Supresori tumora. Tumor supresorski geni: uloga u nastanku karcinoma

Genom sadrži gene koji inhibiraju proliferaciju stanica i imaju antionkogeni učinak. Gubitak takvih gena u stanici može dovesti do razvoja raka. Najviše proučavani antionkogeni su p53 i Rb.

Rb gen se može izgubiti kod retinoblastoma (učestalost retinoblastoma je jedan slučaj na 20 tisuća djece). 60% retinoblastoma razvija se sporadično, a 40% je klasificirano kao nasljedni tumori s autosomno dominantnim tipom nasljeđivanja. S nasljednim Rb defektom, drugi alel je normalan, pa je razvoj tumora moguć samo uz istodobno oštećenje drugog (normalnog) Rb gena. Kod spontano razvijenog retinoblastoma, gubitak Rb utječe na oba alela odjednom.

P53 supresorski gen nazvan je molekulom 1995. Postoje "divlji" (nepromijenjeni) i mutirani oblici p53 antionkogena. U tumorskim stanicama mnogih vrsta karcinoma nalazi se nakupljanje jednog od ovih oblika p53 u prekomjernim količinama, što remeti regulaciju staničnog ciklusa i stanica dobiva sposobnost ubrzane proliferacije.

Regulacija stanične proliferativne aktivnosti primjenom str 53 nastaje pojačavanjem ili slabljenjem apoptoze. Aktivacija str 53 na pozadini aktivacije staničnih onkogena c-fos I c-myc uzrokuje smrt tumorskih stanica, što se opaža kada je tumor izložen kemoterapiji i zračenju. Mutacije str 53 ili njegovu inaktivaciju drugim sredstvima u pozadini povećane ekspresije c-fos, c-myc I bcl 2, naprotiv, dovode do povećane proliferacije stanica i maligne transformacije.

TUMORSKI MARKERI

Tradicionalne morfološke studije, u pravilu, omogućuju točnu dijagnozu diferenciranih tumora i njihovih metastaza. Za slabo diferencirane i nediferencirane maligne tumore koriste se metode istraživanja koje omogućuju dijagnosticiranje promjena na ultrastrukturnoj i molekularno genetskoj razini. U tu svrhu koriste se različite molekularno biološke i morfološke metode (PCR, hibridizacija in situ, blot i citogenetička analiza, imunohistokemijske metode, elektronska mikroskopija), omogućujući identificiranje biomolekularnih markera tumora.

Tumorski markeri su kromosomske, genske i epigenomske pregradnje u tumorskim stanicama koje omogućuju dijagnosticiranje tumora, određivanje stupnja rizika te predviđanje tijeka i ishoda bolesti. Biomolekularni tumorski markeri su uži pojam koji objedinjuje samo markere proteinske prirode.

Među biomolekularnim markerima izdvajaju se markeri stanične diferencijacije (histo- i citogenetski) te markeri tumorske progresije (proliferacija, apoptoza, invazivni rast i metastaze).

Markeri stanične diferencijacije. Različiti tipovi stanica imaju različite skupove diferencijacijskih antigena ili imunoloških fenotipova. Ekspresija mnogih diferencijacijskih antigena ovisi o stupnju zrelosti (diferencijacije) tumorske stanice. Dakle, markeri diferencijacije stanica omogućuju procjenu ne samo histo- i citogeneze tumora, već i razine njegove diferencijacije i funkcionalne aktivnosti tumorskih stanica. Većina poznatih markera diferencijacije pripada strukturnim proteinima (proteini citoskeleta), enzimima, produktima sekrecije (hormoni, imunoglobulini, mucini), antigenima stanične površine i komponentama međustaničnog matriksa. Poznati su i proteinski tumorski markeri koje sintetizira samo embrionalno tkivo (α-fetoprotein) i specifični tumorski antigeni (na primjer, antigeni melanoma).

Markeri progresije tumora. Markeri stanične proliferacije naširoko se koriste za dijagnozu, prognozu i liječenje tumora. Postoje mnoge morfološke metode koje omogućuju identifikaciju stanica u različitim fazama mitotskog ciklusa.

◊ Brojanje broja mitoza svjetlosnom mikroskopijom DNA cito- i histopotometrijom, kao i protočnom fotometrijom - određivanje postotka stanica u mitotskoj fazi (mitotski indeks M).

◊ Korištenje radioaktivne oznake (timidin, bromoksiuridin) - identificiranje stanica u S, G 2, M fazama.

◊ Nedavno se koristi imunohistokemijska detekcija antigena mitotskog ciklusa: Ki-67 (OMIM *176 741, antigen proliferirajućih stanica MKI67, određen komercijalnim monoklonskim antitijelima KIA), PCNA (OMIM *176 740, nuklearni antigen proliferirajućih stanica PCNA, također poznat kao dodatne protein d DNA polimeraze), str 105, CDK-2, cdE. PCNA ima najveći raspon, omogućujući detekciju stanica u gotovo svim fazama mitotskog ciklusa. Nasuprot tome, selektin (CD62) označava samo stanice koje se ne dijele.

◊ Mogućnost apoptoze u tumorskim stanicama dokazuje ekspresija mnogih markera: CD95, receptori za TNF-α, TGF-β, kaspaze, Apaf-1, proapoptotični članovi obitelji bcl 2, citokrom C, str 53. Međutim, o završenoj apoptozi možemo govoriti samo uz karakterističnu fragmentaciju DNA, detektiranu metodom označavanja in situ(TUNEL test) Mjesta loma DNA, kao i fragmentacija PARP(poli-ADP-riboza polimeraza, poli-ADP-riboza polimeraza) ili detekcija fosfatidilserina na vanjskoj površini stanične membrane apoptotičkih tjelešaca (Anexin test).

Prvi jasan primjer gena koji kontrolira karcinogenezu bio je ljudski retinoblastom. Gen Rb– najjasniji, genetski determiniran supresorski gen. Kakav je njegov supresijski učinak? Proučavanje molekularnog mehanizma njegova djelovanja pokazalo je da potiskuje, a svojom mutacijom (u homozigotnom stanju) omogućuje stanici ulazak u G1/S fazu, tj. potiče njegovu proliferaciju. Prevladavanje G1/S barijere postaje nekontrolirano, ne zahtijeva specifični signal, a stanica ulazi u autonomni način rada. Osim toga, normalna stanica "inhibira" prolaz ciklusa kroz G1/S barijeru i time obavlja supresorsku funkciju. Mutacija Rb stvara autonomnu proliferaciju epitela – glavne komponente rasta tumora. Sve druge značajke progresije tumora u pozadini mogu (ili ne moraju) nastati kao sekundarne, koje nisu izravno određene genom Rb. S tim u vezi funkcije Rb su prilično jasno ograničeni. Njegova supresija u homozigota tipična je za ljudske tumore.

Drugi, paralelno djelujući i najuniverzalniji supresorski gen je p53 gen. Glavna funkcija p53 gen– uništavanje stanica s oštećenim replikacijskim sustavom DNA. Stanice s oštećenom DNA tvore kompleks p53 protein s DNK, stavljajući stanice na put apoptoze. Druga funkcija p53– inhibicija proliferacije tijekom prolaska bloka G0/G 1 S. U ovoj fazi p53 djeluje kao anti-onkogen. Inaktivacija p53 dovodi do preživljavanja tumorskih i pretumorskih stanica, a time i do preživljavanja tumorskog klona.

Značajka sustava p53 je njegova specifična osjetljivost na stres: stres dovodi do sinteze obitelji proteina koji stupaju u interakciju sa stresom modificiranim peptidima i njihove proteolize u proteasomima (ubikvitinacija).

