<<
>>

2.2.4. ЦИКЛИЧЕСКИЕ 3’, 5-НУКЛЕОТИДЫ И ИММУНОСТИМУЛЯЦИЯ РОСТА ОПУХОЛИ

Циклические пуриновые нуклеотиды — цАМФ и цГМФ — играют важную физиологическую роль практически во всех видах обмена веществ в клетке в их фенотипическом проявлении. Помимо этот, имеются прямые указания на участке аденилатциклазной системы в контроле механизмов генетической ин­формации за счет изменения активности ферментов, регулирующих ijx к фо-

рилирование гистонов.

Обнаружено также участие цАМФ в формировании иммунного ответа и механизмах фагоцитоза. Установлена роль цАМФ и зави­симого от цАМФ фосфорилирования белков в низкоспециализированных клет­ках (фибробласты и др.) в отличие от таковой в лимфоцитах и подобных им высокоспециализированных клетках в поддержании состояния покоя и жиз­неспособности этих покоящихся клеток, а также в поді^товкс их компетен­тности к пролиферативному ответу. Следовательно, многообразие физиоло­гическою действия цАМФ реализуется на молекулярном, клеточном и орга­низменном уровнях

Хотя функции цГМФ исследованы мало, полагают, что этот нуклеотид яв­ляется антагонистом цАМФ, выполняющего роль универсального регулятора репликации, транскрипции, трансляции, активности многих ферментов, ре­гулятора размножения клеток и экстрацеллюлярною передатчика («сигнал»- молекула) специфических стимулов и информации от одних типов клеток к другим. Считают, что если цАМФ является стоп-сигналом пролиферации и одновременно пусковым сишалом дифференцировки, то цГМФ тормозит эти процессы. Однако имеются сведения о том, что цАМФ может в одних случаях функционировать как переносчик стимулирующих пролиферацию сигналов, а в других — как переносчик ингибирующих сигналов Существенное значе­ние определенною уровня цАМФ в сохранении специфической дифферен­цировки было показано на различных опухолевых и трансформированных клетках, которые восстанавливали исходную дифференцировку при увеличе­нии концентрации цАМФ внутри клетки. В то же время неопластическая тран­сформация практически всегда сопровождается статистически достоверным снижением содержания цАМФ и явно выраженным дефектом аденилатцик­лазы, фосфодиэстеразы, цАМФ-зависимых протсинкиназ, транспорта Са2* и т.

д. Следовательно, есть основания полагать, что тесно взаимосвязанная сис­тема циклические 3', 5’ -нуклеотиды — внутриклеточный Са2* является одним из основных регуляторных механизмов, обусловливающих процессы диффе­ренцировки и неопластической трансформации {Агеенко А. И., 1978; Федо­ров Н. А., 1979; Кравцова Т. Н., Агеенко А. И., 1983; Епифанова О. И. и др., 1988; Johnson G. S., 1975; Rasmussen С. D., 1982].

В экспериментах на us-мутантах онковирусов выявлена прямая корреляция между внутриклеточным уровнем цАМФ и некоторыми свойствами трансфор­мированных клеток, такими как адгезивность,морфология, нечувствительность к межклеточным контактам, увеличение агглютинируемое™ под действием растительных лектинов и др. Более злокачественные клетки характеризуются низким содержанием цАМФ и большей чувствительностью к воздействию экзогенною цАМФ или же вещества, индуцирующею ею внутриклеточный синтез. Добавление дибутирил-цАМФ и экзогенною цАМФ ингибирует рост злокачественно трансформированных клеток in vivo и in vitro, а также восста­навливает их морфологические и функциональные свойства {Кавсцкий Р. Е., 1977].

Получены противоречивые данные об индукции экспрессии «ранних» ге­нов (fos и myc) пролиферативною ответа под воздействием цАМФ. Установ­лено, что влияние цАМФ на экспрессию протоонкогенов myc и fos зависит как от типа клеток, так и особенностей действия митогена. Вероятнее всею, клетки, проходящие пререплякативный период, нуждаются в двухфазном из­менении концентрации цАМФ. Иными словами, согласно представлениям некоторых исследователей, стимулирующеевоздействие цАМФ на синтез ДНК

ограничено ранними пролиферативными событиями, а в последующем такие клетки требуют снижения уровня цАМФ [Olashaw N. Е. ct al., 1984; Rah W. et al., 1986}. По мнению W. Kan и соавт, (1986), экспрессия протоонкогенов lbs и myc может регулироваться под контролем ЭФР с использованием Са2* и цАМФ в качестве кооперирующих цитоплазматических переносчиков.

