загрузка...
Патологічна фізіологія / Оториноларингологія / Організація системи охорони здоров'я / Онкологія / Неврологія і нейрохірургія / Спадкові, генні хвороби / Шкірні та венеричні хвороби / Історія медицини / Інфекційні захворювання / Імунологія та алергологія / Гематологія / Валеологія / Інтенсивна терапія, анестезіологія та реанімація, перша допомога / Гігієна і санепідконтроль / Кардіологія / Ветеринарія / вірусологія / Внутрішні хвороби / Акушерство і гінекологія
« Попередня Наступна »

онкоген І неопластичними ЗАХВОРЮВАННЯ

Поль Нейман (Paul Neiman)



При розподілі ракові клітини передають дочірнім клітинам неопластичний фенотип. Але цієї причини отримало загальне поширення думка про те, що спадкування неопластичного фенотипу зумовлюється специфічними генами. Це припущення пояснює надзвичайний інтерес дослідників-онкологів до онкогенних вірусів. Незважаючи на порівняльну генетичну простоту, вони викликають всі патологічні та клінічні зміни, асоційовані з неопластичним захворюванням, і в деяких випадках вірус здатний вводити в нормальну клітку єдиний ген (онкоген), продукт якого ініціює і підтримує неопластичне стан. Онкогени являють собою змінені форми клітинних протоонкогенов, які в нормі виконують в клітці важливі функції. Людські гомологи деяких з цих онкогенів можуть відігравати певну роль в ракових захворюваннях людини. Ця ситуація порушує низку питань щодо природи онкогенів, управління їх експресією, біохімічної природи їх генних продуктів і механізмів взаємодії з метаболізмом клітини-хазяїна.

Ретровірусний онкогени. Взаємодія ретровірусів з клітиною-господарем. Відкриття онкогенів стало результатом вивчення молекулярної біології РНК пухлинних вірусів (ретровірусів). Ретро-віруси широко поширені в природі і інфікування деякими з них асоціюється з новоутвореннями у тварин, інші ж опухолегеннимі властивостями не володіють. Геном ретровірусу являє собою молекулу РНК довжиною від 8000 до 10000 нуклеотидів. Відмінною особливістю життєвого циклу ретровірусів є та обставина, що після проникнення вірусу в клітину геномна молекула РНК копіюється на ДНК (зворотна транскрипція), і ДНК-копія інтегрується з хромосомної ДНК клітини-господаря (звідси і назва ретровірус) (рис. 59-1) . Ця інтегрована ДНК називається провірусом. Структура типових провірусів схематично зображено на рис. 59-2. Довгі термінальні повтори (ДТП) містять послідовності, скопійовані з обох кінців геномної РНК вірусу, розміщені на кожному кінці ДНК провируса н зчеплені безпосередньо з ДНК господаря. ДТП містять послідовності, що регулюють експресію генів при реплікації вірусів: gag кодує внутрішні структурні білки, pol-зворотну транскрнптазу, env - глікопротеїн вірусної оболонки. У регуляторні послідовності включені сигнали ініціації і термінації транскрипції. Зазвичай вони містять також могутній ген-підсилювач, здатний настільки підвищити темп транскрипції вірусних генів, що Провірусна РНК-транскрипт становитиме від 0,1 до 1% повного клітинного змісту мРНК. Промотори і підсилювачі транскрипції звичайно включаються лише в клітинах певного типу, чим і визначається тканеспеціфічность вірусних генів. В інших випадках активність послідовностей-підсилювачів реалізується стероїдними гормонами. На відміну від багатьох інших вірусів ретровіруси зазвичай не приводять клітину-господаря до загибелі після завершення реплікації; замість цього вони вбудовуються в екзоген, викликають їх експресію і тим самим змінюють фенотип клітини-хазяїна.







Рис. 59-1. Реплікація ретровірусів.

(1) Оболонковий глікопротеїн на поверхні вірусних частинок (віріонів) пізнає рецептори, що сприяють входу в клітину, і звільняє вірусну геномную РНК.

(2) Кожен вирион містить дві молекули вірусної РНК, які в клітці копіюються зворотного транскриптазою в циклічні скорочення молекули вірусної ДНК.

(3) Деякі з циклічних молекул ДНК вбудовуються в хромосомну ДНК хазяїна в строго певних точках молекули вірусної ДНК і у випадковому, або майже випадковому, сайті хромосоми господаря. (4) Інтегрована копія вірусної ДНК, або провірус, транскрібіруе-ться як в мРНК, яка транслюється на клітинних полісомах в вірусні білки (5), так і в полімерну геномную вірусну РНК, яка містить специфічні послідовності, службовці сигналами упаковки при збірці вірусу. (6) Вірусні РНК і білки збираються в частинки, які потім залишають клітку. Весь процес може не супроводжуватися цитопатичної ефекту для клітини господаря.



Остротрансформірующіе ретровіруси і їх онкогени. Зараження тварин ретровірусами, що містять тільки гени gag, pol і env, супроводжується новоутвореннями лише після довгого латентного періоду. Навпаки, остротрансформірующіе ретровіруси в лічені дні або тижні можуть викликати неоплазію in vivo або привести до переродження клітин у культурі in vitro. Прототипом цього класу вірусів служить вірус саркоми Рауса. Структура провірусів з цих двох класів онкогенних агентів наведена на рис. 59-2. Майже всі відомі остротрансформірующіе ретровіруси дефективний, тобто вони втратили частину генів, необхідних для реплікації, і, отже, їх поширення можливо лише шляхом коінфекції зі стандартними ретровірусами-хелперами. Такі дефекти є результатом заміщення реплікативних генів вірусу на онкоген, який грає роль посередника для. безпосередньо трансформують властивостей вірусу. Винятки з цього загального правила представлені деякими штамами вірусу саркоми Рауса, які мають як реплікативні гени, так і онкогени. Хоча конкретний сегмент вірусного генома, який заміщається на онкоген, може варіювати, загальна конфігурація остротрансформірующіх вірусів така, як це показано на рис. 59-2. У цьому випадку онкоген спаяний з 5 '-областю вірусного гена gag, в результаті чого синтезується трансформирующий білок з пептидами gag в амінотермінале.

