Онкологія-

Б.П.Копнін

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

джерело RosOncoWeb.Ru

01 0203 0405 0607
3.6. Е-кадгерінов, АРС і Ксенія - супресори, контролюючі сігнальнийпуть? -катенін / Cdk / pRb

Спадкові і спорадичні пухлини шлунково-кишкового трактадовольно часто асоційовані з мутаціями в генах Е-кадгерінов,? - Катенина, АРС і Аксінья (Табл. 1). Так, гемізиготність гермінальниемутаціі Е-кадгерінов обумовлюють розвиток спадкових формрака шлунка. Вроджені мутації одного з алелей гена? -катенінаілі Гена APC ведуть до розвитку сімейного аденоматозного поліпозакішечніка (у більшості пацієнтів спостерігаються мутації APC, режевстречаются мутації? -катеніна). В основі онкогенного еффектавсех цих мутацій лежить підвищення транскрипционной функції протоонкобелка? -катеніна, Що викликає активацію циклінзалежної киназ і інактівірующеготем самим супрессорную функцію pRb (див. Розділ 3.2.2). Така функція? -катеніна Обумовлена його здатністю транслоцироваться в ядро, зв`язуватися з транскрипційними факторами сімейства TCF / LEF іактівіровать гени, що мають в своєму складі TCF / LEF-респонсівниеелементи, зокрема ген цикліну D1 і онкоген MYC.

Е-кадгерінов - представник сімейства трансмембранних глікопротеїнів, що здійснює адгезійні міжклітинні контакти типу "зонасліпанія" (Zona adhaerence). Його внутрішньоклітинний домен связиваетсяс поруч білків, в першу чергу з b-Катенін. У цьому випадку, відбувається перемикання функції? -катеніна: Він перестає функціоніроватьв як транскрипційного фактора, а взаємодіє з актіновимімікрофіламентамі і бере участь в регуляції реорганізації цітоскелета.Характерние для пухлин шлунково-кишкового тракту, раку молочноїзалози, яєчника і ряду інших новоутворень зміни гена Е-кадгерінов (мутації, делеції, метилювання) викликають втрату експресії белкаілі зміна його локалізації в клітині, що має два важливих дляонкогенеза наслідки. По-перше, порушуються міжклітинні Контакти, а потім морфогенетические реакції клітини, а, по-друге, відбувається накопичення? -катеніна В ядрі і підвищення його транскрипционной активності (Рис. 6). В результаті стимулюється розмноження клітин і увелічіваетсяіх здатність до інвазії. Відновлення експресії Е-кадгерінав ракових клітинах за допомогою введення генно-інженерних конструкційвизивает різке уповільнення проліферації і перехід від інвазівногок неінвазивного фенотипу. Причому зростання-супрессірует ефект Е-кадгерінаобусловлівается його здатністю зв`язувати і секвеструвати b-катенин, і не залежить від того, чи відбувається при цьому відновлення межклеточнихконтактов.

Мал. 6. Регуляція транскрипционной активності? -катеніна І еенарушенія в пухлинних клітинах (пояснення в тексті).

У незв`язаному з Е-кадгерінов стані? -катенін Дуже нестабілен.Ключевую роль в регуляції його часу життя і транскріпціоннойактівності грають пухлинні супресори APC і Аксінья (Рис. 6А) .АРС пов`язує одночасно і b-катенин і Ксенія, в результаті чегообразуется складний комплекс, до якого рекрутується GSK-3b (кіназа-3bглікогенсінтетази). Фосфоріліруя певні серинові залишки? -катеніна, GSK-3b індукує зв`язування його з Е2-убиквитин-лігазой.Убіквітінірованний b-катенин направляється в протеасома, де проісходітего деградація. При стресах, що викликають активацію р53, включаетсядополнітельний механізм деградації? -катеніна (Рис. 6А). У етомслучае відбувається підвищення експресії білка Siah1, який рекрутіруетдругой тип комплексів Е2-убиквитин-лігази також і до нефосфорілірованномупо N-кінця b-Катенін. Таким чином досягається, по-видимому, більш ефективна деградація незв`язаного з кадгерінов? -катеніна.

Ймовірно, при онкогенних мутаціях Е-кадгерінов вільного? -катенінастановітся Так багато, що системи його деградації НЕ справляютсяі частина? -катеніна Виявляється в ядрі, де він проявляє свою транскріпціоннуюактівность (Рис. 6Б). У клітинах новоутворень часто реалізуетсяі інший шлях підвищення транскрипційних активностей? -катеніна, Пов`язаний з порушеннями роботи систем його деградації. Так, в клеткахопухолей товстої кишки, печінки, простати часто обнаружіваютсялібо мутації? -катеніна В ділянках, які фосфорилюються GSK-3bі взаємодіють з убіквітин-лігази, або мутації опухолевогосупрессора APC, що порушують його взаємодія з b-Катенін. або (значно рідше) мутації Ксенії, що скасовують його зв`язування сАPC або GSK-3b. (При цьому мутації APC блокують роботу обох сістемдеградаціі? -катеніна, Тоді як зазначені мутації самого? -катенінаілі Аксінья порушує тільки одну з цих систем). У результатевсех цих подій b-катенин активує транскрипцію гена ціклінаD і протоонкогена MYC, що викликає стимуляцію клітинної проліферації.

