Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья
Журнал 'Цитокины и воспаление', 2003, № 4
|
Врачу общей практики
|
Номер 4'2003
|
ЭТИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ВИРУСА ПАПИЛЛОМЫ ЧЕЛОВЕКА В РАЗВИТИИ РАКА ШЕЙКИ МАТКИ: ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ
В.И. Киселев, О.И. Киселев
Обзор литературы посвящен роли вируса папилломы в развитии рака шейки матки. Рассмотрена роль онкобелков вируса Е5, Е6, Е7 и других в трансформации и "иммортализации" клеток эпителия, взаимоотношения вирусных онкобелков с клеточными регуляторами апоптоза и рецепторами рост-стимулирующих цитокинов. Показана роль гормональных факторов в развитии рака шейки матки. Описаны современные пути и схемы профилактики и лечения опухолей, ассоциированных с вирусом папилломы. (Цитокины и воспаление, 2003, Т. 2, № 4, с. 31-38)
Геном вируса папилломы человека (ВПЧ) представлен циркулярной двуспиральной ДНК с молекулярной массой около 8 тыс. пар оснований, кодирующей всего 8 открытых рамок считывания. В процессе репликативного цикла геном ВПЧ экспрессирует от 8 до 10 белковых продуктов, и только для одного из них установлена ферментативная функция. Ранний белок Е1 обладает функциями АТФазы и хеликазы. Здесь же можно отметить, что хеликаза - фермент, расплетающий ДНК, - является известной мишенью для лекарственных препаратов.
Учитывая относительную простоту генома ВПЧ, целесообразно рассмотреть его основные функции и продукты экспрессии. На рис. 1 приведена физическая карта генома ВПЧ-11. Видно, что 8 открытых рамок считывания кодируют 6 ранних белков и 2 поздних. Наиболее важными с точки зрения онкогенных потенций ВПЧ являются онкобелки Е5, Е6 и Е7. Белок Е4 взаимодействует с цитоскелетом эпителиальных клеток, что приводит к дезинтеграции клеточного скелета. Белки Е1 и Е2 представляют собой хеликазу и транскрипционный модулятор соответственно. Поздние белки Н1 и Н2 относятся к капсидным белкам. В частности, Н1 является основным капсидным белком, а белок Н2 - минорным капсидным белком с ДНК-связывающими функциями [1, 8].
К вышеизложенному можно добавить, что даже геном вируса гриппа, состоящий из 8 фрагментов РНК и кодирующий 10 белков, в генетическом отношении несколько сложнее. Несмотря на столь примитивную организацию генома ВПЧ, этот вирус представляет особую опасность своими отчетливо выраженными онкогенными потенциями [1, 3, 8, 11].
В связи с этим рассмотрим сначала онкобелки данного вируса.
Онкобелки ВПЧ
Онкобелок Е5
Онкобелок Е5 относится к белкам со слабой трансформирующей активностью в отношении клеток грызунов. При онкогенной трансформации клеток он зависит в своей активности от белка Е7. В настоящее время доказано, что иммортализация кератиноцитов происходит под влиянием двух белков ВПЧ: Е5 и Е7. На основании детальных исследований с белком Е5 вируса бычьей папилломы установлено, что белок Е5 нарушает процессы передачи клеточных сигналов на уровне лиганд-рецептор. В частности, фосфорилирование рецептора эпидермально-ростового фактора (ЕGF) значительно выше в присутствии ЕGF и Е5 по сравнению с физиологическими условиями, когда присутствует только ЕGF. Установлено, что белок Е5 способен к образованию комплексов с Н+ АТФазой вакуолей и может ингибировать повышение концентрации водородных ионов (рН) в эндосомах, что является необходимым условием для процессинга рецептора ЕGF при взаимодействии с лигандом, то есть эпидермально ростовым фактором (ЕGF).
Если действительно функция онкобелка Е5 состоит в разрыве "цепочки" в передаче клеточных сигналов от комплекса лиганда с рецептором, то восстановление нормального пути рециклизации рецептора через эндосомы представляется перспективной "мишенью" для создания противовирусных препаратов для лечения ВПЧ-инфекции. В частности, может иметь значительные перспективы создание антагонистов онкобелка Е5 или агонистов протонного насоса эндосом в качестве средств лечения инфекций, вызванных ВПЧ [10].