У табл. 59-1 наводиться список деяких вірусів онкогенів, їх природних господарів і типів пухлин, які вони викликають. У разі вірусу саркоми Рауса роль гена src в неопластичних трансформаціях була встановлена ??засобами генетики та біохімії. Відомі мутації, що викликають оборотну інактивацію продуктів гена src при підвищенні температури (так звані температурочувствітельной мутації). Ці мутації переводять трансформований фенотип в нормальний стан, якщо інфіковані клітини піддаються впливу підвищеної температури. При зниженні температури клітини знову повертаються в трансформоване стан. Аналогічні, хоча і не настільки повні, дані отримані і для інших вірусів, перерахованих в табл. 59-1.







Рис. 59-2. Порівняльні структури провірусів зі стандартною компетентної реплікацією і гостро трансформирующих ретровірусів. В обох випадках провірус облямований прямими послідовностями довгих термінальних повторів (ДТП), які містять основні елементи регуляції: включаючи промотори і підсилювачі транскрипції, сигнали термінації транскриптов вірусної РНК (сигнали добавки полі-А) і сигнали інтеграції в ДНК господаря. Між ДТП стандартного ретровірусу знаходяться три гени: gag (внутрішні структурні білки), pol (зворотна транскриптаза) і env (глікопротеїн оболонки), які необхідні для інфекції і реплікації. У остротрансформірующіх вірусів всі або частину реплікативних генів заміщені трансформирующим онкогеном, який і визначає онкогенні властивості вірусу. Найбільш загальною структурою є спайка 5'-ділянки гена gag з онкогеном. Стандартний провірус транскрибується в повномірну вірусну РНК і в мРНК для синтезу вірусних білків. Остротрансформірующій провірус часто експрессірует тільки один сайт РНК-транскрипту. У цьому випадку реплікація дефективна і для розмноження потрібно коінфекція зі стандартним ретровірусним «хелпери». Символ Agag означає, що частина послідовності gag зникла в результаті делеції.



Майже всі трансформують віруси можуть бути виявлені in vitro по їх здатності викликати переродження клітин у культурі. Стандартний тест полягає у формуванні інфікованими фібробластами (або лініями фібробластоподібних клітин) морфологічно змінених клітин. Деякі з породжують лейкемію вірусів можуть трансформувати макрофаги і / або кровотворні клітини in vitro.

Протоонкогени. Онкогени ретровірусів знаходяться в близькій спорідненості з нормальними генами клітин. Це споріднення було встановлено в результаті відкриття гомологичности в нуклеотидних послідовностях що трансформує онкогена вірусу саркоми Рауса v-src (вірусного src) і нормального гена курчати з-сгс (клітинного src). Очевидно, вірус саркоми Рауса з'явився результатом рекомбінацій між c-src і древнім стандартним ретровирусом птахів. Такий механізм - рекомбінація між вірусним геном і геном хазяїна - служить очевидним поясненням освіти трансформирующих вірусів (див. табл. 59-1). З цієї причини функції нормальних генів і їх роль в невірусних новоутвореннях викликають підвищений інтерес дослідників.

У природі нормальні форми онкогенів дуже консервативні. Для кожного з них існують людські гомологи, а гомологи деяких з них присутні у всіх еукаріотичних організмах, до безхребетних і дріжджів включно. Такий консерватизм наводить на думку, що ці гени виконують у нормальних клітинах життєво важливі функції, і припускає, що онкогенний потенціал набувається генами тільки після функціонально значущих змін (таких, наприклад, які відбуваються при рекомбінації з ретровирусом). Про такі генах говорять як про протоонкогенах (з-оnс).





Таблиця 59-1. Вірусні онкогени, що викликають гострі трансформації





Нуклеотидні послідовності білків кодують областей вірусних онкогенів відрізняються від таких для протоонкогенов. Існують також принципові відмінності в регуляції експресії вірусних і клітинних генів. Наприклад, нормальні клітинні форми онкогена можуть експресуватися без трансформації клітини, хоча зазвичай експресія протікає на більш низькому рівні, та / або з більш жорстким регулюванням, чим. Для вірусних онкогенів, експрессіруемих провірусами. Відносні внески надекспресія, зміненої регуляції і структурних мутацій в трансформує активність вірусних онкогенів не цілком ясні. Всі ці елементи можуть володіти тим або іншим ступенем важливості залежно від конкретного онкогена і типу клітини-мішені.