S. Manam и соавт.

(1989) представили данные, позволяющие предполагать, что изменение обмена фосфолипидов, Са2* и активности протеинкиназы С (уве­личение) может быть основным компонентом пути, который приводит к быс­трой ранней экспрессии протоонкогенов с-тус и c-fos. В отличие от этого цАМФ может играть существенную роль в пролонгированной индукции c-fos под действием сыворотки и поздней экспрессии с-тус в процессе двухфазной стимуляции под действием различных ФР.

В дальнейшем при развитии пролиферативного процесса с включением «поздних» генов пролиферативного ответа (семейство ras) увеличение внут­риклеточного содержания цАМФ сначала приводит к активации протоонко­гена ras, а затем к снижению экспрессии этого гена, как полагают, в результа­те посттранскрипционной регуляции [Chiarugi V. ct al., 1985; Blomhoff Н. К. etal., 1987; Franks D. J. etal., 1987; Spina A. et al., 1987}. Следовательно, цАМФ в культивируемых и в неспециализированных клетках регулирует их размно­жение, выполняя функцию как ингибитора пролиферации, так и стимулятора данного процесса. Это происходит вследствие увеличения чувствительности покоящихся клеток к ФР и изменения экспрессии протоонкогенов пролифе­ративного ответа, предшествующего синтезу ДНК и митозу. .

В неопластически трансформированных клетках стимуляция их размно­жения онкобелком р21гм приводит к увеличению концентрации цАМФ в ран­нем пререпликативном периоде [Franks D. Y. et al., 1985]. В то же время до­бавление экзогенною цАМФ, вызывающее реверсию трансформированною состояния клеток NIH/3T3, не изменяет повышенной экспрессии онкогена ras. Это свидетельствует об участии цАМФ в процессах, непосредственно нс зави­сящих от функции данного гена [Ridgway A. G. et al., 1988}. При обосновании механизма опухолевой трансформации клеток щитовидной железы с участи­ем цАМФ была отмечена избирательная активация каскада цАМФ, характе­ризовавшегося ранней и преходящей экспрессией протоонкогена с-тус [Маеп- haut С. ct al., 1991 ]. . ..

Итак, на многих тест-системах установлено, чтонеопластически трансфор­мированные клетки имеют низкий внутриклеточный уровень цАМФ, который не зависит от плотности клеток.

Дело в том, что в культурах нормальных кле­ток, когда их плотность становится критической, они прекращают деление и уровень цАМФ резко возрастает, т. е. происходит контактное ингибирование роста. Трансформированные же клетки, наоборот, при высокой клеточной плотности продолжают деление, и уровень цАМФ при этом остается таким же или еще больше снижается [Johnson G. S., 1975].

Вместе с тем во многих быстрорастущих неоплазмах, наоборот, иногда оп­ределяется высокое содержащие цАМФ и при повышенном уровне цАМФ сти­мулируется синтез ДНК. Вероятно, такие противоречивые данные можно объ­яснить сложностью взаимосвязей в этой регуляторной системе клетки. Оче­видно, цАМФ активирует фосфорилирование регуляторных и структурных клеточных белков. Предполагают, что морфологическая нормализация тран­сформированных клеток цАМФ обусловлена его действием на активность поверхностных гликозилтрансфераз. Таким образом, большая совокупность

признаков воздействия цАМФ, характеризующих трансформированный фх?- нотип.клеток in vitro, находится под контролем цАМФ Подучены менее убе­дительные данные, свидетельствующие о влиянии цАМФ на процессы диф­ференцировки, так как наблюдались и повышение, и снижение дифференци­ровки при воздействии цАМФ на клетки. Анализ исследовании, посвящен­ных изучению участия протоонкогена туе (с учетом концентрации цАМФ) на разных этапах дифференцировки, позволяет прийти к заключению о том. что, вероятно, только на одном этапе (предшествующем терминальной дифферен­цировке) необходимо изменение экспрессии этою ієна и, по-видимому, про- тгонкогена fos. Возможно, этим и объясняются противоречивые данные об участии цАМФ в дифференцировке |Lomo J. et al., 19X7; Nepven A et al., 19X7; Tsuda H. et al., 19X7; Connoly J. A. ct al., 19X8; Freytag S. 0., 19XX|.

