Б. Инструктивнй апоптоз, опосредованный tnf-r 1-рецепторами

Сходный с Fas/APO-1, но несколько более сложный механизм установлен для рецепторов TNFα (TNF-R 1). Рис. 4.5.4.

Здесь участвуют два типа адаптерных молекул. В роли первичного адаптера, связывающегося с DD во внутриклеточной части рецептора выступает молекула TRADD (TNF-R - associated death domain) – домен смерти, ассоциированный с TNF-рецептором. FADD выступает в роли вторичной адаптерной молекулы, которая вовлекается в комплекс вслед за TRADD. Такое распределение «ролей» между адаптерными молекулами внутри всего семейства рецепторов смерти позволяет определить белок FADD как универсальный триггер инструктивного апоптоза [36]. Отличительная особенность передачи сигнала через TNF-R - образование не мембранного, а внутриклеточного проапоптотического комплекса DISC (т.н. комплекс II), который уже не содержит TNF-R. В этот комплекс входят только белки FADD и TRADD, молекулы RIP (receptor interaction protein) – протеина, взаимодействующего с рецептором и TRAF 2 (tumor necrosis receptor associated factor) – фактора, ассоциированного с рецептором фактора некроза опухолей, прокаспаза 8/10 и сFLIP (на схеме отсутствует). Считается [29], что активация прокаспазы 8 и индукция апоптоза происходят именно в комплексе II. Однако, вопрос о том, что служит сигналом к образованию комплекса II и почему прокаспаза 8 активируется не непосредственно на мембранном рецепторном комплексе TNF-R остается открытым.

Рецептор TNF-R 1, экспрессирующийся в больших количествах практически на всех клетках, передает не только сигнал апоптоза, но и активационные сигналы, связанные с мобилизацией транскрипционных факторов (рис. 4.5.4.).

Передача этих активационных сигналов осуществляется при участии белков RIP и TRAF 2. При посредничестве этих молекул возможна активация ядерного фактора транскрипции NF-kB, и, таким образом, запуск классического пути индукции провоспалительных генов [55] или активация (при участии TRAF 2) фактора транскрипции АР-1 (activated protein 1), обусловливающего пролиферацию клеток и предотвращающего развитие апоптоза. Считается, что подобная дивергенция сигнала с TNF-R 1 в активации транскрипционных факторов зависит от редокс-баланса клетки. В частности, активация NF-kB происходит только в условиях окислительного сдвига. Таким образом, сигналы с TNF-R1 в зависимости от типа и статуса клетки могут приводить не только к развитию апоптоза, но и к активации пролиферации, дифференцировки клетки, а также к повышению устойчивости к апоптотической гибели. Последнее обстоятельство имеет важное значение для понимания относительной защитной ценности ФНОα, реализующего свои эффекты через TNF-R-рецептор. Как свидетельствуют экспериментальные данные [36], исследования, выполненные на нокаутных мышах позволяют предполагать, что в контексте целостного организма ФНО скорее способствует, чем препятствует возникновению некоторых опухолей.

В. Механизмы защиты клетки от инструктивного апоптоза

Исключительно быстрое образование инициаторного комплекса (DISC) и кажущаяся необратимость каскада реакций, приводящих к расщеплению субстратов апоптоза, ставит вопрос о механизмах контроля. Существуют несколько этапов в передаче сигнала клеточной гибели, которые могут быть заблокированы. В совокупности такая блокада обеспечивает предотвращение запуска апоптоза при случайной агрегации рецепторов. К числу ингибиторов апоптоза относятся:

• DcR (decoy receptor) – рецепторы-приманки. Прерывают передачу сигнала на уровне взаимодействия рецептора с лигандом, посредством связывания лиганда. Рецепторы-приманки – это рецепторы смерти, лишенные полноценного домена смерти. Среди них есть заякоренные на мембране (рецепторы-приманки 1 и 2) и растворимые (остеопротогерин, рецептор-приманка 3 и другие). Некоторые рецепторы-приманки (рецептор-приманка 3 - DcR3 и остеопротогерин – OPG) являются самостоятельными белками – кодируются соответствующими генами. Другие могут быть продуктами альтернативного сплайсинга мРНК, кодирующих полноценные рецепторы смерти, а также получаться в результате отщепления экстраклеточной части рецепторов смерти от мембраны под действием металлопротеиназ. Так, рецептор-приманка 1 полностью лишен цитоплазматического хвоста, а цитоплазматический домен рецептора-приманки 2 сильно усечен. Таким образом, оба рецептора не способны передавать сигнал внутрь клетки.

• Белки SODD (silencer of death domains). Эти белки ассоциированы с внутриклеточными доменами смерти неагрегированных рецепторов и, по-видимому, стерически препятствуют гомотипической спонтанной агрегации последних. После агрегации внеклеточных доменов рецепторов под действием лиганда (цитокина или агонистических антител), белки SODD высвобождаются из комплекса (вероятно вследствие конформационных изменений в молекуле рецептора) и открывают возможность для сборки инициаторного комплеса (DISC).

• С-FLIP (FLICE inhibitory proteins) блокируют сигнальный путь, запускаемый рецепторами смерти на уровне формирования DISC (см. выше). Все они содержат эффекторный домен DED за счет которого и поступают в комплекс DISC. Белки с-FLIP подавляют активацию прокаспазы 8 и рассматриваются как центральные регуляторы апоптоза, индуцируемого через рецепторы смерти [29]. Все клеточные FLIPs (с-FLIPs – cellular FLIPs) являются продуктами одного гена и образуются путем альтернативного сплайсинга мРНК. Некоторые герпес-вирусы имеют аналоги с FLIP, возможно для блокирования Fas-зависимого апоптоза в инфицированных клетках.

• IAP/XIAP (inhibitor of apoptosis) – ингибиторы апоптоза. Эти белки связываются с каспазами и нарушают их процессинг/активацию. Они способны блокировать как инструктивный апоптоз, так и процесс самоликвидации клетки, запускаемый с участием митохондрий [36].