Протеинкиназа C: пути активации гена MDR1
Если протеинкиназа C опосредует активацию гена MDR1 при любых воздействиях, роль этой системы следовало бы признать универсальной. Однако подобное обобщение неправомерно. Показано, что церамид - вторичный мессенджер, накапливающийся в клетке при гидролизе сфингомиелина и/или синтезируемый de novo [ Bose R., 1995 , Jaffrezou J.P., 1996 ], вызывает повышение количества иРНК MDR1 в лейкозных клетках [ Shtil A.A., 2000 ]. Этот эффект связан с снижением активности протеинкиназы C (ПКС) . Кроме того, церамид в концентрациях, сопоставимых с активирующими ген MDR1, снижает активность ПКС в бесклеточной системе [ Hannun Y.Q., 1989 , Shtil A.A., 2000 ], что предполагает непосредственное ингибирование ферментативной активности.
Таким образом, активация ПКС не является непременным условием индукции MDR1, этот ген может активироваться и при пониженной активности ПКС. Вероятно, в этих случаях используются пути передачи сигнала, функционирующие дистальнее ПКС, или ПКС-независимые механизмы. Например, церамид может активировать киназу, фосфорилирующую N-концевой фрагмент транскрипционного фактора c-Jun (c-Jun N-terminal kinase 1, JNK1 ) [ Verheij M., 1996 ].
Церамид накапливается в клетках в ответ на обработку доксорубицином и 12-О-тетрадеканоилфорбол-13-ацетатом (ТФА) [ Bose R., 1995 , Garzotto M., 1998 , Jaffrezou J.P., 1996 ]; таким образом, лекарственный препарат (доксорубицин), форболовый эфир и церамид, опосредующий (по крайней мере частично) биологические эффекты первых двух веществ, вызывают неодинаковые сигнальные реакции в клетке. Хотя протеинкиназа C (ПКС) остается важным механизмом, интегрирующим активацию гена MDR1 многими (но не любыми) агентами, эксперименты с экзогенным церамидом указывают на наличие иных (ПКС-независимых) путей передачи MDR1-индуцирующего сигнала. Практическая значимость этого обстоятельства состоит в том, что ингибиторы ПКС в таких ситуациях будут неэффективны для профилактики множественной лекарственной устойчивости (МЛУ).
Многоуровневый характер активации МЛУ выявляют еще две группы экспериментов.
Во-первых, для профилактики МЛУ использовались фармакологические модуляторы Р-гликопротеином (Pgp) . Действительно, применение этих веществ в комбинации с химиотерапевтическими препаратами весьма желательно, так как позволяло бы предотвращать становление вторичной МЛУ (путем блокирования активации MDR1) и одновременно повышать чувствительность к противоопухолевым лекарствам клеток с первичной МЛУ (путем инактивации Pgp-опосредованного транспорта). Синтетические диэфиры высших полиненасыщенных жирных кислот, конъюгированные с лолиэтиленгликолем (ЖК-ПЭГ-ЖК), - поверхностно-активные вещества, интерферирующие с системами трансмембранного транспорта и повышающие чувствительность клеток к препаратам круга МЛУ [ Buckingham L.E., 1995 ], - предотвращали активацию гена MDR1 и приобретение МЛУ лейкозными клетками в ответ на обработку цитозаром [ Komarov P., 1996 ]. Однако ЖК-ПЭГ-ЖК не влияли на индукцию MDR1 форболовым эфиром [ Komarov P., 1996 ].
Таким образом, пути передачи MDR1-активирующего сигнала от ТФА и от цитозара не идентичны, хотя и перекрещиваются (например, на уровне ПКС). Поскольку ЖК-ПЭГ-ЖК действуют как сурфактанты, можно предположить, что активация гена MDR1 цитозаром включает некоторое событие (события) на уровне плазматической мембраны, и это событие блокируется ЖК-ПЭГ-ЖК ( рис. 2 ). При обработке ТФА такое взаимодействие не обязательно для активации MDR1 или вообще не происходит, и ЖК-ПЭГ-ЖК не прерывают передачу сигнала. Приведенное объяснение согласуется с известным свойством агонистов ПКС активировать эту ферментную систему путем прямого взаимодействия с энзимом [ Tanaka Т., 1986 ].
Во-вторых, дивергенция MDR1-активирующих сигналов отмечается на уровне каскадов митогенактивируемых протеинкиназ. Эффекторные ферменты одного из этих каскадов - ERK1/2 (от extracellular stress-regulated kinases 1/2) - активируются ТФА и находятся под контролем ПКС [ Kyriakis J., 1996 ]. Эффектор другого каскада - JNK1 - активируется вышележащими киназами и не обязательно регулируется ПКС [ Kyriakis J., 1996 ]. Показано, что ТФА активирует ERK1/2 в клетках Н9 (при этом активность JNK1 не меняется) [ Yu R., 1996 ], и инактивация ERK1/2 отменяет индукцию гена MDR1 форболовым эфиром ( рис. 2 ) [ Shtil A A., 1996 ]. Доксорубицин же активирует JNK1 , но не ERK1/2 [ Yu R., 1996 ], и индукция MDR1 не блокируется ингибитором ERK1/2 ( рис. 2 ) [ Roninson I.B. ].
Анализ активации множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) даже в одной клеточной линии (Н9) показывает, что разные индукторы используют разные механизмы. Выявлены уровни конвергенции сигналов и точки их дивергенции ( рис. 2 ). Число сигнальных путей (или вариантов активации МЛУ) скорее всего возрастет с увеличением числа экспериментальных моделей индукции. При этом участие конкретного пути определяется как природой стимула, так и функциональными особенностями тех или иных сигнальных систем в данной клеточной линии.
