Какому святому молятся чтобы он помог бросить пить мужу

Печень находится биология

03.04.2015, 02:30
Автор: 70s80sRockMusic
Просмотров: 2557
Комментариев: 11

 

Введение в гепатоцит гена АФП (трансгенные животные), содержащего соответствующие энхансеры, но лишенного сайленсера, приводит к неугасающей тканеспецифической работе гена АФП как в период эмбрионального развития, так и во взрослом организме. Отсюда ясно, что в печени специфические для экспрессии гена АФП трансфакторы присутствуют с самого возникновения этого органа и сохраняются в зрелых, полностью дифференцированных клетках. В то же время негативный фактор(ы) появляется только на более поздних стадиях развития, обычно после рождения.

Положительные трансфакторы гепатоцита, активирующие энхансеры, образуют семейство, многие члены которого идентифицированы и в большей или меньшей степени изучены. Негативные же трансфакторы изучены значительно меньше, не ясна ни их природа, ни механизм действия.

«Энхансерно-сайленсерная» регуляция гена, по-видимому, универсальный механизм тканеспецифической экспрессии генов, то есть избирательной активации набора генов, характерного для той или иной ткани. Известно, что в основе этого механизма лежат другие, не менее загадочные проблемы: чем определяется синтез тканеспецифического набора трансфакторов и как создается доступность тканеспецифических энхансеров и промоторов, плотно упакованных в хромосоме, соответствующим трансфакторам? Ясно, что при закладке определенной ткани гены, определяющие ее физиологию, обнажаются, становятся доступными трансфакторам и ферменту, синтезирующему mРНК по матрице ДНК. Что ведет к этому? Независимый ли это процесс от появления трансфакторов, или они сами обнажают себе мишени для взаимодействия? Эти проблемы сейчас в центре внимания молекулярной биологии развития, и ген АФП является для этого одной из наиболее четких моделей.

Следующий шаг в анализе регуляции АФП был направлен уже в биологию клетки: здесь прежде всего необходимо установить, какие события в жизни клетки ведут к включению или выключению гена АФП или, другими словами, как регулируется этот ген на клеточном уровне? Один из главных механизмов регуляции тканеспецифических генов, в числе которых находится и ген АФП, основан на межклеточных взаимодействиях, которые осуществляются через взаимодействие клетки со специфическим матриксом. Матрикс – межклеточное вещество, создаваемое обычно клетками соединительной ткани. Он образует трехмерный каркас, взаимодействующий с рецепторами клеток, поддерживающий их форму и способствующий образованию тканеспецифических клеточных структур. Каким-то таинственным образом матрикс включает и поддерживает работу тканеспецифических генов.

Изучая затухание синтеза АФП в первые недели после рождения у мышей, мы обнаружили, что это затухание сопровождает строительство печеночных балок – характерных гистологических структур печени взрослых особей. Разрушение балок при отравлении печени, например четыреххлористым углеродом, вело к реэкспрессии АФП именно в тех клетках печени, где балка была разрушена. Отсюда ясно следовало, что угасание синтеза АФП в зрелых гепатоцитах обратимо и что оно контролируется клеточными взаимодействиями в печеночной балке.

Если главное в контроле работ гена АФП – межклеточные или клеточно-матриксные взаимодействия, то диссоциация взрослой печени на отдельные клетки должна была привести к возобновлению работы этого гена. Это и происходит в действительности. Перфузия (промывание через сосуды) печени раствором протеолитического фермента, разрушающего межклеточный белковый матрикс, и помещение клеток в питательную среду вне организма привели к возобновлению синтеза АФП почти во всех клетках (рис. 2, а). А заключение их в простой по составу, но обязательно трехмерный внеклеточный матрикс или совместное культивирование с клетками, строящими такой матрикс вокруг клеток печени, восстанавливало клеточные структуры, типичные для взрослой печени, в которых к тому же полностью подавлялся синтез АФП (рис. 2, б ). Таким образом, клеточно-матриксные отношения вели к подавлению активности гена АФП, которое наступало наряду с восстановлением формы клеток и специфических межклеточных контактов между соседними клетками печени.

Что происходит при взаимодействии клетки печени с внеклеточным матриксом? Как эти взаимодействия ведут к подавлению работы гена АФП? Каков путь от клеточной мембраны к гену? И прямой ли это путь, или он лежит через активацию генов, контролирующих форму клетки и ее дифференцировку? Это одна из наиболее важных проблем биологии развития, относящаяся к любым клеткам, судьба которых регулируется отношениями с матриксом и строящими его клетками соединительной ткани. Таковы вкратце решенные и нерешенные вопросы биологии развития, выявляющиеся в свете изучения АФП.

