механизм инвазии и метастазирования опухолевых клеток по ряду принципиальных моментов

до конца ещё не установлен. Это касается и вопроса: какая наиболее характерная для состояния активно растущих опухолевых клеток физико-химическая ситуация или особенность причастна к индукции их инвазивных свойств и как этот процесс развивается? С точки зрения комплексного и системного подходов рассмотрение проблемы инвазии и метастазирования неоплазм логично начать с того, что такие проявления как антиадгезивность, инвазивный рост и подвижность клеток имеют конкретное функциональное назначение уже в норме, когда они, естественно, ещё контролируются организмом.

Некоторые примеры на этот счет такие. Индукция цитокинами экспрессии факторов транскрипции семейства Ets обнаружена в двух типах клеток: в эндотелиальных клетках кровеносных сосудов и только в период неоваскуляри-зации; в фиброцитах из стромы, окружающей опухоли, и только, если эти опухоли несут признаки инвазивности. Полагают, что инактивация факторов Ets существенно затормозит неоваскуляризацию и экспансию опухолей (Stehelin, 1998). Изменение фенотипа эндотелиальных клеток при ангиогенезе связано с переходом их из состояния покоя в ангиогенно-инвазивное состояние, контролируемое специальным геном HoxD3. Последний регулирует экспрессию генов эндотелиальной клетки, ассоциированную только с инвазивной стадией ангиогенеза (Boudreau et al., 1997).

Различные ростовые (PDGF, EGF, FGF) и трансформирующие (TGF-α, TGF-β) факторы, вызывающие в норме ангиогенную реакцию эндотелия, одновременно являются мотогенами, т. е. стимуляторами движения клеток. Способность же к локомоции, присущая и опухолевым клеткам, вносит существен-ный вклад в механизмы инвазивного роста (Lu et al., 1997; Ровенский, 1998). Определённые матриксные металлопротеазы (MMPs) и интегриновые рецепто-ры (см.

Вообще же, к настоящему времени охарактеризовано более 20 различных MMPs человека, которые разделены на 4 основных подсемейства: коллагеназы, желатиназы, стромелизины и мембраносвязанные MMPs. Часть же MMPs не могла быть отнесена к этим подсемействам и выделена в отдельную группу (Хасигов и др., 2001). Продолжающиеся исследования привели к идентификации ещё 3 новых MMPs человека – ММР-21, ММР-26 и ММР-28. При этом в отношении, в частности, ММР-26 получены данные о роли её в прогрессии опухоли и ангиогенезе, причём в структуре ММР-26 обнаружен необычный мотив «цистеинового переключателя», отличающий ММР-26 от большинства других MMPs (Marchenko et al., 2001).

В поисках фундаментального внутриклеточного проинвазивного признака, контролируемого в норме и неконтролируемого при раке, было естественным вновь обратиться к основному нашему положению о необходимости умеренной гипероксии для окислительного митогенеза нормальных клеток и повышенной гипероксии для их малигнизации и функционирования в качестве неопластических. В обоих случаях окислительный стресс как-то влияет на упрощение поверхностных структур клетки, снижение её адгезивности, что необходимо хотя бы для беспрепятственного протекания процесса пролиферации клетки.

В связи с указанным естественно отметить, что заметное ослабление межклеточных связей происходит уже в предопухолевом периоде. Существенная роль такого феномена показана, в частности, в генезе рака желудка (Okhusa et al., 1995). В гастробиоптатах при язвенной болезни количество щелевых кон-тактов в области язвы значительно уменьшается, особенно в участках кишечной метаплазии. В раковой же опухоли они вовсе не выявляются, хотя в непора-жённых опухолью зонах слизистой число их остаётся прежним. В обзоре на эту тему (Крутовских, 2000) подтверждено, что при раке опухолевые клетки обычно не контактируют между собой и всегда изолированы от окружающей их нормальной ткани. Подавление щелевых контактов при раке может происходить различными путями, но, в основном, эпигенетически.