Inhibicija i supresija apoptoze dovodi do masovnog ulaska stanične populacije u krizu i povećanja abnormalnih mitoza, što naglo povećava staničnu heterogenost s naknadnom selekcijom autonomnih varijanti. Dakle, inaktivacija normalne funkcije p53 dovodi do povećane progresije i time stimulacije karcinogeneze.

U ovoj je funkciji p53 djeluje kao antagonist nuklearnog transfaktora – onkogena MYC. Obitelji p53 susjedni proteini koji kontroliraju ulazak stanice u ciklus slični su po funkciji i genetskoj kontroli. Inaktivacija ove obitelji je uobičajena recesivna komponenta humanih epitelnih tumora, približno 5 puta vjerojatnije da uključuje protoonkogene.

Uobičajena inaktivacija tumor supresorskih gena je gubitak genetske heterozigotnosti ili LOH, tj. gubitak dijela kromosoma koji nosi odgovarajući gen koji kontrolira genetske abnormalnosti tijekom patoloških mitoza. Dakle, ovaj sustav, poput Rb, kada je inaktiviran, dovodi do autonomne proliferacije kao glavne komponente i do povećanja genetske heterogenosti kao nužnog uvjeta za kasniju progresiju.

Željeli bismo još jednom istaknuti značajke tumor supresorskih gena i njihovu ulogu u karcinogenezi:

prvo, za ispoljavanje ovih gena, za razliku od ispoljavanja onkogena, potrebna je homozigotnost za obavljanje njihove funkcije. Gubitak gena koji se javlja s LOH ima isti učinak kao i homozigotnost;

drugo, supresorski geni potisnuti u nekim slučajevima, djelovanje onkogena šalje stanicu koja nosi onkogen u apoptozu ili potiskuje proliferaciju uzrokovanu onkogenom;

treće, mutirani supresorski geni karcinogeneze uključeni su u karcinogenezu (epitela) u većem broju slučajeva nego onkogeni;

četvrto, karcinogeneza kod ljudi, u pravilu, uključuje supresiju supresorskih gena;

peto, uloga supresorskih gena u nastanku hemoblastoza znatno je manja od one u karcinomima. Moglo bi se pomisliti da nastaju neke hemoblastoze samo nakon aktivacije onkogena.

Progresija tumora

Prekancer i transformacija dovode do nastanka glavnog elementa malignog rasta - autonomne proliferacije i besmrtnosti stanica. Ali to još nije zloćudni tumor sve dok se tkivo ne proširi izvan vlastitog teritorija ili ne potisne razvoj svojih normalnih gena. Sam malignitet – invazija i metastaze, kao i gubitak diferencijacije – javlja se tijekom evolucije tumora ili njegovog napredovanje. Čini se da se progresija razlikuje za hematološke zloćudne tumore i karcinome.

Hemoblastoze. Progresija u sustavu hemoblastoze dovodi do blastne krize i supresije normalne hematopoeze, čiji su mehanizmi gore razmotreni.

Blastična kriza je jednaka ili gotovo jednaka mutacijskom prijelazu iz kronične faze bolesti u akutna leukemija s gubitkom diferencijacije, nakupljanjem nezrelih oblika u koštanoj srži i u tekućem dijelu krvi, oblika koji brzo proliferiraju i bliski su krvotvornim matičnim stanicama koje imaju membranski antigen CD34. Prijelaz u blastnu krizu posebno je vidljiv u evoluciji CML-a i CLL-a.

Karcinomi. Budući da tumor supresorski geni pripadaju obitelji p53, najtipičniji su za karcinogenezu epitelnih tumora i glavnu funkciju p53– stanice koje eksprimiraju mutirane gene šalju se u apoptozu, tada je nakupljanje genetske heterogenosti najprirodnija značajka karcinoma. Genetska heterogenost temelj je prirodne selekcije za autonomiju i povećanu autonomiju koja se javlja u populaciji tumorskih stanica i stvara dinamiku tumora. Inaktivacija p53 i srodni supresori apoptoze, kao i prolazak tumorske populacije kroz krizu, snažan su izvor citogenetske heterogenosti – neravnoteže kromosoma i raznih kromosomskih aberacija. Ovi faktori su prilično jasno izraženi u tumorima.

Prethodno smo smatrali tumore uzrokovane jednim onkogenom onkornavirusa ili hematološke zloćudne bolesti nevirusnog podrijetla, također inducirane jednim onkogenom, aktivirane ili nastale kromosomskom translokacijom.

Posebnost karcinoma je višekomponentna karcinogeneza, koja uključuje nekoliko različitih onkogena. Čini se da se aktiviraju u različitim razdobljima razvoja tumora i određuju različite stupnjeve progresije tumora (počevši od prekanceroze) ili različite stupnjeve malignosti - polipe, karcinome in situ, invazivni karcinom i metastatski rak. Mnoštvo onkogenih učinaka, kao i uključenost više onkogena, uvjetuje različite putove i različite ishode progresije tumora. Višestruki oblici kolorektalnog karcinoma i karcinoma dojke karakteristični su za ovu raznolikost putova progresije.

Vrlo važan, ako ne i vodeći, čimbenik u progresiji je tumorska stroma, koja se sastoji od fibroblasta povezanih s tumorom, vaskularnog endotela, staničnih elemenata upale i glavne bezstrukturne tvari vezivnog tkiva. Fibroblasti proizvode glavnu tvar u kojoj je tumor zatvoren - kolagen tipa IV i laminin bazalne membrane, na kojoj “počivaju” stanice tumorskog epitela i koja odvaja epitel od ostalih tkiva. Bazalna membrana dio je ECM-a i uglavnom određuje polarizaciju epitelnih stanica – najvažniji znak njezine diferencijacije. Normalna epitelna stanica "osjeća" bazalnu membranu uz pomoć posebnih transmembranskih receptora, integrina. Integrini, koristeći svoju izvanstaničnu domenu, stupaju u interakciju s bazalnom membranom i fibronektinom, koji je dio ECM-a, te prenose specifičan signal u stanicu. Dok integrini "rade", tumorske stanice zadržavaju svoje epitelno ponašanje i morfologiju. Gubitak integrina tijekom selekcije za autonomiju i uništenje koje se događa u ranim fazama progresije kadherina, genetski blok njegove sinteze ili epigenetski blok promotora, koji dovodi do zaustavljanja sinteze kadherina, ili razaranja metaloproteinazama koje su povezane s tumorom i koje proizvodi njegova stroma, dovode do prekida međustaničnih kontakata. Ovi kontakti stvaraju tkivo. Njihovo uništenje dovodi do dezorganizacije tkiva. Organizirano tkivo inhibira autonomnu proliferaciju tumora, tako da selekcija za autonomiju djeluje protiv organizacije epitelnog tkiva. Epitelna organizacija tkiva održava se kontaktima stanica-matriks - destrukcija takve interakcije bilo zbog inaktivacije integrina, ili zbog destrukcije bezstrukturne supstance ECM-a metaloproteinazama dovodi do gubitka polarizacije tumorske stanice. . Ovo inhibira HNF4– glavni gen koji kontrolira transfaktore jetrene diferencijacije.

Stoga događaji tijekom progresije tumora dovode do razaranja strukture epitelnog tkiva i do gubitka polarne morfologije epitelnih tumorskih stanica.

Vodeći događaj u gubitku fenotipa diferencijacije tumora je, po našem mišljenju, poremećaj interakcije epitelne tumorske stanice s izvanstaničnim matriksom - bazalnom membranom i besstrukturnom međustaničnom supstancom, samim ECM-om.