Інфікування ретровірусами, що не містять онкогенів, може викликати новоутворення у деяких тварин, але після довгого латентного періоду. Загальним механізмом такої онкогенної активності є активація клітинних протоонкогенов, на що вказує освіту лімфом в фабріціевой сумці курчат, заражених вірусом лейкозу птахів (ВЛП). При цих новоутвореннях протоонкоген, званий з-тус, експресується з високим рівнем в результаті інтеграції промотора-підсилювача ВЛП-генома поблизу с-mус. Той факт, що ці пухлини клонуються та активація с-тус спостерігається тільки в пухлинних клітинах, укупі з відомим онкогенним потенціалом v-myc підтверджує ідею-про те, що з-тус відіграє важливу роль в утворенні цих пухлин. У табл. 59-2 наведено список протоонкогенов, про які відомо, що вони активуються в породжуваних ретровирусом пухлинах з великим латентним періодом. Деякі з-них (myc, erb В) гомологични відомим вірусним онкогенних. Інші (Int-1, Int-2, Pim-1, Mlvi-1, Mlvi-2) не ідентифіковані як частини геномів остротрансформірующіх вірусів. Їх онкогенний потенціал виводиться по аллелям.



Таблиця 59-2. Протоонкогени і передбачувані протоонкогени, активирующиеся в пухлинах шляхом інтеграції з ретровірусними провірусами





Ретровіруси людини. Віруси лейкозу Т-клітин людини (HTLV) є ретровірусами, реплицирующейся переважно у лімфоцитах людини. Інфікування HTLV типу I асоційоване з розвитком специфічного типу лейкемії Т-клітин у дорослих, яка з наростаючою частотою зустрічається в південній Японії і країнах Карибського басейну. Інфікування in vitro штамом HTLV-I культури Т-клітин людини підтверджує здатність викликати зростання незалежно від екзогенних факторів росту Т-клітин (імморталізаціі). Інфікування іншим вірусом, званим HTLV-III, асоціюється з синдромом набутого імунодефіциту. Те ж саме справедливо для вірусу LAV, раніше асоційованого з лімфаденопатією. Мабуть, HTLV не містять клітинно-залежних онкогенів. Замість цього вони змінюють поведінку клітини-хазяїна унікально взаємодіючими вірусними регуляторними білками.

Нормальна людська ДНК містить структури, які можуть виявитися провірусами і генетично передаються статевими клітинами. Значимість таких структур невідома.



Активовані клітинні онкогени, детектіруемих трансфекцией. Трансфекціонний тест на онкогени. Деякі з відомих клітинних ліній мають здатність інкорпорувати екзогенну ДНК в свій хромосомний апарат з такою ефективністю, що з'являється можливість експериментального введення гена (трансфекції) безпосередньо в культуру тканин. Технологія трансфекції зазвичай полягає в осадженні ДНК на поверхню клітин-мішеней фосфатом кальцію з наступним поглинанням ДНК всередину клітини за допомогою піноцитозу.
трусы женские хлопок
Деякі з поглинених молекул ДНК транспортуються в клітинне ядро ??і інтегруються в хромосомну ДНК. Якщо трансфектірованная ДНК містить ген, який може експресуватися в клітині-реципієнті як домінантний селектіруемих маркер, то клітини, екснрессірующіе ця ознака, можуть бути виявлені в культурі з ефективністю до однієї клітини на кожні 105 подій трансфекції. Багато з вірусних онкогенів. (Див. табл. 59-1) можуть викликати трансформації в тестах описаного типу. Трансформація такого роду має місце як при використанні чистого онкогенної ДНК, так і при використанні хромосомної ДНК клітин, трансформованих ретровірусами.





  Таблиця 59-3. Онкогени, виявлені в пухлинах людини трансфекцией клітин NiH/3ТЗ



  Клонований ген Tlym-1 мишачого походження. Судячи з паттернам інактивації рестриктазами, аналогічний трансформирующий ген активований в лініях з Т-клітинних лімфом людини.



  За допомогою даної технології можна виявити також активовані клітинні онкогени в ДНК пухлин, вірусна природа яких не доведена. Наприклад, трансформують гени містяться в ДНК хімічно трансформованих клітин тварин і в ДНК клітин різноманітних пухлин людини і тварин нативного походження. Нормальна високомолекулярна ДНК людини не трансформує клітин, однак трансформують гени можна активувати фрагментацією нормальної клітинної ДНК. Ці результати підтверджують концепцію про активацію протоонкогенов нормального геному при формуванні пухлини, але вони нічого не говорять про те, чи є активація трансформирующих генів причиною або наслідком неопластичного фенотипу. Хоча лише невелика частина ДНК пухлин людини проявляє трансформують властивості при трансфекції, ці спостереження відкривають нові шляхи дослідження молекулярної генетики новоутворень людини.

  Сімейство клітинних онкогенів ras. Деякі з трансформирующих генів, виявлені шляхом трансфекції клітин за допомогою ДНК, взятої з клітин пухлин людини, в даний час ідентифіковані (табл. 59-3). В основному ці онкогени належать до сімейства генів, званому «гаснув». Першим був ідентифікований людський гомолог онкогена вірусу мишачої саркоми Гарвея (див. табл. 59-1), названий з-гасВ, що кодує білок з мовляв. масою 21000, названий р21. Цей онкоген був активований в лінії клітин, виділених з карциноми сечового міхура людини. Рівень експресії білка р21 в клітинах, трансформувавшись вірусом сарком.и Гарвея, досить високий, і Високорівнева експресія з-гасВ, що викликається в експерименті зчепленням цього клітинного гена з вірусними регуляторними елементами, достатня для індукування трансформації клітин. Однак у тих лініях клітин пухлин людини, в яких з-rасВ виявляється, він не проявляє високого рівня експресії. Замість цього здатність до трансформації клітин визначається, мабуть, точковими мутаціями, які призводять до підміни амінокислот в 12-й або 61-й амінокислотної позиції білка р21. Таким чином, цей протоонкоген активується або зміною регуляції, або мутаціями в структурі білка.

