятствует не только миелоидной дифференцировке, но и мегакариоцитарной дифференцировке, индуцируемой в соответствующих клетках-предшественниках тромбопоэтином [ Testa, ea 1998 ].

Остановки дифференцировки недостаточно, чтобы развился лейкоз

Остановки дифференцировки недостаточно, чтобы развился лейкоз. Об этом свидетельствует, в частности, тот факт, что онкоген v-erbA (кодирует перестроенный ядерный рецептор тиреоидных гормонов, обладающий доминантно-негативным эффектом), связываясь со специфическими респонсивными элементами ряда генов, полностью блокирует образование эритроцитов из эритробластов, но тем не менее не вызывает развитие эритробластоза . Это заболевание возникает лишь в случае одновременной стимуляции пролиферации эритробластов, вызываемой, например, дополнительной экспрессией в них онкогенов, запускающих Ras-Raf-MAP киназные каскады и/или активацию транскрипционных комплексов AP-1 [ Stunnenberg, ea 1998 ].

Блок дифференцировки - не обязательное условие для опухолевого роста, даже в случае лейкозов. Так, хронический миелоидный лейкоз является результатом хромосомной транслокации в незрелой некоммитированной клетке, приводящей к экспрессии в ней химерного белка p210BCR/ABL. Экспрессия этого белка стимулирует пролиферацию и подавляет апоптоз , что ведет к увеличению числа (иногда очень значительному) вполне зрелых миелодных клеток. Интересно, что потомками клетки-родоначальницы лейкоза наряду с миелоидными могут быть и зрелые клетки других рядов дифференцировки, в частности лимфоциты и гистиоциты [ Anastasi, ea 1996 , Anastasi, ea 1998 ].

В то же время следует подчеркнуть, что хронический миелоидный лейкоз течет довольно доброкачественно и приобретает истинно злокачественный характер только тогда, когда в результате дополнительных генетических изменений возникает клон, в котором дифференцировка блокирована (так называемый "бластный криз").

Способность к дифференцировке сохраняется во многих опухолях

Сохранение способности к дифференцировке наблюдается во многих солидных опухолях , причем в отличие от лейкозов созревание клеток не препятствует приобретению злокачественного фенотипа. Примерами этого могут служить плоскоклеточные ороговевающие раки кожи и высокодифференцированные аденокарциномы толстой кишки , происходящие, вероятно, либо из так называемых " амплифицирующих" клеток , либо из коммитированных незрелых клеток [ Watt, ea 1998 ].

Следует подчеркнуть, что происхождение из незрелых клеток не противоречит представлению о том, что опухолевые клетки в ходе прогрессии могут претерпевать определенную дедифференцировку, утрачивая в первую очередь те дифференцировочные маркеры, отсутствие которых придает клеткам селективные преимущества (рецепторы стероидных гормонов в раках молочной железы и др.). С другой стороны, как справедливо отмечают Г.И.Абелев и С.Селл [ Abelev, ea 1999 ], полной потери признаков тканевой принадлежности в опухолях практически никогда не наблюдается, что может объясняться тканеспецифичным характером экспрессии некоторых из онкогенов или других генов, функционирование которых необходимо для поддержания неопластической трансформации.

Активация антионкогенов может индуцировать дифференцировку

Экспрессия онкогенов способна блокировать процессы дифференцировки, то активация опухолевых супрессоров, наоборот, может индуцировать созревание клеток. Так, описана зависимость интенсивности B-клеточной, эритроидной, энтероцитарной, эпидермальной, мышечной и ряда других дифференцировок от активности р53 [ Rotter, ea 1994 , Райхлин ea 1995 , Kremenetskaya, ea 1997 , Shick, ea 1997 ], p21WAF1 [ Steinman, ea 1994 , Tron, ea 1996 , Gartel, ea 1996 , Mugita, ea 1999 ] и pRb [ Stiegler, ea 1998 ]. Предполагается, что стимуляция супрессорными белками дифференцировки связана в первую очередь с их способностью вызывать остановку клеточного цикла в G0/G1 , что является необходимым условием для созревания многих типов клеток [ Alani, ea 1998 ].