О том, что нарушение межклеточных связей в принципе может быть следствием установления в клетках состояния повышенной пероксигенации сви-детельствуют, например, следующие данные. Мышиные гепатоциты в течение 2-8 ч обрабатывали прооксидантами – Н2О2 (0,5-2,0 мМ), глюкозооксидазой (0,1 ед. активности/мл), ксантиноксидазой или паракватом (0,5-5,0 мМ). Последний стимулирует NADPH-зависимое накопление в микросомах гепатоцитов О. Указанные прооксиданты ослабляли межклеточные связи, о чём судили по уменьшению перетекания введённого микроинъекцией красителя (люциферового желтого). Различные антиоксиданты противодействовали нарушению меж-клеточных связей паракватом, а добавление в среду ингибитора каталазы (3-амино-1,2,4-триазола), наоборот, усиливало действие того же параквата (Puch, Klaunig, 1988).

4-гидрокси-2-ноненаль, образующийся в результате ПОЛ клеточных мемб-ран, оказывал при окислительном стрессе in vivo цитопатологическое действие.

Различные митогены и опухолевые промоторы, включая 12-0-тетраде-каноилфорбол-13-ацетат (TPA) и форболмиристатацетат (PMA) из класса форболовых эфиров, а также эндогенный аналог TPA диацилглицерин, прямо или косвенно активируют PKC, запуская полифосфоинозитидную систему и сопряжённые с ней ферментные процессы ПОЛ в плазматической мембране, дестабилизируют элементы цитоскелета (микрофиламенты) в примембранной области (подробнее об этом см. в главе 3). TPA обратимо угнетает образование взаимных связей у клеток BALB/c в экспоненциальной фазе роста, причём от-мечена корреляция между способностью TPA угнетать межклеточные связи и стимулировать трансформацию клеток, вызванную 20-метилхолантреном (Eno-moto, Yamasaki, 1985). Дезорганизация микрофиламентов нарушает, по-види-мому, их связь с фибронектином – компонентом внеклеточного матрикса, что служит одной из причин снижения количества поверхностно-клеточного фибронектина в обработанных TPA и стимулированных к размножению клетках. В опытах на промотируемом и непромотируемом клонах мышиных эпидермальных клеток показано, что выход фибронектина из них связан именно с промоцией и может быть необходимым патогенетическим звеном при переходе промоции в трансформацию (Zerlauth, Wolf, 1985). Таким образом, опухолевые промоторы ослабляют in vitro межклеточные связи в различных клеточных системах, уменьшая число контактных зон (Rahilly, Eleming, 1992).

Как постановочный может рассматриваться и вопрос о том, что к процессу инвазии, его окислительной составляющей косвенное отношение имеет гипергомоцистеинемия, признаваемая ныне независимым фактором развития атеро-тромботических осложнений (см.

К обсуждаемому вопросу имеет отношение и открытие «Явление усиления механистического взаимодействия эпителиальных тканей в раннем постнатальном онтогенезе, приводящее к повышению их устойчивости к развитию хронических патологий, в том числе бластомогенезу» (см. Маленков, 1988). Авторы его установили, что между силой сцепления клеток в раннем периоде жизни и вероятностью возникновения опухолей во второй половине жизни сущест-вует количественное соответствие, которое имеет обратно пропорциональную зависимость. Возникновению опухоли предшествует длительный процесс нарушения устойчивости ткани, проявляющийся в виде различных хронических воспалений, причём опухолевые промоторы различных химических классов способствуют такому нарушению, эффективно снижая силу сцепления клеток ниже пороговой величины. В частности, на примере клеток печени, легких и щитовидной железы крыс и мышей установлено, что «способность веществ снижать силу сцепления клеток в ткани ниже порога устойчивости коррелирует с их промоторной активностью, и органные специфичности этих двух эффектов совпадают» (Колотыгина и др., 1990).

Обнаруженное явление естественно использовать для профилактики рака, но в плане понимания механизма канцерогенеза ослабление клеточных контактов, как мы полагаем, всё же вторично по отношению к каким-то иным тонким внутриклеточным процессам, в том числе вышеназванным, «подготавливающим» указанное и, вероятно, другие изменения в направлении трансформации клеток в последующий период жизни.

