доклад. В норме ангиогенез протекает с умеренной интенсивностью при росте и развитии организма, а также в ходе различных процессов восстановления
 Скачать 18.29 Kb.
|
|
В норме ангиогенез протекает с умеренной интенсивностью при росте и развитии организма, а также в ходе различных процессов восстановления. Ангиогенез контролируется динамическим равновесием про- и антиангиогенных факторов, концентрация которых зависит от потребностей ткани. Нарушение ангиогенеза — важное патогенетическое звено в развитии многих заболеваний. Кроме того, формирование сосудистой сети имеет первостепенное значение в развитии и прогрессировании солидных опухолей. При недостаточном кровоснабжении первичная неоплазма может достичь лишь 1–2 мм в диаметре, а ее дальнейший рост начинается только после образования собственных кровеносных сосудов. Доказана прямая корреляция между уровнем васкуляризации и степенью злокачественности большинства неоплазм: меланомы, карциномы молочной железы, рака легкого, простаты, шейки матки и др. Ключевыми регуляторами роста сосудистой сети являются VEGF-A и его тирозинкиназные рецепторы VEGFR1 (Flt-1), VEGFR2 (KDR) [10–12]. VEGF-B Васкулогенез. Нейропротекция VEGF-C Лимфангиогенез VEGF-D Формирование лимфатической системы лёгких VEGF-E (вирусный) Ангиогенез. VEGF-A (васкулоэндотелиальный фактор роста типа A) — гомодимерный высокогликозилированный сигнальный белок. Экспрессия этого протеина запускается как действием различных проангиогенных факторов (EGF, PDGF, FGF, интерлейкин 1b), так и условиями окружающей клетку среды (концентрация кислорода в ткани, pH) [7]. В условиях гипоксии вырабатывается гипоксия-индуцированный фактор HIF-1. Последний индуцирует экспрессию различных генов, отвечающих за выживание клеток в условиях пониженной оксигенации, в частности, васкулоэндотелиальный фактор роста [20]. Под влиянием VEGF происходит пролиферация и миграция эндотелиоцитов с образованием незрелых кровеносных сосудов. В дальнейшем этот ростовой фактор способствует выживанию эндотелиальных клеток, ингибируя апоптоз, что, в конечном счете, приводит к «созреванию» капилляров. Зрелые кровеносные сосуды, в свою очередь, более не нуждаются в стимуляции VEGF. Значение данного белка для формирования нормально функционирующей сосудистой системы столь велико, что повреждение даже одной аллели гена VEGF-A приводит к внутриутробной гибели эмбриона. Практически все новообразования вырабатывают васкулоэндотелиальный фактор роста. Продукция его осуществляется самими трансформированными клетками, на что указывает факт образования сосудов опухоли независимо от того, имплантирована она в участок ткани животного с высокой или низкой степенью васкуляризации. Таким образом, при недостаточном кровоснабжении и оксигенации ткани клетки передают сигнал на эндотелиоциты, активируя ангиогенез. В результате происходит рост и ветвление сосудов, увеличивается просвет и повышается их проницаемость. Уровень оксигенации ткани является основным движущим фактором ангиогенных процессов.Нерегулируемый ангиогенез приводит к образованию аномальной сосудистой сети, которая обеспечивает поступление кислорода и питательных веществ в малигнизированную ткань, а также способствует миграции и метастазированию опухолевых клеток [16, 17]. Иными словами, рост и развитие солидных опухолей в значительной степени зависят от плотности сосудистой сети и активности ангиогенных процессов. Важно отметить, что неопластическая сосудистая сеть обладает рядом структурных и функциональных особенностей: сосуды расширены, извилистые, с хаотичным ветвлением; также в опухолевых сосудах нарушается взаимодействие эндотелиальных клеток с перицитами [9, 18, 19]. Кроме того, высокая проницаемость опухолевых сосудов способствует накоплению жидкости в интерстициальном пространстве и образованию отека [9, 19, 20]. Благодаря своим разнообразным функциям, VEGF необходим