Слайд 1Часть 5. Протоонкогены и передача клеточного сигнала
Слайд 3Различия между нормальными и трансформированными клетками
Слайд 6Общая модель возникновения рака
Слайд 7 Гипотеза раковых стволовых клеток (РСК)
Слайд 8Две модели, объяснящие гетерогенность опухоли
Слайд 13Два способа инфицирования вирусом
Слайд 14Трансформирующие вирусы, несущие онкогены
Слайд 20Организация эписомального и интегрированного HPV
Слайд 22
Схематическая структура
мини-генома HPV-16
Слайд 25Механизм действия HPV белков Е6 и Е7
Слайд 26Роль NOTCH1 белка в канцерогенезе
Слайд 27Критические этапы HPVs -индуцированного канцерогенеза
Слайд 29Многостадийный механизм HPV-индуцированного канцерогенеза
Слайд 30Функциональные домены
Т- антигена вируса SV 40
Слайд 31Разнообразные механизмы действия ДНК-онковирусов
Слайд 33Основные принципы вирусного онкогенеза
Вирусы могут вызывать рак у животных и
человека
Онковирусы часто вызывают продолжительную инфекцию у естественного хозяина
Факторы хозяина –
важнейшие детерминанты в вирусном канцерогенезе
Вирусные инфекции – встречаются чаще, чем образование опухолей
Длинный латентный период обычно тянется между началом инфекции и появлением опухоли
Вирусные линии могут отличаться по онкогенному потенциалу
Вирусы действуют как прямые, так и непрямые канцерогенные агенты
Онкогенные вирусы изменяют клеточный рост
Модели на животных могут выявить механизм действия вирусов
Вирусные маркеры обычно присутствуют в опухолевых клетках
Один вирус может быть ассоциирован с более, чем один тип опухоли
Слайд 35Репликационный цикл ретровирусов
Слайд 36Репликационный цикл ретровирусов
Слайд 37Генетическая организация некоторых ретровирусов
А. «Недефективные» репликационно-компетентные вирусы .
Показаны вирусы
с простым или сложным геномом. ALV- вирус лейкоза птиц, MLV
- вирус лейкоза мышей, MMTV- мышиный вирус РМЖ.
Сложные вирусы: HTLV – вирус Т-клеточной лейкемии человека, HIV – вирус иммунодефицита человека.
Слайд 38Генетическая организация некоторых ретровирусов
В. Вирусы, несущие онкогены. Все дефективные, исключая
RSV (вирус саркомы Рауша).
MC-29 –вирус миелоцитоматоза птиц
Ha-MSV – вирус мышиной
саркомы Харви
MSV - вирус мышиной саркомы Молони
Ab-MLV – вирус лейкемии мышей Абельсона
Слайд 39Ретровирусы, не несущие клеточные гены, но их активирующие
Слайд 40Ретровирусы, содержащие клеточные онкогены
Слайд 41Трансформирующий вирус несет копию гена хозяина
Слайд 44Механизмы активации
прото-онкогенов (ПО)
Траснформирующая «сила» ПО может характеризоваться появлением фокусов.
Тестируемая культура – 3Т3- мышиные фибробласты.
Высокоэффективные гены – индуцируют более
100фокусов/нг ДНК/1000000 клеток.
Низкоэффективные – менее 10.
Мутация в 12-м и 61-м кодоне c-ras делает этот ген высокоэффективным.
Слайд 45Вставки, транслокация или амплификация могут активировать ПО
В случае вставки или
транслокации существуют доказательства, что эти изменения в геноме являются причиной
трансформации.
В последнее время получено доказательство, что амплификация также содействует этому (на примере Her2/Neu).
Есть примеры, когда встраивание вируса в геном (близко к с-myc) приводит к трансформации
Во всех случаях кодирующая последовательность этого гена не изменяется, а онкогенные свойства появляются из-за потери контроля регуляции экспрессии
Слайд 47Другие ПО, активируемые вставкой ретровируса
c-erbB,
c-myb,
c-mos,
c-H-ras,
c-raf
Слайд 48Результаты транслокации
Часть белка ПО может быть активирована независимо от другой
части (c-myc).
