<<
>>

1.2.1. ОНКОГЕНЫ ИММОРТАЛИЗАЦИИ

Принято считать, что именно с иммортализации (бессмертия, т. с. приоб­ретением клетками способности бесконечно пролиферировать) начинается процесс канцерогенеза независимо от его природы (вызванный онкогенами вирусов, химическими канцерогенами, радиацией или при спонтанной ма- іигнизации in vitro).

В нормальных тканях, как известно, с развитием диффе­ренцировки, т. е. с повышением их специаіизации и снижением плюрипо­тентности, всегда прогрессивно снижается способность их клеток к митозу, что обычно выражается пределом Хэйфлика (наиболее плюрипотентная эм­бриональная клетка живет не более 50 делений). Клетки же с активирован­ными генами иммортализации приобретают как минимум три основных свой­ства, инициированных этими генами. Во-первых, они постоянно пролифери­руют, т. е. для них не существует ограничений, обусловленных пределом Хэйфлика, — продиферативно они бессмертны. Во-вторых, у них блокиро­ван процесс конечной дифференцировки. В-третьих, они могут вступить в процесс промоции, индуцированный химическим промотором {Connan G. et al., 1985; Glaichenhaus М. et al., 1985; Coppolla J. A., Cole M. D., 1986; Garrett С. T., 1986; Klein G., Klein E., 1986). Например, четко показано, что онкоген c-myc или v-myc, приводя клетки к состоянию иммортализации, полностью блокирует их дифференцировку и такие клетки приобретают спо­собность постоянно пролиферировать независимо от наличия ФР [Falcone G. et al., 1985; Rapp U., 1985; Dmitrovski E. et al., 1986; Clarke M. F. et al., 1988; Coppolla J. A. et al., 1989).

Следовательно, первая стадия канцерогенеза — стадия инициации обус­ловливается стабильной активацией генов иммортализации (протоонкоге­нов) или же интеграцией в клеточный геном экзогенных онкогенов имморта­лизации опухолсродных вирусов. Ее главным выражением является имморта-

лизация клетки, геном которой при этом приобретает способность вступать во вторую стадию канцерогенеза — промоцию.

Иными словами, иницииро­ванная клетка с активированными или итерированными (вирусными) гена­ми иммортализации хотя и приобретает способность бесконечно пролифери­ровать, тем нс менее еще не имеет фенотипическую характеристику неоплас­тически трансформированной клетки. Иммортализированные клетки не ту- морогенны, т. е. не способны при трансплантации изологичным животным или особям с иммунодепрессией вызывать опухоли (не растут в системе in vivo).

К генам иммортализации (или инициации) можно отнести myc, ген р53, ген большого Т-антигена вируса полиомы pit и SV40, ранний ген аденовиру­сов EIA [Glfichenhaus М. et al., 1986; Linder S., Marshall H., 1990]. Общим для этих генов является то, что они кодируют ядерныс белки, связывающиеся с ДНК и ядерным матриксом, и то, что активация их осуществляется с помощью механизмов, не изменяющих нуклеотидную последовательность кодирующего участка гена, т. е. посредством амплификации, присоединения к сильному промотору и метилирования (Агеенко А. И., 1986; Eisenman R. N. et al., 1985; Lee W. M. et al., 1985; Garrett С. T., 1986; Klein G„ Klein E., 1986; Martin P., 1986]. Таким образом, иммортализирующий эффект этих генов обусловливается чаще их неизменным продуктом — ядерным онкобелком. Учитывая это, можно предположить, что к генам иммортализации также относятся и другие онкогены, кодирующие ялерные белки, а именно myb, fos, ets, jun и ski |Klempnauer К. A., Sippel A., 1987; Halazonetis T. D. et al., 1988; Abate C. et al., 1989]. Короткоживущис ядсрные белки — продукты генов v- myb и c-myb — участвуют в процессах, влияющих на рост и дифференциров­ку клеток многих типов. Интактные белки — продукты генов v-myb и c-myb также могут активировать транскрипцию посредством myb-связывающего участка, локализованного между остатками 204 и 254 [Weston К., Bishop J., 1989]. Установлено, что v-myb-N-концевой повтор онкобелка p48vroyb необхо­дим для трансформации [Ibanez С. Е., Lipsik J. S., 1988]. Идентифицирован также С-концевой домен p48v myb, необходимый для роста трансформирован­ных v-myb миелобластов в мягком агаре, но не для морфологической тран­сформации.

