Г. Геномные нарушения в индукции апоптоза. Белок р-53. Участие в проведении апоптотического сигнала

Механизм апоптоза с участием митохондрий индуцирует и повреждения генетического материала клетки. Огромное значение здесь принадлежит антионкогенному белку Р-53. Данный белок является регулятором генной стабильности, вызывая арест митотического цикла и апоптоз во многих нетрансформированных и неопластических клеточных системах [23]. Фактически этот протеин (М.м 53кД) является сенсором повреждений ДНК и нарушений в клеточном цикле [13, 14]. Тетрамер Р-53 функционирует как транскрипционный фактор, связываясь своим карбоксильным окончанием со специфическими регионами генов-мишеней. Активация Р-53 происходит не только в ответ на поражение ДНК, но может являться следствием многих других процессов, происходящих в клетке, в том числе гипоксии, активации онкогенов, дефиците питания, старения, отсутствия цитокинового сигнала. В состоянии покоя в фазе G₀ в клетках уровень экспрессии Р-53 низок. В стимулированных клетках скорость его транскрипции возрастает и достигает максимального уровня в поздней G₁-фазе. Период полураспада Р-53 мРНК в неактивированных мононуклеарных клетках крови составляет приблизительно 1 час.

В эмбриогенезе позвоночник Р-53 активно экспрессируется во всех тканях. Причем в эмбриогенезе (мыши) наиболее активная экспрессия наблюдается на ранних этапах развития в гематопоэтических клетках желточного мешка, печени и тимусе. У потомков мышей, не имеющих гена Р-53 морфогенез и постнатальное развитие происходят нормально. Однако эти животные подвержены спонтанному опухолеобразованию.

Являясь фактором транскрипции, Р-53 индуцирует экспрессию генов проапоптотических факторов (Bах) и ингибитора большинства циклинзависимых киназ – белка Р-21. Вместе с тем он подавляет экспрессию генов антиапоптотических факторов семейства Bcl 2 (рис. 4.4.5.) и блокирует действие этих факторов. Последний эффект достигается способностью Р-53 активировать особый модулятор апоптоза – PUMA (Р-53 unregulated modulator of apoptosis), который затем связывается с Bcl 2 и тем самым стимулирует выход цитохрома С из михондрий.

Таким образом, при активации Р-53 он способен независимо друг от друга инициировать две программы развития событий: временную остановку (арест) клеточного цикла в фазе G₁ с помощью белка Р-21, либо стимуляцию апоптоза через активацию проапоптотических генов семейства Всl 2 Проапоптотическое действие белка Р-53 реализуется также и на уровне митохондрий – через подавление экспрессии антиапоптотического белка Всl 2, куда он поступает из ядра клетки [35].

Остановка клеточного цикла предоставляет возможность клетке репарировать ДНК. В случае, если такая репарация не осуществляется, включается программа апоптоза. Таким образом, благодаря белку Р-53 обеспечивается защита организма от накопления генетически дефектных клеток.

4.5. Рецептор – опосредованный механизм апоптоза

Данный механизм включает реализацию апоптогенного сигнала через специальные рецепторы, С-концевой внутриклеточный домен которых DD (death domain) – домен смерти способен инициировать дальнейшие этапы развития апоптоза. К числу таких рецепторов относятся, прежде всего, рецепторы фактора некроза опухолей (TNF): рецептор TNF-R1, Fas/APO-1 (CD 95), DR 3/WSL. Особенностью этих рецепторов является способность к передаче сигнала (аналогично семейству рецепторов ИЛ-1Р/ТОLL) после рекрутирования в рецепторные комплексы адаптерных молекул. Эти молекулы не имеют киназной активности, но являются промежуточными звеньями для рекрутирования и активации других сигнальных молекул: киназ и каспаз. Второй особенностью этого семейства рецепторов (также аналогично ИЛ-1Р/ТОLL) является возможность реализации двух программ: активации транскрипционных факторов семейств АР-1, NF-kB и (или) запуска программированной клеточной гибели.