Evolucija strome tumora uvelike je odgovorna za opisane događaje. Proizvodnja metaloproteinaza u stromi dovodi do razaranja bazalne membrane i kolagenskih komponenti ECM-a. Uništavanje bazalne membrane uz zadržavanje bezstrukturne supstance ECM-a glavni je uvjet za invaziju, u kojoj se tumorske stanice koje održavaju kontakt s glavnom populacijom šire izvan bazalne membrane i napadaju druga tkiva.

Metastaze, s jedne strane, nastavljaju invaziju daleko izvan granica izvornog tkiva, s druge strane, na temelju mikrocirkulacijskog sustava, također uvelike ovise o stromi, a ne samo zbog poremećaja bazalne membrane. Tumor ne može rasti bez opskrbe kisikom i hranjivim tvarima. Hipoksija koja se javlja u području (mikrodistriktu!) razvoja tumora i metastaziranja remeti stvaranje VEGF-a u samom tumorskom tkivu, kao iu stromi (!), vaskularnog faktora rasta koji potiče stvaranje mikrocirkulacijskog sustava. Indukcija proliferacije vaskularnih endotelnih stanica nužan je element u stvaranju krvnih kapilara, a kapilarna mreža rezultat je aktivnosti tumorske strome u većoj mjeri nego samih tumorskih stanica.

Dakle, stroma tumora osigurava postojanje samog tumora i određuje granice njegovog širenja u tijelu, kao i razvoj njegovih udaljenih mikrožarišta. Postoje dokazi, ili dosad hipoteze, da je dinamika dugotrajne perzistencije i ponovnog pokretanja rasta mikrometastaza određena dinamikom mikrocirkulacijske mreže koja opskrbljuje ta tumorska mikrožarišta kisikom i hranjivim tvarima. A to ne ograničava ulogu strome u razvoju tumora. Stvaranje nekroze i razvoj lokalne upale dovodi do nakupljanja limfocita, neutrofila i makrofaga, koji aktivno sintetiziraju upalne medijatore. Ovi medijatori uključuju cijelu obitelj tvari koje pojačavaju samu upalu (sustav komplementa), aktiviraju funkciju makrofaga (faktor nekroze tumora) i čimbenike stimulacije rasta (citokine), koji imaju stimulativni učinak na rast samog tumora. .

Akumulacija čimbenika prirodne otpornosti u tumoru - makrofaga, normalnih stanica ubojica i T-limfocita, koji vrše specifičnu kontrolu rasta tumora, stvara suprotan učinak i pojačava prirodnu selekciju stanica koje nisu osjetljive ili otporne na imunološku kontrolu tumora. rast tumora, te time osigurava daljnju evoluciju (progresiju) sustava.

Konačno, karcinom se razvija izvan kontrole epitelne strukture, ovisno o svojstvima epitela kao što je prisutnost bazalne membrane. Gubitak karakterističnih značajki epitela (struktura tkiva, međustanične interakcije, kontrola specifičnim čimbenicima rasta, stjecanje pokretljivosti i morfologije fibroblasta) je tzv. EMT, epitelno-mezenhimalna transformacija .

EMT je karakterističan za normalni epitel tijekom razvoja, osobito rano, na primjer tijekom gastrulacije, kada epitel stječe pokretljivost i aktivno prodire u temeljne slojeve. EMT nastaje kada je tkivo privremeno oštećeno, a epitelne stanice izgube polaritet, zaustave sintezu kadherina, formiraju vimentin i fibronektin, te istovremeno postižu pokretljivost. Oni zaustavljaju sintezu staničnih nuklearnih transfaktora i stvaranje antigena karakterističnih za epitelna tkiva. Epitelne stanice postaju tipični fibroblasti. Čini se da je EMT u pozadini invazije i metastaza: epitelne tumorske stanice postaju pokretne i stječu sposobnost širenja na različita područja tijela. Vrlo je važno da se stanice podvrgnu fiziološki, ali ne genetski transformacija, od EMT reverzibilan. Metastaze koje proizlaze iz EMT-a mogu dobiti morfologiju izvornog tumora, a epitel u rubnim područjima rane može dobiti fibroblastična svojstva. Do indukcije EMT dolazi kada tumori koji eksprimiraju onkogen interaguju Ras i TGFp. Ali na ovaj ili onaj način, EMT izgleda kao završni stadij progresije epitelnog tumora, kada tumor gubi epitelne karakteristike (polaritet stanica, specifične stanične kontakte, karakterističnu morfologiju i tkivno specifičnu antigensku strukturu) i istovremeno poprima karakteristike fibroblasta. (izraženost vimentina, pokretljivost, neovisnost o teritoriju rasta).

Moglo bi se pomisliti da će razumijevanje ovog procesa i čimbenika uključenih u njega stvoriti osnovu za racionalnu terapiju invazije i metastaza - glavnih svojstava malignosti. Istodobno, nejasno je što će se dalje dogoditi. Uostalom, napredovanje bi trebalo biti beskrajno, a EMT ga, takoreći, dovršava.

Značajke tumora o kojima se raspravlja u ovom članku omogućuju zamisliti opće konture događaja kroz različite oblike prekanceroza, formiranje onkornavirusa koji nose onkogene i aktivnost onkogena koja stvaraju tumore.

Nakon toga slijedi aktivacija onkogena putem translokacije protoonkogena ispod aktivnog gena - zajedničkog mehanizma za nastanak hemoblastoza, spajajući ih s tumorima uzrokovanim onkornavirusima. Hemoblastoza je prijelazni oblik od tumora miševa i ptica do tumora čovjeka. U nastanku karcinoma nužno sudjeluju tumor supresorski geni i u pravilu se multikomponentna karcinogeneza odvija na temelju nekoliko aktivirani onkogeni koji su sekvencijalno uključeni u ovaj proces.

Konačno, moguć je novi, širi pogled na napredovanje tumora, uključujući kao početak prekancerozni stadij i konačno epitelno-mezenhimalni prijelaz, osnovu invazije i metastaze. To postavlja niz novih istraživačkih problema, poput utvrđivanja mehanizama transformacije mezenhimalnih tumora (sarkoma) i njihovog mjesta među tumorima uzrokovanim virusnim onkogenima, hemoblastozama i ljudskim karcinomima. Koja je uloga supresorskih gena u ovim tumorima?

U nastanku humanih karcinoma nužno sudjeluju tumor supresorski geni, kao i geni koji sudjeluju u pojavi prekanceroma. Pojava karcinoma neodvojiva je od progresije koja počinje aktivacijom prekanceroznih čimbenika, primjerice proliferacijom stanica prekursora tumora ili genetskih promjena karakterističnih za tumor, koje nužno uključuju inaktivaciju supresorskih gena, posebice LOH, i aktivaciju najmanje dva protoonkogena. Inaktivacija supresorskih gena, prvo, uklanja blokadu kontrole proliferacije i, drugo, potiskivanjem apoptoze potiče nakupljanje mutanata, tj. povećava genetsku heterogenost tumora - obvezni materijal za progresiju prema malignosti.

Naravno, postoje velike praznine u temeljnoj slici karcinogeneze. To uključuje: mehanizam normalizacije tumorskih stanica normalnim mikrookruženjem; Dostupnost privremeni interval između unošenja onkogena u stanice i njegovog učinka.

Ovo su samo neka pitanja za buduća istraživanja karcinogeneze.

Iskreno zahvaljujemo O.A. Salnikovu za brižljiv rad na rukopisu.

Rad je proveden uz financijsku potporu granta “Vodeće znanstvene škole” (NSh-5177.2008.4) i Ruske zaklade za osnovna istraživanja (grantovi 05-04-49714a i 08-04-00400a).