2.4.2. Полагают, что РКС связана с цитоскелетом, как, например, в нормальных эмбриональных фибробластах крыс, концентрируясь в основном в фокальных контактах (Hyatt et al., 1990), одними из характерных компонентов которых являются белки винкулин, талин, паксиллин, тензин (см. Ровенский, 1998). Сам акт дезорганизации актиновых микрофиламентов в местах прикрепления их к плазматической мембране в норме имеет, по-видимому, регуляторный смысл, представляя один из необходимых для осуществления пролиферации и локомоции «элементарных» процессов. Помимо белков кортикального слоя фосфорилированию РКС подвергаются и некоторые белки щелевых контактов. Это показано, в частности, для белка массой 27 кД щелевых контактов крысиных гепатоцитов in vivo и in vitro. TPA и ряд других форболовых эфиров стимулировали данный процесс (Takeda et al., 1989).

Отметим и такие факты. Быстрое преходящее нарушение межклеточных контактов в культуре эндотелиальных клеток линии Т518 печени крыс под влиянием PDGF сопровождается гиперфосфорилированием белка щелевого контакта коннексина-43, и в этом процессе, как полагают (Hossain et al., 1998), участвуют РКС и другие протеинкиназы. В эпителиальных клетках лёгкого мышей, трансформированных онкогеном ras, последний нарушает межкле-точные щелевые контакты. Это происходит через PKC-зависимые механизмы, которые, однако, не изменяли содержание и фосфорилирование белка коннексина-43 (Cesen-Cummings et al., 1998). В делящихся культивируемых клетках эмбриона крысы, трансформированных вирусом SV-40, компоненты фокальных контактов FAK, паксиллин и p130GAS фосфорилируются по серину/треонину и дефосфорилируются по тирозину. Резко ослабляются связи между компо-нентами FAK, p130GAS и c-src, между FAK и цитоплазматическим доменом β-интегрина. Эти изменения разрывают пути передачи внутриклеточных сиг-налов, генерируемых интегринами (Yamakita et al., 1999).

Не исключено, что определенные нефагоцитирующие типы клеток способны генерировать небольшие количества О для регуляции процессов на их внешней поверхности путем воздействия на её структуры и внеклеточный матрикс. На существование такого механизма косвенно указывают пока ещё немногие данные о наличии у В-лимфоцитов, фибробластов, эндотелиальных клеток и др. NADPH-оксидазоподобного ферментативного комплекса (Jones et al., 1993; Клюбин, Гамалей, 1997), который в эффекторных клетках активиру-ется обычно РКС. Этот комплекс, как известно (Babior, 1999; Shiose, Sumimoto, 2000), осуществляет перенос электронов от NADPH с внутренней стороны плаз-матической мембраны к О2 на наружной её стороне, при этом NADPH окисля-ется до NADP+, одновременно происходит одноэлектронное восстановление О2 до О по реакции:

2 NADPH + 4 O2 → 2 NADP+ + 4 О + 2 H+.

Целенаправленная генерация здесь активных метаболитов О2 связана, по-види-мому, с регуляцией в норме контактных процессов на определенных стадиях клеточного цикла.

Не следует удивляться, если в указанной ситуации пероксидация, развивающаяся в плазматической мембране ростстимулированной клетки, затрагивает и липиды поверхностных образований, в частности щелевых контактов, где они играют важную структурно-функциональную роль (Malewicz et al., 1990). Вызванные таким путем дефекты в контактах ослабляют, очевидно, межклеточный транспорт и интегративные межклеточные взаимодействия. Каротино-иды кантаксантин, α- и β-каротины, ликопен, лютеин и различные ретиноиды как антиоксиданты ингибировали ПОЛ в фибробластах С3Н/10Т1/2 и улучшали межклеточное сообщение через щелевые контакты. Эффективность кароти-ноидов и ретиноидов по этому показателю коррелировала с их способнос-тью препятствовать метилхолантрен-индуцированному злокачественному росту (Hossain et al., 1989; Zhang et al., 1991).

Здесь уместно сослаться на обзор, посвящённый прикреплению ферментов, рецепторов и некоторых других белков к внешней поверхности клеточной мем-браны с помощью гликозилфосфатидилинозитной структуры (Hooper, 1997). По-видимому, в норме регуляцию (расщепление) этой связи осуществляет в определённые моменты клеточного цикла соответствующая фосфолипаза. В условиях же повышенного уровня пероксидации следует ожидать неконтролируемого нарушения заякоривания поверхностных структур, в том числе причастных к межклеточной адгезии. Сбрасывание или невозможность прикрепления таких структур к поверхности опухолевых клеток именно по указанной при-чине представляется естественным.

