HGF/SF общая характеристика
Цитокин SF - так называемый "рассеивающий фактор" (scatter factor, SF) - это гликопротеин, являющийся сильным митогеном для гепатоцитов и участвующий в регенерации печени (поэтому его называют также фактором роста гепатоцитов - HGF).Он стимулирует пролиферацию некоторых типов эпителиоцитов, а также клеток сосудистого эндотелия и меланоцитов. HGF/SF участвует в регенерации печени in vivo ( Michalopoulos G.K., ea, 1990 ), является митогеном для гепатоцитов ( Nakamura T., ea, 1989 ), эпидермиса ( Nakamura T., ea, 1989 ), выстилающего эпителия легких , почки ( Igawa T., ea, 1991 , Kan M., ea, 1991 , Rubin J.S., ea, 1989 ). Митогенную активность HGF впервые наблюдали в первичных культурах крысиных гепатоцитов и именно эти клетки были использованы для выделения и характеристики этого фактора ( Gonda E., ea, 1988 , Nakamura T., ea, 1987 , Zarnegar R., ea, 1989 ). В настоящее время принято название HGF/SF , обьединяющее два идентичных протеина.
В норме неподвижные эпителиоциты могут обратимо приобретать комплекс признаков, характерный для активно и направленно двигающихся клеток (например, фибробластов) под воздействием клеточных факторов - цитокинов . Одним из них является " рассеивающий фактор " - SF , он же фактор роста гепатоцитов HGF. Рассеивающий фактор (SF) - это белок, секретируемый фибробластами , который вызывает разделение и рассеивание эпителиальных клеток из островков ( Stoker M., ea, 1989 ). Под его воздействием разрушаются межклеточные контакты в эпителиальном пласте, эпителиоциты поляризуются , формируя один или более отростков и приобретают способность направленно двигаться. SF стимулирует подвижность многих типов эпителия in vitro ( Stoker M., ea, 1985 , Stoker M., ea, 1989 ). Вместе с тем HGF/SF является сильным мотогеном для различных эпителиальных клеток (например, эпителия молочных желез) и эндотелиоцитов, а также для опухолевых клеток [ Birchmeier, W. et al. (1993) , Stocker. M., and Gherardi, E. (1991) ], [ Li, Y. et al. (1994) ].
SF представляет собой гликопротеин , состоящий из двух ковалентно связанных субьединиц с молекулярной массой 57kDa и 30kDa (мышиный), 62kDa и 34kDa(человеческий) ( Gherardi E., ea, 1991b , Rosen E.M., ea, 1990 , Weidner K.M., ea, 1990 .) По результатам секвинирования и иммунологических исследований было установлено, что SF идентичен фактору роста гепатоцитов (HGF) ( Bhargava M., ea, 1992 , Furlong R.A., ea, 1991 , Gherardi., ea, 1993 , Konishi T., ea, 1991 , Weidner K.M., ea, 1991 , Rubin J., ea, 1991 ).
Мотогенное воздействие рассеивающего фактора на эпителий вызывает нарушение межклеточных контактов в эпителиальном пласте, реорганизацию цитоскелетных систем и изменение дисковидной формы эпителиоцитов на фибробластоподобную с активной миграцией клеток из пласта. Приобретение эпителиоцитами под влиянием HGF/SF поляризованной фибробластоподобной формы контролируется цитоскелетной системой микротрубочек: их дезинтеграция (при воздействии колцемида) или реорганизация (вызванная таксолом) подавляют поляризацию клеток, хотя последние при этом сохраняют миграционную активность [ Dugina, V.B. et al. (1995) ]. Видимо, мотогенный эффект рассеивающего фактора обусловлен не только его поляризующим действием на эпителиальные клетки, но также, возможно, стимулирующим влиянием на формирование клетками псевдоподий и их адгезию к внеклеточному матриксу.