Внутриклеточная концентрация цАМФ зависит от взаимодействия несколь­ких факторов: активности аденилатцикдазы, локализованной на поверхности клеточной мембраны и регулируемой гормонами; скорости деградации под дей­ствием фосфодиэстсразы (цАМФ может активировать синтез этою фермента) и выхода цАМФ в межклеточное пространство.

В клетках хлокачсственных новообразований нарушается, как полагают, взаимодействие аленилатцикла- зы с мембраной, что приводит к снижению базальною уровня цАМФ. Получе­ны данные, согласно которым аленилатниклаза трансформированных клеток утрачивает способность активироваться гормонами, специфичными для этих клеток (Chlapowski F. J. et al., ,975).

В экспериментах на многих тест-системах обнаружено, что в нсопдасти- чсски трансформированных клетках внутриклеточная концентрация цАМФ обычно в 2—К) раз меньше, чем в соответствующих нормальных прототипах. Показано, что в нредлейкозном периоде у мышей активность адснилатцикла- зы и уровень цАМФ даже несколько повышаются (Mcnahan L. A ., Kemp R. G., 1976). Однако на более поздних этапах лсйкозоіснсза содержание цАМФ сни­жается вследствие резкою увеличения (в 2—4 раза) активности фэосфэодиэстс- разы. Очевидно, снижение уровня внутриклеточного цАМФ в клетках пока- чественнмх новообразований обусловлено, вероятнее всею, ускоренным раз­множением клеток, а нс переключением их на путь автоматизации. Аналогич­ная картина, как известно, наблюдается при стимуляции пролиферации куль­тур клеток путем добавления свежей сыворотки, тогда как с увеличением на­сыщенности культур в стационарной фазе роста концентрация цАМФ возрас­тает. Следует обратить внимание на то, что в некоторых случаях были получе­ны разноречивые результаты, если авторы этих экспериментов нс учитывали специфику используемой сыворотки, а также нспролифюрируюшис клетки в трансформированных культурах. При этом необходимо помнить, что метабо­лические характеристики нормальных и трансформированных покоящихся клеток различны (Gionti Е., Lawrence D. А., 1977; Nico,ini С., Belmont А., 19821- Важно отмстить, что разработано мною разных критериев, позволяющих иден­тифицировать покоящиеся нормальные и неопластически трансформирован­ные клетки (Wallen С. A. ct al., 1984; Tolsma S. S. et al., 19X8).

Наиболее низкое содержание цАМФ отмечено в период митоза, причем в нормальных клетках этот показатель уменьшается в большей степени, чем в трансформированных клетках.

Непосредственное действие цАМФ в качестве сигнала к делению в момент снижения уровня этою нуклеотида доказывается снятием стимулирующею митоз эффюкта при действии протеаз или сыворот­ки в результате добавления дибутирил-цАМФ, но только в течение 3 мин пос-

;ic обработки протеазами. Вместе с тем пока неясно, действительно ли во всех случаях изменение поверхности плазматических мембран приводні к измене­нию концентрации цАМФ. Нс учтено также, ассоциировано ли снижение внутриклеточноп) уровня цАМФ с аденилатцнклазой или фосфод и эстеразой или является следствием более интенсивной утилизации цАМФ в процессе митоза. Наконец, нс выяснен принципиальный вопрос, является ли измене­ние концентрации единственным или основным связывающим фактором между поверхностной мембраной и ядром клетки. Предполагают, что значительное снижение содержания внутриклеточного цАМФ в период фаз S и М клеточ­ного цикла является следствием возрастающей активное ги фосфодиэстеразы в эти периоды по сравнению с таковым вфазе G,. С помощью дибутирил-цАМФ доказывается пусковая роль критической внутриклеточной концентрации цАМФ в переходе клеток из фазы G, в митоз. После добавления дибутирил- цАМФ наблюдалась задержка пика митозов без изменения синтеза ДНК, в то время как удаление дибутирил-цАМФ из среды в конце фазы S, наоборот, ус­коряло пик митозов. На этом основании предполагают, что цАМФ регулирует клеточный цикл, влияя на процесс митоза.