Сказанное особенно касается Т-кадгерина – «атипического» члена кадгеринового семейства молекул межклеточной адгезии. В отличие от других типов кадгеринов, в структуре Т-кадгерина нет трансмембранного и цитоплазматического доменов, и он связан с клеточной мембраной через гликозилфосфати-дилинозитный якорь и опосредует кальций-зависимое гомофильное взаимодействие клеток (Кудряшова и др., 2002). Однако применительно к пролиферативным и инвазивным процессам роста опухолей адгезивная функция Т-кадгери-нов (Lee S. W. et al., 1998; Takeuchi et al., 2000) должна быть хотя бы отчасти ограниченной. В указанном аспекте интересен еще один факт. Оказывается, связывание талина с β1-интегрином зависит от ассоциации талина с фосфоинозитидами, в частности, с фосфатидилинозит-4,5-дифосфатом (PIP2). Эти данные говорят в пользу участия фосфоинозитидов в последующей сборке фокальных контактов (Martel et al., 2001), которые, следовательно, могут нарушаться в случае расщепления липидной их составляющей.

В связи с указанным обратим внимание на следующее исследование. В фос-фолипидных везикулах цитозольная PLA2 с высокой аффинностью и специфи-чностью связывалась с PIP2, причем увеличение аффинности связывания PIP2 сопровождалась пропорциональным повышением активности PLA2. Эффект PIP2 был специфичен и значительно сильнее, чем для других фосфатидилино-зитполифосфатов. Кроме того, характер взаимодействия PIP2 с PLA2 сходен с взаимодействием PIP2 с одним из доменов PLC-δ1 (Mosior et al., 1998). Приведённые факты позволяют думать, что в норме действует ферментативный механизм нарушения фокальных контактов путём разрушения фосфатидилинозитного якоря, В патологических же условиях пероксигеназного стресса это может происходить и неферементативно, без участия фосфолипаз.

В гипероксических клетках опухоли многие из указанных выше эффектов действительно проявляются как неконтролируемые. Небезынтересны, в частно-сти, факты проинвазивного поведения форболовых эфиров и РКС в опухолевых клетках, о чем частично уже говорилось выше. Так, РКС способствует инвазивному росту клеток рака желудка и поэтому может быть объектом терапевтического воздействия, причем основную роль в инвазивности этого рака играет РКС-β, обнаруженная только в инвазивных линиях клеток рака желудка, тогда как изоформы РКС-α и РКС-γ найдены и в неинвазивных линиях. Различные специфические и неспецифические ингибиторы РКС тормозят инвазию (Schwartz et al., 1993). Например, ингибитор РКС тамоксифен при воздействии в дозах 80 нг÷2 мкг/мл в течение 3-7 сут. оказывал антипролиферативное и антиинвазивное действие на глиобластомы человека (Iwasaki et al., 1994).

На мышиных и человеческих линиях опухолевых клеток (кожа, бронхи, лёгкие) показано, что инвазивная и метастатическая способность их может возрастать, если эти клетки обрабатывали форболовым эфиром или соединени-ями, образующими свободные радикалы. Данное усиливающее действие блокировалось антиоксидантами и ингибиторами РКС. В реагрегируемых после предварительной диссоциации клетках гепатомы Новикова PMA в дозе 25 нМ противодействовал образованию щелевых контактов. Это выражалось в том, что переход красителя в течение 60 мин начала агрегации наблюдался только в 0,6 % соседних клеток, в необработанных же указанным форболом – в 72 % соседних клеток. И действительно, электронная микроскопия с заморажива-нием-скалыванием не обнаружила щелевые контакты в клетках первой группы, зато более 600 агрегированных внутримембранных компонентов щелевых контактов выявлено в клетках второй группы (Lampe, 1994).