Рассеивающий фактор обладает, кроме того, морфогенным действием: в его присутствии культивируемые эпителиальальные или эндотелиальные клетки формируют внутри объемного внеклеточного матрикса тубулоподобные структуры [ Буланова Е.А., Васильев Ю.М. (1995) , Rosen, E.M., and Goldberg, I.D. (1995) ]. Реакция клеток на HGF/SF инициируется связыванием с его специфическим рецептором - трансмембранной тирозинкиназой, продуктом протоонкогена c-met . Связывание вызывает в клетке сложный каскад сигналов, ведущих в конечном счете к ее пролиферации (митогенный эффект) или к приобретению "локомоторного" фенотипа (мотогенный эффект) [ Matsumoto, K. et al. (1995) , Rosen, E.M., and Goldberg, I.D. (1995) , Jiang, W.G., Hallett, M.B., and Puntis, M.C. (1993) ].
Миграция опухолевых клеток зависит от соотношения между синтезом и секрецией факторов подвижности (например, фактора роста гепатоцитов и аутотаксина ), активацией их рецепторов (например, фосфорилирование рецептора фактора роста гепатоцитов) и реакцией на них опухолевых клеток и фибробластов.
Превращение эпителия в мигрирующие фибробластоподобные клетки наблюдается на определенных стадиях эмбриогенеза или при заживлении ран [ Guarino, M. (1995) ]; однако такая конверсия играет драматическую роль в опухолевой инвазии, облегчая раковым клеткам активное внедрение в окружающие ткани. Так, среди клеток, полученных из карцином толстого кишечника человека, способными к инвазии in vitro были лишь те, которые полностью утратили эпителиоидную морфологию [ Vermeulen, S.J. et al. (1995) ]. При воздействии на культивируемые эпителиальные клетки или клетки различных карцином человека рассеивающего фактора клетки приобретали способность инвазировать внеклеточный матрикс [ Weidner, K.M. et al. (1990) ].
Продуцентами HGF/SF являются культивируемые клетки мезенхимального происхождения: фибробласты, сосудистый эндотелий (активированный в результате повреждения печени), гладкомышечные клетки сосудистой стенки, макрофаги, активированные Т-лимфоциты [Rubin J., ea, 1991]. Воздействуя на эпителий, HGF/SF в нормальных условиях организма выполняет роль посредника в тканевых мезенхимально-эпителиальных взаимодействиях, например при морфогенезе [ Takayama, H. et al. (1996) ]. В опухоли эти взаимодействия нарушены: возможно, что гиперэкспрессия HGF/SF, выявляемая во многих солидных опухолях , связана с тем, что опухолевые клетки секретируют факторы, которые постоянно стимулируют продуцирование HGF/SF фибробластами и другими стромальными клетками опухоли [ Rosen, E.M., and Goldberg, I.D. (1995) ]. По крайней мере три таких фактора сейчас известны: один из них - высокомолекулярный, два других низкомолекулярные белки, секретируемые клетками карциномы молочных желез и карциномы мочевого пузыря человека [ Rosen, E.M., and Goldberg, I.D. (1995) ]. В результате раковые клетки становятся мишенями для мотогенного воздействия HGF/SF: клетки многих человеческих карцином несут его рецептор, экспрессированный в результате активации протоонкогена c-met , вызванной хромосомной транслокацией в опухолевых клетках [ Prat, M. et al. (1991) , Soman, N.P., Correra, B.R., and Wogan, G. (1991) ]. Получены данные о возможности саркомогенеза в результате гиперэкспрессии c-met (которой способствует утрата клетками антионкогена р53 ) у фибробластов, секретирующих HGF/SF. В данном случае действие мотогена осуществляется по аутокринному способу [ Cortner, J., Vande Woude, G.F., and Rong, S. (1995)]. Было показано, что HGF/SF является стимулятором клеточного движения для ряда эпителиальных линий и первичных культур различного происхождения и клеток эндотелия ( Rosen E.M., ea, 1990 , Gherardi E., ea, 1989 ). Интенсивное изучение свойств и функций HGF/SF привело к получению данных, подтверждающих участие фактора в эпителиальном морфогенезе , прогрессии опухолей , ангиогенезе .
