Онкологія-

Б.П.Копнін

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

джерело RosOncoWeb.Ru

01 02
1.2. Механізми виникнення характерних властивостей неопластіческойклеткі

Придбання сукупності перерахованих властивостей пов`язано з нарушеніямів сигнальних шляхах, контролюючих реакцію клітини на екзогенниеі ендогенні регулюючі чинники. Ключову роль в їх вознікновеніііграют зміни регуляції клітинного циклу, апоптозу, міграції деяких інших базових процесів життєдіяльності клітини.

1.2.1. Порушення регуляції клітинного циклу

Порушення регуляції клітинного циклу лежать в основі таких важнейшіхсвойств неопластической клітини як самодостатність в проліфератівнихсігналах (знижена потреба в зовнішніх сигналах для ініціації підтримки проліферації) і нечутливість до зростання-супрессірующімсігналам. Крім того, вони в значній мірі визначають генетіческуюнестабільность і порушення диференціювання клітини.

У процесі підготовки клітини до поділу і освіти з неї двухнових клітин спостерігається кілька фаз - G1 фаза, в якій ідетподготовка до синтезу ДНК S фаза - період реплікації ДНК G2 фаза, в якій йде підготовка до мітозу, і, нарешті, власне мітоз- процес поділу клітини на дві нові. Утворилися дочерніеклеткі можуть відразу увійти в новий мітотичний цикл або временновийті з нього в G0 фазу - стадію спокою. "мотором" клеточногоцікла є активація послідовно змінюють один другаціклінзавісімих киназ (Рис. 4). Кожна з циклінзалежної кіназпредставляет собою холоферментний комплекс, що складається з собственнокаталітіческой субодиниці (Cdk) і регуляторної субодиниці -цікліна. Зв`язування з циклінів збільшує кіназного актівностьCdk і, крім того, визначає їх локалізацію та субстратную спеціфічность.Уровень експресії кожного з циклінів і, в меншій мірі, Cdk, направлено змінюється в певні фази клітинного циклу. Так, вихід клітини зі стадії спокою і вхід в фазу G1 визначається образованіемкомплексов циклінів D (D1-D3) з Сdk4 або Cdk6 (в залежності оттіпа клітин). Перехід з G1 в S пов`язаний з утворенням комплексовцікліна E з Сdk2, і т.д. Вхід в мітоз, наприклад, обумовлений образованіемкомплексов Сdk1 (інше і більш поширена назва - Cdc2) з циклінів В

Рис.4. Загальні принципи регуляції клітинного циклу в нормальнойклетке. Вхід в цикл і просування по ньому визначається последовательнойактіваціей різних циклінзалежної киназ (Cdk). Підвищення іхактівності ініціюється сигналами від рецепторів ростових факторові интегринов (рецепторів білків позаклітинного матриксу), визивающімісложний каскад подій, що приводить до активація групи МАР-кіназ- ключових регуляторів Cdk. Центральну роль в негативній регуляцііразмноженія клітин клітин відіграють інгібітори циклин-залежних кіназ (CKI) - білки сімейств Ink4 і Cip / Kip. Для пухлинних клітин характерниізмененія, що ведуть до перманентної стимуляції активності ціклінзавісімихкіназ і придушення функції їх інгібіторів.

Крім зв`язування з цикліни, активність Сdk регулюється ізмененіяміфосфорілірованія їх певних амінокислотних залишків (за такуюрегуляцію відповідальні фосфатази Cdc25 і протеїнкінази CAK, Wee1) і зв`язуванням з так званими CKI - інгібіторами Cdk. CKI -группа білків, що складається з двох сімейств. Представники семействаCip / Kip (p21WAF1 / CIP1, p27KIP1 і p57KIP2) інгібують разлічниекомплекси Cdk2, відповідальні за вхід і просування по S фазе.В меншій мірі вони пригнічують активність комплексів циклін B / Cdc2, відповідальних за вхід в мітоз. З іншого боку, вони не пригнічують, а навіть активують комплекси циклин D / Cdk4 (6), які оперують в раннейG1 фазі. Члени сімейства Ink4 (p16INK4a, p15INK4b, p18INK4c, p19INK4d) безпосередньо взаємодіють з Cdk4 (6). При цьому, связиваяCdk4 (6), що знаходяться в складі активних комплексів з цікліномD і білками Cip / Kip, вони витісняють білки Cip / Kip, направляючи їхня на зв`язування з Cdk2. Тому підвищення активності білків Ink4, зокрема пухлинного супрессора p16Ink4a, викликає як прямоеінгібірованіе активності комплексів циклін D / Cdk4 (6), так і непрямоеблокірованіе комплексів циклін E / Cdk2 і циклін А / Cdk2.