О важной роли свободных радикалов в прогрессии неоплазм, поддержании их роста, инвазивности и метастаического потенциала, а также о значении про-моторов и РКС как регулятора инвазии опухолевых клеток в торможении опухолевой прогрессии и диссеминации в случае инактивации PKC сообщили и другие исследователи (Malins et al., 1996; Szaniawska et al., 1998). Особенно выраженные результаты получены при исследовании влияния TPA на инвазивный потенциал низко инвазивной неметастазирующей линии клеток рака молочной железы MCF-7. TPA здесь в 20 раз увеличивал подвижность и в 18 раз усиливал инвазивность этих клеток; в 100 раз повышал экспрессию и секрецию MMP-9, а также в 8 и 7 раз – индукцию урокиназного активатора плазминогена и его рецептора соответственно. Ингибитор же РКС, бриостатин-1, блокировал все эти процессы (Johnson M. D. et al., 1999). Привлекают внимание и данные о том, что высвобождение клетками AR рака молочной железы адгезионных молекул типа L1 опосредуется протеиназами из семейства дисинтегриновых металлопротеиназ ADAM. А позитивное регулирование сбрасывания L1 форбо-ловым эфиром и перванадатом, осуществляемое ими по разным механизмам, блокируется ингибиторами соответственно PKC и src-киназ. Полагают, что регуляция сбрасывания молекул L1 сцеплена с морфологией и адгезией клеток, само же высвобождение этих молекул связано со стимуляцией миграции клеток (Gutwein et al., 2000).

Судя по единичным пока публикациям, некоторые изоформы РКС, наоборот, способствуют реализации адгезивных взаимодействий клеток. Пример тому – адгезия и распластывание гладкомышечных клеток крыс при взаимодействии их с фибронектином (Haller et al., 1998). Последний быстро повышал содержание диацилглицерина, вызывал перемещение РКС-α и РКС-ε (но не других изоформ РКС) к месту адгезии, а подавление их активности ингибировало распластывание указанных клеток. По другим данным (Prekeris et al., 1998), в клетках NIH 3T3 в присутствии форболового эфира РКС-ε полной длины связывалась с F-актином в зоне клеточной адгезии. Предположительно, РКС-ε содержит гексапептидный актин-связывающий мотив, присущий только этому члену семейства протеинкиназ. При таком взаимодействии F-актин способен стимулировать фосфотрансферазную активность РКС-ε.

Весьма любопытным представляется сообщение о снижении инвазивности клеток MCF-7 рака молочной железы физиологическими дозами мелатонина (Cox et al., 1998). Данное соединение, на первый взгляд, далекое от участия в каких-либо процессах, связанных с обсуждаемой темой, действительно может быть антиинвазивным, если признать важную роль в прогрессии неоплазм кис-лородно-перекисного механизма. В этом случае указанный позитивный эффект мелатонина можно объяснить тем, что он – один из наиболее мощных эндогенных антиоксидантов. К тому же, в отличие от других внутриклеточных антиоксидантов, мелатонин присутствует во всех клеточных структурах, и его защитные действия от различных дестабилизирующих процессов пероксигенации фактически универсальны (см. Малиновская, 1998). Не менее привлекательны результаты о предотвращении инвазии другим антиоксидантом – N-ацетилцис-теином. Это соединение ингибирует активность MMPs и хемотаксис опухолевых клеток, уменьшает массу первичных опухолей и число метастазов лёгких у мышей, а также инвазивную активность клеток эндотелия в ответ на ангиогенные стимулы (Morini et al., 1999). В числе соединений, способных ингибировать инвазию и ангиогенез опухолей, указывается эпигаллокатехингаллат – главный компонент чаев, особенно зелёного (Jung, Ellis, 2001), который, по некоторым сообщениям (Zhang G. et al., 2001), оказывает антиокислительное действие.