Впрочем, не исключена вовлеченность и каких-то дополнительных механизмов. Так, р53 как транскрипционный фактор может активировать экспрессию генов, продукты которых входят в набор той или иной специфической дифференцировки.

Действие онкогенов на дифференцировку и пролиферацию

Можно было бы предположить, что действие онкогенов на дифференцировку также в основном связано с изменениями регуляции клеточной пролиферации. Однако вызываемые ими эффекты не столь однозначны. Во-первых, необходимо отметить, что они сильно зависят от тканевой принадлежности клеток. Так, известно, что активированный Ras или Myc стимулируют пролиферацию и вызывают блок дифференцировки во многих типах клеток. Однако их экспрессия в монобластах ведет к ингибированию размножения и стимуляции перехода в моноциты [ Maher, ea 1996 ].

Конститутивная экспрессия Myc промотирует у трансгенных животных и терминальную дифференцировку кератиноцитов, стимулируя деление и переход стволовых клеток в " амплифицирующие " [ Watt, ea 1998 ].

Во-вторых, механизмы действия онкогенов на дифференцировку не исчерпываются, очевидно, их влиянием на пролиферацию. Например, Spi1 (PU.1) - член семейства транскрипционных факторов Ets - принадлежит к категории так называемых "генов-властителей" (" master genes ") дифференцировки, регулирующих активность большого набора генов, детерминирующих коммитирование и дальнейшее созревание клеток в том или ином направлении. Активность Spi1, ответственная кстати, и за активацию супрессора пролиферации p21WAF1 при действии различных дифференцировочных стимулов [ Nakano, ea 1997 ], предопределяет миелоидную дифференцировку клеток , а извращение функции этого белка в некоммитированных гемопоэтических клетках приводит к развитию эритролейкозов [ Tenen, ea 1997 ].

Лейкозогенное действие онкобелков Myb , вызывающих блок дифференцировки в незрелых миелоидных клетках , связано, по- видимому, с разобщением механизмов регуляции пролиферации клеток и экспрессии в них группы дифференцировочных белков. Продукт протоонкогена MYB, являясь транскрипционным фактором, непосредственно активирует транскрипцию гена миелопероксидазы , гена эластазы нейтрофилов , гена CD34 , гена CD13 и т.д. [ Tenen, ea 1997 , Weston, ea 1998 ].

Однако его онкогенные производные в результате перестроек утрачивают такую функцию, сохраняя при этом антиапоптотические активности (белок с-Myb трансактивирует ген BCL2 ) и способность промотировать вход в S-фазу [ Weston, ea 1998 ].

Опухоли прогрессия и ткнеспецифичность

После инициации опухоли вступает в свои права прогрессия опухоли - накопление мутаций и отбор клонов с максимальной скоростью пролиферации, максимально независимых от контролирующих факторов организма и максимально агрессивных - способных жить на территориях негомологичных тканей, т.е. способных к инвазии и метастазированию.

Естественно, что утрата опухолью структур и функций, выполняемых нормальной тканью в "интересах" организма, будет происходить в соответствии с "целью" прогрессии. Правда, пути такого упрощения в эволюции опухоли строго индивидуальны [ Foulds L., 1958 ].

Непонятно почему подобное "упрощение" не доходит до конца, почему гепатомы начинают синтезировать совсем не нужный им АФП , плазмоцитомы - Ig , не обладающий никакой биологической активностью, а мелкоклеточный рак легкого - нейроэндокринные пептиды ? Почему нет или почти нет "безликих" опухолей? И почему всегда хотя бы разрозненные признаки дифференцировки исходной ткани сохраняются в опухоли [ Pierce G.B. and Spears W.C., 1988 ]?

