Гены-супрессоры при раке легкого - патология органов дыхания у ликвидаторов аварии на чаэс
Роль генов-супрессоров при развитии опухолей сводится к блокированию апоптоза и снятию их супрессивного влияния на клеточные онкогены, что в итоге заканчивается активацией пролиферации. Для реализации эффекта от повреждений генов-супрессоров изменения должны затрагивать оба аллеля гена, так как мутированный ген-супрессор всегда относится к сохранному как рецессивный к доминантному. Например, мутация или делеция одной из аллелей гена-супрессора должна сопровождаться потерей или изменениями в другой аллели.
При раке легкого известны наиболее часто встречающиеся делеции хромосом, затрагивающие следующие участки 3р21—24, 17р13, 13ql4, 9р21—22 и 5q21. Зр21—24-делеция наиболее часто встречается при раке легкого — при мелкоклеточном в 100% и при немелкоклеточном — в 85% случаев (Кок К. et al., 1987- Sundaiesan V. et al., 1992- Thibemille L. et al., 1995). Но в этой зоне не локализуется ни один ген-супрессор. Другие же сайты соответствуют известным генам-супрессорам. Так, например, р53 локализуется в 17р13, ген ретинобластомы — 13ql4, р16 INK4B (MTS1) и р15 INK4B (MTS2) — 9р21—22, МСС (мутированный ген в раке толстой кишки) и АРС (ген аденоматозных полипов толстой кишки) — 5q21 (табл. 2).
Таблица 2
Изменения генов-супрессоров при раке легкого (Коган Е. с соавт., 1995,1996- Зборовская И., Татосян А., 1997- Lederman /., Omadel D., 1995- Brambilla Pr. E., 1996)
Гены-супрессоры | Механизм | Гистологический тип опухоли |
Р53 | инактивация / мутации | МРЛ, НМРЛ |
Rb | инактивация | МРЛ |
Зр | 9 | МРЛ, НМРЛ |
АРС | потеря гетерозиготности | МРЛ, НМРЛ |
МСС | потеря гетерозиготности | МРЛ, НМРЛ |
nm23 | потеря гетерозиготности / низкая экспрессия | МРЛ, НМРЛ |
Примечание. МРЛ—мелкоклеточный рак легкого, НМРЛ — немелкоклеточный рак легкого.
Функции большинства из перечисленных генов хорошо известны и связаны с контролем Gl-фазы митотического цикла и/или апоптоза. Их инактивация вызывает ускользание из остановки в Gl-фазе и развития апоптоза. Потеря гетерозиготности была изучена в очагах метаплазии, дисплазии рака на месте. При плоскоклеточной метаплазии была выявлена потеря гетерозиготности в сайтах 17р13, 5q21 и 9р21 (Sozzi G. et al., 1992- Sundaresan V. et al., 1992- Thiberville L. et al., 1995). При этом в разных очагах в пределах одного и того же легкого можно было обнаружить разные мутации (Sozzing G. et al., 1995). Выявление повреждения генома в области локализации генов-супресоров на стадии предраковых изменений свидетельствует об участии этих генов на ранних стадиях опухолевого роста.
Р53-ген подвергается наиболее частым изменениям при опухолевом росте. &ldquo-Дикий&rdquo- тип р53 (природный) является транскрипционным фактором с множественными функциями, включающими регулировку перехода клеток из Gl-в S-фазу, репарацию ДНК, апоптоз вслед за повреждением генома (Haunault Р., 1995). Делеция одного из аллелей (17р13) в сочетании с точковой мутацией в другом аллеле — генетические перестройки, наблюдаемые в большинстве злокачественных опухолей (Hollstein М. et al., 1991)ипри раке легкого (Chiba I. et al., 1990- KishimotoY. et al., 1992). Мутация вызывает конформационные изменения в протеине р53, и тот накапливается в ядрах клеток, что позволяет определять его иммуногистохимическими методами. Напротив, считается, что &ldquo-дикий&rdquo- тип р53 обладает очень коротким полупериодом жизни (20 минут), и поэтому его невозможно определить иммуногистохимически. Накопление мутантного р53 обнаруживается в 70—100% случаев культуры клеток мелкоклеточного рака легких, 50—70% операционного и секционного его материала (Takahashi Т. et а!., 1991- D&rsquo-Amico D. et al., 1992) и 45—75% немелкоклеточного рака легкого (Chiba 1. et al., 1990- Brambilla E. et al., 1993). Р53-аккумуляция в ядрах клеток может достоверно свидетельствовать о появлении мутации в гене, при условии, что имеется не менее 20% позитивных клеток, выявленных не менее чем двумя методами. Р53-негативные случаи — это не только случаи с &ldquo-диким&rdquo- типом р53, но и случаи с отсутствием синтеза какого-либо белка р53. Эти случаи имеют неопределяемые и сплайсинговые мутации, которые невозможно выявить иммуногистохимически, они составляют примерно 20% негативных по р53 случаев (Gazzeri et al., 1994). В целом инактивация р53 при раке легкого имеется примерно в 70% случаев. Исследования по корреляции экспрессии р53 с выживаемостью противоречивы. В целом, если такое действие и есть, то оно очень несущественно. Непонятна и связь р53 со злокачественной трансформацией. В то же время экспериментальные данные показывают, что при активации &ldquo-дикого&rdquo- типа р53 происходит замедление роста и развивается апоптоз, что может привести к реверсии злокачественного фенотипа (Cai D. W. et al., 1993- Takahashi T. et al., 1992).