Bibliografija

1. Weinberg, R. (2006.) Biolog raka, Garland Science, str. 1–796 (prikaz, stručni).

2. Šabad L.M. (1967) Prekancer u eksperimentalnom i morfološkom aspektu, Medicina, Moskva, str. 1–384 (prikaz, stručni).

3. IARC monografije o procjenama kancerogenih rizika za ljude(1995), sv. 53, IARC Lion, Francuska.

4. Studijska grupa EUROGAST (1993.) Lanceta, 341 , 1359–1362.

5. Abelev G.I. (1979) U knj. Rast tumora kao problem razvojne biologije(priredio V.I. Gelshtein), Science, Moskva, str. 148–173 (prikaz, stručni).

6. Tenen, D.G. (2003) Nat. vlč. Rak, 3 , 89–101.

7. Huntly, B. J. P., i Gilliland, G. (2005.) Nat. vlč., 5 , 311–321.

8. Moore, K.A., i Lemischka, I.R. (2006) Znanost, 311 , 1880–1885.

9. Weinberg, R. (2006.) Biolog raka, Ch. 16. Racionalno liječenje raka, Garland Science, str. 725–795 (prikaz, ostalo).

10. Dean, M., Fojo T. i Bates, S. (2005.) Nat. vlč. Rak, 5 , 275–284.

11. Abelev G.I. (2007) U knj. Klinička onkohematologija(priredila Volkova M.A.), 2. izdanje, str. 167–176 (prikaz, stručni).

12. Daser, A. i Rabbitts, T. (2004.) Genes Dev., 18 , 965–974.

13. Tenen, D.G., Hromas, R., Licht, J.D., i Zany, D.-E. (1997) Krv, 90 , 489–519.

14. Olovnikov A.M. (1971) DAN SSSR, 201 , 1496–1499.

15. Weinberg, R. (2006.) Biolog raka, Ch. 10. Vječni život: besmrtnost stanica, Garland Science, str. 357–398 (prikaz, stručni).

16. Duesberg, P., Fabarius, A., i Hehlmann, R. (2004.) Život, 56 , 65–81.

17. Laconi, S., Pillai, S., Porcu, P. P., Shafritz, D. A., Pani, P., i Laconi, E. (2001.) Am. J. Pathol., 158 , 771–777.

18. Laconi, S., Pani, P., Pillai, S., Pasciu, D., Sarma, D.S.R., i Laconi, E. (2001.) Proc. Natl. Akad. Sci. SAD, 98 , 7807–7811.

19. Sell, S., Hunt, J.M., Knoll, B.J., i Dunsford, H.A. (1987) Adv. Res. raka, 48 , str. 37–111 (prikaz, stručni).

20. Greenberg, A.K., Yee, H. i Rom, W.N. (2002) Respirator. Rez., 3 , 20–30.

21. Cozzio, A., Passegue, E., Ayton, P.M., Karsunky, H., Cleary, M.L., i Weissman, I.L. (2003) Genes Dev., 17 , 3029–3035.

22. Weinberg, R. (2006.) Biolog raka, Ch. 8. Rb i kontrola sata staničnog ciklusa, Garland Science, str. 255–306 (prikaz, stručni).

23. Knudson, A.G. (1971) Proc. Natl. Akad. znanost, 68 , 820–823.

24. Calderon-Margalit, R. i Paltiel, O. (2004.) Int. J. Rak, 112 , 357–364.

25. Vogelstein, B., Fearon, E.R., Hamilton, S.R., Kern, S.E., Preisinger, A.C., Leppert, M., Nakamura, Y., White, R., Smits, A.M., i Bos, J.L.N. (1988) engl. J. Med., 319 , 525 – 532.

26. Daley, G. Q., van Etten, R. A. i Baltimore, D. (1990.) Znanost, 247 , 824–830.

27. Weinberg, R. (2006.) Biologija raka, Ch. 9. P53 i apoptoza: glavni čuvar i egzekutor, Znanost o vijencu, 307–356.

28. Kern, S.E. (1993) J. Natl. Institut za rak, 85 , 1020–1021.

29. Bhowmick, N.A., i Moses, H.L. (2005) Trenutno mišljenje o genetici i razvoju, 15 , 97–101.

30. Hussain, S.P., i Harris, C.C. (2007) Int. J. Rak, 121 , 2373–2380.

31. Mueller, M. M. i Fusenig, N. E. (2004) Nat. vlč. Rak 4 , 839–849.

32. Federico, A., Morgillo, F., Tuccillo, C. Ciardiello, F., i Loguercio, C. (2007.) Int. J. Rak,121 , 2381–2386.

33. Nedospasov S.A., Kuprash D.V. (2004) U knj. Karcinogeneza(priredio Zaridze D.G.), Medicina, Moskva, str. 158–168 (prikaz, stručni).

34. Li, Q., Withoff, S., i Verma, I.M. (2005) Trendovi Imunol., 26 , 318–325.

35. Zaridze D.G. (2004) U knjizi: Karcinogeneza(priredio Zaridze D.G.), Medicina, Moskva, str. 29–85 (prikaz, stručni).

36. Karamysheva A.F. (2004) U knj. Karcinogeneza(priredio Zaridze D.G.), Medicina, Moskva, str. 429–447 (prikaz, stručni).

37. Weinberg, R. (2006.) Biolog raka, Ch. 13. Dijalog zamjenjuje monolog: heterotipske interakcije i biologija angiogeneze, Garland Science, str. 527–587 (prikaz, stručni).

38. Stetler-Stevenson, W. i Yu, A.E. (2001) Semin. Biol. raka, 11 , 143–152.

39. Zilber L.A., Irlin I.S., Kiselev F.L. (1975) Evolucija virogenetske teorije razvoja tumora. CH. 8 Endogeni virusi i “normalna” terapija, Nauka, Moskva, str. 242–310 (prikaz, stručni).

40. Weinberg, R. (2006.) Biolog raka, Ch. 3. Tumorski virusi, Garland Science, str. 57–90 (prikaz, stručni).

41. Altshtein A.D. (1973) Časopis svesavezni kem. o-va im. Mendeljejev, 18 , 631–636.

42. Weiss, R., Teich, N., Varmus, H., i Coffin, J. (ur.) (1982.) RNA tumorski virusi, Cold Spring Harbor, N.Y., str. 1–396 (prikaz, stručni).

43. Bentvelzen, P. (1968) u Genetske kontrole vertikalnog prijenosa Muhlbock virusa tumora dojke u soju miševa GR., Hollandia Publ. Co., Amsterdam, str. 1.

44. Tatosyan A.G. (2004) U knj. Karcinogeneza(uredio Zaridze D.G.), Medicina, Moskva, str. 103–124.

45. Weinberg, R. (2006.) Biologija raka, Ch. 4. Stanična onkogeneza, Garland Science, str. 91–118 (prikaz, stručni).

46. ​​​​Weinberg, R. (2006.) Biolog raka, Ch. 7. Geni supresori tumora Garland Science, str. 209–254 (prikaz, stručni).

47. Altshtein A.D. (2004) U knjizi: Karcinogeneza(priredio Zaridze D.G.), Medicina, Moskva, str. 251–274 (prikaz, stručni).

48. Fleishman E.V. (2007) U knj. Klinička onkohematologija(uredila Volkova M.A.), 2. izdanje, Moskva, Medicina, str. 370–408 (prikaz, stručni).