///

В зависимости от степени трансформации, клетки последовательно утрачивают признаки, присущие эпителию в норме ( Kaighn M.E. et al., 1980 ). На начальных этапах опухолевой прогрессии ослабевают межклеточные контакты, клетки приобретают способность расти поодиночке, при этом сохраняя дискоидную форму и псевдоподиальную активность, распределенную по всему периметру клетки. На следующих этапах появляются стабильные участки края, доля которых по отношению к псевдоподиально активным участкам с возрастанием степени трансформации клеток увеличивается. Клетки при этом приобретают фибробластоподобный поляризованный фенотип. Все эти изменения происходят последовательно и сопровождаются возрастанием опухолеродного потенциала клеток ( Montesano R. et al., 1975 ; Montesano R. et al., 1977 ).

Онкогены и антионкогены в регуляции клеточного цикла: введение

В основе образования опухоли лежит избыточное размножение определенных клеток. Совершенно естественно поэтому, что нарушения регуляции клеточного цикла являются неотъемлемым и основополагающим признаком неопластической клетки. "Мотором" клеточного цикла, как известно, служат активности последовательно сменяющих друг друга циклинзависимых киназ [ Morgan, ea 1997 ] ( рис.1 ).

Каждая циклинзависимая киназа (Сdk) представляет собой каталитическую субъединицу холоферментного комплекса, для активности которой требуется присутствие активаторной субъединицы - циклина . Регуляция активности Сdk осуществляется за счет направленного изменения уровня определенных циклинов в определенные фазы клеточного цикла . Кроме того, активность Сdk регулируется изменениями фосфорилирования их определенных аминокислотных остатков. В активной форме комплексы циклин- Cdk фосфорилируют регуляторные белки, контролирующие протекание данной фазы.

Большинство известных протоонкогенов и опухолевых супрессоров тем или иным образом регулируют активность циклинзависимых киназ, ответственных за вход в S-фазу клеточного цикла. Продукты некоторых из клеточных ( Mdm2 ) или вирусных ( Т-антиген вируса SV40 , E1A аденовирусов , E7 HPV и др.) онкогенов связывают и инактивируют основной субстрат таких Cdk - pRb . По-видимому, нарушения в сигнальных путях Cdk2,4/6 - pRb - E2F/DP являются необходимыми для появления постоянно пролиферирующих неопластических клеток. Нарушение регуляции клеточного цикла это способ подстегнуть клетку к нерегулируемому размножению. Раковые клетки могут производить избыточные количества циклина D и циклина Е , в них могут отсутствовать такие ключевые регуляторы клеточного цикла, как р53 или р16 .

Генетическая нестабильность: роль в развитии опухолей: введение

В клетке имеются специализированные системы контроля целостности генома, нарушения работы которых характерны для опухолевых клеток.

Системы контроля целостности генома условно можно разделить на две группы:

1) репарационные системы , выявляющие и исправляющие ошибки, которые приводят к изменениям последовательности нуклеотидов в ДНК, и

2) системы контроля клеточного цикла , предотвращающие размножение клеток, в которых уже произошли или могут произойти нарушения структуры или числа хромосом.

Часто встречающиеся в новообразованиях человека изменения опухолевых супрессоров (инактивация р53 , pRb и, возможнo, p16INK4a - p19ARF ) и/или протоонкогенов (активация Myc , Ras и, возможно, других) приводит к дисфункции сверочных точек клеточного цикла и нестабильности генома. Кроме того, в опухолевых клетках закономерно выявляются изменения и некоторых других генов, ответственных за поддержание целостности генома. Врожденные инактивирующие мутации не только р53 или pRb, но и некоторых из генов репарационных систем неизменно приводят к развитию определенных новообразований. Это свидетельствует о важнейшей роли генетической нестабильности в генезе опухолей и/или их дальнейшей прогрессии. Хотя повышенная нестабильность генома, вероятно, не является строго необходимой для онкогенеза, без нее практически невозможно возникновение в одной клетке достаточного числа мутаций, определяющих злокачественный характер роста солидных опухолей. Создавая гетерогенность клеточных популяций , генетическая нестабильность постоянно предоставляет материал для отбора все более и более автономных и агрессивных клеток.

