злокачественно трансформированные клетки характеризуются

деструктивными изменениями элементов цитоскелета. В них почти полностью исчезают пучки микрофиламентов (Васильев, Гельфанд, 1981). Свиткина и Каверина (1989), изучая нарушение актинового цитоскелета в нео-пластически трансформированных эпителиальных клетках, отмечали как изменение спектра актинов и ассоциированных с актиновым цитоскелетом белков, так и нарушение отдельных структур этого цитоскелета.

В клетках гепатомы, индуцированной у взрослых крыс диэтилнитрозамином, нити цитоскелета были повреждены, деполимеризованы и агрегированы. Однако после обработки шинифолином – препаратом из китайских трав система цитоскелета опухолевых клеток явно восстанавливалась и становилась подобной цитоскелету нормальных гепатоцитов (Wu et al., 1996). Микротрубочки в недифференцированных клетках рака прямой кишки человека представляли атипичную организацию, в них по сравнению с дифференцированными отсутствовали некоторые структурные и моторные белки или содержание их было низким (Chazaud et al., 1998). Клетки астроцитомы (линия SWO-38), в отличие от нормальных астроцитов, содержали значительно меньше микротрубочек, а большинство микрофиламентов формировали зерно- или корнеобразные актиновые тельца. Кроме того, микротрубочки и микрофиламенты имели тенденцию к сжатию (Yang C.-H.

Изменения цитоскелета, подобные указанным, зафиксированы иммунофлуоресцентным методом в эпителиальных клетках человека HBL-100 в период опухолевой прогрессии (Decloitre et al., 1989). Эти клетки до 30 пассажей не являются опухолевыми, но приобретают свойства таковых при дальнейшем пассировании. Показано, что в нормальных клетках HBL-100 имелись как актиновые филаменты, так и микротрубочки, сконцентрированные около клеточ-ного ядра. По мере же увеличения числа пассажей актиновые филаменты выглядели всё более фрагментированными. После 70 пассажей указанные филаменты в клетках HBL-100 оказывались полностью дезорганизованными. Аналогичная картина наблюдалась и в клетках Т12, полученных из опухоли, которая была индуцирована введением бестимусным мышам пассированных более 70 раз клеток HBL-100. Однако сведения о том, что система микротрубочек в этих экспериментах выглядела более развитой, чем в нормальных клетках, не согласуются с материалами ряда других исследований, в том числе обсуждаемых в данном параграфе.

Признаки перестройки элементов цитоскелета и их деструкции отчётливо коррелируют с переходом клетки в стимулированное состояние. В связи с этим высказаны разные мнения о механизме прохождения митогенного стимула от плазматической мембраны к внутриклеточным структурам. Система фибрилл, скорее всего, способствует торможению, а не проведению стимулирующего сигнала, поскольку его прохождение нередко связывают именно с дестабилизацией элементов цито- и мембранного скелетов, целостная же структура их соответствует состоянию покоящихся клеток. Организованное внутриклеточное расположение микротрубочек и микрофибрилл изменяет их взаимодействие с геномом таким образом, что это подавляет способность клеток к размножению (Puck, 1977 – цит. по Епифановой и соавт., 1983).

Действительно, известные антитубулины колцемид и колхицин синергично увеличивают синтез ДНК в нормальных фибробластах ЗТЗ, стимулированный эпидермальным фактором роста, что прямо свидетельствует о связи этого синтеза с организацией микротрубочек Тот же колцемид в концентрации 1 мМ препятствовал морфологической реверсии трансформированных фибробластов яичников китайского хомячка, вызванной добавлением в среду культивирования 1 мМ дибутирил-cAMP и проявлявшейся, в частности, в развитии цитоскелета, появлении контактного торможения и снижении пролиферации (Bloom, Lockwood, 1980).