Следует также отметить, что ген, кодирующий онкобелок Е5, обычно делетирован в клетках рака шейки матки. Это происходит при интеграции ДНК ВПЧ в клеточный геном при онкогенной трансформации эпителиальных клеток. Установлено, что активность онкобелка Е5 в стимуляции пролиферации кератиноцитов важна только как пусковой механизм на стадии предраковых эрозий шейки матки и далее несущественна для злокачественных опухолей, вызванных ВПЧ [1, 10].
Попытки найти ингибиторы белка Е5 и его инициирующей активности в пролиферации эпителиальных клеток среди низкомолекулярных веществ пока не увенчались успехом. Те препараты, которые проявляли активность в отношении одного типа ВПЧ, были неактивны по отношению к другим. Это свидетельствует о достаточно высокой вариабельности этого белка, что затрудняет идентификацию домена-"мишени" для поиска и дизайна противовирусных препаратов. Неизвестно также, каким образом и с каким клеточным белком (например, тирозинкиназой) взаимодействует белок Е5, промотируя предраковую трансформацию эпителиальных клеток. Поэтому в отношении препаратов, направленных на инактивацию онкобелка Е5, в настоящее время нет оснований сообщить ничего оптимистичного.
Онкобелок Е6
Онкобелок Е6 онкогенных типов ВПЧ (типов 16 и 18) способен вызвать иммортализацию эпителиальных клеток молочной железы. Белки Е6 и Е7 ВПЧ кооперативно вызывают иммортализацию первичных фибробластов человека и кератиноцитов [2]. Онкобелок Е6 высокоонкогенных типов ВПЧ классифицируется как белок высокого риска (high risk E6 proteins), взаимодействует с антионкобелком p53 и образует с ним устойчивый комплекс. Это приводит к быстрой протеолитической деградации p53 в убиквитин-зависимом пути протеолиза. В противоположность белкам высокого риска, белки Е6 низкого риска ВПЧ 6 и 11-го типов неспособны к образованию комплексов с p53 инфицированных клеток, что согласуется с отсутствием у этих типов ВПЧ онкогенных потенций. Еще раз следует подчеркнуть, что в настоящее время установлена отчетливая корреляция между носительством генитальных ВПЧ, иммортализацией ими кератиноцитов человека, протеолитической дестабилизацией p53 и ассоциацией определенных типов (16 и 18-й типы) ВПЧ с опухолями человека [1, 10].
Недавно выявлены новые клеточные белки, с которыми онкопротеин Е6 взаимодействует в инфицированных клетках. Из них обращает на себя внимание кальций-связывающий белок Е6ВР, который in vitro связывается только с белками Е6 высокого риска, что свидетельствует о возможном участии этого процесса в онкогенезе. Известную регуляторную роль ионов Са++-ионных каналов в клетках, инфицированных ВПЧ, предстоит еще исследовать. Кроме этого, онкобелки Е6 высокого риска взаимодействуют также с ПДНС-белком, связывающимся с геном опухолевого супрессора аденоматозного полипоза кишечника, который выявляется в мутантной форме в большинстве кишечных раков [1]. Более того, именно белок Е6 связывается с интерлейкином 18 (IL-18), являющимся основным индуктором интерферона g (IFNg), что приводит к блокаде реакций клеточного цитотоксического иммунитета [13]. Установлено действие белков Е6/Е7 на экспрессию гена, кодирующего IL-18 [13], что свидетельствует о наличии у ВПЧ специфического механизма иммуносупрессии и ускользания от иммунного ответа [13].
Вместе с тем следует отметить, что онкобелок Е6 вряд ли можно отнести к ключевым молекулярным мишеням. Его функция реализуется в отношении онкогенеза в очень узком интервале жизненного цикла ВПЧ и уже не играет роли в дальнейшем развитии опухоли в связи с частой делецией гена Е6 в интегрированном геноме ВПЧ [10].