Онкогены и антионкогены в регуляции апоптоза: введение

Важнейшей точкой приложения активностей онкогенов и опухолевых супрессоров является регуляция апоптоза (программированной гибели клеток). При апоптозе клетка совершает самоубийство с минимальным вредом для организма в ответ на повреждение ДНК, на активацию онкогенов, или на недостаток кислорода. Раковая клетка должна избегать апоптоза. Для этого может быть использовано несколько способов. Для этого можно инактивировать инициациаторы апоптоза, например р53, или активировать ингибиторы апоптоза например белки Bcl-2 . Если иакие белоки синтезируются в избытке, то они выполняет функцию онкобелков, не позволяя клетке погибнуть.

Иммортализация неопластических клеток: введение

Иммортализация - свойство клеток делиться бесконечно долго, при сохранении зависимости от адгезии клеток к твердой подложке и от факторов роста, а также контактного ингибирования.

Чтобы образовать из одной клетки-родоначальницы сначала опухоль, а затем и метастазы, требуется очень большое число клеточных делений. Между тем хорошо известно, что существует механизм, ограничивающий число делений большинства нормальных клеток (заведомое исключение составляют стволовые клетки ).

В культурах in vitro фибробласты и эпителиальные клетки человека после 50-60 делений (так называемое " число Хейфлика ") необратимо останавливаются в G1- или G2-фазах клеточного цикла [ Hayflick, ea 1965 ] (этот феномен получил название "репликативное старение") (cм. обзоры [ Дункан ea 1997 , Вазири ea 1997 , Shay, ea 1997 , Garkavtsev, ea 1998 ]).

В основе работы такого счетно-ограничительного механизма лежит прогрессивное укорочение длины теломер в результате неполной репликации концевых участков хромосом в каждом из митотических циклов [ Olovnikov, ea 1973 , Harley, ea 1990 , 205 ].

По существующим представлениям остановка клеточного цикла обусловлена образованием "липких" концов хромосом, что вызывает их соединение и запуск реакций, аналогичных наблюдаемым при действии ДНК-повреждающих агентов [ Вазири ea 1997 ].

Однако в клетках с активной теломеразой - ферментом, осуществляющим элонгацию de novo теломерных повторов ДНК, или при активизации других, так называемых "альтернативных механизмов удлинения теломер", основанных, в частности, на нереципрокной рекомбинации их участков [ Holt, ea 1997 , Реддел ea 1997 ], может происходить отмена ограничения на число делений - "иммортализация" (приобретение бессмертия) [ Shay, ea 1997 , Garkavtsev, ea 1998 , Wynford-Thomas, ea 1997 , Greider, ea 1998 ].

Об этом свидетельствуют две группы фактов:

а) в отличие от нормальных тканей человека в клетках большинства опухолей,

как и в стволовых клетках, теломераза активна [ Shay, ea 1997 ,

Wynford-Thomas, ea 1997 , Greider, ea 1998 , Counter, ea 1992 ], и 

б) трансдукция векторов, экспрессирующих

каталитическую субъединицу теломеразы (TERT) , увеличивает продолжительность жизни нормальныx человеческих клеток некоторых линий по крайней мере еще на 20 делений [ Bodnar, ea 1998 , Wang, ea 1998 ].

Нужно, наверное, упомянуть, что есть свидетельства взаимосвязанности процессов ингибирования апоптоза и активации теломеразы в раковых клетках [ Mandal ea 1999 ]. Перепроизводство белка Bcl-2 в раковых клетках сопровождается повышением уровня теломеразной активности.