Вихід спочиває клітини з фази G0 і вступ її в мітотіческійцікл ініціюється різними зовнішніми стимулами, в першу очередьразлічнимі секретується цитокінами, що належать до группефакторов зростання. Крім цього, для поділу більшості типів нормальнихклеток необхідно також і взамодействия специфічних рецепторовклеткі - интегринов - з певними білками позаклітинного матриксу (фібронектином, колагеном і ін.). Зв`язування рецепторів зі своімілігандамі - ростовими факторами і білками позаклітинного матрікса- індукує автофосфорилювання внутрішньоклітинних доменів рецепторові подальше їх взаємодія з багатьма сигнальними белкамі.Следствіем цього є стимуляція пересічних сігнальнихпутей і активація так званих МАР (Mitogen Activated Protein) кіназного каскадів. Кінцеві продукти цих каскадів - серин-треоніновиекінази ERK1 / 2, JNK і р38 - транслоціруется з цитоплазми в ядро, де вони фосфорилируют безліч субстратів, що, врешті-решт, і призводить до активації циклінзалежної киназ, ініціює входв S фазу.

Дія більшості зростання-інгібуючих факторів (цитокінів тіпаTGF-b, контактного гальмування при встановленні міжклітинних контактів, пошкоджень ДНК і інших внутрішньоклітинних порушень) засновано наактіваціі інгібіторів циклінзалежної киназ (CKI) сімейств Ink4і Cip / Kip, що призводить до зупинки клітинного циклу в так називаемихчекпойнтах ( checkpoints, звіряльні точках). Залежно від тіпарост-ингибирующего і молекул, залучених до його розпізнавання, спостерігається зупинка клітинного циклу в G1, S, G2 фазах або вмітозе. При цьому, затримка в G2 пов`язана як з активацією CKI семействаCip / Kip, так і з підвищенням активності ряду інших молекул, інгібірующіхфункцію комплексів циклін В / Cdc2, а зупинка в мітозі - з ізмененіяміактівності молекул, контролюючих конденсацію хромосом і разделеніесестрінскіх хроматид (Рис. 5 ).

Рис.5. Активація Чекпойнт клітинного циклу (позначені черниміпрямоугольнікамі) при різних зростання-інгібуючих впливах.

Для пухлинних клітин характерні генетичні зміни, що викликають, з одного боку, перманентну стимуляцію сигнальних шляхів, актівірующіхСdk4 (6) і Cdk2, а з іншого боку - порушення в шляхах передачісігналов, які опосередковують активацію Чекпойнт у відповідь на зростання-інгібірующіесігнали. Перший тип змін виникає в основному в результатеактівірующіх мутацій так званих протоонкогенов - нормальнихкомпонентов шляхів передачі різних мітогенних сигналів (див.розділ II.2) і призводить до самодостатності в проліфератівнихсігналах, тобто здатності неопластической клітини постійно генеріроватьвнутрі себе сигнали до розмноження, в нормі що виходять від внешніхстімулов. Інактивація Чекпойнт, що забезпечує нечувствітельностьк зростання-ингибирующим сигналам і генетичну нестабільність, чащевсего обумовлена дисфункцією т.зв. пухлинних супресорів, до которимотносятся і деякі з CKI.

Із змінами регуляції клітинного циклу пов`язані і нарушеніядіфференціровкі неопластичних клітин. Реалізація большінствадіфференціровочних програм вимагає виходу клітини з мітотіческогоцікла в стадію спокою (G0). Перманентна стимуляція размноженіяклеток і нечутливість до дії зростання-інгібуючих цитокінів, які є одночасно індукторами диференціювання (таких какTGF-b) нерідко призводять до блокування або перекручення процессовдіфференціровкі.