  Найчастіше активований в людських пухлинах другий ген сімейства гас-людський гомолог трансформирующего гена вірусу мишачої саркоми Кир-стіна, названий з-гаснув Близько 10-20% ДНК з різних новоутворень людини містить ген з-rасВ, трансформуючий клітини при трансфекції (див. табл. 59-3). Білок, що кодується геном з-rасВ,-це та ж сама молекула р21, і його трансформує активність пов'язується зі структурної мутацією білка, подібної до тієї, що спостерігається для гена с-rасВ. Ця мутація відсутня в ДНК, витягнутої з нормальних тканин хворих, уражених карциномами, які містять активований ген з-rасВ; ця обставина свідчить, що активація є соматичним подією, що відбувається в процесі формування пухлини. І нарешті, в інших експериментах з трансфекцией ДНК, витягнутої з деяких пухлин, трансформація індукується третім членом цього сімейства, званому rasN Активація rasN має місце в 10-20% випадків гострих мієлоїдних лейкемій людини.

  Активація генів ras звичайна для деяких хімічно індукованих епітеліальних карцином у гризунів, що передбачає активацію цих генів хімічними карциногенного. Однак у людини активовані ras-гени знайдені лише в невеликій частині пухлин. Це означає, що в людських пухлинах мають місце ще неідентифікованих зміни генів ras, або те, що в процесі розвитку пухлин замість зміни генів ras відбувається зміна інших генів. Жодна з цих ймовірностей не може бути визначена за допомогою стандартних дослідів по трансфекції. Можлива й інша альтернатива - активація всіх онкогенів може виявитися результатом неопластичного стану, а не його першопричиною. Формального докази причинного ролі активованих ras-генів в тих пухлинах людини, в яких вони виявляються, не є.

  Можливі клеточноспеціфіческіе онкогени. На відміну від генів сімейства ras, що виявляють активність при новоутвореннях багатьох типів, активація інших онкогенів може виявитися специфічною для неопластичних станів клітин певного типу. Першим з цієї групи був ідентифікований ген, названий ChBlym-1. ДНК з лімфом курчат, індукованих вірусом пташиного лейкозу, трансформує клітини при трансфекції, в той час як ДНК з нормальних тканин тих же самих птахів цією властивістю не володіє. Ген Ch Blym-1, який, як вважають, відповідає за цю активність, був отриманий з клітин, трансформованих ДНК, виділеної з клітинних ліній лімфоми фабріціевой сумки. Цей ген, очевидно, не має відношення до ras або іншим вірусним онкогенних, описаним в 'табл. 59-1. Як і для інших онкогенів, нуклеотидні послідовності ChBlym-1 законсервувалися в процесі еволюції і постійно присутні в ДНК людини.

  Як. і Вірусіндуцірованная лімфоми курчат, людська лімфома Беркітта складається з тих же самих В-клітин, що знаходяться приблизно на тій же стадії диференціації. ДНК, витягнута з клітин більшості ліній лімфоми Беркітта, може трансформувати клітини при трансфекції. Ця властивість пояснюється, мабуть, активністю гена, званого HuBlym-1, який на рівні послідовностей ДНК на 50% гомологічен гену ChBlym-1. Таким чином, онкогени Blym активовані в В-клітинних лімфомах як курчат, так і людей, але в пухлинах інших типів їх не виявляють. Оскільки характеристики нормальних гомологів цих трансформирующих генів невідомі, то невідомі і молекулярні причини їх активації.

  Інші В-і Т-клітинні новоутворення та аденокарциноми молочної залози містять трансформують гени, які, схоже, різні для кожного типу пухлини. Наприклад, трансформуючий ген новоутворень з проміжною стадією диференціації Т-клітин, званий Tlym-t, відмінний від інших відомих онкогенів.



  Онкогени, що у освіті пухлин, що викликаються хромосомними транслокаціями та іншими перебудовами. Третя хвиля свідоцтв про активацію, онкогенів в процесі формування пухлини виникла з аналізу цитогенетичних змін до новоутвореннях людини. Більшість пухлин людини є клональності, або олігоклональних, тобто в популяції складових їх клітин домінує потомство однієї або декількох клітин. У певних новоутвореннях домінантні клітинні клони марковані істотними хромосомними аномаліями, такими, наприклад, як реципрокні гранслокаціі між хромосомами 9 і 22 при хронічному мієлогенний лейкозі (з утворенням філадельфійської хромосоми, Рh ') або між хромосомами 8 і 14 у разі лімфоми Беркітта. В даний час характеристичні невипадкові хромосомні зміни ідентифіковані для багатьох новоутворень. Гени, що знаходяться в сайті перебудованої ДНК або поруч з ним і є першопричиною цих цитогенетичних змін, можуть відігравати певну роль у розвитку пухлин. Успіхи гібридизації in situ та інших методів генетики соматичних клітин дали можливість визначити приблизні положення низки протоонкогенов в хромосомах людини (табл. 59-4). Деякі з цих генів розташовані поблизу точок розриву хромосом, трансформованих за певних пухлинах.





  Таблиця 59-4. Локалізація деяких протоонкогенов в хромосомах людини 



  q - довге плече хромосоми, р - коротке плече хромосоми, СЕN - центромер, ter термінал, NA - невідомо.