Онкобелок Е7
Онкобелки Е7 не обладают ферментативными функциями. Вирусные белки этого класса являются посредниками в нарушении контроля клеточного роста, обрывая цепь физиологических сигналов клетки. Онкобелок Е7 связывается с белком ретинобластомы (белок RB), что приводит к выделению транскрипционного фактора Е2F, который действует на промоторные элементы множества клеточных генов, экспрессия которых специфична для S-фазы клеточного деления. Экспрессия белка Е7, как и белка Е6, играет ключевую роль в репликации ВПЧ. Так как активная репликация ВПЧ происходит в дифференцирующихся кератиноцитах, ВПЧ должен задерживать терминальную дифференцировку этих клеток и задерживать экспрессию генов, контролирующих клеточное деление. В это же время в результате координированной экспрессии и активности белков Е6 и Е7 происходит выраженная экспансия шиповатого слоя эпидермиса [10].
Недавно было установлено, что белок Е7 активно взаимодействует с транскрипционными факторами ТВР, ТАF110 и АР-1 [10]. Очень важное наблюдение получено при исследовании влияния этого белка на клеточный ответ при действии интерферона a2. Е7 подавляет индукцию генов, отвечающих активацией экспрессии под влиянием эндогенного интерферона. Это свидетельствует о существовании своеобразного механизма ускользания ВПЧ от интерферона в условиях развивающейся инфекции.
В последние годы предпринимаются попытки создания противовирусных препаратов, направленных на подавление функций онкобелка Е7. В частности, в качестве перспективной мишени рассматривается взаимодействие белка Е7 с белком ретинобластомы RВ. Недавно рентгеноструктурным анализом расшифрована структура "кармана" белка RB, который заполняется при образовании комплекса с доменом белка Е7 ВПЧ 16-го типа [6]. Белок Е7 имеет относительно малые размеры и поэтому является мишенью для молекулярного дизайна противовирусных препаратов направленного действия.
Ранний белок Е2 - транскрипционный модулятор и кофактор репликации
Ранний белок Е2 представляет собой димерный протеин многофункционального характера. Он обладает способностью сайт-специфически связываться с ДНК ВПЧ в области 12-членного палиндромного мотива, характерного для всех папилломавирусов. Благодаря сайт-специфическому связыванию белок Е2 может проявлять функции как транскрипционного активатора, так и репрессора путем дополнительного взаимодействия с такими клеточными транскрипционными факторами, как SP1 и ТВР.
Кроме этого, белок Е2 необходим для репликации вирусной ДНК. Он как бы направляет хеликазу - белок Е1 - к "ориджину" репликации (т.е. к точке инициации редупликации ДНК).
Более того, на кожной модели у кроликов достоверно установлено, что оба гена Е1 и Е2 необходимы для развития характерных эрозий в местах инфицирования [1].
Белок Е2 несет еще одну очень важную функцию в распространении вирусной инфекции. Именно он контролирует передачу эписомной (цитоплазматической) вирусной ДНК дочерним клеткам в процессе клеточного деления. Таким образом, белок Е2 обеспечивает контроль за персистенцией и распространением вирусной инфекции.
Недавно полностью расшифрована методом ядерного магнитного резонанса пространственная структура белка Е2. Установлена локализация ДНК-связывающего домена и участков молекулы белка, ответственных за димеризацию. На основе этих данных проводятся исследования по целенаправленному дизайну противовирусных препаратов. Учитывая высокую консервативность белка Е2, можно рассчитывать на реальный успех этих исследований и разработку этиотропных препаратов широкого спектра действия в отношении всех типов ВПЧ [1, 10].
Этот класс соединений заслуживает отдельного рассмотрения.
Если Вы хотите прочесть статью целиком, заказывайте компакт-диск,
на котором Вы найдете ВСЕ статьи ВСЕХ номеров журнала за 2002 и 2003 годы!
Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья
|
Подпишитесь на журнал "Цитокины и Воспаление" он-лайн!
Обновление на книжной полке: компакт-диск Цитокины и воспаление, 2006 год.
Обновление на книжной полке: компакт-диск Цитокины и воспаление, 2007 год.
|
![[О компании] Издательство 'Цитокины и воспаление' - Журнал 'Цитокины и Воспаление'](/images/Logo.gif){kind=logo}