49. Hanahan, D. i Weinberg, R.A. (2000) mobitel, 100 , 57–70.

50. Hallek, M., Bergsagel, P.L., i Anderson, K.C. (1998) Krv, 91 , 3–21.

51. Kuppers, R. (2005.) Nat. vlč. Rak, 5 , 251–262.

52. Kopnin B.P. (2004) U knj. Enciklopedija kliničke onkologije(priredio Davydov M.I.), RLS-Press, Moskva, str. 34–53 (prikaz, ostalo).

53. Schwartz, M.A. (1997) J. Cell Biol., 139 , 575–578.

54. Ruoslahti, E. (1999.) Adv. Cancer Res., 76 , 1–20.

55. Schmeichel, K.L., i Bissell, M.J. (2003). J Cell Sci., 116 , 2377–2388.

56. Bissell, M.J., Radisky, D.C., Rizki, A., Weaver, V.M., i Petersen, O.W. (2002) Diferencijacija, 70 , 537–546.

57. Radisky, D. i Bissel, M.J. (2004) Znanost, 303 , 775–777.

58. Abelev, G. I. i Lazarevich, N. L. (2006.) Adv. Cancer Res., 95 , 61–113.

59. Thiery, J.P. (2002) Nat. vlč. Rak, 2 , 442–454.

60. Javaherian, A., Vaccariello, M., Fusenig, N.F., i Garlick, J.A. (1998) Cancer Res., 58 , 2200–2208.

Povezane informacije.

10157 0

Iako je regulacija stanične proliferacije složena i još nedovoljno proučena, već je očito: normalno, osim sustava koji potiče proliferaciju, postoji i sustav koji je zaustavlja.

Supresorski geni

Ubrzo nakon otkrića prvih onkogena pojavila su se izvješća o postojanju još jedne klase onkoloških gena, čiji gubitak ili potiskivanje aktivnosti također dovodi do razvoja tumora.

Ti se geni nazivaju supresorski geni (drugi nazivi su antionkogeni, recesivni tumorski geni, tumor supresori).

U nepromijenjenim stanicama supresorski geni potiskuju diobu stanica i potiču njihovu diferencijaciju. Drugim riječima, ako protoonkogeni kodiraju proteine ​​koji stimuliraju proliferaciju stanica, onda proteini supresorskih gena normalno, naprotiv, inhibiraju proliferaciju i/ili potiču apoptozu.

Mutacije u takvim genima dovode do supresije njihove aktivnosti, gubitka kontrole nad procesima proliferacije i, kao posljedica toga, do razvoja raka. Međutim, treba imati na umu da je fiziološka funkcija antionkogena reguliranje stanične proliferacije, a ne sprječavanje razvoja tumora.

Za razliku od onkogena koji djeluju dominantno, promjene u antionkogenima su recesivne prirode, a za transformaciju tumora nužna je inaktivacija oba genska alela (kopije).

Stoga se geni ove skupine od pola milje također nazivaju "recesivni geni raka".

Identifikacija antionkogena započela je otkrićem gena Rb (gen za retinoblastom), čije kongenitalne mutacije uzrokuju razvoj retinoblastoma. Početkom 70-ih godina XX. stoljeća E. A. Knudson (1981.) utvrdio je da se oko 40% retinobpastoma javlja u djetinjstvu (u prosjeku 14 mjeseci), a ti su tumori obično bilateralni (u retini oba oka).

Ako su takvi pacijenti bili izliječeni od retinobpastoma, tada su mnogi od njih razvili osteosarkom u adolescenciji, a melanom kože u odrasloj dobi. U većini slučajeva priroda bolesti bila je nasljedna.

U pokušaju da objasni zašto su fenotipski identični tumori ili sporadične ili nasljedne prirode, A. Knudson je formulirao hipotezu o “dva pogotka” (mutacija). Autor je predložio da se u slučaju nasljednog oblika tumora mutacija (prvi udarac) u retinoblastima prenosi na dijete od jednog od roditelja.

Ako se druga mutacija (drugi pogodak) dogodi u jednoj od ovih stanica, mrežnici (tj. koja već ima mutaciju), vrlo često (u 95% pacijenata) nastaje tumor. U slučaju sporadičnog tumora, djeca ne nasljeđuju mutirani alel gena, ali imaju dvije neovisne mutacije u oba alela (kopije) jednog od retinoblasta, što također dovodi do razvoja tumora.

Dakle, prema hipotezi A. Knudsona, bolesnici prve skupine imaju jednu prirođenu i jednu stečenu mutaciju, dok su u bolesnika druge skupine obje mutacije stečene.

Zbog činjenice da su u nasljednim retinoblastomima otkrivene promjene u regiji kromosoma 13 (13ql4). sugerirano je da je gen osjetljivosti na retinoblastom (Rb) lokaliziran na ovom mjestu u genomu. Ovaj gen je naknadno izoliran.

Ispostavilo se da su oba njegova alela inaktivirana u stanicama i nasljednih i sporadičnih retinobpastoma, ali u nasljednim oblicima sve stanice u tijelu imale su kongenitalne mutacije ovog gena.

Tako je postalo jasno da se dvije mutacije koje je pretpostavio A. Knudson, a koje su neophodne za razvoj retinobpastoma, pojavljuju u različitim alelima istog Rb gena. U slučajevima nasljeđivanja, djeca se rađaju s jednim normalnim i jednim defektnim alelom Rb.

Dijete, nositelj nasljednog alela mutantnog Rb gena, ima ga u svim somatskim stanicama i potpuno je normalno. Međutim, kada dođe do stečene mutacije, druga (normalna) kopija (alel) gena u retinoblastima se gubi i obje kopije gena postaju neispravne.

U slučajevima sporadične pojave tumora dolazi do mutacije u jednom od retinoblasta i gube se oba normalna alela u Rb.Krajnji rezultat je isti: ta stanica retine koja je izgubila obje normalne kopije Rb gena. a oni koji su izgubili preostali normalni nastaju retinoblastom.

Obrasci identificirani tijekom proučavanja Rb gena. osobito veza s nasljednim oblicima tumora i potreba da se utječe na oba alela (recesivna priroda manifestacije mutacija), počeli su se koristiti kao kriteriji u potrazi i identifikaciji drugih tumorskih supresora.

U skupinu dobro proučenih klasičnih tumorskih supresora koji se inaktiviraju mehanizmom dva udarca spadaju gen WT1 (Wilmsov tumor 1), čija inaktivacija 10-15% predisponira razvoj nefroblastoma (Wilmsov tumor), geni neurofibromatoze (NF1 i NF2) i anti-onkogen DCC (izbrisan u karcinomu debelog crijeva) je gen koji je inaktiviran u raku debelog crijeva.

No, glavni predstavnik antionkogena je supresorski gen p53, koji inače osigurava stalnu kontrolu DNK u svakoj pojedinoj stanici, sprječavajući pojavu štetnih mutacija, uključujući i one koje uzrokuju tumor. Kod ljudi se nalazi na 17. kromosomu.

Fiziološke funkcije p53 su prepoznavanje i ispravljanje pogrešaka koje se neizbježno javljaju tijekom replikacije DNA pod raznim stresovima i unutarstaničnim poremećajima: ionizirajuće zračenje, prekomjerna ekspresija onkogena, virusna infekcija, hipoksija, hipo- i hipertermija, različiti poremećaji stanične arhitekture ( povećan broj jezgri, promjene citoskeleta) itd.