  Перебудова локусу з-mус в клітинах лімфоми Беркітта. Як показано в табл. 59-4, c-myc ген людини розташований на хромосомі 8. Ця хромосома незмінно бере участь у транслокації клітин лімфоми Беркітта. На рівні ДНК транслокация полягає в рекомбінації між c-myc локусом хромосоми 8 і локусом гена імуноглобуліну, розташованого зазвичай поблизу гена важкого ланцюга в хромосомі 14 або, рідше, поблизу гена легкого ланцюга в хромосомах 2 або 22. Мабуть, ця транслокація не впливає на ту частину c-myc локусу, яка кодує білок, але впливає на регуляцію його експресії. Аналогічні транслокації, що призводять до рекомбінації між c-myc і генами імуноглобуліну мають місце і в плазмацітоми мишей.

  Альтерації експресії гена с-abl в результаті хромосомної транслокації при хронічному мієлолейкозі. У більшості хворих з хронічним мієлолейкозом (ХМЛ) хромосома Рh 'присутня як в уражених клітинах, так і в поколіннях нормальних клітин кісткового мозку. Вважається, що при цьому захворюванні кістковий мозок і периферична кров заселені нащадками кровотворної стовбурової клітини, які зберігають здатність диференціюватися в червоні кров'яні клітини, мегакаріоцити і гранулоцити. Однак проліферація гранулоцитів аномальна і надмірна, що і викликає клінічні прояви ХМЛ. Гени, експресія яких альтеріруется внаслідок формування філадельфійської хромосоми, повинні розглядатися як можливі винуватці розвитку ХМЛ. Людський гомолог протоонкогена з-abl (див. табл. 59-1) розташований поблизу точки розриву хромосоми 9 при транслокації 9-22 і при обміні переходить в хромосому 22. Виявилося, що в Рh '-хромосомі експресія з-аи зазнає кількісні і якісні зміни. Рівні c-abl РНК зростають, а обидва предомінантних РНК-транскрнпта гена і з-аи білка стають більше, ніж c-abl РНК і білкові молекули нормальних клітин. Вважають, що РНК і білкові продукти c-abi локусу клітин ХМЛ включають в себе сукупний продукт c-abi і гена, званого bcr (breakpoint claster region - область розривного кластера), розташованого в точці розриву на рекомбінантної Рh '-хромосомі Якщо ця альтерація c -abi і грає роль в розвитку ХМЛ, то це має проявлятися на ранній стадії захворювання.

  Ампліфіковані протоонкогени в пухлинах людини. Збільшення числа копій гена на клітку (ампліфікація гена) іноді проявляється на цитогенетичному рівні формуванням невеликих хромосомоподобних структур, званих подвійними малими хромосомами, або появою гомогенно забарвлених ділянок (ГОУ) в регуляторних хромосомах. ГОУ з'являється в результаті ампліфікації сегментів ДНК до такої міри, що це виявляється цитогенетичних. Як наслідок така структура містить множинні копії гена (генів), закодованих в даному сегменті ДНК. У нетрансформованих клітинах амплификацию гена можна іноді індукувати вирощуванням клітин в спеціальних умовах. Наприклад, клітини з ампліфікувати геном дигідрофолатредуктази, яка необхідна для реплікації ДНК, можна отримати, якщо вирощувати їх (з наступним відбором) у присутності невеликої кількості метотрексату-інгібітора дигідрофолатредуктази. При збільшенні числа копій гена зростає виробництво ферменту в клітині і тим самим компенсується дія інгібітору. Подвійні малі хромосоми і ГОУ присутні в багатьох різновидах пухлинних клітин, так що можна припустити, що гени, критичні для росту неопластичних клітин, можуть ампліфікувати в процесі формування пухлини.

  Першим ампліфікувати онкогеном, пізнаним в пухлинних клітинах людини, був ген c-myc, який експресуватися на високому рівні в одному випадку проміе.лоцітарного лейкозу як у вихідних пухлинних клітинах, так і в похідних лініях клітин. Ампліфікація c-myc при цьому захворюванні виявилася рідкісною подією і в інших випадках проміелоцітарном лейкозу не спостерігалося. Однак подвійні малі хромосоми, ампліфікація c-myc генів і підвищений рівень c-myc РНК спостерігалися в ряді випадків раку шлунка і дрібноклітинного раку легені, а ампліфікація протоонкогена спостерігалася в двох лініях клітин з карциноми товстої кишки людини. Висока частота подвійних малих хромосом і ГОУ характерні для нейробластом людини. Ген, званий N-myc і споріднений гену c-myc, має високий рівень ампліфікації та / або експресії в більшості нейробластом, в похідних від нейробластом лініях клітин і в інших нейроендокринних пухлинах.
 Ступінь ампліфікації та / або експресії N-myc може сильно варіювати в межах популяції пухлинних клітин.

  Функція онкогенів. Вивчення білків, кодованих вірусними онкогенами і їх нормальними клітинними гомологами, прояснює механізми функціонування цих генів. Білковий продукт гена v-src вірусу саркоми Рауса працює як тірозінпротеінкіназа, ферментна активність якої визначає онкогенні властивості v-src. Білкові продукти п'яти інших вірусних онкогенів (з шифрами fes / fps, yes, ros, abl, fgr) також виявилися тірозінпротеінкіназамі. Проблема полягає в тому, щоб ідентифікувати її клітинні білки, які модифікуються цими кіназами і є критичними для трансформації. Наприклад, в клітинах, трансформованих вірусами саркоми Рауса, число клітинних білків модифікується додаванням фосфатних груп до залишків тирозину, проте роль таких змін до онкогенезі не встановлена.