Возможно, что и неопластическая трансформация клеток также связана с изменением в системе аденилатциклаза— фосфодиэстсраза цАМФ, рейди­рующей уровень внутриклеточноп) цАМФ. Поскольку цАМФ, очевидно, ини­циирует деление клеток, можно предполагать, что в трансформированных клетках из-за нарушения функционального контакта между ними это дейст­вие цАМФ «выпадает» вследствие неспособности клеток либо войти в соот­ветствующий физико-химический контакт, либо образовать достаточную кон- цен грацию цАМФ, или в результате нарушения связи между инициированием фазы S и цАМФ, или, наконец, наступления этой фазы при концентрации цАМФ более высокой, чем в нормальных клетках. Следует подчеркнуть, что в быстрорастущих нормальных клетках уровень цАМФ значигслыю меньше, чем в медленно растущих. Остановка роста клсюк в культуре сопровождается рез­ким увеличением концентрации цАМФ. Этою свойства полностью лишены злокачественно трансформированные клетки, в чем, по-видимому, заключа­ется основной дефект реіуляции их роста. Правда, пока неясно, какой меха­низм обеспечивает постоянно низкий внутриклеточный уровень цАМФ и де­лает ею независимым от воздействия окружающей среды.

Активность аденилатциклазы в трансформированных клетках значитель­но понижена, что нарушает синтез цАМФ из АТФ. Адени ла і циклаза локали­зуется в плазматических мембранах, структуры и функции которых наиболее сильно изменены в неопластичсски трансформированных клетках. В то же время активность фосфодиэстарсза цАМФ в таких клетках нс отличается от нормы. Следовательно, грансформированныс клетки способны поддерживал, раснал цАМФ на уровне, свойственном нормальным клеткам. Таким образом, нарушения согласованной деятельности двух основных і])ермеіттов метаболизма цАМФ в процессе опухолевой трансформации лежат в основе глубоких изме­нений обмена этою универсального реіулятора клеточных функций.

Проведено сравнительное исследование влияния іуанилатниклазы, ^юсфо- диэстсразы цГМФ и уровня цГМФ на параметры пролиферации в нормальных и трансформированных фибробластах в культуре INesbiu J. A. et al., 1976]. Сти­мулирование іуанилатциклазьі под действием ФР фибробласт»» не обнаруже­но. Активності, этого фермента низкая в гсченис фазы лоїарифмичсскою ро­ста и возрастает при замедлении росла с увеличением насыщенности кулыур.

В клетках, трансформированных Ki-MSV, активность іуанилатциклазы нс проявлялась. Трансформация клеток почки крысы Ki-MSV, Ha-MSV и RSV (штамм Шмидта-Руппина) приводит к снижению активности фермента в клет­ках. После трансформации фибробластов BALB/3T3 онкорнавирусами (Мо- MSV, Ha-MSV и Ki-MSV) или SV40, мстил Хол антреном или после спонтан­ной трансформации активность гуанилатциклазы также уменьшается, но ее еще можно измерить. Активность фосфодиэстеразы цГМФ несколько возрас­тает при вступлении клеток в стационарную фазу. В двух клонах почечных клеток крысы, трансформированных Ki-MSV, активность этот фермента не выявлялась и снижалась в третьем клоне клеток. Трансформация почечных клеток Mo-MSV и RSV почти не влияет на активность фосфодиэстеразы. Об­наружено, что снижение этого показателя в процессе грансформации нс было вызвано потерей активатора указанного фермента. Уровень цГМФ в трансфор­мированных онковирусами клетках почки крысы оказался значительно ниже, чем в нормальных клетках в насыщенной культуре. Это связано со значитель­ным снижением активности гуанилатциклазы после трансформации клеток. Следовательно, представленные факты не согласуются с мнением о том, что цГМФ способствует росту фибробластоподобных клеток;

Участие цАМФ в неопластическом превращении клеток в последнее вре­мя связывают с функционированием микроканальцевых структур — харак­терного фиброзного каркаса клеток эукариотов. Основными функциями мик­роканал ьцев является обеспечение формы клетки и клеточной поверхности, движения хромосом при митозе, внутриклеточною транспорта. Установлено, что эти функции контролируются цАМФ. Тубулинмономсрная единица мик­роканальцевых элементов служит субстратом для цАМФ-зависимой протеин­киназы. Препараты тубулина обладают киназной активностью, стимулируемой цАМФ. В частности, обнаружено, что антимитотический алкалоид винблас- тин, связывающийся с тубулином, блокирует антипролиферирующий эффект цАМФ в * трансформированных клетках.