Gore navedeni čimbenici aktiviraju p53; njegov produkt - protein p53 - čvrsto kontrolira aktivnost protoonkogena u regulaciji staničnog ciklusa i uzrokuje ili zaustavljanje reprodukcije abnormalnih stanica (privremeno, radi uklanjanja oštećenja ili nepovratno), ili njihove smrti, pokretanjem programa stanične smrti - apoptoze, čime se eliminira mogućnost nakupljanja genetski modificiranih stanica u tijelu (slika 3.4). Dakle, normalni oblik gena p53 ima važnu zaštitnu ulogu, kao “molekularni policajac” ili “čuvar genoma” (D. Lane).

Mutacije mogu dovesti do inaktivacije supresorskog gena53 i pojave promijenjenog oblika proteina čija je meta više od 100 gena. Glavni uključuju gene čiji proizvodi uzrokuju zaustavljanje staničnog ciklusa u njegovim različitim fazama; geni koji induciraju apoptozu; geni koji reguliraju staničnu morfologiju i/ili migraciju i geni koji kontroliraju angiogenezu i duljinu telomera itd.

Stoga posljedice potpune inaktivacije takvog višenamjenskog gena uzrokuju istodobnu pojavu čitavog niza karakterističnih svojstava neoplastične stanice. To uključuje smanjenu osjetljivost na signale inhibicije rasta, imortalizaciju, povećanu sposobnost preživljavanja u nepovoljnim uvjetima, genetsku nestabilnost, stimulaciju neoangiogeneze, blokiranje stanične diferencijacije itd. (Slika 3.4).

Riža. 3.4. Sigurnosne funkcije p53 supresorskog gena [Zaridze D.G. 2004].

Ovo, očito, objašnjava visoku učestalost mutacija p53 u neoplazmi - one omogućuju prevladavanje nekoliko faza progresije tumora u jednom koraku.

Mutacija gena p53 je najčešći genetski poremećaj svojstven malignom rastu, a otkriva se u 60% tumora više od 50 različitih tipova. Terminalne mutacije (koje se javljaju u zametnim stanicama i nasljeđuju se) u jednom od alela gena p53 mogu inicirati početne faze karcinogeneze raznih, često primarnih višestrukih tumora (Li-Fraumenijev sindrom), ili mogu nastati i biti odabrane tijekom tumora rast, osiguravajući njegovu heterogenost.

Prisutnost mutiranog gena p53 u tumoru određuje lošiju prognozu u bolesnika u usporedbi s onima u kojih mutirani protein nije detektiran, budući da su tumorske stanice u kojima je p53 inaktiviran otpornije na zračenje i kemoterapiju.

Geni mutatori

Inhibicija aktivnosti supresorskih gena koji kontroliraju apoptozu i/ili stanični ciklus ukida zabranu proliferacije stanica s različitim genetskim promjenama, što povećava vjerojatnost pojave onkogenih staničnih klonova. Ova skupina gena obično se naziva "čuvari".

Uz to, identificiran je niz gena specijaliziranih za prepoznavanje i obnavljanje (popravak) oštećenja DNA, što može uzrokovati genetsku nestabilnost i razvoj raka. Takvi geni se nazivaju "skrbnici" ili mutatorski geni.

Ne induciraju izravno malignu transformaciju stanice, ali pridonose razvoju tumora, budući da inaktivacija funkcije thiutator gena tako povećava stopu i vjerojatnost pojave raznih onkogenih mutacija i/ili drugih genetskih promjena da nastanak tumor postaje samo pitanje vremena.

Fiziološka funkcija gena mutatora je otkrivanje oštećenja DNK i održavanje cjelovitosti genoma aktiviranjem sustava za popravak kako bi se obnovila izvorna normalna struktura DNK.

Stoga se nazivaju i geni za popravak DNK. Utvrđeno je da inaktivacija takvih gena dovodi do poremećaja popravka DNA, u stanici se nakuplja veliki broj mutacija i naglo se povećava vjerojatnost reprodukcije staničnih varijanti s različitim genetskim poremećajima.

S tim u vezi, u stanicama s defektnim mutatorskim genima javlja se visoka razina genetske nestabilnosti i, sukladno tome, povećava se učestalost spontanih ili induciranih genetskih promjena (mutacije gena, kromosomske translokacije itd.), na temelju kojih nastaje rak.

Opisani su nasljedni oblici neoplazmi povezani s kongenitalnim mutacijama gena, čiji proizvodi ne osiguravaju funkcioniranje sustava popravka. Iz ove skupine najviše su proučavani geni BRCA1 i BRCA2, MSH2, MSH6, MLH1, PMS2 te XPA, HRB itd.

Geni BRCA1 i BRCA2 (Rak dojke 1 i 2) prvi su identificirani kao geni čije su nasljedne mutacije povezane s nasljednim oblicima raka dojke.

U žena s terminalnim mutacijama jednog od alela gena BRCA1 rizik od razvoja raka dojke tijekom života je oko 85%, raka jajnika - oko 50%, a veći je i rizik od razvoja tumora debelog crijeva i prostate.

Kod terminalnih mutacija gena BRCA2 rizik od razvoja tumora dojke je nešto manji, ali je njegova pojava češća kod muškaraca. Geni BRCA1 i BRCA2 ponašaju se kao klasični tumor supresori: za pokretanje rasta tumora, osim kongenitalne mutacije jednog od alela, potrebna je i inaktivacija drugog alela, koja se događa već u somatskoj stanici.

Uz kongenitalne heterozigotne mutacije gena MSH2, MLH1, MSH6 i PMS2 razvija se Lynchov sindrom. Glavna mu je značajka pojava raka debelog crijeva u mladoj dobi (tzv. nasljedni nepolipozni koporektalni karcinom) i/ili tumora jajnika.

Pretežna lokalizacija tumora u crijevu povezana je s najvećim proliferativnim potencijalom stanica na dnu crijevnih kripti i mogućnošću češćeg pojavljivanja mutacija, koje se inače korigiraju sustavima za popravak.

Stoga, kada su ovi geni inaktivirani, epitelne stanice crijeva koje se brzo razmnožavaju ne oporavljaju se, već gomilaju skup mutacija u protoonkogenima i antionkogenima, kritičnim za razvoj raka, brže od stanica koje se sporo razmnožavaju.

Terminalne heterozigotne mutacije u genima obitelji XPA dovode do pojave pigmentne kseroderme, nasljedne bolesti s povećanom osjetljivošću na ultraljubičasto zračenje i razvojem višestrukih tumora kože u područjima sunčeve insolacije.

Ljudski genom sadrži najmanje nekoliko desetaka tumor supresorskih i mutatorskih gena čija inaktivacija dovodi do razvoja tumora. Više od 30 ih je već identificirano, za mnoge su poznate funkcije koje obavljaju u stanici (tablica 3.2).

Tablica 3.2. Osnovne karakteristike nekih tumor supresorskih i mutatorskih gena.

Većina njih reguliranjem staničnog ciklusa, apoptozom ili popravkom DNA sprječava nakupljanje stanica s genetskim abnormalnostima u tijelu. Tumorski supresori također su identificirani s drugim funkcijama, posebice kontrolom morfogenetskih reakcija stanice i angiogeneze.

Otkriveni geni ne iscrpljuju popis postojećih tumorskih supresora. Pretpostavlja se da broj antionkogena odgovara broju onkogena.

Međutim, proučavanje njihove strukture i funkcije u primarnim ljudskim tumorima povezano je s velikim tehničkim poteškoćama. Pokazalo se da takva istraživanja nadilaze mogućnosti čak i vodećih svjetskih laboratorija. U isto vrijeme, klasifikacija nekih gena u kategoriju onkogena ili antionkogena prilično je uvjetna.

Zaključno, treba napomenuti da je koncept onkogena i antionkogena po prvi put u povijesti onkologije omogućio kombiniranje glavnih smjerova istraživanja karcinogeneze.