2.4.3. Интересны, безусловно, давние сведения о том, что межклеточные связи усиливает cAMP, он же защищает клетки от дестабилизации этих контактов опухолевыми промоторами (Kanno, 1985). Выявлена также обратная корреляция между чувствительностью клеточных линий к трансформирующему действию канцерогенов и интенсивностью межклеточных связей в стадии насыщения культур. К тому же, синтез молекул адгезии и белков, формирующих щелевые контакты, оказался cAMP-зависимым. На основе этих и некоторых других фактов Канно высказал предположение о том, что интенсивность межклеточных контактов регулируется системой, состоящей из диацилглицерина и cAMP и активируемых ими соответственно PKC и PKA. Возможно, указанное свойство cAMP присуще и 8-бром-cAMP, под действием которого проницаемость межклеточных щелевых контактов (её исследовали на культуре клеток ММТ-22 опухоли молочной железы мыши с помощью красителя) возрастала вчетверо к 24 ч после начала экспозиции. В клетках увеличивалось количество щелевых контактов, при этом экспрессия мРНК белка контактов коннексина-43 и его уровень в клетках не изменялись (Atkinson et al., 1995). Привлекатеьны также данные о том, что экзогенный PGE2, cAMP и его миметики полностью подавляют синтез MMP-9, индуцированный IL-17. Такой же эффект оказывают и противовоспалительные цитокины (Jovanovic et al., 2001)

Если исходить из указанных фактов, то сниженный уровень cAMP в стиму-лированных клетках должен затормозить cAMP-зависимый синтез молекул адгезии и образующих щелевые контакты белков. При отсутствии же митогенных стимулов и/или при воздействиях, повышающих уровень cAMP в клетке и определяющих дифференцировку, липидная пероксидация должна снижаться, а цитоскелет и поверхностные структуры клетки – восстанавливаться. При этом роль cAMP сводится не только к усилению митохондриального дыхания (снижению внутриклеточного рО2), синтеза ATP и ATP-зависимой полимеризации элементов цитоскелета, но и к cAMP-стимулируемому синтезу молекул адгезии и белков щелевых контактов. В качестве примера можно привести здесь следующий факт. Иммуноцитохимическими исследованиями клеток I-407 (куль-тура клеток кишечника) показано увеличение экспрессии Е-кадгерина и коннексина-43 после воздействия на них форсколином, повышающим, как известно, уровень cAMP. Синтез этих «контактных» белков начинался через 2-8 ч после стимуляции и продолжался в течение 24 ч (Yuge et al., 1998).

В свете изложенных фактов и представлений логично полагать, что устойчиво повышенный уровень ПОЛ, дефицит ATP и cAMP в клетках неоплазмы создают, с одной стороны, условия для неконтролируемой их пролиферации, но, с другой, одновременно приводят к нарушению системы регуляции интегративных межклеточных взаимодействий и связей с внеклеточным матриксом. Врeменное снижение этих контактов и адгезивности у стимулированных к размножению нормальных клеток, приуроченное к определённому этапу их митотического цикла, становится характерным постоянным признаком злокачественных клеток. Данное обстоятельство могло бы играть важную роль в способности этих клеток относительно свободно мигрировать в прилежащие к ним нормальные ткани и размножаться там, проникать в кровеносные и лимфатические пути, т.е. реально определять инвазивный рост и метастазирование неоплазм. Кстати, на связь этих негативных процессов с недостаточностью дыхания и синтеза ATP в трансформированных и опухолевых клетках указывает, похоже, следующее обстоятельство. Согласно данным некоторых исследова-телей (Hotehin, Hall, 1996), малые ATPазы как члены семейства белков Rho участвуют в регуляции сборки актинового цитоскелета и мультибелковых комплексов, содержащих интегрины и опосредующих межклеточную адгезию. При дефиците ATP эта функция ATPаз, скорее всего, окажется невостребованной, а сборка цитоскелета и межклеточных контактных структур соответственно, частично или полностью, не реализованной.

С участием cAMP в рассмотренных выше внутриклеточных процессах согласуются периодически появляющиеся в литературе материалы об антиинвазивном эффекте cAMP и его аналогов. Показано, в частности, подавление инвазии клеток фибросаркомы человека аналогами cAMP. По данным этого и ряда других исследований сделан общий вывод о возможности применения веществ, увеличивающих внутриклеточную концентрацию cAMP, для умень-шения инвазивной способности и метастазирования опухолевых клеток (Okuyama et al., 1994). В дополнение к уже названным еще одним механизмом антиинвазивного действия cAMP может быть опосредуемая PKA транскрипционная репрессия, например, гена, кодирующего активатор плазминогена урокиназ-ного типа (uPA). Такой вывод сделан на основании опытов на клетках линии RC-K8, происходящих из пре-В-клеточной лимфомы человека и постоянно секретирующих в среду uPA. Добавление cAMP и PGE1 к клеткам дозозависимо снижало накопление uPA в среде роста (Shinbo et al., 1995). Сходная ситуация может возникнуть и в связи с тем, что cAMP повышает транскрипцию ткане-вого ингибитора металлопротеиназы-2 (TIMP-2). В регуляции этого процесса участвуют транскрипционные факторы NF-Y и Sp1, связывающиеся с определёнными участками промотора TIMP-2. Поскольку cAMP не вызывает активацию MMP-2, его эффект сдвигает баланс MMP-2 – TIMP-2 в пользу TIMP-2 (Zhong et al., 2000), т. е. в сторону противодействия разрушению контактных структур клетки.

