Липиды ядерные и новые подходы в терапии гормонзависимых опухолей
Нейтральные липиды и фосфолипиды являются важным структурным компонентом хромосом, хроматина, ядерного матрикса и основных генетических структур - ДНК, гистонов и негистоновых белков, и, возможно, и РНК. Состав этих липидов изменяется в клеточном цикле, при малигнизации и находится под гормональным контролем, что подтверждает их общебиологическое значение. Особое внимание уделяется кислым фосфолипидам и сфинголипидам . Так, обнаружена прямая связь между фосфатидилинозитол-специфической фосфолипазой С, метаболизмом фосфолипидов, активацией протеинкиназы С, ДНК-полимеразы и синтезом ДНК. Только кислые фосфолипиды, особенно кардиолипин , специфически нивелируют ингибиторный эффект гистонов на репликацию и транскрипцию [ Hirai H. et al., 1992 ], регулируют активность белков инициации репликации ( dnaA Е. coli [ Sekimizu K. et al., 1988 ] и Т-антиген SV40 [ Hirai H. et al., 1991 ]) и активность топоизомераз I и II [ Simbulan С.М.G. et al., 1994 , Mizushima Т. et al., 1992 , Tamura H. et al., 1990 ], причем места контактов топоизомеразы II в основании петли ДНК с ядерным матриксом обогащены именно легкоокисляемым кардиолипином, что, возможно, облегчает индукцию летального двунитевого разрыва ДНК при гамма-облучении [ Balint Z.S., 1987 ].
Несмотря на быстрый прогресс в изучении молекулярных механизмов клеточной гибели (что особенно важно для раковой клетки), ни одна из стадий апоптоза полностью не изучена. Предложены оригинальные гипотезы и схемы участия фосфолипазы А2 и фосфатидилинозитол- специфической фосфолипазы С (метаболизм арахидоновой кислоты и фосфатидилинозитола), сфингозинов (сфингозин-1-фосфат, ди-и триметилсфингозины) и церамидов в проведении сигнала апоптоза [ Jgarashi Y., 1997 , Алесенко А.В., 1998 ], причем найдены отличия в механизмах индукции апоптоза в раковой клетке [ Jgarashi Y., 1997 ].
Главный вывод из этих схем состоит в том, что баланс между сфинголипидами, которые могут действовать кооперативно, противоположно или независимо друг от друга в разных клетках, и будет определять судьбу клетки, т.е. апоптоз , арест клеточного цикла , старение , малигнизацию , пролиферацию , дифференциацию и т.д.
Определенные успехи достигнуты при выявлении особенностей метаболизма фосфолипидов в раковой клетке . Обнаружена ранняя активация двух мембранных ферментов ( PIP2-фосфолипазы С и гамма-глутамилтрансферазы ) через 15-30 сек [ Graber R. and Losa G.A., 1995 ], сфингомиелиназы и фосфолипазы С через 30 мин [ Филиппова Г.Н. et al., 1989 ], за которым следуют повышение конденсации хроматина и активация протоонкогенов c-fos , c-jun и с-myc [ Терентьев А.А. et al., 1998 , Терентьев А.А. et al., 1998 ]. Выделена новая чрезвычайно активная в раковой клетке протеинкиназа Смю . Возникает вопрос о ее липидозависимости. В целом, протеинкиназа Смю [ Johannes F.Y. et al., 1994 ], сфинганин [ Дятловицкая Э.В., 1998 , Рылова С.Н. et al., 1998 , Рылова С.Н. et al., 1997 ] и ганглиозид могут служить новыми тестами опухолевого роста [ Kitagawa H. et al., 1993 ].
Кажется актуальной необходимость развития следующих направлениий.
- Дальнейшее изучение роли фосфолипидов и особенно нейтральных липидов на различных уровнях организации ядерной ДНК, т.е. в хромосомах, хроматине, нуклеосомах, ядерном матриксе и петлевой укладке суперспирализованной ДНК.
- Поиск пусковых, ключевых липидов-индукторов и липидов- репрессоров апоптоза в раковой клетке. Одним из таких потенциальных индукторов является диметилсфингозин , который индуцирует апоптоз в солидных опухолях и лейкемических клетках , но не имеет эффекта в нормальных фибробластах [ Jgarashi Y., 1997 ].
На клетках НL-60 обнаружено [ Kishid E. et al., 1998 ], что одним из потенциальных репрессоров апоптоза, индуцированного сфингозином или диметилсфингозином, является докозагексоеновая кислота (10 мкМ), которая ингибирует фосфолипазу А2.
Такой подход в принципе имеет прямое отношение к терапии гормонозависимых опухолей, так как известно, что тиреоидные гормоны регулируют активность фосфолипаз А1 , А2 , D и сфингомиелиназы [ Филоненко Н.С., 1992 , Бабенко Н.А., Кабок Н.С., 1995 ], которые являются ключевыми ферментами апоптоза [ Jgarashi Y., 1997 , Miao J.Y. et al., 1997 ]. Успешное решение этих задач позволит найти более эффективные, радикальные биохимические пути программированной гибели опухолевых клеток или превращения их в нормальные клетки.