1.2.2. Зміни морфології і руху клітин

Верхні поверхи сигнальних шляхів, які активуються зв`язуванням рецепторовростових факторів і интегринов зі своїми лігандами, ответственниза стимуляцію не тільки розмноження, а й руху клітин. Поетомумногіе з цитокінів є одночасно і митогенами, і мотогенамі (наприклад, EGF, HGF / SF, PDGF і ін.). Активація G-білків семействаRas і фосфатіділінозіт-3-кінази (PI3K), що знаходяться на пересеченіісігнальних шляхів від багатьох рецепторів, веде до підвищення актівностікак МАР-кіназ - ключових регуляторів клітинного циклу, так і малихГТФ-аз сімейства Rho (Rho, Rac, Cdc42) , що грають центральну рольв реорганізації цитоскелету і регулювання руху клітин.

Мал. 6. Верхні поверхи сигнальних шляхів, які активуються рецептораміростових факторів, контролюють як розмноження, так і двіженіеклеток.

Для пухлинних клітин характерні генетичні зміни (актівірующіемутаціі рецепторних тирозинкіназ, протоонкогенов сімейства RASі ін. - Див. Розділ II.2), що викликають конститутивний стімуляціютакой сигналізації (Рис. 6). В результаті виникають клітини з повишеннимпроліфератівним потенціалом, характерними змінами морфології збільшеною здатністю до міграції, а, отже, і до інвазівномуросту і метастазування. Клітка з такими змінами, що виникли, наприклад, в результаті активації протоонкогенов RAS, пріобретаеттакже і здатність самостійно продукувати і секретіроватьряд митогенов / мотогенов, включаючи VEGF (Vascular Endotelial GrowthFactor), стимулюючий розмноження і спрямовану міграцію окружающіхендотеліоцітов, тобто неоангіогенез.

1.2.3. Відсутність репликативного старіння (імморталізаціі)

Відомо, що при культивуванні in vitro людські фібробластипосле 60-70 поділів перестають розмножуватися і зупиняються, переважно в G1 фазі клітинного циклу. Дуже рідко, приблизно одній клітці з декількох мільйонів, відбуваються спонтанниемутаціі, що скасовують зупинку клітинного циклу. Однак потомкіетой клітини діляться ще близько 10 разів і знову зупиняють своеразмноженіе, а потім поступово гинуть. Перша зупинка клеточногоцікла отримала назву "ранній криза", Або стадіяМ1, а друга зупинка і загибель клітин стали визначатися терміном"криза", Або стадія М2 репликативного старіння. У пользутого, що зупинка і загибель клітин пов`язана саме з числом предшествующіхклеточних поділів, а не просто з астрономічним часом, проведеннимвне організму, в умовах in vitro, свідчить дві группифактов. По-перше, в культурах фібробластів, отриманих від ембріоновілі від молодих людей, криза настає пізніше, ніж в культурахфібробластов, отриманих від літніх людей. По-друге, якщо до настання стадії М1 фібробласти НЕ пересаджувати, вони образуютплотную культуру і, в результаті контактного гальмування, остановятсяв G1. У цьому стані вони можуть перебувати досить довго, по крайнього заходу 2-3 місяці, а потім, після пересадки, знову начнутразмножаться до тих пір, поки не пройдуть свої 60-80 поділів. Вето час їх аналоги, які не зупиняли своє розмноження, ужедавно загинули. Таким чином, астрономічний час пребиваніяв культурі може бути збільшено, а незмінним залишається число клеточнихделеній до настання кризи. Якщо ж якісь клітини ізбегаюткрізіса (спонтанна частота такої події настільки низька, чтоее навіть важко зареєструвати, але певні маніпуляції сгеномом або експресія деяких клітинних і вірусних онкогеновмогут значно збільшити ймовірність цієї події), то клеткімогут вже розмножуватися нескінченно довго. Це визначається терміномімморталізація клітин, тобто придбання безсмертя.