Выше отмечалось, что взаимосвязанная система циклических нукле­отидов — Са** опосредует нс только регуляцию роста клеток и их дифферен­цировку, но и иммуногенез, и функциональное состояние иммунокомпетент­ных клеток. Известно, что биологические эффекты циклических нуклеотидов в первую очередь определяются их концентрацией и перераспределением Са2* в клетке, являющеюся одним из основных посредников в передаче митоген­ною сигнала через мембрану лимфоцита |Hart D. А., 1981; Rasmussen Н. et al., 1982; Toyoshima S. ct al., 1982; Lichtman A. H. et al., 1983]. Установлено, что увеличение концентрации цГМФ после взаимодействия лимфоцита с внекле­точным сигналом происходит в результате не прямой активации фермента этим сигналом, а активации цитозольной гуанилатциклазы Са2* [Hardman J. G. et al., 1971J. Показано, что при бластом атозном процессе, как правило, имеет место изменение активности таких мембранно-связанных ферментов лимфо­цитов, как аденилатциклаза, фосфодиэстераза и АТФ аза [Hardman J. G. et al., 1971; Ellegard I. ct al., 1975]. Первые два фермента, как отмечалось, обуслов­ливают внутриклеточный уровень циклических нуклеотидов (цАМФ и цГМФ), а АТФаза способствует изменению электролитною баланса, в том числе и каль­циевою, играющего важную роль при запуске механизмов, которые обеспечи­вают стимуляцию лимфоцитов [Ellegard 1. et al., 1975; Freedman M. N., 1979].

А. И. Агеенко иТ,Н. Кравцова (1982, 1983, 1985) исследовали уровень цАМФ и цГМФ;-АТФазную активность, транспорт Са2* в лимфоцитах пери-

Рис 17 Содержание цАМФ (а) и цГМФ (б) в лимфоцитах хомяков.

I - содержание в норме, 2 • в контроле с трансплантацией клеток нормальных орга­нов. 3 • в опыте с опухолью Rapp HSV2. По оси ординат • концентрация циклических нук­леотидов (пмоль на 1(Р клеток).

фсрической крови и лимфатических узлов. Определяли трансмембранный потенциал их плазматической мембра­ны в процессе аденовирусного канцеро­генеза (сирийские хомяки + вирус SA7(C8)J и при росте у хомяков пере­вивной опухоли RappHSV2, вызванной фибробластами, трансформированными вирусом простого герпеса типа 2 (фиб­робласты вводили в защечный мешок).

Оказалось, что у хомяков с перевивной опухолью содержание цАМФ в лимфо­цитах в 1,5—2 раза выше, а уровень цГМФ в 2,2 раза ниже, чем в контроле (рис. 17). Соответственно этим измене­ниям модифицировалось отношение цАМФ:цГМФ. У нормальных животных оно составляло 8,3, а у хомяков с пере­вивной опухолью — 3,2. Следует отметить, что концентрация циклических нук­леотидов в лимфоцитах хомяков, которым вводилась взвесь клеток нормаль­ных органов, не отличалась от контроля. Таким образом, изменения концен­трации циклических нуклеотидов в лимфоцитах происходят только тогда, когда животным перевивают опухоль, и не зависят от антигенных различий. Оказа­лось, что в лимфоцитах хомяков как общая АТФазная активность (в 1,7 раза), так и активность Na*-, К*-зависимой АТФазы (на 60%) и Са^-зависимой АТ­Фазы (на 40%) выше у животных с перевивными опухолями. Аналогичные сдвиги активности АТФаз (зависимых от Na*, К*. Mg2* и Са2* имелись в лим­фоцитах и тимоцитах хомяков в период прогрессивного роста опухолей (30, 40 и 50-й день после появления опухолевого узла), индуцированных вирусом SA7(C8). Если же хомякам вводили клетки нормальных органов, то такою по­вышения АТФазной активности нс наблюдалось.

