ТИРОНЕТ – все о щитовидной железе Для специалистов Журнал Тиронет Архив журнала 2000 год № 3

Молекулярно-генетические аспекты новообразований щитовидной железы

И.И. Дедов, Е.А. Трошина kat@home.reline.ru, Н.В. Мазурина, Г.А. Герасимов ggerasimov@unicef.org, П.В. Юшков, Л.Д. Шаталова, Г.Ф. Александрова



ГЕНЫ-СУПРЕССОРЫ ОПУХОЛЕВОЙ ПРОГРЕССИИ

Rb

Rb расположен на хромосоме 13q14 и имеет вес 110 кДа. Этот нуклеарный белок функционирует как ростовой супрессор и фосфорилируется во время специфических фаз клеточного цикла, служа субстратом для СDС2(р34)-протеинкиназы, которая регулирует эукариотический клеточный цикл. Rb может также связываться с двумя клеточными транскрипторными факторами - Е2 и С-продуктом, выполняя роль ростового супрессора путем снижения активности нуклеарных белков. [74] Принимая во внимание этот механизм, снижение и (или) исчезновение Rb-белка ведет к развитию опухолей и вносит в ДНК-код ряд изменений. Зависимость между снижением Rb и наличием рака щитовидной железы определяется при помощи специфических реакций с использованием стрептавидин-биотин-пероксидазы, в результате которых выявляется уровень иммунореактивного Rb (iRb). Обнаружение экспрессии iRb с помощью иммуногистохимических реакций применяется на самых ранних стадиях туморогенеза. Ошибки метода могут быть связаны с тем, что iRb является нестабильным белком.

Позитивное количество iRb определяется при аденомах щитовидной железы, однако, в случаях фолликулярного рака отмечается значительное снижение его уровня.

Инактивация iRb происходит в результате делеций или точечных мутаций 13-17 экзонов. Мутантный Rb обнаруживается в 55% тироидных раков, но никогда не выявляется при доброкачественных опухолях. [139] В 12% злокачественных опухолей щитовидной железы определяются мутации как так и р53.

Интересно, что клетки тиреоидных раков, в которых не выявляется мутантный Rb, демонстрируют повышенную экспрессию гена циклина D1, играющего ключевую роль в регуляции перехода из G1 в S-фазу. Дерегуляция циклина D1 может рассматривться как альтернативный инактивации Rb механизм опухолевой трансформации. [139]

p53

Важнейшим анти-онкогеном или геном-супрессором роста опухоли является ген, кодирующий белок с названием р53 (название характеризует массу этого белка в килодальтонах). Ген р53 - это нуклеарный фосфопротеин, закодированный на хромосоме 17р13 и имеющий 11 экзонов. р-53 играет одну из ведущих ролей в регуляторном контроле нормальной клеточной пролиферации, предохраняя соматические клетки от накопления геномных мутаций. В случае повреждения ДНК при различных воздействиях, и, в частности, радиационном, уровень р53 возрастает и останавливает клетки в фазе G-0 клеточного цикла. [21,90] Это позволяет ДНК восстанавливаться, блокируя передачу мутантного гена дочерним клеткам. Клетки, утратившие нормально-функционирующий р53 могут трансформироваться в опухолевые. [137] Поэтому, в клетках злокачественных новообразований человека нередко обнаруживают мутации в белке р53, нарушающие его функционирование. При изменении нормальных функций р53, клетка, которая должна была погибнуть, начинает бесконтрольно делиться и , таким образом, возникает опухоль. В том случае, если р53 нормален, система программуруемой клеточной смерти резко снижает частоту раковых заболеваний. [4,129]

Мутации р-53 особенно часто встречаются при опухолях щитовидной железы, остром лейкозе, раке желудка и кишечника. Высокий уровень р53 характерен для раковых клеток и может быть определен при помощи чувствительных иммуногистохимических методов. Около 98% мутаций р53 связано с участками между кодонами 126-306, зафиксированных на экзонах 5-8.В нормальной тироидной ткани и при фолликулярных аденомах щитовидной железы мутаций р53 практически не выявляется, тогда как все анапластические раки характеризуются мутациями р53 в кодоне 273 ( замена глютамина на аргинин). [99,140]

При дифференцированных папиллярных раках мутации очень редки и выражаются заменой глютамина на аргинин в кодоне 173. Накопление р53 в папиллярных тироидных раках связано с поэтапной дедифференцировкой этих опухолей. [56,101]

Для определения мутаций р53 используют цепную полимеразную реакцию амплификации и олигонуклеотидную пробу.

Нормальные тироидные клетки при воздействии на них йонизирующей радиации, ультрафиолетового облучения и других факторов отвечают увеличением экспрессии р53 и, таким образом, не происходит патологической клеточной пролиферации. Напротив, клетки, несущие мутантные р53, при воздействии определенных влияний, отвечают усиленным делением и способны к аккумуляции генетических дефектов характерных для туморогенеза. Мутации р53 чаще всего обнаруживаются на поздних стадиях рака щитовидной железы, а сочетание их с активацией ras и Gsa-протоонкогенов свидетельствует о повышенной агрессивности рака. [129]

Частота встречаемости мутаций р53 различна в различных географических зонах и может быть связана с наличием или отсутствием йодного дефицита. Так в регионах с йодным дефицитом мутации р53 распространены в большей степени .

MDM2 - представляет собой протеин, который комплексуется с Р53 и инактивирует его, что скорее всего, приводит к увеличению экспрессии гена - супрессора роста опухоли с несостоятельными функциями. Обычно, при иммуногистохимическом исследовании экспрессия данного протеина обнаруживается в ткани раков щитовидной железы и не выявляется в ткани доброкачественных новообразований.

ДРУГИЕ ФАКТОРЫ, УЧАСТВУЮЩИЕ В ТИРЕОИДНОМ ТУМОРОГЕНЕЗЕ

Кардинальным свойством опухоли является способность к прогрессивному росту. В основе такого роста лежит взаимодействие между самими опухолевыми клетками, опухолевыми клетками и элементами стромы, опухолевыми клетками и регуляторными системами организма, а также с окружающими опухоль неизмененными тканями. При этом меняются адгезивные свойства поверхности клеток опухоли, обнаруживаются модификации интегриновых рецепторов, нарушается синтез компонентов внеклеточного матрикса. [11,85]

Взаимодействия “клетка-клетка” и “клетка-матрикс” обеспечиваются адгезивными молекулами. В настоящее время идентифицировано несколько семейств адгезивных молекул: интегрины - гетеродимерные молекулы, функционирующие как клеточно-субстратные, так и межклеточные адгезивные рецепторы; адгезивные рецепторы суперсемейства иммуноглобулинов; селектины, участвующие в адгезии лейкоцитов к эндотелиальным клеткам; кадгерины - кальцийзависимые гомофильные межклеточные адгезивные белки; хоминговые рецепторы - молекулы, обеспечивающие попадание лимфоцитов в специфическую лимфоидную ткань.

Так в тиреоидных новообразованиях выявляются изменения экспрессии белков-интегринов: если нормальные тиреоциты экспрессируют интегрины, состоящие из бета-1 и альфа-3 субъединиц, то опухоли - из субъединиц бета-4 и альфа-2, а в клетках анапластического рака определяются альфа-2 субъединицы. [31,125]

При иммуноцитохимическом исследовании приблизительно в 90 % случаях папиллярных карцином выявляется наличие на мембране гликопротеина СD44. СD44 - представляет собой полиморфное семейство мембранных поверхностных протеогликанов и гликопротеинов, которые обеспечивают адгезию клеток, активацию лимфоцитов и, вследствие этого, рост опухоли и ее метастазирование. [29,104]

Они включены в клеточно-клеточные и клеточно-матриксные взаимодействия, увеличение лимфоцитарной активности, клеточную миграцию и привлекают лимфоциты в лимфатические узлы. Cуществует множество изоформ CD44.

ХРОМОСОМНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ И АНТИГЕНЫ СИСТЕМЫ HLA ПРИ НОВООБРАЗОВАНИЯХ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Наличие таких заболеваний как болезнь Ковдена (гемартомы), синдрома Гарднера (аденоматозный полипоз), синдрома Сиппла (медуллярный рак щитовидной железы, феохромоцитома) и других патологических состояний сочетающися с раком щитовидной железы и носящих семейный характер, позволяет обсуждать наличие их генетических маркеров.

При изучении генетически гомогенной популяции было выявлено 3,8% больных с раком щитовидной железы папиллярного строения, имеющих семейный анамнез. [20] В случае папиллярного рака определяются антигены НLА - Bw62, DR5, B15, B22. При изучении фолликулярного рака были выявлены антигены Drw6. [46]

При различных типах опухолей щитовидной железы выявляются различные хромосомные изменения. Фолликулярные раки имеют комплексные клональные кариотипы со структурными изменениями в 3-хромосоме. Структурные аберрации короткого плеча хромосомы-3 и снижение гетерозиготности в каждом информативном локусе этой хромосомы характерны для фолликулярного рака и не наблюдаются при папиллярном раке и адеомах щитовидной железы. [84]

При папиллярных раках могут выявляться характерные только для них изменения, а именно трисомия-5, структурные и численные изменения в хромосоме 7 или 10, трисомия хромосомы 7 или 10 и др.

Таким образом, в патогенезе тироидных новообразований участвуют различные молекулярные факторы. Анализ накопленных к настоящему времени данных по проблеме патогенеза рака щитовидной железы позволяет представить процесс развития опухолей как результат экзогенных и эндогенных взаимодействий.

Возникновение рака щитовидной железы - это многоэтапный процесс и подробные исследования каждого из этапов дают новые сведения, необходимые для его профилактики и лечения.

Обзор литературы опубликован в журнале “Проблемы эндокринологии” - 2000. - Т. 46, N2. – С. 22 - 30. Там же можно ознакомится со списком литературы к нему.