В основі лічильно-огранічітельтного механізму, детермінірующегореплікатівное старіння клітин, лежить прогресивне укороченіетеломер (кінцевих ділянок хромосом) в міру поділу клітин. ДНКтеломер, що представляє собою понад тисячу повторів гексануклеотідаTTAGGG, в силу відомої проблеми реплікації кінців лінійної ДНК, синтезується в повному обсязі, і при кожному акті реплікації, т.е.после кожного клітинного ділення, теломери коротшають. Согласнотеломерной гіпотезі прогресивне вкорочення теломер приводитк того, що вони досягають якоїсь критичної мінімальної довжини, коли сенсорні системи починають розпізнавати їх як аномальниеструктури ДНК і індукувати зупинку клітинного циклу, подобнотому, як це відбувається при ДНК-ушкоджують впливах. Іменноето, як зараз передбачається, і викликає фазу М1 реплікатівногостаренія (ранній криза). При порушеннях в сигнальних системах, що детермінують зупинку клітинного циклу, клітини з укороченнимітеломерамі будуть продовжувати ділитися, поки теломери практіческіне зникнуть і перестануть виконувати свої функції, тобто предотвращатьрекомбінаціі і злипання хромосом. Тоді хромосоми втратять своюцелостность і настане так звана генетична катастрофа, або стадія М2 репликативного старіння (Рис.7).

Мал. 7. Теломерная механізм репликативного старіння клітин людини

Відсутність в пухлинних клітинах людини репликативного старіння (імморталізаціі) пов`язане з включенням спеціального механізма.В його основі лежить здатність специфічного ферменту теломеразидостраівать недорепліцірованние теломерні повтори і поддержіватьтакім чином їх постійну довжину. Теломераза складається з несколькіхсуб`едініц, включаючи РНК-матрицю і TERT (Telomerase Reverse Transcriptase), що представляє собою зворотну транскриптазу, що синтезує ДНКповторов гексануклеотіда TTAGGG з РНК-матриці. Предполагаетсясуществованіе і інших, т.зв. ALT (альтернативних) механізмів поддержаніядліни теломер, заснованих на гомологичной рекомбінації ДНК теломер.Включеніе експресії TERT, каталітичної субодиниці теломерази, індукується зміною експресії певних онкогенів (див.розділ II.2) або пухлинних супресорів. Так, воно може бути визваноактіваціей онкогена Myc і інактивацією пухлинного супрессорар53. Крім цього, істотний внесок в імморталізаціі неопластіческіхклеток вносять порушеннями роботи охоронних механізмів, осуществляющіхостановку клітинного циклу при порушення структури ДНК, в частностіпрі зникнення теломерна повторів (див. Розділ 1.2.1).

При звичайних умовах культивування in vitro в деяких тіпахклеток людини, наприклад в епітеліоцитах, спостерігається остановкаклеточного циклу через 10-15 поділів - т.зв. фаза М0 реплікатівногостаренія. Така зупинка не пов`язана, по-видимому, з ізмененіемдліни теломер, а обумовлюється активацією CKIs, в частностіp16INK4a, у відповідь на якісь внутрішньоклітинні зміни, визиваемиенеадекватностью умов in vitro. Так фаза М0 в кератіноцітахілі епітеліоцитах молочної залози може бути скасована при культівірованіііх на підкладці фібробластів в середовищі без сироватки, але з достаточнимсодержаніем набору певних факторів росту. Схожа сітуаціянаблюдается в культурах фібробластів та інших клітин гризунів, які входять в кризу через 10-15 поділів in vitro несмотряна дуже велику довжину теломер і високу активність теломерази переважній більшості клітин. Як і в разі епітеліальнихклеток людини, криза в клітинах гризунів може бути предотвращенподбором адекватних умов культивування (певний длякаждого типу клітин позаклітинний матрикс і набір цитокінів), у зв`язку з чим він отримав назву "культуральний шок"(Culture shock). Таким чином, зовсім недавно з`ясувалося, чтоу клітин гризунів, на відміну від клітин людини, немає механізмаподсчета числа поділів (тобто вони як би спочатку імморталізованиблагодаря конститувною активності теломерази, поддержівающейдовольно велику довжину теломер), а їх реплікативного старіння представляетсобой артефакт, пов`язаний з неадекватністю умов in vitro.Опісанние раніше події, що викликають імморталізаціі фібробластовгризунов (інактивація пухлинних супресорів р53, pARF) або отменуфази М0 в епітеліоцитах людини (інактивація пухлинних супрессоровp16Ink4a, pRb) запобігають активацію Чекпойнт клітинного циклани відповідь на внутрішньоклітинні зміни, що накопичуються при неправільномкультівірованіі клітин. Крім того, вони можуть скасовувати індукціютермінальной диференціювання факторами сироватки великої рогатогоскота, яка є причиною артефактних репликативного стареніянекоторих типів клітин, наприклад щурячих олигодендроцитов і шванновскіхклеток.