  Фактори росту і рецептори. Істотний концептуальний прогрес відбувся, в результаті порівняння двох різних напрямків дослідження: механізмів функціонування онкогенів і механізмів функціонування фактора росту (рис. 59-3). Проліферація і диференціація нормальних клітин регулюється сигналами, які надходять від зв'язків факторів росту з рецепторами на поверхні клітин. Найбільш вивчені два фактори зростання: тромбоцитарний фактор росту (ТФР), стимулюючий ріст клітин сполучної тканини і гладких м'язів, і епідермальний фактор росту (ЕФР), необхідний для оптимального росту епітеліальних клітин in vitro. Рецептори ТФР і ЕФР містять тірозінпротеінкіназу, яка активується зв'язуванням з одним або з іншим фактором росту відповідно. Чи мають тірозінпротеінкінази рецепторного і онкогенного походження загальні білкові мішені всередині клітин, невідомо.







  Рис. 59-3. Можливе ставлення молекулярної біології факторів росту до функції онкогенів.

  Чинники зростання - це невеликі молекули, які генерують сигнали активації, реплікації і диференціації клітини, зв'язуючись зі специфічними рецепторами на поверхні клітини-мішені. Як показано, багато білки, вироблені онкогенами, відповідають генеральним шляхах активності фактора росту. Займаючи на цих шляхах певні позиції, онкогени можуть трансформувати клітину, передаючи конститутивні нерегульовані сигнали зростання. Подробиці в тексті.



  Білок, що кодується онкогеном вірусу саркоми мавп sis, полягає в близькій спорідненості з ТФР. Онкоген erb / B вірусу еритробластозу птахів є, мабуть, усіченої формою молекули рецептора для ЕФР. Онкоген fms одного з штамів вірусу котячої саркоми може виявитися спорідненим рецептора фактора росту макрофагів, званому CSF-1. Ці спостереження дозволяють припустити, що нерегульований ріст при неопластичних трансформаціях визначається сигналом, що надходять від змін у факторах росту, їх рецепторах або в проміжних елементах.

  Білки онкогена ras. Білки, які кодуються онкогеном ras, асоційовані з внутрішньою поверхнею клітинної мембрани, їх функціональна активність, яка полягає у зв'язуванні гуанозінтріфосфата (ГТФ), є внеском у функціональну активність ГТФ-зв'язуючих, або Г-білків. Виявлено, що Г-білки можуть асоціювати з аденілатціклазной комплексом на внутрішній поверхні клітинної мембрани і беруть участь у передачі сигналів від поверхні клітини, що в результаті призводить до змін рівнів внутрішньоклітинних циклічних нуклеотидів (див. гл. 67). У дріжджах гени ras діють через колії аденилатциклазпротеинкиназы. Таким чином, може виявитися, що трансформують білки ras відносяться до класу змінених Г-білків, що передають конститутивний сигнал зростання.

  Онкогенні білки в клітинному ядрі. Білки, які кодуються трьома онкогенами - myb, myc, fos, - розміщуються в клітинному ядрі. У деяких, але не у всіх, клітинах нормальний гомолог myb експресується у фазі G1 клітинного циклу. Функціонування двох інших генів представляється тісно пов'язаним з механізмами дії чинника зростання. Якщо фібробласти із зупиненим зростанням піддати впливу ТФР, то починається експресія специфічного набору генів (за оцінками, від 10 до 30), включаючи протоонкогени c-fos і з-mус, і рівні клітинної мРНК цих генів наростають. Експресія з-mус стимулюється також у покояться Т-і В-лімфоцитах після впливу відповідними митогенами. Після входження клітини в цикл зростання експресія з-тус залишається практично постійною. Після того як клітина втрачає здатність ділитися, як, наприклад, постмітотичні, диференційовані клітини, експресія з-тус припиняється. Таким чином, ці протоонкогени можуть нормально функціонувати як регулятори «активації» росту і диференціації клітин і служити ядерними мішенями для сигналів, що генеруються фактором росту. При альтерації або розрегульованості вони можуть забезпечити визначальний стимул нерегульованого зростання клітини і аномальної диференціації, що характерно для неопластичних станів. Активність як myc-, так і myb-білків ДНК-залежна, але механізм дії ядерних білків невідомий.

  Експериментальне введення активних онкогенів в статеві клітини і в соматичні стовбурові клітини тканин. Один із способів дослідження онкогенного потенціалу пухлина-асоційованих онкогенів полягає у введенні активованих онкогенів в нормальні клітини in vivo та спостереженні за впливом цих генів на подальший розвиток. У запліднені яйцеклітини мишей методом мікроін'єкцій було введено кілька різних генів, що визначають специфічність імуноглобуліну та гормону росту. Введені «транс-гени» інтегрувалися в геном потомства і в деяких випадках експресуватися в клітинах відповідного типу (наприклад, транс-гени імуноглобуліну експресуватися переважно в В-лімфоцитах).

  Введення допомогою цієї технології гена Т-антигену з ДНК пухлинного вірусу SV 40 в ембріони мишей привело до формування папілом судинної оболонки ока у дорослих особин. Аналогічно введення в ембріони мишей змінених з-тус транс-генів, що містять промотор-підсилювальні послідовності, виділених з вірусу пухлин молочної залози мишей, викликало розвиток цієї пухлини у деяких з особин. Мабуть, введений онкоген діяв як сприяючий чинник прискореного розвитку карцином молочних залоз, однак для повного розвитку пухлин у цих тварин потрібні, ймовірно, якісь додаткові фактори.