 

Рис. 2. Реэкспрессия АФП в зрелых гепатоцитах и ее подавление в органоспецифических островках:

а – культура зрелых гепатоцитов мыши вне организма. Коричневая окраска: АФП, выявленный иммуноэнзиматическим методом;
б – органотипический островок гепатоцитов в смешанной культуре с клетками, образующими матрикс. Окраска как в а. АФП отсутствует (препарат Е. И. Кудрявцевой)

 

Теперь рассмотрим проблемы биологии раковой клетки, выступающие на первый план при изучении этого белка. Основной принцип, который особенно ярко проявился исследованиями по АФП, заключается в том, что опухоли сохраняют направление и уровень дифференцировки той клетки, из которой они возникли. Опухоли в большей или меньшей мере тканеспецифичны – эта их особенность не стирается сотнями и тысячами генераций, проходимыми ими in vivo (в организме) или in vitro (в культуре). Это обнаруживается зачастую в самых неожиданных формах: применение некоторых универсальных индукторов дифференцировки неожиданно выявляет в самых безликих клеточных линиях, прошедших тысячи генераций, отлично сохранившуюся способность выходить в дифференцировку – например, у одной такой линии – в сторону образования непосредственных предшественников эритроцитов, у другой – дифференцировку в макрофаги, а у перевиваемой опухоли яичка (эмбрионального рака) – способность дифференцироваться в 14 различных тканей, так же как у полипотентных эмбриональных клеток. Поразительными и особенно впечатляющими стали опыты американской исследовательницы Беатрисы Минц, поместившей клетки такой опухоли в развивающийся эмбрион на самых ранних стадиях его развития. Раковые клетки включились в дифференцировку, и из них развились нормальные ткани, в том числе репродуктивные.

Итак, опухоль не утрачивает полностью признаков и потенций дифференцировки тех клеток, из которых она произошла. Почему это происходит – отдельный вопрос. Далеко не простой и не вполне ясный. Ясно только, что такое сохранение нужно опухоли именно для поддержания ее опухолевых свойств. Но следует ли тогда удивляться тому, что тканеспецифические гены, к которым относится и ген АФП, в опухоли продолжают работать?

В эмбриональных опухолях яичка или яичников АФП – наиболее характерный маркер, встречающийся в крови в подавляющем большинстве (> 80%) случаев. Эти опухоли, как уже говорилось выше, сохраняют способность дифференцироваться в полноценные тканевые структуры, и среди них в клетки желточного мешка, в нормальном развитии синтезирующие АФП. Таким образом, АФП при этих опухолях имеет вполне логичное объяснение, четко подтвержденное экспериментально. В клинике лечение таких опухолей, а они хорошо поддаются лечению, всегда ведется под контролем АФП: полное удаление опухоли ведет к полному исчезновению из крови АФП, возобновление роста опухоли сигнализируется появлением в крови АФП еще до обнаружения клинических симптомов [3].

А как при раке печени? В случае детских опухолей печени, развивающихся в самые первые годы жизни, ситуация еще более простая, чем при эмбриональных опухолях. Такие детские опухоли (гепатобластомы) развиваются из клеток эмбриональной печени, являющихся самым мощным продуцентом АФП в нормальном развитии. Это свойство сохраняется и в гепатобластомах, при которых частота и уровень АФП в крови особенно высоки.

Высокодифференцированные гепатомы – очень плохие продуценты АФП как по частоте, так и по уровню этого белка в крови. И этого следовало ожидать, так как зрелые гепатоциты АФП не образуют вовсе. Наиболее характерен АФП при умеренно дифференцированных опухолях печени, обычно встречающихся у человека. Эти опухоли состоят из клеток, напоминающих клетки взрослой печени, не вырабатывающие в нормальных условиях АФП. Почему же они синтезируют его в опухоли? Второй труднообъяснимый факт – громадный разброс в уровнях АФП у отдельных больных, разброс, достигающий 100 000-кратных различий, и это при одном и том же уровне дифференцировки опухолей. При этом в опухоли всегда имеются клетки, продуцирующие и не продуцирующие АФП в одной и той же опухоли, возникшей из одной клетки-предшественницы. Образование АФП в опухолях печени взрослого типа не имеет пока точно установленной причины, но мы склонны объяснить этот факт исходя из данных по обратимости подавления синтеза АФП в зрелых гепатоцитах.