Другой партнер в гибридном гене может иметь позитивный эффект
на ПО (Филадельфийская хромосома)
Слайд 49Хромосомы пациента с острой промиелоцитной лейкемией (APL)
Слайд 50Филадельфийская хромосома (PH)
Хроническая миелогенная лейкемия (CML) – 5000kb конца 9-й
хр. (c-abl) b 5,8kb 22-й хр. (bcr –break-point cluster region)-
2-й интрон
Острая лимфобластная лейкемия (ALL) – точка разрыва в 1-м интроне
Слитый белок активирует адапторы Ras белка Crb2 и Shc
Слайд 51Образование Филадельфийской хромосомы (CML)
Слайд 53Лечение CML
Стандартная терапия хронической миелоидной лейкемии – тирозин киназный ингибитор
иматиниб (imatinib).
Результат лечения - 81% 7-летней выживаемости.
Dasatinib ингибитор 2-го
поколения.
Слайд 55Варианты транслокаций
TCR - T-cell receptor (14q11)
Слайд 58ДНК-вирусы, вызывающие рак у человека (1)
Слайд 59ДНК-вирусы, вызывающие рак у человека (2)
Слайд 61Новые онковирусы
Новое исследование указывает на то, что белок синтезируемый вирусом,
вызывающим рак, играет важнейшую роль в инициации размножения вируса, сообщает
Researchnews.osu.edu.
Исследователи проанализировали Т-лимфотропический вирус человека типа 1 (HTLV-1) и белок, продуцируемый им и названный p13, ранее считавшийся незначительным для размножения вируса. Вирус HTLV-1 распространяется путем подавления нормальных Т-клеток (один из видов иммунных клеток), не нуждаясь при этом в выделении вирусных частиц. Белок p13 — один из вспомогательных белков, последние эксперименты показали, что он незаменим при инфицировании человеческих клеток, а также для размножения вируса.
"Необходимо понять функции этих вспомогательных молекул, чтобы разрабатывать новые вакцины для предотвращения инфекций, которые могут стать причиной злокачественных опухолей", — считает автор исследования, профессор Майкл Лэрмор.
Изучение этого белка особенно важно, потому что он способен мигрировать к митохондриям (энергетические "подстанции" клетки) и вызывать путём воздействия на них клеточную смерть. Ежегодно HTLV-1 инфицирует от 15 до 20 миллионов человек, 5 % из которых заболевают T-клеточной лейкемией или лимфомой.
Слайд 625.2.
Передача клеточного сигнала (Сигнальная трансдукция)
Слайд 635.2.1.
Факторы роста и их рецепторы
Слайд 67Роль заряда в прохождении сигнала
Слайд 72Факторы роста (GF)
К настоящему времени установлено, что семейство факторов роста
представлено 13 белками: EGF, transforming growth factor-α (TGF-α), амфирегулин,
heparin-binding EGF-like growth factor (HB-EGF), бетацеллюлин, эпирегулин, эпиген, нейрорегулин -1(NRG-1), NRG-2, NRG-3, NRG-4, NRG-5 и NRG-6.
Все члены этого семейства являются трансмембранными белками I типа и экспрессируются на клеточной поверхности таким образом, чтобы быть доступными для расщепления протеазами клеточной поверхности.
Слайд 73Процессинг GF
В некоторых случаях, как это показано для фактора NRG-1beta1,
его расщепление происходит в аппарате Гольджи, тогда лиганд для рецептора
является растворимым. Процесс образования растворимого фактора роста получил название ectodomain shedding (растворение эктодомена). Таким образом, расщепление факторов роста является критическим в регуляции их связывания с рецептором. Показано, что во многих опухолях рецепторы EGFR часто конститутивно активированы из-за постоянного присутствия соответствующего фактора роста.
Слайд 74
Механизм активации пролиганда протеазами и взаимодействие растворимого лиганда с рецептором.
Слайд 77Характеристика RTKs
У человека идентифицировано 58 RTKs, которые подразделяются на 20
подсемейств
Все рецепторы имеют сходную молекулярную архитектуру: внеклеточный лиганд-связывающий домен, одиночную
трансмембранную спираль, цитоплазматический участок, который содержит тирозин-киназный домен и дополнительный С-терминальный участок и околомембранный регуляторный участок
Слайд 80Внеклеточная часть некоторых рецепторов
В основном, RTKs складываются в димеры, когда
лиганд (красный) связывается с внеклеточным участком.
рецептора
(A) Димер фактора роста
нервов (красный) связывает две TrkA молекулы без прямого контакта двух рецепторов.