Известно, что транспорт Са2* является одним из основных механизмов ак­тивации иммунокомпетентных клеток. Вполне очевидно, что обнаруженные нами изменения в концентрации цАМФ и цГМФ в лимфоцитах животных в период прогрессивного роста перевивных и вирусиндуцированных опухолей оказывают определенные воздействия на перераспределение в них Са2*. Дей­ствительно, у животных-опухолсносителей КонА нс увеличивал поглощение Са2* лимфоцитами периферической крови и даже немного снижал транспорт Са2* в лимфоциты лимфатических узлов. В то же время КонА увеличивал бо­лее чем в 2 раза транспорт Са2* в лимфоциты периферической крови и лимфа­тических узлов хомяков обеих контрольных групп (рис. 18).

Исследование кинетики поглощения Са2* лимфоцитами показало, что под действием КонА этот процесс у животных-опухолсносителей не активирует­ся во времени (рис. 19). К 15-й минуте поглощение Са2* достигало максимума, равного поглощению Са2* без митогена. В обеих контрольных группах, наобо­рот, под действием КонА происходило увеличение поглощения Са2* лимфо­цитами, развивающееся во времени и достигающее максимальных значении к 60-й минуте инкубации (см. рис. 19). С помощью реакции бласттрансформа- ции было установлено, что активность лимфоцитов лимфатических узлов хо- мяков-опухоленосителей по отношению к КонА понижена, тогда как индек­сы стимуляции лимфоцитов узлов контрольных животных обеих групп прак­тически не отличались.

159

б

І’мс. JK. Нлияние КонА на поглощение кальция лимфоцитами периферической крови (а) и лим­фатических углов (б) хомяков. I • контроль; 2 • контроль е трансплантацией меток нормаль­ных органов; .< • опухоленосители; А • бег КонА. И - с КонА. По оси ординат - концентрация 4'Са в пмоль на 1(Р (а) и НУ (б) клеток.

Рис. 19. Кинетика поглощения 4'Са лимфоцита­ми лимфатических углов хомяков в отсутствие и при добавлении КонА.

/ - контроль плюс КонА; 2 - контроль с тран­сплантацией клеток нормальных органов плюс КонА; - контроль бег митогена. 4 • контроль бег митогена. < -лимфоциты животных-оп\ко- ясное ителсй плюс КонА: б ■ то же бег митогена. По оси абсциі е - время (мин). По оси ординат • концентрация * Со Iпмоль на НУ меток).

Итак, у хомяков-онухолсноситслсй копошение Са2* лимфоцитами нс ак­тивировалось КонА, оставаясь на уровне контроля, а их реактивность, оцени­вая в реакции бласттрансформании, 6i.lt а снижена. Одновременно в этих же иммунокомпетентных клетках изменялось соотношение цАМФдіГМФ. Нельзя ИСКЛЮЧИТЬ, что резкое повышение уровня цАМФ в лимфоцитах и понижение копнен грации цГМФ препятствовали ак і икании КонА транспорта Са2* в эги к. їстки, поскольку известно, что цГМФ (К) 'М) может усиливать транспорт Са4, индуцированный КонА, а дибутирил-нА МФ (К)2—1()4М) ингибирует этот процесс (Freedman М. N et al., 1975J. Помимо этою повышенная, активность Са2*-зависимой АТФазы в лимфоцитах хомяков-онухолсноситслсй, вероятно, поддерживает низкую внутриклеточную концентрацию Са'4. Таким образом.

совершенно очевидно, что у животных с прогрессивным ростом опухоли на­рушена одна из первичных биохимических сіадий, приводящих к активации лимфоцитов, а следовательно, и к митогенезу, индукция транспорта Са2* в лимфоциты | Кравцова Т. Н., Агеенко А. И., 1983J.