Имеются доказательства о значении мутации р53 на ранних стадиях канцерогенеза легкого. Р53-мутантные формы никогда не выявляются при резервной базальноклеточной гиперплазии или плоскоклеточной метаплазии без признаков дисплазии. При дисплазии р53 мутации выявляются в 12—53% случаев, а при раке на месте — в 60—90% случаев в исследованиях ткани, окружающей рак легкого. В соответствии с результатами последних исследований (Boers J. Е. et al., 1996) ожидаемая частота экспрессии р53 при дисплазиях эпителия легкого составляет до 91 %. Взаимосвязь накопления р53 при предраке с последующим развитием опухоли достоверна и р = 0,0014 и р = 0,0003. Обнаружение р53 более чем в 20% клеток в очагах дисплазии является маркером необратимых предраковых изменений. Однако следует помнить, что примерно 50% случаев рака легкого развивается без р53-мутации. То есть р53-мутация — это не обязательный феномен, характерный для рака легкого, и поэтому отсутствие р53 не является прогностическим признаком. Кроме того, ни накопление р53, ни его мутации не исчерпывают молекулярные механизмы, через которые р53 может инактивироваться в опухолях.
Нами было установлено, что белковый продукт р53 выявлен в ядрах раковых клеток в 47% наблюдений. При этом частота экспрессии р53 в мелкоклеточном раке легкого составила 67%, а в немелкоклеточном — 46% (Коган Е. с соавт., 1995). Найдена достоверная корреляция между уровнем экспрессии р53 и стадией заболевания (рис. 2).
Рис. 2. Корреляционный анализ экспрессии р53 и степени злокачественности рака легкого (СЗР).
В последние годы показано, что нарушение работы р53 происходит при его взаимодействии с другими белками-регуляторами митотического цикла — р21, Mdm2, bax.
Rb-ген локализуется в сайте 13q 14, который подвергается делеции в 80% мелкоклеточных раков легких (так же часто, как и при ретинобластоме). Кодирует ядерный фосфопротеин массой 110 Кда и контролирует выход клетки из G1 -фазы. Гипофосфорилирование Rb приводит к блокаде клетки на стадии G1 и к апоптозу
Инактивация Rb в опухолях достигается потерей одного из аллелей и мутацией второго аллеля гена. Экспрессия Rb отсутствует в 90% мелкоклеточных раков легких (Harbour J.W.et al., 1988- HenselC. H.et al., 1990- Shimizu E. et al., 1994) и имеет плохое прогностическое значение. В немелкоклеточных раках легких экспрессия отсутствует в 30% случаев и не имеет прогностического значения (Xu Н. J. et al., 1991- Reismann R T. et al., 1993- Gouyer V. et al., 1994). Механизмы инактивации Rb сложны и заключаются не только в потере аллелей гена, что регистрируется только в 25% случаев, но также и в потере гетерозиготности и мутациях гена, на долю которых приходится более 80% случаев.
Нами изучалась иммуногистохимия Rb белкового продукта в 98 случаях рака легкого в парафиновых срезах. Экспрессия Rb обнаруживалась только в плоскоклеточном раке, как правило, в высокодифференцированных формах (Коган Е. с соавт., 1995, 1996).
Таким образом, инактивация р53- и Rb-генов-супрессоров имеет значительно большее значение для развития и прогрессии мелкоклеточного рака легких, чем немелкоклеточного, что подтверждает разные пути онкогенеза этих опухолей.