  Введення онкогенів в придатні для трансплантації стовбурові клітини кісткового мозку і лімфоїдних органів було здійснено шляхом інфікування стовбурових клітин ех vivo вірусними векторами, що містять ці гени, з подальшою трансплантацією заражених клітин в тканини відповідним чином підготовлених господарів. Введення допомогою цієї методики гена v-myc в стовбурові клітини фабріціевой сумки курчат призвело до утворення пренеопластіческіх пролиферирующих ушкоджень, що передують розвитку В-клітинних лімфом. При цьому відсутня активація трансформирующих генів типу Blym-1, яка спостерігалася при більш розвинених новоутвореннях даного виду. Отже, в цій системі активоване онкоген myc може бути відповідальним за ранні пренеопластіческіе стадії формування лімфоми, в той час як для прогресу неоплазми можуть вимагатися інші фактори, такі як активація Blym-1.

  Онкогени і багатостадійний опухолегенез. Рак у людини і хімічно індуковані новоутворення у тварин зазвичай розвиваються як багатостадійний процес, при якому аномальна пренеопластіческая клітина розростається в клітинну популяцію з перевагою клонів з усе більш наростаючою злоякісністю. Вважається, що еволюції розвитку пухлини передує латентний період, і весь процес може зайняти значну частину часу життя ураженого індивіда. Навпаки, остротрансформірующіе віруси несуть активовані форми тих онкогенів, які беруть участь в розвитку раку невірусного походження та індукують новоутворення протягом днів або тижнів; така кінетика наводить на думку про одностадійному процесі. Ця різниця може визначатися декількома факторами. По-перше, багато вірусних онкогени кодують кінази з численними мішенями у клітці і тому можуть викликати різкі зміни, для реалізації яких при повільно розвиваються новоутвореннях було б потрібно декілька різних мутацій. По-друге, експресія вірусних онкогенів управляється потужними регуляторами (промоторами і підсилювачами в провірус ДТП). Трансформуючий потенціал клітинних гомологів тих же самих генів може активуватися механізмами, що не викликають настільки високого рівня експресії, наприклад, точковими мутаціями в 12-й або 61-й амінокислотних позиціях білків, кодованих людськими пухлина-ассопіірованнимі онкогенами ras. У таких ситуаціях для освіти трансформованого фенотипу може знадобитися узгоджена активність декількох генів, тоді як остротрансформірующіе ретровіруси можуть породити той же фенотип за рахунок дуже високорівневою нерегульованої експресії всього одного з таких генів.

  Цю точку зору ілюструють експерименти по трансфекції, в яких показана кооперація генів у процесі трансформації культури клітин фібробластів. Активовані гени ras з клітин людської пухлини здатні трансформувати імморталізованних лінії клегок, але не можуть викликати повної морфологічної трансформації первинних культур клітин. Водночас комбінація клонів з активованими генами туї і ras призводить до повної трансформації в первинних культурах клітин. Таким чином, в цій системі гени туї (та інші онкогени, які самі по собі не альтеріруют клітини) можуть доповнити трансформує активність людських онкогенів ras. Однак, коли в активоване онкоген ras вбудовуються потужні підсилювачі транскрипції, цей ген може і сам трансформувати первинні культури фібробластів, імовірно завдяки високому рівню експресії цього онкогена. Таким чином, необходімосгь участі в трансформації багатьох генів може визначатися, зокрема, рівнем експресії онкогена, і в новоутвореннях in vivo може активуватися більше одного клітинного онкогена.

  Дослідження онкогенів і клінічна онкологія. Вклад ідентифікації та аналізу людських онкогенів в клініку може виявитися досить значним і навіть революційним. Так, зусилля але ідентифікації та контролю тих факторів харчування та навколишнього середовища, які можуть викликати або запобігати раку, в основному спираються на методи епідеміології, досліди на тваринах і клінічні випробування, при яких кінцевим пунктом вимірювань є рівні захворюваності та смертності. Знання ж специфічних протоонкогенов, службовців мішенями для зовнішніх канцерогенів, і природи наведених змін може забезпечити кращі методи для встановлення справжньої ролі кандидатів в канцерогени і для вироблення превентивних заходів. Нове слово в діагностиці може сказати зв'язок молекулярної анатомії неопластичних змін з певними фазами послідовності клітинних поколінь. Прикладом могло б служити швидке виявлення альтерацій з-аbl РНК та / або білка для аналізу клітин хронічного мієлолейкозу. Знання молекулярних механізмів, за допомогою яких онкогени трансформують клітини, дозволило б також більш точно і специфічно визначити мішені для фармакологічного впливу.





  Список літератури



  Bishop J. M., Varmus H. Functions and origins of retroviral transforming genes. -

  In: Molecular 'Biology of Tumor Viruses: RNA Tumor Viruses, 2d ed. / Eds.

  R. Weiss et al. New York: Cold Spring Harbor Laboratory, 1982, 999-1108. Cohen S. The epidermal growth factor (EGF). - Cancer, 1983, 51, 1787. Cooper G. M., Lane M. A. Cellular transforming genes and oncogenes.-Biochirn.

  biophys. Acta, 1984, 738, 9.

  FialkowP.J. Clonal origin of human tumors. - Ann. Rev. Med., 1979, 30, 135. Hunter Т. The proteins of oncoge.ne.s. - Sci, Amer., 1984, 251, 70. Land H. et al. Cellular oncogenes and miiltistep carcinogens. - Science, 1983,

  222, 771. Leder P. et ai. Translocation among antibody gene.s in cancer. - Science, 1983,

  222, 765. "." Д Stiles С. D. The molecular biology of platelet-derived growth factor. - Cell, 1983,

  33, 653.