Эги факты, свидетельствующие о нарушении первичных стадий активации иммунокомпетентных клеток при опухолевом росте, были подтверждены так­же нами при исследовании трансмембранного потенциала тимоцитов интакт­ных хомяков и хомяков-опухоленосителей. Оказалось, что мембрана лимфо­цитов животных с прогрессивным ростом опухоли гиперполяризована несколь­ко больше, чем мембрана нормальных тимоцитов (рис 20, 21). Известно, что изменение трансмембранною потенциала лимфоцитов играет существенную роль при передаче митогенною стимула [Gerson D. F., Kiefer Н., 19К1 ]. Ины­ми словами, эпектричсский потенциал плазматической мембраны иммуноком­петентных клеток наряду с изменениями соотношения цАМФ:цГМФ и тран­спорта Са2* также является одним из первичных факторов, обусловливающих функциональную активность лимфоцитов. Следовательно, изменение всех перечисленных выше параметров физиологических реакций иммунокомпетен­тных клеток у животных-опухолсносителей СВИДСТСЛЬСТВуСТ о нарушении у них первичной стадии активации

Рис. 20. Влияние валиномицина (В), грамицидина (Г) и КС1 на флюоресценцию ilis-CrfS) в t успетии ти­моцитов интактных хомяков (а) и хомяков-опухоле­носителей (б).

в - калибровочная кривая. По оси ординат - интен­сивность флюоресценции (отн. ед.). Кривые - объяс­нение см. в тексте.

Рис. 21. Флюоресценция dn-Cf-(5) в суспензии тимо­цитов интактных хомяков (а) и хомяков-опухолено­сителей (б)

В • валиномицин ! - контроль- 2 - опыт Среда ин­кубации содержала / мМ 'дГТА (а) или I иМ Са2' (б) По оси ординат - то же, что на рис. 20

X 1—173

ш

В последующей серии экспериментов бьиа предпринята попытка исследо­вать роль і ~»МФ в усилении роста опухоли, опосредованном лимфоцитами сингенных животных, с целью выявления общих механизмов стимуляции не­зависимо O'[IV]- природы индуктора [ Агеенко А И и др , 1978]

На основании анализа приведенных выше работ можно сделать вывод о том, ч го обратная зависимость между внутриклеточным содержанием цАМФ и уров­нем митотической активности является универсальной закономерностью нор­мальною и опухолевою фенотипов Вместе с тем этот вывод следует прини­мать с осторожностью, поскольку в оценке роли цАМФ в регуляции пролифе­ративной активности нсопластически трансформированных клеток существует ряд трудностей, основная из которых состоит в выборе нормального юмолога для установления исходною уровня цАМФ Совершенно очевидно, что для решения этою вопроса необходима адекватная система с использованием оп­ределенною типа опухолевых клеток, нос заведомо разными темпами роста стимулированным и обычным Исходя из этого, бьиа изучена кинетика роста к определено содержание внутриклеточного цАМФ клеток одного типа опухоли SA7(C8)-capKOM, вызванных у мышей линии СВА аденовирусом обезь­яны SA7(C8), с ускоренным и обычным темпом роста Как и в ранее описан­ных экспериментах, рост опухоли стимулировали неиммунными сингенными спленоцитами в соотношении 1 10 Критерием оценки темпов роста опухоли служил индекс массы опухоли, который вычислялся в динамике роста сарком на 10-, 20- и 30-й день В эти же сроки канцерогенеза определяли'в клетках этих же сарком внутриклеточное содержание цАМФ (рис 22, 23)

Как видно из рис 22, имеется линей­ное нарастание массы опухоли, клетки которой вводили сублетально облученным животным в смеси с неиммунными синген­ными спленоцитами в соотношении I К) Темпы роста опухоли, тестируемые по ди­намике изменения массы, возрастают к 20- му дню с момента их возникновения и сни­жаются по сравнению с контролем в пери­од от 20-го до 30-го дня носительства но­

рме 22 Кинетика роста саркомы SA7(C8)

1 - опухоль, стимулированная нормальными лим­фоцитами в соотношении / 10 2 - опухоль не сти­мулированная нормальными лимфоцитами По оси абсцисс - время (дни) По оси ординат - масса опу­холи (г)

Рис 23 Внутриклеточное содержание цАМФ на раз­ных стадиях канцерогенеза SA7 (С8)

эо

вообразований при сохранении различий по абсолютной массе (13,6 г в груп­пе с ускоренным ростом против 12,1 г в контроле, р>0,05). Возможно, сбли­жение темпов роста сарком в экспериментальной и контрольной группах за счет ускорения их роста в контроле свидетельствует о том, что увеличение массы опухолей с определенного этапа их развития — в значительной мере процесс автоматический, зависящий от накопления «критической массы» опухолевых клеток. Достижение этой массы саркомами, обработанными спленоцитами, происходило быстрее, чем в контроле. Следовательно, можно сделать вывод, что факторы, обусловливающие ускорение роста опухоли в исследованной системе, действуют в течение длительного времени (сокращение сроков ла­тентного периода и нарастание темпов увеличения массы опухолей до 20-го дня), после чего вступают в силу другие факторы, определяющие кинетику роста SA7(C8)-capKOM.