В последующие годы факты, подобные указанным выше, приводились в литературе неоднократно. Показано, в частности, что антипролиферативный агент криптофицин в наномолярных концентрациях активно стабилизирует микротрубочки из тубулина мозга быка. В его присутствии угнеталось укорочение микротрубочек и почти прекращался процесс их распада. Предположительно, эффекты криптофицина в клетках-мишенях определяются его способностью активно связываться с концевыми участками микротрубочек (Panda et al., 1997). Позднее в этой же исследовательской группе (Panda et al., 2000) установлено, что в указанных выше концентрациях криптофицин ингибирует митоз и раковых клеток, стабилизируя микротрубочки веретена. Он быстро, некова-лентно и почти независимо от температуры связывается с тубулином в единственном высокоаффинном центре. При этом подавляется индуцируемая колхицином GTPазная активность тубулина, что отражает его структурную перест-ройку при связывании с криптофицином. Неслучайна также другая корреляция: белок статмин (метабластин, онкопротеин 18), препятствующий встраиванию тубулина в микротрубочки и вызывающий их разборку, найден во всех размножающихся клетках позвоночных, но особенно повышенная экспрессия стат-мина отмечена в лейкозных клетках (см. Надеждина, Зиновкина, 1999 и цитируемые ими работы).

Как растительный противоопухолевый препарат давно известен таксол, действие которого объясняется стабилизацией микротрубочек: взаимодействие его с основным их компонентом β-тубулином способствует полимеризации последнего, блокирует разборку микротрубочек и инициацию синтеза ДНК колхицином. Число сторонников установившегося мнения о таксоле как антипролиферативном агенте продолжает всё ещё расти (Axel et al., 1997; Giannakakou et al., 1997; Mullins et al., 1998; Preseisler et al, 1998 и др.).

Паклитаксел (таксол) останавливал рост культивируемых миоцитов артериальной стенки человека, и этот эффект сохранялся при воздействии митогенов или при овместном культивировании миоцитов с эндотелиальными клетками артериальной стенки. По данным иммуногистохимического анализа, антипролиферативный ответ миоцитов – результат изменений в них, в основном, микротубулярной сети цитоскелета (Axel et al., 1997). Паклитаксел в концентрации до 10 нМ, значительно уменьшал рост плоскоклеточной карциномы гортани человека, индуцировал в комбинации с облучением (дозы до 3 Гр) мультиядерные клетки (Preseisler et al., 1998), и это, очевидно, происходит не без участия восстанавливаемого паклитакселем цитоскелета. Обработка клеток указанным агентом не приводила к их радиосенсибилизации, что также понятно: действия паклитакселя не направлены на повышение уровней рО2 и ПОЛ и зависимого от них окислительного митогенеза. Элеутеробин – природный продукт, выделенный из морского коралла, вызывает в клетках карцином толстой кишки чело-века морфологические изменения, не отличимые от таковых при действии паклитакселя.

Значения целостности цитоскелета для клеточной трансформации рассмотрено ранее и в работе Скотта (Scott, 1984). Автор считает, что изменения в строении цитоскелета, ведущие к нарушению связи ядра с плазматической мембраной, определяют некоторую функциональную автономию ядра, и в этом усматривает причину трансформации клетки. Недавно обобщённые данные о механизме действия лекарств, нацеленных на полимеризацию микротрубочек и актиновых нитей, на динамику этих процессов представлены в обзоре (Jordan, Wilson, 1998), где, в частности, обсуждён и вопрос: каким образом препараты, действуя на состояние микротрубочек, ингибируют пролиферацию клеток – блокируют митоз при переходе метафаза/анафаза и индуцируют апоптоз.

