МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Генетика:
Генетика
Аномалии хромосом
Биология клетки
Генетика врожденных пороков
Генетика рака - опухолей
Молекулярная генетика
Наследственные синдромы
Цитогенетика - исследование хромосом
Лечение наследственных болезней
Фармакогенетика
Форум
 

Механизм блокирования роста клетки и ее выхода из клеточного цикла

• Дифференцированные клетки достигли своего полностью специализированного состояния

• Обычно дифференцированные клетки находятся в постмитотическом состоянии; таким образом, при дифференцировке снижается пул делящихся клеток

• Клетки могут прекратить свое существование вступив в апоптоз

• Апоптоз служит способом удаления здоровых клеток в процессе развития и в другие моменты существования организма

• По механизму апоптоза удаляются поврежденные клетки, могущие представлять вред для организма

• Мутации, нарушающие способность клетки вступать в апоптоз, могут приводить к злокачественному росту

В предыдущей статье мы выяснили, каким образом сигналы от TGF-b рецептора могут перевести клетку в состояние покоя. Альтернативный путь ограничения пролиферации связан с процессом дифференцировки. В ходе этого процесса существующие в организме примитивные эмбриональные клетки, называемые стволовыми клетками, приобретают специфические черты, характерные для клеток различных тканей. Таким образом, дифференцировка позволяет этим клеткам выполнять тканеспецифические функции, свойственные тем тканям, в которых они локализованы. В большинстве случаев дифференцированные клетки находятся в постмитотическом состоянии, т. е. они потеряли способность к делению.

Напротив, стволовые клетки обладают практически неограниченной способностью к самообновлению за счет роста и деления. Поэтому при индукции программы вхождения стволовых клеток в постмитотическую дифференцировку в ткани снижается количество реплицирующихся клеток. Как следует из рисунка ниже, в отличие от стволовых клеток, большинство типов дифференцированных клеток не делится.

Многие опухолевые клетки ведут себя аналогично стволовым, вступление в постмитотическое дифференцированное состояние у которых блокировано. Поэтому гены и белки, индуцирующие постмитотическую дифференцировку, функционируют подобно супрессорам опухоли, обладающим ингибирующим действием на рост клеток, подобно различным компонентам цепи передачи сигнала от TGF-p рецептора. В обоих случаях ограничивается репликативная способность тканей; в обоих случаях делеция или инактивация соответствующих генов и белков увеличивает способность образующихся раковых клеток к пролиферации с появлением большого числа аномальных клеток.

Дифференцированные клетки не делятся
Дифференцировка представляет собой один из путей ограничения пула делящихся клеток.
Невозможность клеток вступить на путь дифференцировки может служить причиной развития опухолей.

Последние исследования позволили пересмотреть эту схему и прояснить некоторые ее детали. В частности, вполне вероятно, что такие черты организации здоровых тканей, как самообновление, наличие недифференцированных стволовых и более дифференцированных постмитотических клеток, сохраняются также в опухолях. Например, большинство клеток карциномы молочной железы при трансплантации мышам не способно вызвать развитие новой опухоли; в этом смысле они не являются туморогенными и не обладают способностью к самообновлению. Напротив, небольшая субпопуляция клеток опухоли проявляет туморогенный эффект (т. е. вызывает развитие новой опухоли) и обладает практически неограниченной способностью к самообновлению. Этим объясняется, почему большинство опухолей по гистологическим признакам напоминают здоровую ткань, из которой они произошли.

В данном случае гистологические признаки опухолевых клеток сформировались за счет тех клеток, которые стали постмитотическими и частично дифференцировались.

До сих пор мы рассматривали два механизма, посредством которых клетки ограничивают свою пролиферативную способность. Они могут вступить в состояние покоя, из которого могут выйти при необходимости в будущем или же превратиться в постмитотические дифференцированные клетки. Фактически существует третий механизм, ограничивающий пролиферацию клеток. Он реализуется при клеточном суициде, который называется апоптоз. Почти в каждом типе клеток в организме заложены необходимые элементы, позволяющие активировать этот процесс. Цель апоптоза состоит в обеспечении удаления клеток из ткани быстрым и эффективным путем. Апоптоз используется на разных этапах развития организма и в различные моменты его последующего существования.

Так, эта программа необходима для удаления здоровых клеток в процессе развития, например при разрушении межпальцевых перегородок, которые первоначально образуются при формировании пальцев конечностей. Наряду с этим, апоптоз может запускаться и в самой клетке, если ее геном получил существенные, возможно, нерепарируемые повреждения. Они могут являться следствием метаболического дисбаланса, например вызванного отсутствием кислорода (аноксией), нарушениями путей реализации сигналов активации и торможения роста, и даже неспособностью клетки закрепляться на твердых субстратах. На рисунке ниже представлена апоптотическая клетка.

Клетки различных тканей тела также удаляются по механизму апоптоза в тех случаях, когда они стали проявлять аномальные признаки и поэтому представляют потенциальную опасность с точки зрения развития опухоли. Впоследствии поведение таких клеток (из которых могут произойти раковые) может обойтись тканям и организму гораздо дороже, чем простое их удаление. Поэтому происходит непрерывный процесс выбраковки клеток, которые обнаруживают даже минимальные отклонения от нормальных характеристик. Для этого используется механизм апоптоза, элементы которого находятся в самих клетках.

Механизм апоптоза также настроен на дисбаланс, который, например, происходит, когда в клетке активируется онкоген. По-видимому, большинству клеток, которые случайно получили мутировавший онкоген, никогда не удается образовать большую популяцию потомков, поскольку у них все время функционирует бдительный апоптотический аппарат, уничтожающий мутантные клетки до того момента, как они успевают размножиться. Это свидетельствует о том, что важная группа белков-супрессоров опухоли активирует и осуществляет апоптоз. При возникновении опухоли эти белки должны быть инактивированы или удалены из числа нормальных клеточных белков до того, как клетка сумеет произвести большую популяцию злокачественных потомков.

Можно прийти к выводу о том, что еще одна важная группа генов-супрессоров опухоли благоприятствует апоптозу, и, чтобы дать возможность развиться некоторым типам опухолей, эти гены должны получить некие инактивирующие повреждения. Действительно, весьма возможно, что для того, чтобы выжить и пролиферировать, все типы клеток опухолей человека обладают инактивированными компонентами механизма апоптоза.

Разрушение апоптозной клетки
При апоптозе структура клетки меняется. Слева показана нормальная клетка.
Справа представлена апоптотическая клетка; желтыми стрелками отмечены фрагменты конденсированного ядра.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

- Также рекомендуем "Rb как ген супрессор опухолевого раста и входа клетки в клеточный цикл"

Оглавление темы "Канцерогенез":
  1. Факторы стимулирующие рост клетки и аутокринный цикл
  2. Механизм блокирования роста клетки и ее выхода из клеточного цикла
  3. Rb как ген супрессор опухолевого раста и входа клетки в клеточный цикл
  4. Нарушение репарации ДНК как причина развития рака
  5. Механизм бессмертия раковых клеток
  6. Механизм ангиогенеза опухоли
  7. Механизм инвазии и метастазирования раковых клеток
  8. Перспективы изучения раковых клеток
  9. Внутриклеточные сигналы и рецепторы передачи сигнала
  10. Химическая природа передачи внутриклеточного сигнала
Медунивер Мы в Telegram Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.