К сожалению, в рамках данного эксперимента нельзя ответить на вопрос, в какой степени ускорение роста опухоли в исследованной системе вызвано на­следуемыми изменениями неопластически трансформированных клеток, учи­тывая, что опухоль представляет собой систему взаимодействующих субпопу­ляций с исходно различными свойствами. Однако в любом случае из представ­ленных экспериментов следует, что при определенных условиях взаимодейст­вие опухолевых клеток с популяцией клеток интактной селезенки может быть существенным фактором опухолевой прогрессии.

Обнаруженная корреляция (см. рис. 23) между внутриклеточным содержа­нием цАМФ и темпами роста опухоли указывает на то, что использованный в данной работе биологический индуктор ускорения роста опухоли (нормаль­ные спленоциты) не обладает какими-либо отличиями в регуляции пролифе­рации клеток сарком (определяется концентрацией цАМФ). Это, естествен­но, тем самым подчеркивает универсальность роли данного нуклеотида в обес­печении клеточной пролиферации. Иными словами, четко показана обратная зависимость между темпами роста SA7(C8)-capKOM, стимулированных спле­ноцитами от интактных сингенных мышей, и уровнем внутриклеточного цАМФ. При этом следует подчеркнуть, что использование в описанных эк­спериментах одного типа клеток опухоли с заведомо разными темпами роста позволяет связать изменения в концентрации внутриклеточного цАМФ с уси­лением их пролиферативной активности. Эго особенно важно, если учесть, что вариации содержания цАМФ в опухолевых клетках от нормальной) до повышенного и пониженной) уровней (см. выше) могут отражать главным об­разом не только изменения ростовых потенций опухоли, но и особенности метаболизма клеток различных типов злокачественных новообразований.

Представлена математическая модель иммуностимудяции роста опухоли (Агеенко А. И., Вериго В. В., 1987]. Показана принципиальная возможность существования нетривиальною стационарною решения модели, соответству­ющего временной стабилизации роста опухоли при стабилизации популяций лимфоцитов — эффекторов и супрессоров. Устойчивость этою решения оце­нивается по линейному приближению с помощью известных неравенств, вы­текающих из критерия Рауса — Гурвица (Айзерман М. А., 1958], и при воз­можности идентификации всех структурных параметров модели она может быть оценена для конкретной экспериментальной ситуации.

Значительные упрощения, сделанные при составлении модели, требуют от­носиться к полученному результату с определенной осторожностью. Однако он может служить дополнительным аргументом в пользу существования эф­фекта иммуностимудяции роста опухоли, а также иллюстрирует целесообраз­на

ность применения метода математическою моделирования при исследовании динамики t .южных биологических процессов.

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

Еще по теме 2.2.4. ЦИКЛИЧЕСКИЕ 3’, 5-НУКЛЕОТИДЫ И ИММУНОСТИМУЛЯЦИЯ РОСТА ОПУХОЛИ:

  1. 1.2 ЦИКЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПОВТОРНОГО ЗАКАЗА
  2. Циклические, или периодические, изменения.
  3. 1.2.П. ЦИКЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПОВТОРНОГО ЗАКАЗА
  4. Циклическая безработица
  5. СИНДРОМ ПОГЛОЩЕНИЯ В МЕЖДУНАРОДНОЙ ПОЛИТИКЕ
  6. Циклический, или переложный, тип пространственной структуры популяций оседлых животных
  7. 9.4.1. Циклические изменения
  8. О циклических правилах в деривационной морфонологии
  9. Вопрос 2. Инфляция.
  10. 8. Накопление и занятость. Абсолютный и относительный спрос на труд
  11. Циклическое отношение к Политическому
  12. § 1. Два основных понимания всемирной истории: унитарно-стадиальное и плюрально-циклическое