[albert52]

Вставка

TGF-β и mTOR 2 в механизмах ЕМТ

TGF-β является мощным индуктором EMT, и считается, что усиление передачи сигналов TGF-β в раковых клетках приводит к развитию связанной с раком EMT. При этом TGF-β индуцирует активность киназы mTORC2 в клетках, подвергающихся EMT, а mTORC2, регулируя связанные с ЕМТ изменения цитоскелета и экспрессию генов, необходим для миграции и инвазии клеток. Инактивация mTORC2 предотвращает распространение раковых клеток.

Дополняя переключение в экспрессии генов, клетки, подвергающиеся EMT, изменяют свою морфологию и реорганизуют свой актиновый цитоскелет. Переключение актина с корковой архитектуры на стрессовые волокна, связанные с комплексами фокальной адгезии, усиливает способность клетки к миграции. Фокальные адгезионные комплек -сы, связанные с актиновым цитоскелетом на краях мигрирующих клеток, необходимы для прикрепления к субстрату и отделения клетки во время миграции. mTORC2 регулирует динамическую локализацию этих фокальных спаек во время миграции, что контролируется экспрессией паксиллина. При этом мера однородности ориентации фибрилл от 0 (случайное) до 1 (полное выравнивание), была значительно ниже в клетках с нокдауном Rictor, чем в здоровых клетках.
Отметим, что реорганизация актина в стрессовые волокна во время EMT регулируется Rho-GTPases, такими как RhoA. И TGF-β, и mTORC2 вовлечены в регуляцию активности RhoA. Также микротрубочки были плохо организованы и менее линейны в клетках с нокдауном Rictor по сравнению с контрольными клетками.

Эффективная миграция клеток зависит не только от актинового цитоскелета, но также и от динамики фокальных адгезий, позволяющих мигрирующим клеткам прикрепляться к переднему краю и открепляться от заднего края. В контрольных клетках паксиллин был равномерно распределен по переднему краю в виде точечной картины, характерной для фокальных спаек. Напротив, подавление экспрессии Rictor приводит к неравномерному распределению паксилина, часто в более крупных участках (пятнах).

Считается, что повышенная продукция активного TGF-β опухолевыми клетками и повышенные уровни рецепторов TGF-β, приводящие к аутокринной передаче сигналов TGF-β, индуцируют или необходимы для EMT клеток карциномы. mTORC2 играет свою роль в инвазии отчасти за счет усиления экспрессии MMP9. Индукция экспрессии MMP9 зависела от Snail, что согласуется с активацией экспрессии MMP9 Snail, а также Akt1 и Akt2. Поскольку клетки с подавленной экспрессией Rictor демонстрируют нарушение регуляции экспрессии Snail, предполагается, что mTORC2 контролирует экспрессию MMP9 через Snail, возможно, с участием Akt1 и / или Akt2.

TGF-β передает сигналы через тетрамерные комплексы трансмембранных рецепторов и киназ, а также белки Smad, которые перемещаются в ядро ​​для регуляции транскрипции. После активации TGF-β Smads контролируют экспрессию и активность факторов транскрипции, участвующих в EMT, таких как Snail (Snai1), который репрессирует транскрипцию гена E-кадгерина. Рецепторы TGF-β также активируют передачу сигналов не-Smad, таких как пути MAPK, PI3K и передачу сигналов Rho GTPase. Активация RhoA участвует в растворении эпителиальных соединений, реорганизации актинового цитоскелета и влиянии на изменения формы клеток во время EMT.
Известно, что TGF-β активирует RhoA способом, который зависит от киназы TβRI и ее нижестоящей киназы p160 ROCK в эпителиальных клетках, и их активность необходима для EMT; mTORC2 необходим для активации RhoA, индуцированной TGF-β.

В целом в клетках, которые подвергаются EMT в ответ на TGF-β, TGF-β индуцирует быструю активацию PI3K, Akt, mTOR комплекса 1 (mTORC1) и киназы S6, что приводит к увеличению синтеза белка, размера клетки и пролиферации. Помимо mTORC1, который состоит из mTOR, Raptor, mLST8 и PRAS40, был идентифицирован комплекс mTOR 2 (mTORC2) и включает mTOR, mLST8, Rictor , mSIN1 и Protor. Блокирование PI3K предотвращает индуцированную TGF-β активацию mTORC2 и фосфорилирование Akt (S473), т.е. активация mTORC2 в ответ на TGF-β происходит через PI3K.
mTORC2 фосфорилирует Akt по Ser473, который вместе с фосфорилированием Akt на Thr308 с помощью PDK1 в ответ на активацию PI3K придает полную активность Akt. mTORC2 требуется клеткам для завершения EMT в ответ на TGF-β. Без Rictor клетки задерживаются на промежуточной стадии между эпителиальной и мезенхимальной дифференцировкой, без подвижного и инвазивного поведения клеток после EMT.

mTORC2 необходим эпителиальным клеткам для приобретения мезенхимального фенотипа в ответ на TGF-β. Отсутствие эффекта на эпителиальные клетки согласуется с недавним сообщением о том, что mTORC2 необходим для развития рака простаты, вызванного дефицитом Pten в эпителиальных клетках, но не в нормальных эпителиальных клетках простаты.

Как я уже писал, клетки проходят ЕМТ в нестабильном состоянии, в котором они экспрессируют как эпителиальные, так и мезенхимальные маркеры, прежде чем проявлять повышенное миграционное и инвазивное поведение. Rictor-нокдаун-клетки, обработанные TGF-β, задерживаются в этом промежуточном состоянии, и, таким образом, mTORC2 необходим для перехода в мезенхимальный инвазивный фенотип.
В то время как mTORC2 участвует в инициации TGF-β-индуцированной EMT, например, регулируя ранние ответы транскрипции, он также участвует во второй сигнальной волне, где происходит усиление взаимодействия между Rictor и mTOR и изменения в морфологии и поведении клеток.

Опухоли содержат небольшую популяцию раковых стволовых клеток (см. выше), которые могут частично возникать из-за EMT или иметь общие характеристики клеток, которые подверглись EMT.