1.2.4. Зміни регуляції апоптозу

Апоптоз викликається різними сигналами, як фізіологіческімі- експресією спеціальних кілерних цитокінів, змінами гормональногостатуса (циклічне ремоделирование ендометрія матки, возрастнаяінволюція тимуса та ін.), Так і не-фізіологічному - разлічнимівнутріклеточнимі ушкодженнями або несприятливими условіямі- нестачею факторів росту, ушкодженнями ДНК, гіпоксією і т.д .У регуляції апоптозу виділяють два основних етапи: фазу індукції (прийняття рішення) і фазу екзекуції (виконання вироку). Последняяосуществляется шляхом активації каспаз - сімейства цістеіновихпротеіназ, що розщеплюють свої субстрати по залишкам аспартатовойкіслоти. Розщеплення каспазами 3, 6, 7 (так звані ефекторні, або страчують каспаз) ряду ключових субстратів, зокрема інгібіторовнуклеаз, Ламін - ядерних цитоскелетних білків і т.д., приводитк фрагментації ДНК і деструкції клітини. Каспаз присутні вцітоплазме у вигляді проензімов і активуються до повністю функціональнихпротеаз шляхом розщеплення проензиму на велику і малу суб`едініциі подальшого відщеплення від них N-кінцевих доменів. Потім суб`едініцисобіраются в активні олігомери. Розщеплення прокаспаз можуть осуществлятьразлічние протеази, в тому числі і інші каспаз.

Існує два принципово різних сигнальних шляху, пріводящіхк активації ефекторних каспаз 3, 6, 7 (Рис. 8). Один з них ініцііруетсясвязиваніем специфічних кілерних лігандів (Fas-ліганд, TNF-AИ ін.) Зі своїми рецепторами, так званими рецепторами смерті, що викликає рекрутування до них адаптерних білків і прокаспаз, зокрема прокаспази 8 (докладніше - див. Розділ Недоспасова). агрегація молекул прокаспази 8 достатня, щоб ініцііроватьіх аутопроцессірованіе (розщеплення) і утворення активних формкаспази 8, яка, в свою чергу, процесує до активних формеффекторние каспаз.

Мал. 8. Два основні шляхи активації каспаз і індукції апоптозу.

При альтернативному шляху індукції апоптозу ключову роль іграютмітохондріі, тому його називають мітохондріальних шляхом. Він ініціруетсяглавним чином різними повреждающими впливами, визивающіміувеліченіе проникності мітохондріальної мембрани і вихід в цітоплазмуряда мітохондріальних білків, зокрема цитохрому С, которийсвязивается з білком APAF-1 і стимулює утворення його олігомеров.Ето, в свою чергу викликає рекрутування на образовавшійсякомплекс молекул прокаспази-9, їх агрегацію, аутопроцессірованіеі формування активного комплексу каспаз-9. На наступному етапепроісходіт рекрутування на цей комплекс молекул прокаспази-3і їх процесування до активних форм, які розщеплюють ключевиемішені і викликають апоптоз. Слід зауважити, що пошкодження істресси призводять до виходу з мітохондрій не тільки цитохрому С, але і ряду інших молекул, зокрема протеази AIF (ApoptosisInducing Factor). AIF також стимулює апоптоз, викликаючи расщепленіеряда ядерних білків каспазонезавісімим шляхом. Таким чином, мітохондріальнийпуть індукції апоптозу включає кілька незалежних механізмів (Рис. 9). При цьому, існує взаиморегуляции сигнальних шляхів, що активуються рецепторами смерті і повреждающими впливами (Рис. 8). Так, активація каспаз 8, викликана активацією рецепторовсмерті, не тільки безпосередньо активує ефекторні каспаз, ної індукує збільшення проникності мітохондріальної мембраниі активацію регуляторної каспаз 9. З іншого боку, при поврежденіяхі стресах може спостерігатися підвищення експресії рецепторів смерті-Fas і Killer / DR5. Таким чином, проапоптотическими сигнали амплифицируют, що дозволяє надійніше досягати необхідного ефекту.