(B) Димер фактора стволовой клетки (красный) также связывает две молекулы KIT. Кроме этого, два Ig-подобные домены (D4 и D5), взаимодействуют вдоль рецепторов. Тогда KIT представляет лигнад- рецептор- опосредованную модель димеризации.
(C) Две молекулы рецептора фактора роста фибробластов (FGFR) взаимодействуют через Ig-подобный домен D2 и молекулу гепарина или гепарин сульфат протеогликан. Кроме этого, каждая молекула фактора роста фибробластов (красный) контактирует с Ig-подобным доменом
D2 and D3 обоих FGFR.
(D) Димеризация рецепторов ErbB опосредована самим рецептором. Связываясь одновременно с двумя доменами (DI и DIII) одного рецептора, лиганд вызывает конформационные изменения в EGFR, что сопровождается димеризацией домена II.
Слайд 81Внутриклеточный домен RTKs
E) Инсулин рецептор-подобные Insulin receptor-like (активация-петля-ингибирование, activation loop
inhibition). В FGFR, инсулиновом рецепторе и
IGF1 рецепторе активационная петля
взаимодействует напрямую с активным центром киназы и блокирует доступ к белковому субстрату (в FGFR) или обоим субстратам: АТФ и белку (в инсулиновом и IGF1рецепторах). Фосфорилирование ключевых тирозинов (“Y”) разрушает эти аутоингибиторные взаимодействия и позволяет киназам «релаксироваться» в активном центре.
KIT-like (juxtamembrane inhibition). В KIT, PDFGR и Eph рецепторах околомембранная область (красная) взаимодействует с элементами активного центра киназы (включая спираль αC и активационную петлю), что стабилизирует неактивную конформацию . Фосфорилирование ключевых тирозинов околомембранной области дестабилизирует эти аутоингибиторные взаимодействия и позволяет TKD перейти к активной конформации
Tie2-like (C-terminal tail inhibition). В Tie2 (и возможно Met и Ron), C-концевой хвост (красный) взаимодействует с TKD, стабилизируя неактивную конформацию.
(F) Участок TKD EGFR аллостерически активируется прямым контактом C-участком TKD, “Активатором” и N-участком другого TKD, “Акцептор”
Активатор TKD дестабилизирует аутоингибиторные взаимодействия, куда вовлечена активационная петля Акцептора TKD. Никакого фосфорилирования в этом случае не требуется.
Слайд 83Активация рецепторов сопровождается связыванием с нижестоящими молекулами
Слайд 85
Основные характеристики некоторых ФР и их рецепторов
Слайд 86Семейство Epidermal growth factor receptor (EGFR)
EGF был изолирован в1962 Stanley
Cohen.
Его взаимодействие с EGFR подтверждено в 1975.
В 80-х установлено сходство
EGFR с v-erbB (avian erythroblastosis virus)
EGFR (также известен как ERBB1⁄ HER1), ERBB2⁄HER2⁄NEU, ERBB3⁄HER3 и ERBB4⁄ HER4.
ERBB2, ERBB3 и ERBB4 показывают экстраклеточную гомологию
относительно EGFR 44, 36 и 48%, соответственно, тогда как для тирозин-киназного домена - 82, 59 and 79%, соответственно.
EGFR ген локализован на хромосоме 7p12-13 и кодирует
170kDa рецептор тирозин киназу.
Слайд 88Структура EGFR белка (A), активация (B) и димеризация лигандом (C)
Слайд 89Лиганды для EGFR
Идентифицировано 11 лигандов, которые разделены на 3 группы:
1.EGF, transforming growth factor-a, ампирегулин и эпиген)
2.EGFR и ERBB4
(betacellulin, heparin-binding EGF и epiregulin);
3.neuregulin (NRG) (также известен как heregulin) связывается с ERBB3 и ERBB4.
Слайд 90Субстраты для EGFR
Phospholipase Cg, CBL, GRB2, SHC и p85.
Включая
mitogen-activated
protein kinase, phosphatidylinositol 3-kinase ⁄AKT и
the signal transducer and
activator of transcription (STAT)3 and STAT5 pathways (см. ниже)
Слайд 94Мутации в раковых клетках мозга (глиобластома) и легких
Слайд 98Структура EGFR белка (A), активация (B) и димеризация лигандом (C)