Трансформирующие белки jun и fos формируют белковый ДНК-связыва- ющий комплекс (гетсродимср), который, специфически взаимодействуя с регуляторным элементом транскрипции у млекопитающих (АР-1 + связыва­ющий участок jun-бслка), оказывает прямое влияние на транскрипцию [Abate С. et al., 1989; Meinkoth J. et al., 1989; Storms R. W., Bose H. R., 1989]. Важно, что белки fos и Fra (еще два белка Fos-related antigens) обеспечивают длительное увеличение общей связывающей ДНК активности фактора тран­скрипции АР-1 [Sonnenberg J. L. et al., 1989]. Обнаружена положительная регуляция jun АР-1 под действием продуктов онкогена Е1А аденовирусов [De Groot R. et al., 1991]. Установлено, что АР-1-связывающие сайты продукта протоонкогена c-fos могут опосредовать индукцию эпидермальным ФР и 12- о-тетрадеканол-форбол-13-ацстатом [Fisch Т. М. et al., 1989]. Весьма сущес­твенно, что АР-1 активирует промотор гена коллагеназы типа IV, который, как оказалось, высокогомологичен промотору полиомавирусов. Очевидно, это один из путей в иммортализированных клетках экспрессии злокачествен­ного фенотипа.

В. Quatin и R. Breathnach (1988) обнаружили, что эпидермальный ФР сти

мулирует транскрипцию гена c-jun и это есть первичный ответ клеток. Эти данные подтверждают гипотезу, согласно которой усиленная экспрессия ге­нов, кодирующих факторы транскрипции, является важным элементом в ме­ханизме передачи сигнала, что и обеспечивает длительный транскрипцион­ный ответ клеток на ФР. На системе миелоидных клеток показано, что индукция экспрессии генов c-fos и c-jun под действием src-гена или сыворот­ки приводит к транскрипционной активности гена (51-ТФР (Brichenall- Roberts М. et al., 1990]. При этом белок рр60*гс мог «заменять» потребность в сыворотке путем стимулирования связывания с АР-1-комплексом (51-ТФР- промотора, опосредованно вызывая тем самым индукцию транскрипции (51- ТФР. Следовательно, продвижению сигналов, приводящих к изменению ак­тивности гена, благоприятсвуют продукты онкогена, в частности, ФР или их рецепторы.

Белки jun и fos, как это было продемонстрировано, активируют транскрипцию ієна в ответ на стимуляцию клеток. Наряду с этими белками в активации онкогенов участвуют ФР и другие стимуляторы (например, нерв­ный импульс, который действует через белки jun и fos) (Marx J. L., 1988].

В отношении онкогена jun следует напомнить, что этот ген был открыт в 1986 г. у вируса 17 саркомы птиц (название происходит от японского слова ju — папа, что означает 17), вызывающею фибросаркомы у цыплят. Белок jun действует совместно с белком fos. Ген вирусного белка v-jun характеризу­ется отсутствием нуклеотидной последовательности, кодирующей 27 амино­кислот, которая содержится в клеточном белке jun. Вирусный ген v-jun имеет несколько мутаций, являющихся следствием замещения аминокислот. В за­раженных вирусом клетках всегда наблюдается свсрхэкспрессия вирусного белка jun, избыток которого и приводит к неопластической трансформации. Идентифицированы родственные онкої ены jun В и jun D. Очевидно, сущес­твует семейство генов jun. Ген jun D кодирует белок, который на С’-конце молекулы имеет область, узнающую ту же последовательность ДНК, что и продукт гена клеточного белка c-jun (РЕА1/АР-1 или чувствительный к ко- канцерогену элемент). Оба белка способны к трансактивации, однако в отли­чие от генов c-jun и jun В трансактивация гена jun D не усиливается под действием сыворотки и ТФР [Иігаі S. I. et al., 1990; Vogt P., 1992]. Дія преоб­разования гена jun в активный онкоген необходимы два изменения; деления аминокислотной проксимальной области и удаление З'-нетранслируемой пос­ледовательности, вызывающей нестабильность мРНК. Помимо активации транскрипции генов, онкоген jun стимулирует синтез ДНК.

Следует обратить внимание на то, что амплификация не всегда сопровож­дается пропорциональным повышением уровня транскрипции. Это указывает на транскрипционную некомпетентность некоторых онкогенов, в частности гена c-myc [Nepven A. et al., 1985]. Иногда происходит повышение уровня транскрипции с-тус в нетрансформированных клетках (например, в покоя­щихся фибробластах) и регулируется постгранскрипцинно ФР (Blanchard J.

М. et al., 1985].

С помощью компьютерного анализа идентифицированы сходные по пер­вичной и вторичной структуре участки большого Т-антцгена SV40, Е1А- белка аденовируса и онкобелков с-тус и v-myc [Figge J. et al., 1988; Moran E., 1988]. Во всех случаях эти последовательности нуклеотидов были локализо­ваны в доменах, ответственных за трансформацию. Авторы считают, что структурное сходство выявленных участков онкобелков коррелирует с общей биологической функцией (реіуляция клеточного деления), присущей данным белкам.