Мал. 9. Механізми мітохондріального шляху індукції апоптозу.

Ключову роль в регуляції проникність мітохондріальної мембранидля цитохрому С і AIF грають білки сімейства Bcl2, подразделяющіесяна кілька підродин і володіють або проапоптотическими, або антиапоптотическими активностями. Передбачається, що антіапоптотіческіебелкі (Bcl-2, Bcl-X, і ін.), Локалізуючись в мембранах мітохондрій, закривають канали, через які здійснюється викид цітохромаС і AIF. Проапоптотическими молекули (Bax, Bad та ін.) При апоптогеннихсігналах переміщаються з цитоплазми в мітохондріальні мембрани, де взаємодіючи з інтегральним білком зовнішньої мітохондріальноймембрани VDAC, стимулюють відкриття каналу, через який, в частностісекретіруется цитохром С. Крім того, білки підродини Bax образуютгетеромерние комлекс з білками Bcl2, Bcl-x, що, можливо, откриваетзакритие до цього канали.

Для пухлинних клітин характерні генетичні зміни, ведущіек ослаблення обох шляхів індукції апоптозу. Так, в них закономернообнаружіваются:

втрата експресії на поверхні клітини рецептора смерті Fas;

порушення проведення апоптогенних сигналу до мітохондрій (наприклад, при інактивації пухлинних супресорів р53 і PTEN);

інгібування проникності мітохондріальної мембрани для цітохромаС і AIF, внаслідок змін експресії білків сімейства Bcl2;

блокування активації ефекторних каспаз (наприклад, при потереекспрессіі білка APAF-1 в результаті метилювання його гена);

різке зменшення часу життя каспаз зважаючи на їх зв`язування сбелкамі IAP (Inhibitors of Apoptosis), експресія яких повишаетсявследствіе активації протоонкогенов Ras, PKB / Akt (див. розділ II.2) або інактивації пухлинного супрессора PTEN

1.2.5. генетична нестабільність

Генетична нестабільність - це збільшення ймовірності вознікновеніяі закріплення в ряді клітинних поколінь різноманітних ізмененійгенома. Важливість придбання цієї ознаки для освіти злокачественнойопухолі пов`язана з тим, що саме генетична нестабільність, разом з постійно йде відбором, забезпечують накопичення в однойклетке відразу декількох мутацій в онкогенах, пухлинних супрессорахі інших генах, які надають клітині сукупність необхідних дляобразованія пухлини властивостей. Генетична нестабільність популяційопухолевих клітин складається з 4 основних типів порушень:

а) зменшення точності відтворення генетичної інформації, а саме зниження точності реплікації ДНК і сегрегації хромосомво час мітозу;

б) порушень в системах репарації пошкоджень ДНК або помилок, що виникли при її реплікації;

в) ослаблення функції Чекпойнт клітинного циклу, актівіруемихв відповідь на пошкодження структури ДНК або веретена поділу в мітотіческойклетке, в результаті чого клітина, незважаючи на розриви ДНК іліізмененія числа хромосом, продовжує ділитися і множити чіслоаномальних нащадків;

д) ослаблення індукції апоптозу, внаслідок чого діляться клеткіс генетичними порушеннями не гинуть, а виживають.

Сукупність перерахованих порушень забезпечує повишеннуючастоту виникнення різних генетичних змін і їх закріплення ряду клітинних поколінь.