ПЕРЕДАЧА СИГНАЛА ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ (СИСТЕМА СИГНАЛЬНОЙ ТРАНСДУКЦИИ)

Основные источники: Албертс Б., Брей Д., и др, 1994, Д.Фришман (канд.дисс), К.Г. Газарян (консультации ), Зинченко В.П., Долгачева Л.П., 2006 

Передача сигнала: общие сведения 

Внутриклеточная сигнализация: история изучения 

Трансмембранный перенос первичных сигналов 

ПЕРВИЧНЫЕ ПОСРЕДНИКИ (ЭКСТРАКЛЕТОЧНЫЕ СИГНАЛЫ) 

РЕЦЕПТОРЫ (РЕЦЕПТОРНЫЕ СИГНАЛЬНЫЕ БЕЛКИ) 

G-БЕЛКИ 

ЭФФЕКТОРЫ G-БЕЛКОВ 

ВТОРИЧНЫЕ ПОСРЕДНИКИ 

Нарушение систем передачи сигнала и канцерогенез 

Компоненты сигнал-передающих путей

Фосфорилирование-дефосфорилирование белков 

ПЕРЕДАЧА СИГНАЛА ОТ ФАКТОРОВ РОСТА 

Передача сигнала внутриклеточная: усилительный каскад 

  Передача сигналов рецепторами цитокинов 

STAT белки 

MAPK каскад 

Передача сигнала: cGMP путь 

Передача гормональных сигналов: аденилатциклазный путь 

Передача сигналов факторов роста семейства TGF-бета 

Взаимодействие сигналпередающих путей 

Конкретные сигналпередающие пути

КАНЦЕРОГЕНЕЗ: ВЛИЯНИЕ НА МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ КЛЕТКИ 

Онкогены и антионкогены и морфогенетические реакции клетки: введение

Ярким отличительным свойством неопластических клеток является "асоциальный" тип их поведения, связанный в первую очередь с нарушениями нормальных морфогенетических реакций - потерей контактного торможения размножения, приобретением способности к пролиферации независимо от прикрепления к субстрату, изменениями адгезионных взаимодействий, формы и подвижности клеток и т.д. Именно эти нарушения вместе с некоторыми другими свойствами, в частности способностью секретировать протеолитические энзимы и ангиогенные факторы, предопределяют инвазивный характер роста (проникновение в окружающие здоровые ткани), а впоследствии и метастазирование (образование вторичных очагов опухолевого роста) [ Ровенский ea 1998 ].

Первостепенную роль в возникновении указанных выше нарушений морфогенетических реакций играют изменения функции протоонкогенов и/или опухолевых супрессоров ( рис. 7 , рис. 8 ).

ОНКОГЕНЫ И АНТИОНКОГЕНЫ: НАРУШЕНИЕ КОНТАКТНОГО ТОРМОЖЕНИЯ 

ИЗМЕНЕНИЯ ФОРМЫ И ПОДВИЖНОСТИ ОПУХЛЕВЫХ КЛЕТОК 

ПРОТООНКОГЕНЫ: РОЛЬ В МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ КЛЕТОК 

КАНЦЕРОГЕНЕЗ: ИНДУКЦИЯ АНГИОГЕНЕЗА 

Данные, накопленные за последнее десятилетие, убедительно показывают необходимость ангиогенеза для роста подавляющего большинства злокачественых опухолей ( Folkman et al., 1971 ; O'Reilly et al., 1995 ).Формирование сети капилляров из эндотелиальных клеток, выстилающих мелкие венулы - необходимое условие для дальнейшего роста опухолевого узелка, достигшего в диаметре 2-4 мм [ Ровенский ea 1998 , Folkman, ea 1995 ].

