Онкологія-

Б.П.Копнін

Російський онкологічний науковий центр ім. Н.Н.Блохина РАМН, Москва

джерело RosOncoWeb.Ru

01 0203 0405 0607
3.4. Продукти гена INK4a - p16INK4a і pARF - регулюють актівностьpRb і р53

Наступним після р53 по частоті змін в різних новообразованіяхчеловека є ген INK4a, розташований в короткому плечі хромосоми9 (сегмент 9р21). Його винятковою особливістю є одновременноекодірованіе двох негомологічних ядерних білків - p16INK4a і pARF (продукти альтернативних рамок зчитування), кожен з которихвиполняет супресорні функції (Рис. 5).

Мал. 5. Ген INK4a кодує два негомологічних білка, виполняющіхразние функції.

p16INK4a пов`язує циклин-залежні кінази Cdk4 і Cdk6 і препятствуетобразованію їх функціонально активних комплексів з цикліни D, які, фосфоріліруя pRb, ініціюють вхід в S фазу клеточногоцікла. pARF має здатність стабілізувати і актівіроватьбелок р53, порушуючи його взаємодія з білком Mdm2 (див. раздел3.3). Крім того, у нього виявлено та р53-незалежні функції. Так, він може також безпосередньо взаємодіяти з основною мішеньюpRb - білком E2F і блокувати його активність. Крім того, онпоніжает стабільність транскрипційного фактора HIF-1 (див. 3.3.2і 3.5.3), пов`язуючи його a-субодиницю.

Активність p16INK4a і pARF підвищується при експресії ряду вірусних (E1A) або клітинних (RAS, RAF, MYC і ін.) Онкогенов. Такий еффектобусловлен присутністю в гені INK4a респонсівних елементів длятранскріпціонного фактора E2F, який активується багатьма онкогенамі.Такім чином, нормальне функціонування продуктів гена INK4aеффектівно запобігає подальше розмноження клітин, в которихпроізошла активація будь-якого із представників великої группионкогенов. Крім того, експресія p16INK4a підвищується при образованіімежклеточних контактів, що забезпечує контактна торможеніеразмноженія клітин.

У трансгенних мишей з гомозиготною нокаутом гена INK4a, визивающімпотерю експресії обох його білкових продуктів, спостерігається високаячастота виникнення в молодому віці різних новоутворень, переважно фібросарком і лімфом (також як у мишей з інактівірованнимр53). Цікаво, що практично така ж картина наблюдаетсяі у мишей з перебудовою гена INK4a, що приводить до втрати експрессіітолько білка pARF. На відміну від цього у мишей, які втратили експрессіюp16INK4a, але зберегли експресію pARF, немає істотного повишеніячастоти виникнення пухлин (відзначається лише рідкісне вознікновеніемеланом, що не спостерігається в батьківських лініях мишей). У культурахin vitro мишачі фібробласти, які не експессірующіе обидва продукти генаINK4a, як і фібробласти, в яких инактивирован тільки pARF, легко трансформуються онкогенами сімейства RAS. У той же времядля Ras-індукованої трансформації клітин, які не експрессірующіхтолько p16INK4a, необхідно додаткове дію кооперірующіхонкогенов, таких як MYC або E1, подібно до того, як це наблюдаетсяв випадку нормальних клітин.

У людей гермінальних мутації в одному з двох алелей гена INK4aассоцііровани зі спадковою схильністю до развітіюмеланом шкіри (синдром диспластичних невусів). Частина з етіхмутацій інактивує тільки p16INK4a, не порушуючи функцію pARF.В зв`язку з цим передбачається, що синдром диспластичних невусовсвязан з порушенням функції саме p16INK4a. У клітинах наследственнихі спорадичних меланом виявляються зміни обох аллелейгена INK4a, тобто даний ген поводиться як класичний опухолевийсупрессор. Найчастіше друга (соматична) мутація представляетсобой делецию гена INK4a, що веде до інактивації як p16INK4a, так і pARF. Мутації, делеции і метилування гена INK4a, визивающіепотерю експресії одного або обох його білкових продуктів, частонаблюдаются не тільки в спадкових і спорадичних меланомах, але і у великій групі інших неспадкових новоутворень: раку підшлункової залози, стравоходу, жовчних шляхів, сечового міхура, Т- і По-клітинних гострих лімфолейкоз, мезотеліома, анапластіческіхастроцітомах, гліобластомах і ін.

3.5. Пухлинний супресор PTEN регулює клітинний цикл і апоптоз, модулюючи сигнальний шлях PI3K-PKB / Akt

До пухлинних супрессорам, часто уражається в різних новоутвореннях людини, відноситься і ген PTEN. Його гермінальних мутації викликають хворобу Коудена, яка полягає в спадкової схильності до розвитку гамартом, найчастіше в мозку, молочної та щитовидної залозах. Інактивація PTEN характеризує також і значну частину різних неспадкових пухлин - гліоми, менінгіоми, меланоми, раки нирки, матки, молочної та передміхурової залоз. При цьому на початкових стадіях захворювання виявляється, як правило, делеция тільки одного з алелей гена PTEN, тоді як в пухлинах, які перебувають на пізніх стадіях розвитку, частіше інактивовані обидва алелі. У трансгенних мишей з нокаутом одного алеля гена PTEN відзначається розвиток в молодому віці найрізноманітніших новоутворень: аденокарцином кишечника, лейкозів, лімфосарком, гермінальних пухлин і др.Белковий продукт гена PTEN складається з 403 амінокислот і має високий ступінь гомології з фосфатази подвійний специфічності (дефосфорилюється і тирозинового, і серин / треонінових амінокислотні залишки). Його особливістю є здатність дефосфорілірованний не тільки білки, а й ліпіди, зокрема фосфатидил-інозит (3,4,5) трифосфат (PIP-3) - найважливішу мету фосфатидил-інозітід-3`-кінази (PI3K), що бере участь в регуляції клітинного циклу та апоптозу. Саме ця активність білка PTEN відповідальна, мабуть, за його супрессорную функцію. Про це свідчить зокрема той факт, що більшість мутацій, які виявляються в пухлинних клітинах, картуються в фосфатазной домені і скасовують дефосфорілірованіе PIP-3, пригнічуючи таким чином сигнальний шлях PI3K-PKB / Akt. Так як онкоген PKB / Akt пригнічує мітохондріальний шлях індукції апоптозу по кількох механізмів (пригнічує Bad, активує Bcl2 і т.д.), втрата функції PTEN робить клітини менш чутливими до багатьох апоптогенних стимулам. У клітинах з інактивованих PTEN спостерігається також і стимуляція клітинної проліферації (підвищення експресії PKB / Akt збільшує рівень цикліну D). Відновлення функції PTEN в пухлинних клітинах призводить, в залежності від клітинного контексту, або до апоптозу (рак простати), або до зупинки клітинного циклу у G1 (гліобластоми рак нирки). Слід зауважити, що клітини глтобластоми і раку нирки стають при цьому сенсибілізованими до дії додаткових апоптогенних стімулов.PTEN бере участь, мабуть, і в регуляції адгезії і міграції клітин. Його N-кінцевий домен гомологичен Тензін - білку, взаимодействующему в фокальних контактах з Актинові цитоскелетом. Дефосфоріліруя тирозинового залишки кінази фокальних контактів FAK, PTEN може пригнічувати утворення фокальних контактів і распластиваніе клітин, а також їх рух.