8. ЭСК в изучении
функций Нох-генов
Как уже упоминалось, некоторые линии ЭСК и ТК мышей
характеризовались высокой частотой хромосомных перестроек, иногда
анеуплоидией, которые попутно заканчивались образованием иммортализованных
линий. Взаимосвязь между иммортализацией и генетическими перестройками
приобрела особый интерес, поскольку впервые наметилась взаимосвязь между
аномалиями органогенеза (дисрегуляция Нох-генов) и внутриутробным карциногенезом.
Характерно, что главные 4 группы Нох-генов расположены на четвертой хромосоме
человека и мыши Возникновение первичного кроветворения в желточном мешке
связано с экспрессией Нох-генов. Если обычные клоны эритро- и миелопоэза
характеризовались умеренной экспрессией Нох-1 гена (миелопоез) и Нох-2 гена
(эритропоез), то возникновение иммортализованныых линий из упомянутых клонов
сопровождалось увеличением экспрессии как Нох-1, так и Нох-2
(Vieille-Grosjean I., Roullot V., Courtis G.,1992)
Первый вариант хромосомных перестроек связан с перносом
онкогенов в область экспресии ранних генов органогенеза. Чаще всего такие
перестройки выявлялись появлением иммортализованных клонов в провизорной
кроветворной системе (желточный мешок, фетальная печень). Второй вариант
малигнизации прогениторных клеток кроветворения – образование новых химерных
белков в результате слияния двух генов в один. Образование таких «гибридных»
молекул, особенно из факторов генетической транскрипции (TAL1 (SCL), LMO2,
AML1, CBF) приводил к иммортализации отдельных прогениторных клеток в
миелоидных или эритроидных клонах. Самой распространенной молекулярной
«химерой» (более 20% случаев пре-В-прогениторной лейкемии детей) оказалась
новая гибридная молекула E2A-PBX1. 80 % случаев такого заболевания
эффективно контролируется хемиотерапией. Другая гибридная конструкция из двух
слившихся белков TEL-AML1 обнаружена лишь в 20 % случаев лейкемии у детей.
Характерно, что главным средством лечения является ретиноевая кислота –
универсальный индуктор дифференцировки ЭСК, останавливающей митозы
прогениторных клеток.
Далее выяснилось, что аномалии экспрессии генов
сегментации и гомеозиса в провизорных клонах зародыша также ведут к
онкогенезу зародышевых клеток.
Избыточная экспрессия гена НохВ4 (в том числе, на почве
транслокации) вызывает перепродукцию незрелых прогениторных популяций в
гематогенных клонах. Мыши, родившиеся с такой аномалией развития, имеют
миелоидную дисплазию, спленомегалию, ограниченный срок жизни. Избыточная
экспрессия гена Нох –А10 ведет к неконтролируемой пролиферации колоний
мегакариоцитов, с одновременным уменьшением прогениторных популяций моно- и
лимфо-ряда.
У детей, как и у млекопитающих выявлены формы лейкоза, при
котором в иммортализованных клонах чаще всего экспрессированы следующие Нох-
гены: MLL, MLL-AF9, MLL-AF4, trx-G, Bmi-1. Часто подвергается перестройке с
последующей фузией Нох-А9 ген. Пока не ясно, каким образом отклонения в
экспрессии Нох-генов ведут к иммортализации клонов стволовых/прогениторных клеток
в зародышах. Возможно, что возникающие дефектные, аномальные клетки
ускользают от апоптоза.
Ген эритропоетина и Нох-В6 ген расположены на одной
хромосоме и подвержены одновременной экспрессии в разных органах
кроветворения у зародышей (Zimmerman F.,Rich I.N.,1997). Существенно, что
одновременная экспрессия Нох-В6 и эритропоетина обнаружена в
эритропоетических клонах in vitro. Экспрессия генов не выявлена в стволовых,
но показана в митотических прогениторных клетках.
Известно, что ген Pten контролирует синтез
белка-супрессора опухолевого роста. Показано, что нейросферы, изолированные
из мозга зародышей мыши Pten-/-, характеризуются более интенсивной
пролиферацией прогениторных клеток в культуре.
Избыточная экспрессия НохА9 вместе с Рвх вызывает
иммортализацию гематогенных клеток (Schnabel C.A., Jacobs Y., Clearly M.L.,
2000)
Региональная экспрессия НохА5 и НохВ7 генов в клонах
стволовых клеток волосяных фолликул связана с подавлением региональной
дифференцировки прогениторных клеток (LaCelle P.T., Polakowska R.R., 2001).
Иммортализацию CD34+ гематогенных стволовых клеток in vitro можно вызвать
трансфекцией гена Нох-С4 в комбинации с ретровирусным вектором (Daga A.,
Podesta M., Capra M.C. et al.,2000). Скорость пролиферации трансфицированных клонов
возрастала в 10-13 раз.
Делеция гена Wnt7 – master gene рестрикционного
созревания альвеолярного эпителия легких связана с множественными случаями
раннего канцерогенеза альвеолярного эпителия (Calvo R., West J., Erickson P.
et al., 2000). В зародыше экспрессия Wnt7 автоматически сопряжена с
включением следующих генов: Нох-А1, Нох А7, Нох-А9, Нох-А10, Нох –В9,
контролирующими организованный морфогенез эпителия альвеол. При выключении
Wnt7 и сопряженном выключении упомянутых Нох-генов наблюдается
неорганизованный и нелимитированный рост альвеолярного эпителия, который
приводит к образованию типичных опухолей в легких уже во внутриутробном
развитии.
У мышей Нох-В6-/- резко увеличена доля незрелых
прогениторных клеток в эритроидных ростках (Kappen C., 2000). С помощью
пересадок ЭСК подсчитано, что закаладка эпителиальной части тимуса
развивается из 900 founder cells, которые в зародыше мыши сохраняются в
дормантносм состоянии на 16-18 дне внутриутробного развития. Пересадки
«блоков» этих прогеиторных клеток вызывает быструю реконструкцию
поврежденной железы реципиента (Rodewald .R., Paul S., Haller S. et al.,
2001). У зародышей мыши Нох11-/- нарушается формирование селезенки.
Стромальные Нох11-/- клетки концентрируются в виде неорганизованного
конденсата между желудком и поджелудочной железой, мутантные клетки плохо
пролиферирует и пркатически не мигрируют в зачаток селезенки (Kanzler B.,
Dear T.N., 2001)
|