Smatra se da gotovo svi poznati kancerogeni čimbenici dovode do oštećenja protoonkogena, supresorskih gena i njihovih funkcija, što u konačnici dovodi do razvoja maligne neoplazme. Ovaj proces je shematski prikazan na slici 3.5.

Riža. 3.5. Shema glavnih faza karcinogeneze [Moiseenko V.I. i sur., 2004].

Također je potrebno naglasiti da normalna diferencirana stanica bilo kojeg tkiva ne može biti podvrgnuta tumorskoj transformaciji, budući da više ne sudjeluje u staničnoj diobi, već obavlja specijaliziranu funkciju i u konačnici apoptotski umire.

Poremećaji u strukturi gena mogu se dogoditi bez vidljivih posljedica. Svake sekunde u ljudskom tijelu, koje se sastoji od 100 trilijuna stanica, podijeli se oko 25 milijuna stanica.

Taj se proces odvija pod strogim nadzorom kompleksa molekularnih sustava, čiji mehanizmi funkcioniranja, nažalost, još nisu u potpunosti utvrđeni. Procjenjuje se da svaki od približno 50 tisuća gena u ljudskoj stanici prolazi kroz spontane poremećaje oko milijun puta tijekom života tijela.

Onkogeni i antionkogeni čine manje od 1% identificiranih mutacija, dok su preostali genetski poremećaji “šumovi”. U ovom slučaju, gotovo sva kršenja bilježe se i uklanjaju sustavi popravka genoma.

U najrjeđim slučajevima se ne uspostavlja normalna struktura promijenjenog gena, mijenja se proteinski produkt koji kodira i njegova svojstva, a ako je ova anomalija fundamentalne prirode i zahvaća ključne potencijalne onkogene i/ili antionkogene, transformacija stanice postaje moguća.

U tom slučaju neke od mutiranih stanica mogu preživjeti, ali samo jedan učinak kancerogena na strukturu DNK nije dovoljan da u njima dođe do tumorske transformacije. Mora se pretpostaviti da je, uz rijetke iznimke (na primjer, kod karcinogeneze izazvane virusom), za pojavu raka nužna podudarnost 4-5 mutacija u jednoj stanici, neovisno jedna o drugoj.

Najopasnijom kombinacijom smatra se aktivacija onkogena i inaktivacija antionkogena, kada se autonomizacija proliferativnog signala kombinira s kvarovima mehanizama kontrole staničnog ciklusa.

Zato je za većinu zloćudnih tumora karakterističan njihov razvoj s godinama, abnormalnosti u genomu se nakupljaju i mogu dovesti do indukcije tumorskog procesa. To može potvrditi i postupni razvoj nekih malignih tumora: prekanceroza, displazije, karcinoma in situ i karcinoma, kao i eksperimentalne studije.

Prikazali smo glavne gene čiji proteinski produkti pomažu da se normalna stanica pretvori u kancerogenu, te gene čiji proteinski produkti to sprječavaju.

Naravno, osim navedenih, otkriveni su i mnogi drugi onkogeni i supresorski geni koji su na ovaj ili onaj način povezani s kontrolom rasta i reprodukcije stanica ili utječu na druge stanične karakteristike.

Očito, u nadolazećim godinama očekuju nas druga važna otkrića o mehanizmima malignog rasta i ulozi tumorskih supresora i

Antionkogeni (ili tumor supresorski geni) su geni koji kodiraju ključne regulatorne proteine, čiji gubitak dovodi do poremećaja kontrole stanične proliferacije. Većina identificiranih antionkogena u normalnim stanicama su regulatori (čimbenici) procesa stanične transkripcije gena, vjerojatno djelujući tako da pojačaju programe stanične diferencijacije za razliku od programa proliferacije.

Proteini kodirani skupinom supresorskih gena (p53, KB, C-LR! (p21), p15, p16, itd.) izravno su uključeni u proces stanične diobe, kontrolirajući njihov ulazak u jednu ili drugu fazu staničnog ciklusa. Gubitak Aktivnost takvih gena u konačnici izaziva nereguliranu staničnu proliferaciju.

Dakle, uz aktivaciju onkogena, poremećaji u funkcioniranju tumor supresorskih gena odlučujući su u pokretanju tumorogenih procesa, utječu na napredovanje staničnog ciklusa, regulaciju diferencijacije i programirane stanične smrti, tj. prirodni proces njihove smrti, tzv. apoptoza. Ako većina promijenjenih protoonkogena djeluje kao dominantni čimbenik s genetske točke gledišta, tumor supresorski geni obično djeluju recesivno.

Strukturne i funkcionalne promjene kod tumor supresora, kao i kod onkogena, mogu biti rezultat točkastih mutacija u kodirajućim i regulatornim regijama gena, insercija ili delecija koje uzrokuju poremećaje u procesu čitanja proteina, promjena u njihovoj konfiguraciji ili modulacije ekspresije proteina (stvaranje proizvoda tijekom stanične sinteze). Gubitak funkcija anti-^ncogena u tumorskim stanicama javlja se kao

obično kao rezultat inaktivacije oba alela. Pretpostavlja se da gubitak jednog alela kao rezultat delecije stvara mogućnost fatalnih recesivnih mutacija u preostalom (Knudsenova teorija). Ali postoje iznimke od ovog pravila: na primjer, za p53 je pokazano postojanje mutacija s dominantnim svojstvima. Germinalne (nasljedne) recesivne mutacije jednog od dva antionkogena alela mogu biti osnova nasljedne sklonosti za rak.

Eksperimentalne studije su utvrdile da se inaktivacija antionkogena kao rezultat istovremenih poremećaja u odgovarajućim lokusima uparenih kromosoma (mutacije u jednom i delecije u drugom) može eliminirati uvođenjem alela divljeg tipa (tj. strukturno nepromijenjenog, netaknutog) , koji je osnova za znanstvena dostignuća u području genskih _terall_n tumora_.

Uz gubitak funkcije gena kao rezultat mutacije ili brisanja, može doći do inaktivacije α-supresorskog gena zbog hipermetilacije sekvence DNA koja kodira gen. Ovo je karakteristična metoda inaktivacije određenih gena iz skupine inhibitora kinaza koji reguliraju slijed i brzinu faza staničnog ciklusa, primjerice p/6 i p15.

Trenutačno je vrlo raširena potraga za tumor supresorskim genima.

Specifične delecije određenih kromosomskih regija identificirane su u različitim vrstama tumora. Odnos takvih brisanja s razvojem tumora često se naziva "funkcionalni gubitak gena supresora tumora".

Za identifikaciju kromosomskih regija za koje se tvrdi da su potencijalni anti-onkogeni, naširoko se koristi probir heterozigotnih delecija. Brisanje jednog od heterozigotnih alela može se otkriti tijekom komparativne analize RSC proizvoda (po!utegave

cNat geasTtp) ili KET.P (gea^psIop Gga^tep! 1en§Y ro1utogPet) normalne i tumorske DNA tijekom elektroforetskog odvajanja. Gubitak heterozigotnosti (1oz8 o!" be1er21205Yu - bOH) smatra se gubitkom jednog od dva alela u DNK tumora u usporedbi s DNK normalne somatske stanice.

Trenutno je poznato nešto više od deset antionkozena. Poremećaji u antionkogenima javljaju se u približno 90% ljudskih tumora. Za svaki specifičan tumor, spektar genetskih promjena je individualne prirode, ali ipak se uočavaju određeni obrasci u kršenjima pojedinih gena ili njihovih skupina, što daje razloge za njihovo povezivanje s razvojem ili prirodom progresije određene patologije. Jedan od preduvjeta za rast tumora je poremećaj regulacije diobe stanica. Treba naglasiti da se promjene u složenom lancu kontrole staničnog ciklusa, posredovane sudjelovanjem jednog ili drugog tumorskog supresora, mogu pojaviti u različitim fazama ciklusa i biti povezane s razvojem različitih histoloških tipova tumora.