Как сенсационное видится сообщение о быстром и избирательном переме-щении мРНК и рибосом к фокальным контактам и, следовательно, возможности синтеза белков вблизи сайта восприятия сигнала и мест непосредственного их действия. Факт указанного перемещения обнаружен при изучении связывания эндотелиоцитов с внеклеточным матриксом на образование цитоскелетного компартмента, специализирующегося на транслокационном контроле, в сайте связывания интегрина. По данным авторов (Chicurel et al., 1998), «перемещение компонентов белкового синтеза в комплексы фокальных контактов зависит от способности интегринов механически сопрягать внеклеточный матрикс и сократимый цитоскелет, а также от ассоциированного натяжения и рефор-мирования актиновых структур». В случае подтверждения этого факта в не-зависимых исследованиях можно считать открытым новый тип регуляции трансляции ряда мРНК в белки интегринами и механическим натяжением. Не исключено, что таким путем, т.е. вблизи мест своей локализации, синтези-руются также белки адгезии и межклеточных контактов.

Важная роль кислородно-перекисной составляющей в механизмах инвазии и метастазирования просматривается и в следующем интересном факте. Клетки, взятые из гипоксических участков экспериментальных солидных опухолей фиб-росаркомы, карциномы и меланомы после реоксигенации, метастазировали в 1,5-3,5 раза эффективнее, чем клетки, находившиеся в аэробных условиях, причём в первом случае в клетках активировался синтез ДНК (Brown, 1990). Основным наиболее вероятным сдвигом, предопределяющим указанный феномен, является, на наш взгляд, деградация «лишних» митохондрий опухолевых клеток, как известный приспособительный акт к условиям кислородного голодания. Исходно гипероксические опухолевые клетки с ослабленным митохондриальным дыханием, оказавшись по мере роста неоплазмы в гипоксической зоне и даже лишившись еще какого-то количества митохондрий для сохранения своей жизнедеятельности, должны стать менее агрессивными. Однако после реоксигенации в указанных клетках в связи с существенно ограниченным потреблением О2 возникает состояние относительно высокой гипероксии, причем по уровню избыточного О2 клетки будут, очевидно, гетерогенными.

В создавшейся ситуации часть таких клеток, вероятно, подвергается окислительной деструкции и погибает, а в других реоксигенированных клетках более выражено проявляются указанные выше последствия повышенного уровня ПОЛ, дефицита ATP и cAMP, в том числе и касающиеся возрастания их инвазивной и метастазирующей активности. В принципе с этих же позиций могут быть интерпретированы и данные о снижении экспрессии гена белка щелевых контактов коннексина-32 в печени крысы в ответ на временную ишемию и последующую реперфузию отдельных участков печени (Gingalewski, De Maio, 1997), поскольку фактов изменения экспрессии различных генов при окислительном стрессе более чем достаточно (см. п. 1.1.1, 2.3.7-2.3.9).

По всей видимости, в метастазирующих опухолях уровень пероксигеназного стресса несколько выше, чем в неметастазирующих, что должно проявляться в возрастании количественно-качественных АФК-зависимых изменений многих структур опухолевых клеток. В наибольшей степени это относится к гипероксическим клеткам активного периферийного слоя неоплазмы. Частным случаем такого поведения можно считать достоверное увеличение в 2 раза частоты ОН˙-индуцированных повреждений яДНК в метастазирующих опухолях моло-чной железы женщин (по сравнению с неметастазирующими). Авторы данного исследования (Malins et al., 1996) связывают переход рака молочной железы человека в метастазирующую форму лишь с нарушениями в ДНК, вызванными радикалами ОН˙.