Деградация элементов цитоскелета и связанные с ней индукция синтеза ДНК и пролиферации могут быть следствием нескольких причин, в основе которых – постулируемое в опухолевой клетке избыточное ПОЛ и вызываемые им эффекты. По некоторым данным (Tash et al., 1981), сАМР стимулирует образование микротрубочек в различных типах клеток, содействуя фосфорилированию тубулина сАМР-зависимой протеинкиназой. Такое фосфорилирование необходимо как для полимеризации, так и для их функционирования. Логично, что в условиях дефицита сАМР формирование микротрубочек должно быть нарушенным. Это коррелирует с известными фактами деполимеризации тубулина некоторыми митогенами. С указанной точки зрения, предложение использовать для лечения рака сАМР и другие вещества, восстанавливающие цитоскелет (Scott, 1984), представляется обоснованным, правомерным.

Для поддержания структуры пучков актиновых микрофиламентов необходим постоянный приток энергии, а ограничение синтеза АТР вызывает обратимое разрушение этих пучков (Васильев, Гельфанд, 1981). Косвенно это давнее положение поддерживается и по следующим мотивам.

Не исключено, что к механизму разрушения цитоскелета в стимулированной к пролиферации клетке имеет отношение новое семейство протеинкиназ MARK. Как отмечают авторы исследования (Drewes et al., 1997), эти энзимы фосфорилируют соединённые с микротрубочками белки τ, MAP2 и MAP4, приводя к диссоциации комплекса и запуску распада микротрубочек. Два MARK-белка крысы, кодируемые разными генами, оказались Ser/Thr-киназами с мол. м. 81 и 88 кД. Такие белки широко распространены, а гомологичные им гены обнаружены и у человека. Каталитическая активность MARK-белков зависит, в свою очередь, от фосфорилирования двух аминокислотных остатков в одном из субдоменов. Данную функцию выполняет, по-видимому, какая-то «митогенная» протеинкиназа и, может быть, даже одна из изоформ PKC. В этой связи уместно вспомнить о другой работе (Jaken et al., 1989), в которой пока-зано, что активация изофермента PKC-3 сопровождалась деполимеризацией микрофиламентов, нарушением их связи с плазматической мембраной.

С дезорганизацией микрофиламентов и микротрубочек связывают сейчас ряд изменений в трансформированной клетке и, в частности, изменение клеточной поверхности: некоторые из её компонентов, например рецепторы и фиб-ронектин, исчезают или содержание их значительно уменьшается. Указанная причинная связь может быть обусловлена «заякориванием» в норме определённых мембранных и надмембранных компонентов изнутри, т. е. прикреплением их к кортикальным структурам под мембраной, наиболее характерной составляющей которых являются микрофиламенты. Нарушение процесса заякоривания мембранных рецепторов кортикальными микрофиламентами может играть первостепенную роль в изменениях нормы реакций у трансформированных клеток (Васильев, Гельфанд, 1981). К результатам подобных изменений относится и снижение способности этих клеток удерживать на поверхности фибронектин, другие соединения и структуры, что, по всей вероятности, уменьшает контактное торможение и зависимость размножения от подложки, а это не может быть безразличным для проявления таких свойств как инвазивный рост и метастазирование неоплазм (см. п. 2.4).

Существуют и другие примеры того, что структурные изменения цитоскелета, будучи следствием комплекса метаболических процессов в ростстимулированной и трансформированной клетках, в свою очередь, в порядке обратной связи снова сопрягаются с метаболическими, само же сопряжение, вероятнее всего, организуется на поверхностях мембран. Реальными, в частности, представляются сопряжение элементов цитоскелета с аденилатциклазой, зависимость её активности от состояния этой связи. Установлено (Воейков, 1984), что компоненты аденилатциклазной системы непосредственно или через неидентифицированных посредников действительно прикреплены к элементам цитоскелета, состояние которого небезразлично для функционирования этой системы. Единичные утверждения, что агенты, дестабилизирующие цитоскелет, активируют аденилатциклазу, противоречат многочисленным фактам о снижении уро-вня сАМР в пролиферирующих и трансформированных клетках и изложенной выше логике суждений по данному вопросу.

2.3.5. Рассмотрим теперь возможную