U ovom poglavlju govori se o trenutno najpoznatijim tumor supresorskim genima, mogućim mehanizmima njihova djelovanja i sudjelovanju u proliferativnim procesima.

Gen p53 jedan je od najproučavanijih predstavnika skupine supresorskih gena koji trenutno igraju važnu ulogu u indukciji i progresiji tumorskog rasta. Multipotentni gen p53 uključen je u niz važnih procesa u životu stanice. Lokaliziran je na kromosomu 17 (17p13) i kodira transkripcijski faktor koji osigurava proizvodnju i funkcioniranje proteina koji kontroliraju diobu stanica. U proteinu p53 mogu se razlikovati tri regije: I-terminalna regija koja sadrži transkripcijsku aktivacijsku domenu, središnja regija koja sadrži specifičnu DNA-veznu domenu i C-terminalna regija koja sadrži multifunkcionalnu domenu [19].

Tijekom rasta i diobe normalnih stanica postoji stalna akumulacija kršenja primarne strukture DNA kao rezultat prirodne mutageneze ili grešaka u procesu njezinog udvostručavanja (replikacija DNA). Poseban sustav za njihovo uklanjanje, uključujući lanac proteina za popravak, djeluje u određenim fazama staničnog ciklusa. Indukcija p53 uzrokuje zaustavljanje staničnog ciklusa nakon čega slijedi popravak oštećenja ili prirodna stanična smrt, čime se sprječava narušavanje integriteta genoma i stjecanje fenotipa tumora.

Protein p53 kontrolira ispravno napredovanje staničnog ciklusa na nizu kontrolnih točaka (slika 3.1). Put koji vodi do kašnjenja staničnog ciklusa u fazi 01, gdje jedna od središnjih uloga pripada genu IUAP1 (p21), više je proučavan. Gen p53 aktivira transkripciju proteina p21 koji je jedan od inhibitora kompleksa ciklinaza kinaze (CKA) - regulatora staničnog ciklusa. U ovom slučaju p53 ne samo da je uključen u regulaciju faze 01, već također sudjeluje u regulaciji faze 02 i same mitoze. Kao odgovor na poremećaje u procesu dupliciranja DNA na kontrolnoj točki ulaska u fazu 02 ili kao odgovor na poremećaje u formiranju mitotskog vretena na kontrolnoj točki mitoze, dolazi do indukcije p53.

Osim toga, sam p53 regulira popravak i replikaciju DNA izravnim vezanjem na niz proteina uključenih u procese DNA. Točan put koji povezuje oštećenje DNK i aktivaciju p53 nije poznat. Pretpostavlja se da uključuje produkte supresorskog gena BKCA1 (Lgeas! kanser azoaaGec! §epe I), kao i ATM protein (a(ax1a 1e1an§]ec:a5]a &epe), koji "prepoznaje" oštećenje u DNA i aktivira p53 (Slika, 3.2).

Druga posljedica aktivacije p53 je prirodna, programirana stanična smrt ili aptoza. Gen p53 može izazvati apoptozu, povezanu ili nepovezanu s aktivacijom transkripcije ciljnih gena. U prvom slučaju p53 aktivira transkripciju gena BAX i sličnih gena koji inhibiraju proteine ​​koji imaju antiapoptotski učinak (primjerice, onkogen BCL-2). Osim toga, p53 aktivira transkripciju gena MBM2, čiji produkt, vezanjem na protein p53, inhibira njegovu sposobnost da aktivira transkripciju drugih ciljnih gena, čime osigurava negativnu samoregulaciju. Pokazalo se da indukcija p53 uzrokuje zaustavljanje staničnog ciklusa na 01 ili apoptozu ovisno o nizu čimbenika od kojih su najvažniji vrsta stanice, koncentracija faktora rasta, razina ekspresije supresorskih gena KB, AIR i (ili) faktor transkripcije E2P, ekspresija niza virusnih proteina, itd. .

Inaktivacija p53 daje stanicama veću selektivnu prednost u proliferaciji. Poremećena funkcija p53 kao rezultat točkastih mutacija, delecija, stvaranja kompleksa s drugim staničnim regulatorom ili promjena unutarstanične lokalizacije dovodi do gubitka supresivnih svojstava i potiče tumorski proces. Proučavajući tumore različite histogeneze, utvrđeno je da su u velikom postotku slučajeva oba p53 alela inaktivirana - jedan kao rezultat točkastih mutacija, drugi kao rezultat delecija.

mutacije p53 najčešći su genetski poremećaj zabilježen kod raznih tumora

VKSA1

bankomat

r27K!R1

Ts1SH1IN [>-Ss1K4/6 Ciklin E-S

Ako proteini kodirani onkogenima pridonose razvoju, onda mutacije u tumor supresorski geni promiču malignost kroz drugačiji mehanizam i uz gubitak funkcije oba alela gena.

Tumor supresorski geni vrlo heterogena. Neki od njih zapravo suzbijaju tumore reguliranjem staničnog ciklusa ili izazivanjem inhibicije rasta kroz međustanični kontakt; Tumor supresorski geni ovog tipa su CCC, budući da izravno reguliraju rast stanica.

ostalo tumor supresorski geni, geni “domara”, uključeni su u popravak lomova DNK i održavaju cjelovitost genoma. Gubitak oba alela gena uključenih u popravak DNK ili kromosomski lom neizravno dovodi do raka, dopuštajući akumulaciju naknadnih sekundarnih mutacija, kako u protoonkogenima tako i u drugim genima za supresor tumora.

Većina proizvoda tumor supresorski geni istaknuto i opisano. Budući da geni supresori tumora i njihovi proizvodi štite od raka, nada se da će njihovo razumijevanje u konačnici dovesti do poboljšanih terapija protiv raka.

Tumor supresorski geni:
1. Tumor supresorski gen RB1: funkcije gena: sinteza p110, regulacija staničnog ciklusa. Tumori s genskom patologijom: retinoblastom, karcinom pluća malih stanica, rak dojke.

2.: funkcije gena: sinteza p53, regulacija staničnog ciklusa. Bolesti uzrokovane genskom patologijom: Li-Fraumeni sindrom, rak pluća, rak dojke, mnogi drugi.

3. Tumor supresorski gen DCC: funkcije gena: Dcc receptor, smanjeno preživljavanje stanica u nedostatku signala preživljavanja od njegovog neutrino liganda. Bolesti uzrokovane genskom patologijom: kolorektalni karcinom.

4. Tumor supresorski gen VHL: funkcije gena: sinteza Vhl, dio oblika kompleksa citoplazmatske destrukcije s APC, koji normalno, u prisutnosti kisika, inhibira indukciju rasta krvnih žila. Bolesti uzrokovane genskom patologijom: Hippel-Lindau sindrom, svijetlostanični karcinom bubrega.

5. Tumor supresorski geni BRCA1, BRCA2: funkcije gena: sinteza Brcal, Brca2, popravak kromosoma kao odgovor na dvostruke lomove DNA. Bolesti uzrokovane genskom patologijom: rak dojke, rak jajnika.

6. Tumor supresorski geni MLH1, MSH2: funkcije gena: sinteza Mlhl, Msh2, popravak nepodudarnosti nukleotida između lanaca DNA. Bolesti uzrokovane genskom patologijom: kolorektalni karcinom.