Указанные нарушения, конечно, могут быть причастными к формированию, например, неполноценных цитоскелетных и контактных структур, прекращая или ограничивая синтез белков клеточной адгезии и (или) активируя синтез ферментов протеолиза внеклеточного матрикса. Однако, как видно из предыдущего изложения, за расстройство интегративных межклеточных связей может быть ответственна и непосредственно сама избыточная пероксидация, развивающаяся в клеточной мембране, прямо влияя на липидные и иные компоненты поверхностных образований опухолевых клеток и на близлежащие к ним внеклеточные структуры. В этой связи любопытно, что редокс-реакции, продуцирующие АФК, являются одной из причин активации связанного и растворимого плазминогена ядерной, митохондриальной и другими субклеточными фракциями гомогенатов головного мозга и печени мышей СВА (Пыжова, Никандров, 1998). Плазминоген, активированный АФК, может быть источником плазмина – сериновой протеазы, разрушающей внеклеточный матрикс.

Таким образом, все указанные изменения так или иначе связаны с проявлением в злокачественной клетке повышенной локальной или глобальной пероксигенации. Косвенно такой вывод подтверждают данные об активировании межклеточных связей ловушками кислородных радикалов диметилсульфок-сидом и диметилтиомочевиной, которые, к тому же, в культуре гепатоцитов индуцировали и синтез коннексинов (Kojima et al., 1996). Известный антиокси-дант мелатонин (10 мкМ и 1 нМ) повышал межклеточную соединительную коммуникацию в раковых клетках линии MCF-7, в частности, усиливал транспорт родамин-дестрана между прилегающими клетками через щелевые стыки. Эти эффекты мелатонина коррелируют с его противоопухолевым действием (Cos, Fernandez, 2000).

В общем случае, возможны нарушения контактных структур, в том числе и связанных с АФК-зависимым перепрограммированием экспрессии некоторых генов (см. ниже), которые могут изменить внешнюю архитектонику опухолевой клетки в направлении, придающим ей определённое сходство с таковой у нормальных свободно перемещающихся форменных элементов крови, в частности, лейкоцитов. Поэтому неудивительно, что высказываются гипотезы об использовании негематологическими солидными опухолями для своего метастазирования механизма нормальных гранулоцитов. Речь идет о вероятной эктопической экспрессии лейкоцитарных генов в эпителиальных опухолях как о самом простом способе приобретения последними механизма своего распространения путем метастазирования. Этот же механизм может быть причиной потери противоопухолевого иммунитета у носителей неоплазм (Butler, Potter, 2001).

В связи с изложенным выше кажется неожиданным сообщение о том, что повышенная экспрессия протоонкогена bcl-2, кодирующего, как известно, антиоксидантный белок с антиапоптозной функцией (см. п. 7.1.9), усиливает метастатический потенциал опухолевых клеток (линии MCF-7, ADR), придает им бoльшую способность к миграции и инвазии и что высоко экспрессирующие bcl-2 опухоли имеют меньший латентный период появления (Del Bufalo et al., 1997). Действительно, какие-либо факты и гипотезы о возможной связи указанных событий нам не встречались, и здесь может оказаться полезной другая «неожиданная» связь, которая упоминается в п. 7.1.8. Речь идет о способности онкобелка bcl-2 ингибировать образование пор во внутренней мембране митохондрий и разобщение окислительного фосфорилирования, следствием чего должны быть снижение скорости митохондриального дыхания (потреб-ления О2) и соответственно возрастание уровня внутриклеточного рО2. Эти изменения, индуцированные повышенной экспрессией bcl-2, могут содейство-вать трансформации нормальных клеток и опухолевому росту (Sheets, Yeh, 1997). Вероятно, для опухолевых клеток они более чувствительны, поскольку усугубляют пероксигеназный стресс, в состоянии которого, по кислородно-перекисной концепции, эти клетки уже пребывают. По-видимому, в данной ситуации усиливаются названные выше проинвазивные и прометастатические процессы, в том числе и дестабилизирующие поверхностные структуры.