  Weinstein l. В. Multistage carcinogenesis involves multiple genes and multiple

  mechanisms. - In: Cancer Cells / Eds. A. J. Levine et al. New York: Cold

  Spring Harbor Laboratory, 1984, 229-237. Yunis J. J. The chromosomal basis of human neoplasia. - Science, 1983, 221, 227 
« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "онкоген І неопластичними ЗАХВОРЮВАННЯ"
  1.  ОСНОВИ неоплазією
      Джон Мендельсон (John Mendelsohn) Вступ. Останні роки позначені значним прогресом у розумінні біологічних і біохімічних основ розвитку раку. Однак це не означає, що проблема неопластичних захворювань вирішена. Успіхи в лікуванні раку у дорослих приходили поступово і стосувалися в основному злоякісних пухлин, що характеризуються незвично високою чутливістю до
  2.  Т-лімфотропні ВІРУСИ ЛЮДИНИ
      Роберт К. Галло, Антон С. Фаучи (Robert С. Gallo, Anthony S. Fauci) Біологія ретровірусів. Вперше ретровіруси були виділені від курчат на початку цього століття. Пізніше, в 50-х роках, від мишей, хворих на лейкоз, був виділений ретровірус ссавця. В даний час вже добре відомо, що ці віруси пов'язані з виникненням у багатьох видів тварин як злоякісних, так і
  3.  Хвороба Ходжкіна І Лімфоцитарна ЛІМФОМИ
      Вінсент Г. ДеВіто, Джон Е. Ултман Визначення. Лімфоми слід розглядати як пухлини імунної системи. До них відносяться лімфоцитарні пухлини і хвороба Ходжкіна, а іноді в групу лімфом включають і пухлини гістіоцитарної походження. Раніше лімфоми підрозділяли на хвороба Ходжкіна і неходжкінські лімфоми, але в даний час більш досконалі методи діагностики дозволяють
  4.  НОВОУТВОРЕННЯ ЦЕНТРАЛЬНОЇ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ
      Ф. Хочберг, Е. Пруітт (F. Hochberg, A. РгіШ) У США пухлини головного мозку, його оболонок і спинного мозку щорічно служать причиною смерті 90 000 чоловік. Причому / 4 цих випадків складають метастази, що виникають у хворих після лікування з приводу злоякісних захворювань. Первинні пухлини з клітинних елементів оболонок або паренхіми мозку, а також спинного мозку зустрічаються у людей
  5.  Еволюція
      Є вагомі підстави вважати, що Світовий океан яв ляется «батьківщиною» вірусів, чисельність яких в ньому воістину колосальна і які в силу цього контролюють розвиток планктону і мікроорганізмів. Так чи інакше, але еволюція біль шинства відомих вірусів в першу чергу нерозривно пов'язана з еволюцією наземних організмів, на яких вони паразитують ють, причому багато хто вважає, що цим
  6.  ЕТІОЛОГІЯ І ПАТОГЕНЕЗ
      Як найбільш вірогідною причини більшості випадків раку легені розглядають тютюнопаління. Одним з найбільш карциному-генних речовин у складі тютюнового диму вважають бензопірен. Існує чітка взаємозв'язок між показниками летальності в групі хворих на рак легені і числом викурених сигарет. Поряд з курінням карциногенного ефектом володіють також промислове та
  7.  ХРОНІЧНИЙ ПАНКРЕАТИТ
      Хронічний панкреатит - прогресуюче хронічне запальне захворювання підшлункової залози, що виявляється хронічним запально-дегенеративним процесом залозистої тканини, в результаті якого розвивається склероз органу з втратою його екзо-і ендокринної функції. ЕТІОЛОГІЯ І ПАТОГЕНЕЗ Хронічний панкреатит є поліетіологічним захворюванням. Гострий панкреатит може
  8.  ІСТОРІЯ ВІРУСОЛОГІЇ.
      Перші згадки про вірусних хворобах людей і тварин зустрічаються в дійшли до нас письмових джерелах древніх народів. У них, зокрема, містяться відомості про епізоотій сказу у вовків, шакалів і собак і поліомієліті в Стародавньому Єгипті (II-III тис. років до н. Е..). Про натуральної віспи було відомо в Китаї за тисячу років до нашої ери. Давню історію має також жовта лихоманка, на
  9.  Тема: ВІРУСИ - збудників інфекційних хвороб ЛЮДИНИ
      4.1. ДНК-геномні віруси. 4.1.1. Поксвирусов (сімейство Poxviridae). Загальна характеристика і класифікація. Вірус натуральної віспи. Структура віріона. Антигени. Культивування. Чутливість до дії хімічних і фізичних факторів. Гемаглютинація. Патогенетичні особливості захворювання. Лабораторна діагностика. Внутрішньоклітинні включення (тільця Гварніері). Специфічна
  10.  38.РАССПРОС, об'єктивне дослідження, ЛАБОРАТОРНІ І НСТРУМЕНТАЛЬНИЕ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИ ЗАХВОРЮВАННЯХ ПІДШЛУНКОВОЇ ЗАЛОЗИ
      Хворі із захворюваннями підшлункової залози (ПЖ) можуть пред'являти скарги на болі в животі, а також на диспепсичні явища і загальну слабкість. Болі найбільш часто локалізуються у верхній половині живота, переважно в епігастральній ділянці або лівому підребер'ї, іррадіюючи в спину, ліве плече. Вони можуть бути гострими, інтенсивними, оперізуючого характеру, з іррадіацією в поперекову область,
загрузка...

© medbib.in.ua - Медична Бібліотека
загрузка...