Посттрансляционные модификации С-концевой последовательности альфа-тубулина в клетках колоректального рака: морфологическая характеристика и клиническое значение

Цель исследования. Установление спектра изменений экспрессии тирозинированного (Тир), детирозинированного (Глу) и деглутаминированного (b2) тубулинов в клетках колоректальной аденокарциномы, включая опухолевые почки (ОП), а также оценка их связи с клиническим течением колоректального рака (КРР).

Материал и методы. Исследование выполнено на операционном материале 125 колоректальных аденокарцином. Экспрессию исследуемых посттрансляционных модификаций оценивали на срезах, окрашенных методами иммуногистохимии, а также двойной иммунофлюоресценции.

Результаты. Установлено, что при КРР уровень содержания Тир-тубулина повышался в раковых клетках центральных областей опухоли и снижался к области инвазивного фронта, достигая минимума в ОП, в то время как экспрессия Глу-тубулина оставалась практически неизменной во всех областях, за исключением снижения экспрессии в ОП инвазивного фронта. Экспрессия b2-тубулина в опухолевой ткани встречалась редко и не оказывала достоверного влияния на клиническое течение заболевания.

Заключение. Неблагоприятный прогноз в отношении опухолеспецифической выживаемости и прогрессирования при КРР ассоциирован с уменьшением уровня Глу-тубулина в раковых клетках.

***

Разработка современных лекарственных препаратов основывается на успехах молекулярной биологии и трансляционных медицинских исследований по выявлению ключевых молекул патогенетического каскада и использованию их в качестве мишеней для медикаментозного воздействия. В настоящее время в фармацевтической промышленности нашли применение 324 такие молекулы-мишени [1]. Их большую часть составляют рецепторы (45%), ферменты (28%) и гормоны (11%) [2]. Очевидно, что в ближайшем будущем не только увеличится количество таких молекул-мишеней, но и значительно расширится их спектр. Расшифровка генома человека в 2002 г. выявила от 3000 до 10 000 потенциальных фармакологических мишеней [3, 4]. С этих позиций представляется важным установление новых закономерностей изменений молекулярного состава клеток при ряде патологических процессов у человека, включая хроническое воспаление и опухолевую трансформацию.

Малоизученной на данный момент времени остается область перестройки цитоскелета при нормальных и патологических состояниях клетки. Одним из компонентов цитоскелета являются микротрубочки — динамические структуры, состоящие из тубулина — гетеродимера, содержащего а- и р-субъединицы, которые могут подвергаться многочисленным посттрансляционным модификациям, таким как тирозиниро- вание, ацетилирование, полиглутаминирование, детирозинирование, фосфорилирование и др.

В клетках посттрансляционные модификации влияют на динамические и функциональные свойства микротрубочек [5, 6], обеспечивая такие жизненно важные функции, как внутриклеточный транспорт в интерфазу, формирование веретена деления и движение клетки. Вариантом движения клеток при злокачественном росте является инвазия — процесс внедрения опухолевой ткани в прилежащую здоровую ткань. Хорошо визуализируемым инвазивным фронтом характеризуются опухоли полых органов и, в частности, колоректальный рак (КРР), для которого в этой области также описано присутствие отдельных кластеров от 1 до 5 недифференцированных клеток с повышенной миграционной способностью — опухолевых почек (ОП), предположительно в будущем и формирующих метастазы. Проводились исследования, указывающие на отрицательное прогностическое значение степени выраженности опухолевого почкования [7], однако изменения качественного состава цитоскелета ОП и возможности направленного воздействия на них для подавления инвазии исследованы мало.

У позвоночных гены практически всех а-тубулинов, кроме изотипа a|V, кодируют последней аминокислотой на С-конце молекулы тирозин, которому предшествует глутамин. С-концевой тирозин может быть впоследствии удален тубулин-карбоксипептидазой и затем обратно присоединен тубулин-тирозинлигазой (ТТЛ). Тубулин с тирозином на С-конце традиционно называют Тиртубулином, а детирози- нированный вариант с глутамином — Глу-тубулином. Таким образом, Тир-тубулин может быть детирозинирован до Глу-тубулина, который впоследствии может быть ретирозинирован в Тиртубулин [1]. От Глу-тубулина в дальнейшем может быть отщеплен глутамат (деглутаминирование) с образованием b2-тубулина, реглутаминирование которого невозможно. Строение С-конца тубулина определяет возможность соединения ряда белков, участвующих в регуляции клеточного цикла, апоптоза и внутриклеточного транспорта, а именно pRb, р53, MAPK, Kinesin-1, СЫР-170 и др. [6, 8—11].

***

Контактная информация:
Портянко Анна Сергеевна— к. м. н., доцент кафедры патологической анатомии.
Белорусский государственный медицинский университет. 220116, г. Минск, пр. Дзержинского, 83; сл. тел. (+37S17) 398-72-37. Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования: Ч. Е. Д., П. А. С.
Сбор и обработка материала: П. А. С., Р. К. Г., М. М. Ю., М. А. Б.,
Н. А. М., Б. Т. А., Т. Г. Е.
Статистическая обработка данных: П. А. С.
Написание текста: П. А. С., Р. К. Г.
Редактирование: П. А. С., Н. А. М., Ч. Е. Д.
Конфликт интересов отсутствует.

Ключевые слова: , , ,
Автор(ы): Портянко А. С., Рукша К. Г., Малько М. Ю., Межеевский А. Б., Неровня А. М., Бич Т. А., Тур Г. Е., Черствый Е. Д.
Медучреждение: Белорусский государственный медицинский университет, Минский городской клинический онкологический диспансер