Зниження точності реплікації ДНК в неопластичних клітинах связанос підвищенням синтезу і активності в них так званих нізкоточнихполімераз, зокрема ДНК-полімерази-b, яка в нормі іспользуетсялішь для швидкої репарації масивних ушкоджень ДНК (основнуюроль в відтворенні ДНК грає високоточна ДНК-полімераза-d). підвищення змісту низькоточних ДНК-полімерази b, e та ін. можетбить викликано експресією ряду онкогенів, наприклад BCR / ABL, RAS.Нарушенія правильної сегрегації хромоосом під час мітозу могутпроісходіть внаслідок зміни числа і структури центросом іліцентров організації мікротрубочок: в пухлинних клітинах нередкообнаружівается більше двох центросом , що веде до многополярниммітозам і виникненню анеуплоїдних варіантів з неправільнимчіслом хромосом. До збільшення числа центросом в клітці пріводітактівація онкогена RAS і інактивація пухлинних супресорів р53, APC або BRCA1. Інші компоненти генетичної нестабільностінеопластіческіх клітин - порушення роботи систем репарації ДНК, інактивація Чекпойнт клітинного циклу і ослаблення індукцііапоптоза - розглянуті в інших розділах.

В останні роки з`ясувалося, що підвищена мінливість популяційопухолевих клітин пов`язана не тільки з різким почастішанням появленіяістінних генетичних змін (генних мутацій, рекомбінацій, анеуплоїдії і ін.), А й зі значним збільшенням вероятностівознікновенія в неопластических клітинах т.зв. епігенетичних ізмененій.В основі таких змін лежить ремоделирование структури хроматину, обумовлене змінами метилування цитозину ДНК і / або ацетілірованіягістонов. В результаті відбувається придушення експресії одніхгенов і / або підвищення експресії інших генів, причому через характернихдля пухлинних клітин порушень процесів метилування ДНК одновременноможет змінюватися транскрипція кількох сотень генів

висновок

Отже, канцерогенез - це багатоступінчастий процес накопленіямутацій та інших генетичних змін, що призводять до нарушеніямрегуляціі клітинного циклу, апоптозу, диференціювання, движенияв морфогенетических реакцій клітини, а також контролю целостностігенома. Все це, в свою чергу, забезпечує придбання клеткойі її нащадками ряду властивостей, таких як самодостатність в проліфератівнихсігналах, підвищення міграційної здатності, нечувствітельностьк зростання-ингибирующим впливів, відсутність репликативного старіння, збільшення життєздатності при несприятливих умовах навколишньогосередовища або внутрішньоклітинних пошкодженнях, генетична нестабільність ін., які детермінують неопластичних трансформацію і дальнейшуюопухолевую прогресію. Ключову роль у виникненні указаннихсвойств неопластической клітини відіграють порушення функції протоонкогенов (див. Розділ II.2) і пухлинних супресорів. Дослідження последніхлет дозволили ідентифікувати сигнальні шляхи, контроліруемиебольшінством з цих генів. З`ясувалося, що багато хто з них регуліруютактівность одних і тих же шляхів на різних поверхах передачі сігналов.Оказалось також, що деякі з таких сигнальних шляхів одновременнововлечени в регуляцію декількох найважливіших фізіологічних процессов.Напрімер, активація протоонкогенов сімейства RAS і регулірумихім шляхів передачі сигналів не тільки стимулює клітинну проліферації, але і викликає зміни форми і рухливості клітин, а в некоторихклеточних контекстах - також і придушення апоптозу. З іншого боку, продукти деяких з пухлинних супресорів і протоонкогеновявляются місцями перетину різних сигнальних шляхів. Так, р53, активуючи у відповідь на найрізноманітніші ушкоджують і стрессовиевоздействія, взаємодіє з різними мішенями і контроліруетапоптоз, просування по клітинному циклу, стабільність генома, локомоторні реакції і диференціювання клітин. Звідси становітсяпонятной часта зустрічальність змін генів р53 і RAS в самихразних новоутвореннях - їх мутації дозволяють одномоментно прідатьклетке відразу кілька властивостей, що визначають пухлинну прогресію.