Капиллярная сеть сначала развивается в прилежащих тканях, которые впоследствии замещаются клетками опухоли ( Warren, 1970 ; Thompson et al., 1987 ; Dvorak et al., 1988 ; Fox et al., 1993 ; Widner, 1993 ). При этом, хотя капиллярная сеть, окружающая опухоль, формируется из клеток нормального эндотелия организма- хозяина, однако заметно отличается от нормальной по морфологии ( Torry and Ronguish, 1992 ), плотности и проницаемости сосудов ( Dvorak et al., 1988 ). Плотная сеть капилляров снабжает развивающуюся опухоль кислородом, необходимыми питательными веществами, и позволяет выводить токсичные продукты жизнедеятельности опухолевых клеток. Наличие капиллярной сети облегчает также внедрение и распространение клеток метастазирующих опухолей.

Таким образом, для того, чтобы злокачественное новообразование превысило в толщину несколько слоев живых клеток, необходима высокоспециализированная система капилляров.

Экспериментальные данные последних лет позволяют предположить, что подобная сеть образуется не как результат иммунной реакции организма-хозяина, а в ответ на вполне определенные сигналы, вырабатывемые опухолевыми клетками . Лишенные возможности индуцировать образование новых капилляров, первичные и метастатические опухоли не увеличиваются в размерах ( Sheiabni and Frazier, 1995 ).

Способность неопластических клеток стимулировать пролиферацию и миграцию эндотелиальных клеток связана, очевидно, с двумя основными событиями: прекращением секреции ими факторов, ингибирующих ангиогенез (тромбоспондины и др.), и увеличением продукции цитокинов стимуляторов ангиогенеза , являющихся факторами роста и мотогенами для эндотелиоцитов (в первую очередь VEGF , а также FGF , EGF , TGF-a ), сопровождающимся повышением секреции и/или активности протеаз, обеспечивающих протеолиз внеклеточного матрикса и инвазию эндотелиоцитов в ткани новообразования.

Проблема "спящих" метастазов , способных в любой момент дать начало экспоненциально растущей опухоли , слишком хорошо знакома большинству онкологов. Современные методы не позволяют обнаружить и своевременно устранить единичные трансформированные клетки, отделившиеся от первичной опухоли. Именно в связи с этим важно понимание нормальных физиологических механизмов, эксплуатируемых прогрессивно растущими опухолями. Одним из таких механизмов является ангиогенез, или формирование микрокапилляров, без которого невозможен рост твердых опухолей, превышающих в диаметре несколько миллиметров.

Изучение ангиогенеза и естественных антиангиогенных факторов может найти широкое применение в клинической практике.

Хроническое применение ингибиторов ангиогенеза после удаления первичной опухоли, могло бы предотвратить прогрессивный рост микрометастазов , и, тем самым, возврат острой стадии заболевания.

КАНЦЕРОГЕНЕЗ: РОЛЬ В МЕТАСТАЗИРОВАНИИ 

Метастазирование - способность опухолевой клетки внедряться в окружающие ткани и перемещаться в различные участки тела. При метастазировании происходит образование вторичных очагов опухолевого роста - наиболее опасное проявление прогрессии новообразований, являющееся основной причиной смерти онкологических больных. Чтобы дать метастаз, клетка должна приобрести ряд свойств: умение проникать в глубину окружающих нормальных тканей (в том числе в кровеносные или лимфатические сосуды), способность выживать после попадания в сосуды, а затем пенетрировать их и размножаться в несвойственном для данного типа клеток микроокружении, давая новый очаг опухолевого роста [ Ровенский ea 1998 ].

Таким образом, способность к метастазированию складывается из комплекса более простых признаков , главные из которых -

-приобретение локомоторного фенотипа и

-повышенной протеолитической активности,

-способность стимулировать ангиогенез и создавать тем самым пути из очага,

-возникновение независимости от субстрата и

-подавление апоптоза.

Развитие опухолей - это сложный многоэтапный процесс, который контролируется большим числом разных генов. Каждый этап зависит от наличия или отсутствия целого ряда белков, т.е. от экспрессии или "молчания" ряда генов. Возможны разные пути реализации программы, ведущей к превращению относительно доброкачественной первичной опухоли в злокачественную и метастазирующую [ Georgiev G.P. et al., 1997 , Georgiev G.P. et al., 1998 , Lukanidin E.M., Georgiev G.P., 1997 ].