Е-кадгерінов і АРС є класичними пухлинними супрессорамі- у пацієнтів з сімейними формами відповідно раку желудкаі аденоматозного поліпозу кишечника в пухлинних клітинах наблюдаетсяінактівація обох алелей даних генів. Зміни, що відбулися ще в половойклетке успадковані зміни одного з алелей представляють собойточечние инактивирующие мутації або мікроделеції. Другий аллельінактівіруется вже в соматичній клітині. Придушення актівностівторого алелі гена Е-кадхерина нерідко пов`язане з його метилированием, а другий аллель гена АРС найчастіше інактивується в результатеделеціі ділянки довгого плеча хромосоми 5, що містить даннийген, або втрати всієї хромосоми 5. Ключова роль гермінальних мутаційAPC в генезі аденоматозного поліпозу товстої кишки подтверждаетсятем, що у трансгенних мишей з гомозиготною нокаутом цього генатакже розвиваються множинні поліпи, причому не тільки в товстому, але і в тонкому кишечнику.

Нещодавно виявлена ще одна важлива біологічна функція опухолевогосупрессора АРС. Під час мітозу він зв`язується з білками кінетохораі бере участь в організації веретена поділу. При інактивації APCнарушается взаємодія микротрубочек з кінетохор, результатомчего є часті помилки сегрегації хромосом, тобто нестабільностьгенома. Це, ймовірно, може служити поясненням більш частойвстречаемості мутацій APC в порівнянні з мутаціями? -катеніна: Крім більш ефективного блокування роботи систем деградації? -катеніна Вони ведуть також і до генетичної нестабільності, чтопрідает клітинам додаткові селективні переваги.

3.7. Компоненти сигнальних шляхів TGFb-Smad

Як пухлинні супресори класифіковані і деякі компонентисігнальних шляхів, регульованих TGF- ?. Цей цитокін, в зависимостиот типу клітин-мішеней і їх мікрооточення, може викликати остановкуразмноженія, стимуляцію диференціювання, а в деяких случаяхі апоптоз. Свої антипроліферативні і диференціювальні ефекти (вони спостерігаються в нормальних епітеліальних, ендотеліальних ігемопоетіческіх клітинах) TGF-? реалізує за наступним механізму.Его зв`язування з RII-субодиницею рецептора, яка має серин-треонінкіназной активністю, викликає рекрутування і фосфорілірованіевторой субодиниці рецептора - RI, також є серин-треоніновойкіназой. Основною мішенню кінази Tb-RI є, в зависимостиот типу клітин, білки Smad2 або Smad3 - так звані рецепторниеSmad. Їх фосфорильовані форми утворюють комплекс з білком Smad4, який транспортується в ядро і, утворюючи ще більш складні комплексис іншими транскрипційними кофакторами, функціонує в качествеактіваторов транскрипції одних генів і репрессоров інших генов.В зокрема, він репресує ген MYC і транс-активує гени інгібіторовціклінзавісімих киназ ( CKIs) p15Ink4b, p27Kip1 і p21Waf1 / Cip1, що веде до пригнічення функції Cdk4, Cdk2 і зупинці клеточногоцікла в G1. При цьому, репресія MYC грає ключову роль в проведенііантіпроліфератівного сигналу TGF- ?, так як саме вона "дозволяє"стимуляцію транскрипції генів CKI комплексом Smad2 (3) / Smad4 / Sp1 (передбачається, що Myc закриває місця посадки цього комплексав генах p15Ink4b, p27Kip1 і p21Waf1 / Cip1). При гіперекспрессііонкогена МYC, яка характерна для багатьох новоутворень людини, TGF-? не здатний викликати зниження його експресії, достаточноедля "дозволу" стимуляції транскрипції генів CKI, і в результаті TGF-? не робить антипролиферативного дії.

Инактивирующие мутації компонентів цього сигнального шляху, аіменно рецептора TGF-? (TbR-II), Smad2 і Smad4 характерні дляопухолей товстого кишечника, раку підшлункової залози, желчногопузиря, легкого, а також деяких інших новоутворень. Гермінальниемутаціі в одному з алелей генів TbR-II або Smad4 ассоціірованис розвитком сімейних форм раку товстого кишечника і шлунка. Цікаво, що у трансгенних мишей з пошкодженням одного з алелей генаTbR-II, Smad2 або Smad4 частота розвитку пухлин не підвищується, однак гетерозиготная інактивація одночасно і гена Smad4 ігена APC різко збільшує ймовірність розвитку інвазірует опухолейкішечніка. Схожа картина спостерігається у мишей з нокаутом одногоз алелей гена Smad3. У цьому випадку спостерігається розвиток в молодомвозрасте множинних метастазуючих колоректальних карцином.