HGF/SF: роль в прогрессии опухолей и метастазировании
Прогрессия опухоли - это многоступенчатый процесс, сопряженный с возрастанием пролиферативного и инвазивного потенциала клеток, поэтому было бы логично предположить, что HGF/SF и его рецептор Met могут играть роль в этом процессе. При анализе экспрессии гена c-Met в неопластической ткани человека было показано, что ген c-Met выявляется в ткани гепатом , карциномах легкого , желудка , поджелудочной железы , ободочной и прямой кишки , почки , яичника , клетках рака кожи ( Prat M., ea, 1991 ).
Park M., ea, 1986 установлено, что протоонкоген c-Met активируется в результате хромосомной транслокации(7-1) при которой ген c-Met, локализованный на хромосоме 7 попадает под контроль транслоцированного промотора tpr с хромосомы 1 . Подобная транслокация trp-met часто обнаруживается в клетках карциномы желудка человека ( Soman, ea, 1991 ).
Weidner et al.( Weidner K.M., ea, 1990 ) было показано, эпителиальные клетки линии MDCK и клетки разных линий карцином человека приобретают способность инвазировать коллагеновый гель при культивировании в среде, содержащей HGF/SF.
В 90-х годах появились работы по изучению морфологии и опухолевого потенциала фибробластов линии NIH 3T3 , трансфицированных протонкогеном met. Фибробласты линии NIH 3T3, трансфицированные Met cDNA человека, устойчиво экспрессируют функциональный рецептор HGF/SF и приобретают способность связывать HGF/SF ( Giordano S., ea, 1993 ). Фактор вызывает изменения формы клеток, стимулирует миграцию в камере Боудена, инвазию коллагенового матрикса in vitro. Подвижный и инвазивный фенотип является преходящим и строго зависит от присутствия в среде HGF/SFhu. Исходные NIH 3T3 обладают веретенообразной фибробластоподобной формой. Трансфицированные фибробласты NIH 3T3, экспрессирующие Met cDNA, становятся более распластанными и приобретают эпителиоидный фенотип. Между тем, при культивировании в среде, содержащей HGF/SFhu в течение 3-4 часов, клетки поджимаются и формируют длинные ветвящиеся отростки. Methu-трансфицированные NIH 3T3 фибробласты приобретают способность формировать колонии в жидком агаре в присутствии HGF/SFhu. Подобное независимое от субстрата размножение характерно для трансформированных клеток.
Вместе с тем, эти клетки не приобретали другие свойства трансформированных клеток: не формировали фокусы на плотном монослое и не вызывали опухолей у "голых" мышей. В случае эпителиальных клеток почки, трансфицированных HGF/SF cDNA, имеет место аутокринная стимуляция, сопровождающаяся сходными изменениями: возрастанием подвижности и приобретением способности инвазировать коллагеновый гель ( Uehara Y., ea,1992 ).
Гиперэкспрессия Met в фибробластах линии NIN 3T3 ведет к трансформации и возрастанию опухолевого потенциала этих клеток ( Iyer A., ea, 1990 ).
Rong S., ea, 1994 было установлено, что фибробласты линии NIH 3T3, в норме экспрессирующие эндогенно мышиный HGF/SFmu, приобретают способность вызывать опухоли ряда органов у "голых" мышей при эктопической экспресии Met cDNA мыши (клон Metmu) или коэкспрессии Met cDNA и HGF/SF cDNA человека (клон HMH). В обоих случаях имеет место аутокринная стимуляция . Показано, что трансфицированные клетки клонов Metmu и HMH способны инвазировать внеклеточный матрикс in vitro, у них отмечено усиление активности протеолитических ферментов - коллагеназ I и II типа .
Tsarfaty I., ea, 1994 было показано, что эксплантаты опухолей, вызванных фибробластами клона HMH у "голых" мышей, при культивировании на стекле формируют двумерные диски, что абсолютно не характерно для клеток мезенхимального происхождения. Такие же структуры формировали эпителиальные клетки линий SW480 и HT29 (карцинома ободочной кишки человека) а также линий T47D и MCF7 (карцинома молочной железы человека), культивируемые на стекле в присутствии HGF/SFhu. При анализе опухолей, вызываемых фибробластами клона HMH у "голых" мышей, протоковые структуры обнаруживались в опухолевой ткани. Помимо этого, в опухолевой ткани выявлялись карциномо-подобные фокусы, состоящие из эпителиоидных клеток. По данным электронной микроскопии, клетки опухоли формировали контакты, напоминающие десмосомы . В клетках, соединенных десмосомо-подобными контактами, выявлялся Methu, что доказывает происхождение опухоли из фибробластов клона HMH. В опухолевой ткани выявлялись белки, участвующие в формировании эпителиальных межклеточных контактов: десмоплакин , десмоглобин , Zo-1 , E-кадгерин .
Ранее ( Tsarfaty I., ea, 1992 ) была высказана гипотеза, что HGF/SF и его рецептор Met играют важную роль в морфогенезе протоковых структур . В формировании протоков участвуют молекулы межклеточной адгезии .
Дальнейшие исследования ( Tsarfaty I., ea, 1994 ) подтверждают ранее высказанную гипотезу, так как активация рецептора Met в мезенхимных клетках ведет к организации их в протоковые структуры и индуцирует экспрессию белков, характерных для эпителиальных межклеточных контактов. Была исследована экспрессия в ткани опухолей, вызванных трансфицированными фибробластами клона HMH у "голых" мышей, кератина , специфического белка промежуточных филаментов эпителиальных клеток и виментина, маркера клеток мезенхимного происхождения , в норме экспрессируемого фибробластами исходной линии NIH 3T3.
Клетки опухоли, вызванной транфицированными фибробластами клона HMH, коэкспрессировали кератин и виментин. В нормальных тканях взрослого организма белки промежуточных филаментов экспрессируются тканеспецифично ( Трояновский С.М., и др, 1989 ). Коэкспрессия виментина и кератина встречается в эмбриональных тканях ( Moll R., ea, 1982 ) и некоторых типах неоплазий.
Усиленная экспрессия Met обнаружена в клетках ряда карцином человека ( Soman, ea, 1991 ). Возможно, гиперэкспрессия Met способствует карциномоподобной трансформации мезенхимальных клеток. В образующейся опухолевой ткани клетки экспрессируют мезенхимальные и эпителиальные маркеры.
Сориано ( Soriano J.V., ea, 1995 ) высказана гипотеза, что HGF/SF и его рецептор Met играют важную роль в морфогенезе молочных желез человека. Эту гипотезу подтверждают данные об экспрессии с-Met в выстилающем эпителии протоков молочных желез ( Tsarfaty I., ea, 1992 ). Гиперэкспрессия с-Met клетками прилегающей мезенхимы или аномальный ответ клеток выстилающего эпителия на действие HGF/SF, может вести к пролиферации и нарушению нормальной организации эпителия молочных желез ( Soriano J.V., ea, 1995 ) . Это предположение согласуется с данными о том, что концентрация HGF/SF в опухолевых экстрактах является важным фактором прогноза для опухолей молочной железы человека ( Yanagita K., ea, 1993 ).
На основе многочисленных данных можно предположить, что HGF/SF и рецептор Met играют роль в прогресии и метастазировании опухолей, в частности карцином in vivo.
Вместе с тем следует отметить, что для клеток линий KB ( карцинома вульвы ) и HepG2 ( гепатоцеллюлярная карцинома ) HGF/SF является ингибитором роста ( Shiota G., ea, 1992 , Higashio K., ea, 1992 ).
