[albert52]

Вставка 6.

В клетке существуют различные сигнальные пути, таких как FGF, Hedgehog, Wnt, TGFß, Notch и др., которые циклично включаются или выключаются. Регуляторный эффект сигнальных каскадов достигается путем активации факторов транскрипции, образующих ген-регуляторные сети, в рамках которых они взаимодействуют друг с другом и регулируют экспрессию генов, расположенных ниже по иерархии, а также экспрессию собственных генов. Основополагающую роль в этих сетях выполняет группа генов, кодирующих мастер-регуляторы, играющие ключевую роль в определении судьбы клеток при развитии организма.

B целом мастер-ген можно охарактеризовать как ген, который экспрессируется в начале развития определенного типа клеток, участвует в их дальнейшей специализации и при аномальной экспрессии может привести к перепрограммированию клеток в другой тип.

При внутриклеточных процессах, происходящих при эмбриогенезе, регенерации поврежденных органов и опухолеобразовании используются одни и те же мастер-регуляторы. Так, в процессе опухолеобразования активируются эмбриональные сигнальные каскады и ген-регуляторные сети, приводящие к трансдифференциации и пролиферации клеток, поддержанию отдельной популяции раковых клеток в стволовом состоянии, появлению у ряда эпителиальных клеток мезенхимальных свойств, способствующих их инвазии и распространению по организму (эпителиально-мезенхимальный переход). Мастер-гены, отвечающие за перечисленные выше процессы, в перспективе могут рассматриваться как маркеры при диагностике рака и как мишени направленной противоопухолевой терапии.

Среди регуляторных генов эмбриогенеза поджелудочной железы можно выделить потенциальные мастер гены PDX1, PTF1A, SOX9, GATA4 и HNF1b, активность которых имеет ключевое значение для развития поджелудочной железы и дисрегуляция которых играет принципиально важную роль при канцерогенезе поджелудочной железы.

В последние 50 лет исследователи, изучающие рак, в основном, сосредоточились на модели, в которой образование рака рассматривается как накопление нарушений, возникающих из-за генетических и молекулярных изменений в соматических клетках, а опухоли интерпретируются как кластеры быстро реплицирующихся мутантных клеток, которые выживают или умирают в соответствии с принципами теории эволюции. Однако например, при изучении трех подтипов эпендидомных опухолей головного мозга было показано, что один подтип имеет внутрихромосомную транслокацию, создающую новый управляющий опухолью ген, у другого типа отсутствуют такие мутации, но есть аберрантные эпигенетические модификации, а у третьего нет ни мутаций, ни эпигенетических аберраций. С другой стороны, были обнаружены тысячи мутаций в связанных с канцерогенезом генах, в том числе в драйверных генах, в эпидермисе нормального века, где исключительно редко развивается рак.

Существует также эмбриологическая теория происхождения рака, согласно которой рак представляет собой аномальное состояние клетки, которое может возникнуть в стволовых клетках взрослого человека, при котором механизм совместного регулирования генов дифференцировки, пролиферации, инвазии клеток и миграции может быть повторно активированным в совершенно неуместном контексте. Так, в поддержании раковых стволовых клеток большую роль играет микроокружение, так наз. "раковые ниши".

Наиболее заметной и специфической особенностью, которая может наблюдаться в этих клетках, является рекапитуляция эмбриональных плюрипотентных сетей и избыточная экспрессия эмбриональных генов. Во время эмбриогенеза сигнальные пути TGF-β, FGFR/MAPK или Akt, Wnt, Notch и sonic hedgehog поддерживают самообновление и плюрипотентность эмбриональных стволовых клеток. Эти пути в конечном итоге активируют три основных фактора транскрипции: Oct3 / 4, SOX2 и Nanog. Эти факторы активируют специфичные гены и поддерживают состояние эмбриональных стволовых клеток путем ингибирования генов дифференцировки.

Во время развития эмбриона и спецификации органа, плюрипотентные гены ингибируются, и гены дифференцировки активируются. Таким образом, во взрослых тканях уровни экспрессии генов «стволовости» Oct3 / 4, SOX2, Nanog и других эмбриональных очень низки. Однако во время инициации и прогрессирования рака эти гены и сети активируются.

Дедифференцировка в раковые стволовые клетки может происходить в ответ на различные факторы, такие как повреждения и стрессовые воздействия, что приводит к возникновению и прогрессированию рака. Так дедифференцировка в стволовые клетки глиомы происходит в ответ на стресс и вызванную гипоксией передачу сигналов HIF1α. Также усиленный гликолиз, характерный для стволовых клеток, хорошо ложится на пролиферативный потенциал раковых клеток (см. выше).