Показано, что экспрессия генов иммортализации (c-myc, v-myc, pit — ген большого Т-антигена SV4O и ген Е1А аденовирусов) вызывает в клетках генетическую нестабильность на хромосомном и молекулярном уровнях, при­водящую к резкому возрастанию уровня сестринских хроматидных обменов (СХО), а также к увеличению числа клеток с измененным кариотипом (Сеті С. et al., 1986; Leopold Р. et al., 1986]. В неопластически трансформированных клетках, т.е. когда начинают функционировать онкогены, обусловливающие опухолевый фенотип (ras или pmt), уровень СХО сравним с таковым в нор­мальных клетках. Полагают, что клетки с резко нестабильным геномом пос­тепенно элиминируются из популяции.

Предпринимаются дальнейшие попытки определения молекулярных ме­ханизмов иммортализации клеток человека. Например, J. W. Shay и соавт. (1991) постулируют существование двух различных стадий (Ml и М2), кото­рые необходимо преодолеть клеткам для того, чтобы прогрессировать не по программе нормального старения, а стать бессмертными. Приводятся данные о том, что в некоторых случаях потери функций антионкогенов Rbl и р53 моїут быть двумя событиями, необходимыми для преодоления стадии М-1 в фибробластах человека, хотя не было показано непосредственное участие этих двух генов. Предполагается, что иммортализация клеток человека про­дуктами гена pit вирусов полиомы и SV40, ранним белком ЕА1 аденовирусов и белками Е6 и Е7 вируса папилломы человека типа 16 (HPV 16) может быть вызвана отчасти обходом стадии Ml путем удаления Rbl- и р53-генных про­дуктов. Генетическая нестабильность и другие факторы также могут способ­ствовать инактивации М2-мсханизмаи последующей индукции иммортализа­ции.

Установлено также, что онкоген v-rel иммортализует лимфоидные клетки цыплят и v-abl-лимфоциты мышей, но не один из этих двух онкогенов не делает «бессмертными» фибробласты. Продукты генов вируса Эпштейна- Барр — мембранные белки EBNA-1 и EBNA-2 — эффективно иммортализу- ют В-лимфоциты человека |Sugdcn В., 1989].

Итак, иммортализация клетки необходима, но недостаточна для ее пре­вращения в опухолевую, т. е. для завершения процесса онкогенеза и, следова­тельно, инициированная клетка (с активированным клеточным или интегри- рованным вирусным онкогеном иммортализации) еще не приобретает фено­типической характеристики опухолевой клетки {Garrett С. Т., 1986; Graf Т. et al., 1986; Klein G., Klein E., 1986; Nambu M. et al., 1986].

<< | >>
Источник: Агеенко А.И.. Лицо рака. — М.: Медицина,1994. — 240 с., ил. — 33. 1994

Еще по теме 1.2.1. ОНКОГЕНЫ ИММОРТАЛИЗАЦИИ:

  1. ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ
  2. Канцерогены
  3. Этиология и патогенез
  4. КЛЕТОЧНЫЕ ОНКОГЕНЫ, АНТИОНКОГЕНЫ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ O KAHUEPOTEHE3E
  5. ОПУХОЛИ СИСТЕМЫ КРОВИ
  6. СОДЕРЖАНИЕ
  7. ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ОПУХОЛЕВОГО РОСТА
  8. ПРЕДИСЛОВИЕ
  9. Глава 1. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ НЕОПЛАСТИЧЕСКОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ:ОНКОГЕНЫ И АНТИОНКОГЕНЫ
  10. 1.1. МНОГОСТУПЕНЧАТОСТЬ ОПУХОЛЕВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ КЛЕТОК IN VITRO И IN VIVO
  11. 1.2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ПРИРОДА И КЛАССИФИКАЦИЯ ОНКОГЕНОВ
  12. 1.2.1. ОНКОГЕНЫ ИММОРТАЛИЗАЦИИ
  13. 1.2.2. РАННИЕ ГЕНЫ ПРОЛИФЕРАТИВНОГО ОТВЕТА. СЕМЕЙСТВО ОНКОГЕНА МУС
  14. 1.2.3. ИММОРТАЛИЗИРУЮЩИЕ И ТРАНСФОРМИРУЮЩИЕ ГЕНЫ ДНК-СОДЕРЖЛЩИХ ОПУХОЛЕРОДНЫХ ВИРУСОВ ГРУППЫ полиомы