У той же час для ряду новоутворень, і в першу чергу длялейкозов, характерні генетичні зміни, що зустрічаються тількипри даному захворюванні. До них відносяться перш за все хромосомниетранслокаціі, що переміщують протоонкогени і / або пухлинних супресорів інше місце генома. Специфічність таких змін може битьобусловлена рядом причин: а) збільшеною вірогідністю некоторихгенетіческіх перебудов в певних типах клітин (наприклад, з`єднання протоонкогена MYC з генами імуноглобулінів являетсязакономерной помилкою перебудови генів імуноглобулінів в ходедіфференціровкі В-лімфоцитів - докладніше див. Розділ II.2) - б) тканеспеціфічним характером експресії або дії определеннихонкогенов / пухлинних супрессоров- в) необхідністю пріобретеніяразнимі типами клітин специфічних наборів біологічних властивостей, що забезпечують їх малигнизацию. Ймовірно, дослідження тканеспеціфіческіхмеханізмов канцерогенезу стане найближчим часом однією з наіболеебурно розвиваються областей онкології.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Копнін Б.П. Мішені дії онкогенів і пухлинних супресорів: ключ до розуміння базових механізмів канцерогенезу (огляд). Біохімія, 2000., 65, 5-33.

2. Hanahan D., Weinberg R.A. The hallmarks of cancer. Cell, 2000,100, 57-70.

3. Sherr C.J. Cancer cell cycles. Science, 1996, 274, 1672-1677.

4. Sherr C.J. The Pezcoller Lecture: Cancer Cell Cycles Revisited.Cancer Res., 2000., 60, 3689-3695.

5. Sherr C.J., Roberts J.M. CDK inhibitors: positive and negativeregulators of G1-phase progression Gen. Dev., 1999, 13, 1501-1512.

6. Heldin C.-H. Signal transduction: multiple pathways, multipleoptions for therapy. Stem Cells, 2001, 19, 295-303.

7. Schwartz M.A., Baron V. Interactions between mitogenic stimuli, or, a thousand and one connections. Curr. Opin. Cell Biol., 1999,11, 197-202.

8. Blume-Jensen P., Hunter T. Oncogenic kinase signaling. Nature, 2001., 411, 355-365.

9. Roovers K., Assoian R.K. Integrating the MAP kinase signalinto the G1 phase cell cycle machinery. BioEssays, 2000., 22, 818-826.

10. Evan G.I, Vousden K.H. Proliferation, cell cycle and apoptosisin cancer. Nature, 2001., 411, 342-348.

11. Green D.R. Apoptotic pathways: the roads to ruin. Cell, 1998,94, 695-698.

12. Green D.R. Apoptotic pathways: paper wraps stone blunts scissors.Cell, 2000., 102, 1-4.

13. Hengartner M.O. The biochemistry of apoptosis. Nature, 2000,407, 770-776.

14. Datta, S. R., Brunet, A. & Greenberg, M. E. Cellularsurvival: a play in three Akts. Genes Dev., 1999, 13, 2905-2927.

15. Stambolic, V., Mak, T. W. & Woodgett, J. R. Modulationof cellular apoptotic potential: contributions to oncogenesis.Oncogene, 1999, 18, 6094-6103.

16. Schmitt C.A., Lowe S.W. Apoptosis and therapy. J. Pathol., 1999, 187, 127-137.

17. DePinho R.A. The age of cancer. Nature, 2000., 408, 248-254.

18. Sherr C.J., DePinho R.A. Cellular Senescence: Mitotic Clockor Culture Shock? Cell, 2000., 102, 407-410.

19. Shay J.W., Wright D.E. When do telomeres matter? Science, 2001., 291, 839-840.

20. Enver T., Greaves M. Loops, lineage, and leukemia. Cell, 1998, 94, 9-12.

21. Zhu, L. & Skoultchi, A. I. Coordinating cell proliferationand differentiation. Curr. Opin. Genet. Dev., 2001., 11, 91-97.

22. Saaristo A., Karpanen T., Alitalo K. Mechanisms of angiogenesisand their use in the inhibition of tumor growth and metastasis.Oncogene, 2000., 19, 6122-6129.

23. McClatchey A.I. Modeling metastasis in the mouse. Oncogene, 1999, 18, 5334-5339.

24. Lengauer C., Kinzler K.W., Vogelstein B. Genetic instabilitiesin human cancers. Nature, 1998, 396, 643-649.

25. Ponder B.A.J. Cancer genetics. Nature, 2001., 411, 336-341.

26. Gray, J. W. & Collins, C. Genome changes and gene expressionin human solid tumors. Carcinogenesis, 2000., 21, 443-452.

27. The Genetic Basis of Human Cancer. Eds Vogelstein B., Kinzler, K.W. McGraw Hill, New York, 1998..