В опухолях, как известно, нарушаются межклеточные и клеточно-матриксные взаимодействия. Клетки как бы изолируются из печеночной балки, что ведет к снижению уровня их дифференцировки, включая и возобновление синтеза АФП. Таким образом, можно предположить, что в основе реэкспрессии гена АФП в гепатомах «взрослого» типа лежит сдвиг равновесия в системе, представленной на рис. 3.


Рис. 3. Два состояния зрелого гепатоцита.
АФП(+ / -) – экспрессия/подавление гена АФП

Причинами этого сдвига могут быть утрата опухолевой клеткой рецепторов к внеклеточному матриксу, дефектный матрикс и рост опухоли в условиях клеточного стресса, снижающего или полностью подавляющего синтез АФП. Каждая из этих возможных причин имеет экспериментальные обоснования или, вернее, аргументы в пользу ее реального существования. Так, трехмерный матрикс, нормализующий и организующий гепатоциты в культуре, не влияет на поведение клеток гепатомы. Очевидно, что либо они лишены рецепторов к матриксу, либо дефектна цепь, ведущая от рецептора к реагирующим внутриклеточным системам. Нарушение образования матрикса клетками, контактирующими с гепатоцитами, можно воспроизвести в культуре гепатоцитов и получить высокий синтез АФП.

И наконец, клеточный стресс. Известно, что при клеточном стрессе, вызванном тепловым шоком, действием тяжелых металлов, снижением рН среды, гипоксией или недостатком глюкозы, клетки отвечают снижением или прекращением синтеза «нормальных» белков и индукцией белков клеточного стресса. Один из таких белков оказался антагонистичным по отношению к синтезу АФП в гепатоме. Синтез обоих белков в одной клетке не встречался ни в естественных, ни в экспериментальных условиях роста гепатомы. Пока неясно, насколько общим является этот феномен, но ясно, что он может находиться среди тех факторов, которые влияют на уровень продукции АФП гепатомами.

Таким образом, мы рассмотрели различные ситуации возобновления синтеза АФП опухолями. Можно утверждать, что во всех случаях и даже в частных особенностях такого возобновления проявляется один и тот же принцип – опухоли сохраняют и проявляют черты дифференцировки и дифференцировочные потенции, свойственные их нормальным предшественникам. И эта особенность – одна из проблем их природы, еще до конца не понятых.

И в заключение остановимся на возможности ранней диагностики опухолей, маркером которых является АФП. Общеизвестно, что ранняя диагностика рака – главная проблема в этой области, так как рано обнаруженная опухоль, как правило, излечима. Обследование на АФП всех здоровых людей – задача нереальная. Целесообразность такого обследования существенно возрастает при применении его в группах высокого риска, например среди хронических носителей вируса сывороточного гепатита, резко увеличивающего вероятность возникновения рака печени, или в районах, где потребление в пищу печеночных канцерогенов особенно высоко. В таких группах тест на АФП позволяет выявить рак печени на стадиях, доступных операционному вмешательству. Для рака яичка и яичников такие группы пока не установлены.

Таким образом, биологические и клинические исследования АФП позволили глубже заглянуть как в механизм нормального развития, так и в природу опухолей. Что же касается серологической (то есть по крови) диагностики опухолей, то АФП стал одним из первых серологических маркеров опухолей, вошедших в широкую клиническую практику. Сегодня таких маркеров несколько, и они стали неотъемлемой частью диагностики и лечения опухолей.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Киселев Л. Л., Абелев Г. И., Киселев Ф. Л. Как Сирано де Бержерак, он мог гордиться белым султаном своего боевого шлема: К 100-летию со дня рождения Л. А. Зильбера // Природа. 1994. №6. С. 66-84.
  2. Абелев Г. И., Перова С. Д., Храмкова Н. И. и др. Эмбриональный сывороточный α-глобулин и его синтез перевиваемыми гепатомами мышей // Биохимия. 1963. Т. 28, №4. С. 625-634.
  3. Абелев Г. И. Альфа-фетопротеин: Биология, биохимия, молекулярная генетика // Иммунология. 1994. №3. С. 4-9.

      

Гарри Израилевич Абелев, доктор биологических наук, профессор, академик РАН и РАЕН,
руководитель лаборатории иммунохимии НИИ канцерогенеза ОНЦ РАМН им. Н.Н. Блохина.
Автор более 220 научных работ, 2 монографий.

Абелев Г. И. Альфа-фетопротеин: взгляд в биологию развития и природу опухолей // Соросовский Образовательный журнал. 1998, № 9. С. 8-13

 

Рейтинг@Mail.ru

Источник: http://garriabelev.narod.ru/insight.html