Появление каждого из "признаков метастазирования" увеличивает вероятность развития метастатического потенциала. Однако наиболее важными представляются гены и белки, такие, например, как р53 , Ras и Src , Mts1, изменения активности которых приводят к возникновению сразу нескольких компонентов метастатического фенотипа, а, кроме того, - к генетической нестабильности , облегчающей появление дополнительных признаков, необходимых для метастазирования.

Метастазирование: роль p53

Межклеточные взаимодействия в опухолях: влияние на метастазирование

Метастазы и ангиогенез

Mts1

КАНЦЕРОГЕНЕЗ: ВЛИЯНИЕ НА ДИФФЕРЕНЦИРОВКУ КЛЕТОК 

Механизмы регуляции клеточной дифференцировки являются наименее изученным аспектом действия онкогенов и опухолевых супрессоров. Вероятно, в ближайшие годы эта проблема будет привлекать к себе самое пристальное внимание исследователей.

Нарушения клеточной дифференцировки - характерная черта опухолевых клеток, широко используемая для диагностики новообразований. Особенно ярко она проявляется в гемобластозах , как правило, представляющих собой клоны клеток, как бы "замороженных" на той или иной стадии созревания. Общепринятым является представление, согласно которому меньшая зрелость лейкозных клеток является не следствием дедифференцировки зрелых клеток, претерпевших неопластическую трансформацию, а отражает их происхождение из незрелых клеток, в которых блокированы процессы дальнейшей дифференцировки ( рис. 9 ). Это положение получило весьма веские экспериментальные доказательства: при трансдукции химерного гена PML/RARa (его образование ответственно за развитие острого промиелоцитарного лейкоза , табл. 1 ), как и некоторых других онкогенов (MYC, MYB, v-erbA), незрелые гемопоэтические клетки-реципиенты действительно теряют способность дифференцироваться под воздействием ретиноевой кислоты , специфических цитокинов и других индукторов созревания [ Tenen, ea 1997 , Stunnenberg, ea 1998 , Weston, ea 1998 , Testa, ea 1998 ]. При этом интересно, что экспрессия белка PML/RARa препятствует не только миелоидной дифференцировке, но и мегакариоцитарной дифференцировке, индуцируемой в соответствующих клетках-предшественниках тромбопоэтином [ Testa, ea 1998 ].

1. My Ideas On Living In A Foreign Country
2. Тема Валютные риски и методы их страхования Выполнила Ишен Джумгал Сальпиева Жаркын Проверила
3. ТЕМА Автономная или вегетативная часть нервной системы выделяется на основе своих морфологических и функ
4. Романская лексикография донаучного периода- глоссарии раннего Средневековья Испании и Франции
5. тема 4 friendship Friendship Wht is friendship Some people will sy tht it is feeling of mutul liking between two or more people other will dd tht it is stte when one person understnds
6. Основные производственные фонды
7. Составить канонические уравнения прямой проходящей через точку М0 2; 4; 1 и середину отрезка пр
8. Пояснительная записка Программа элективного курса Анализ художественного произведения составлена с
9. Тема XV Россия при Николае I 1825 1855 Став императором Николай сделал из восстания декабристов соответств
10. Ярославский государственный педагогический университет им
11. постфольклор 1
12. Валовой внутренний продукт
13. ТЕХНІЧНЕ УЧИЛИЩЕ ’ 71rdquo; смт.html
14. Ипотечное кредитование в России и за рубежом на современном этапе
15. Особливості управління металургійними підприємствами у процесі їх реструктуризації
16. Реферат- Работа и учеба
17. ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К КВАЛИФИКАЦИОННОМУ ЭКЗАМЕНУ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОФЕССИИ РАБОЧЕГО ФОТОГРАФ
18. Типология политических партий и партийных систем
19. . Когда возникла политическая наука [question]2.
20. Энтомология методичка

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе