Фактор некроза опухолей: трансляция
Существуют клетки, в которых ген ФНО транскрибируется конститутивно ( Ulich et. al., 1989 ). Причем, в некоторых тканях значительный уровень мРНК ФНО не сопровождается синтезом белка ( Beutler et. al., 1986 ). Таким образом предполагалось, что на уровне регуляции трансляции мРНК ФНО должна существовать система контроля, обеспечивающая правильную тканеспецифическую продукцию активного воспалительного цитокина. В лаборатории В. Beutler был поставлен ряд экспериментов, свидетельствующих в пользу существования механизма подавления трансляции ФНО. Макрофаги , полученные из мышей линии СЗН/HeJ (линия, резистентная к эндотоксиновому шоку ), активировали ЛПС в высокой концентрации и наблюдали экспрессию мРНК ФНО при отсутствии синтеза белка ( Beutler et. al., 1986 ). Аналогичные эффекты были отмечены при активации макрофагов ИЛ-2 и интерфероном-гамма ( Сох et. al., 1992 ) и при воздействии на моноциты ЛПС в течение короткого промежутка времени с последующим тщательным удалением ( Gallay et. al., 1993 ).
Ингибирование трансляции было впервые показано для мРНК интерферона-бета и определялось наличием UA-богатой последовательности в З' - нетранслируемой области гена ( Kruys et. al., 1987 ; Kruys et. al., 1989 ). Эффект подавления трансляции, по всей видимости, прямо не связан с рассмотренным ранее явлением нестабильности мРНК, хотя оба события и определяются UA-богатым участком З'- нетранслируемой области гена. Предполагается, что помимо рибонуклеазы, с этим участком могут взаимодействовать специфические клеточные белки, которые изменяют конформацию мРНК таким образом, что она становится недоступной для трансляции. J. Han и др. изучали регуляцию трансляции ФНО, используя в качестве модели генно-инженерную конструкцию, содержащую ген-репортер CAT под контролем конститутивного промотора, к которому была присоединена 3'-нетранслируемая область гена ФНО, содержащая UA-богатую последовательность ( Han et. al., 1990 ). Химерная мРНК транскрибировалась конститутивно (хотя и до уровня, определяемого стабильностью мРНК), поэтому активность белка CAT зависела лишь от эффектов на уровне трансляции. В неактивированных макрофагах продукция белка была подавлена и могла быть индуцирована более чем в 100 раз при активации ЛПС. В отсутствии 3'-нетранслируемой области ФНО синтез белка CAT не зависел от ЛПС. Таким образом, действие ЛПС приводило к снятию репрессированного состояния мРНК ФНО.
Эффект снятия репрессии трансляции являлся доминантным, что было показано в опытах по слиянию клеток. В эксперименте использовались несколько линий клеток ( фибробластов ) - HeLa, NIH3T3, L929, в которые была стабильно трансфецирована генно-инженерная конструкция 5'ФНО/САТ/З'ФНО, содержащая 5'- 3' - нетранслируемые области гена ФНО и ген-репортер CAT. Эффект трансляционного ингибирования наблюдался в клеточных линиях HeLa и NIH3T3, тогда как в линии L929, полученной из фибросаркомы, экспрессировались как химерная мРНК, так и белок CAT. При слиянии клеток линий HeLa или NIH3T3 с клетками линии L929 продукция белка CAT восстанавливалась ( Kruys, et. al., 1992 ). Полученный результат означал, что в клетках L929 конститутивно экспрессируются белки, способные снимать репрессию трансляции мРНК ФНО при взаимодействии с элементами 5'- и 3'-нетранслируемых областей гена. Таким образом, представляется вероятным, что обработка макрофагов ЛПС приводит к активации или синтезу de novo специфических белков, способствующих снятию репрессии трансляции ФНО. С другой стороны, конститутивная экспрессия ФНО в некоторых опухолевых клетках, возможно, определяется теми же белками-активаторами. Кроме того, эти белки могут обладать и другими биологическими активностями, например, поддерживать трансформированный фенотип клеток.
Изменения в 3'-нетранслируемой области гена ФНО оказались способными вызывать патологические состояния, ассоциированные с повышенной продукцией ФНО. Keffer и др. заменили 3' -нетранслируемую область гена ФНО на 3'-нетранслируемую область гена гормона роста ( Keffer et. al., 1991 ), после чего модифицированный и нормальный гены были использованы для получения трансгенных мышей. После встраивания нормального гена ФНО человека в мышиный геном не наблюдалось никаких значительных отклонений в фенотипе, тогда как у мышей, несущих модифицированный ген, развивался полиартрит. Следует отметить, что альтернативная интерпретация этих результатов была связана с предполагаемой ролью энхансерного элемента, расположенного в области за сайтом полиаденилирования гена ФНО и взаимодействующего с белками NF-KB/Rel в тканеспецифической экспрессии гена ФНО в макрофагах ( Kuprash et. al., 1995 ).