для выживания и прогрессии неоплазмы, поскольку: 1) стимулирует ангиогенез в опухолевой ткани, что ускоряет метаболические процессы и, как следствие, повышает пролиферативный потенциал злокачественных клеток; 2) способствует выживанию неопластических клеток путем подавления апоптоза; 3) увеличивает вероятность метастазирования, индуцируя экспрессию матриксных металлопротеиназ MMP-9; 4) подавляет иммунитет хозяина, нарушая созревание антигенпрезентирующих клеток (дендритные, макрофаги); 5) повышает проницаемость сосудов, что помогает опухоли накапливать питательные вещества и создавать «маскировочный» фибриновый налет, обеспечивающий иммунное «ускользание». Вышеперечисленные функции указывают на первостепенное значение VEGF для опухолевого роста и оправдывают выбор этого белка в качестве главной «мишени» антиангиогенной терапии. Клеточные рецепторы к VEGF Проявление биологического эффекта васкулоэндотелиального фактора роста зависит как от вида VEGF-лиганда, так и от того, с каким рецептором он взаимодействует. На настоящий момент известно три типа рецепторов к VEGF (-R1, -R2 и -R3). Рецепторы VEGF относятся к группе тирозинкиназных рецепторов и состоят из 4 основных участков: внеклеточного N-концевого лигандсвязывающего фрагмента, трансмембранного α-спирального участка, внутриклеточных тирозинкиназного и С-терминального доменов (рис. 1) [21]. Внеклеточный гликозилированный N-концевой фрагмент VEGFR2 и VEGFR1-рецепторов состоит из 7 иммуноглобулинподобных доменов (Ig-подобные домены). Различные типы VEGF-R связываются с определенными лигандами с неодинаковой аффинностью. Экспрессия каждого вида рецептора тканеспецифична. VEGF-R1 представлен на эндотелиальных, стволовых гемопоэтических клетках, моноцитах, макрофагах, остеокластах, нейронах и, как позднее выяснилось, различных опухолевых клетках. Локализация рецептора второго типа ограничивается эндотелиоцитами и мегакариоцитами. ]. Рецептор VEGFR2 преимущественно представлен на эндотелиальных клетках, в то время как VEGF секретируется клетками той ткани, которая нуждается в кровоснабжении (макрофаги, астроциты, кардиомиоциты и др.). VEGF-R3 связан с лимфангиогенезом и присутствует на клетках эндотелия лимфатических капилляров. Связывание лиганда вызывает конформационные изменения рецептора, открывая сайты димеризации, в результате формируются гомо- или гетеродимеры. Анализ комплекса VEGF/VEGFR2 показал, что VEGF-А связывается со 2-м и 3-м экстраклеточными Ig-подобными доменами мономерного рецептора и увеличивает вероятность взаимодействия 2-й субъединицы VEGFR2 с комплексом рецептор–лиганд, формируя мультимерный сигнальный кластер, который позволяет активировать киназные домены через ауто- и трансфосфорилирование остатков тирозина внутриклеточного фрагмента [25]. Таким образом, формируются участки для связывания внутриклеточных адапторных белков, содержащих SH2 (Src homology 2) или фосфотирозинсвязывающий домены, например VRAP (VEGF-рецепторассоциированный белок), Src-киназы, тирозинфосфатазы (РТР-тирозиновые фосфатазы), фосфолипаза С (PLCγ) и др. Связывание этих белков с фосфорилированными остатками тирозина запускает дальнейшую трансдукцию сигнала с участием вторичных мессенджеров [13]. В результате активируются такие сигнальные пути, как PI3K/Akt и Erk/MAPK, а также ряд регуляторных белков (eNOS, FAK, PLC-γ, Nck-1, Rac, HSP27 и др.). Каталитическая активность рецепторов VEGFR регулируется интернализацией и деградацией лиганд-рецепторного комплекса, а также дефосфорилированием тирозиновых остатков фосфатазами, такими как DEP1 (density enhanced phosphatase 1) и VEPTP (vascular endothelial PTP) [26]. Также продемонстрировано, что убиквитинизация внутриклеточного участка VEGFR2 приводит к эндосомальной и лизосомальной деградации лиганд-рецепторного комплекса [27] Необходимо отметить, что большое значение при взаимодействии VEGF и его рецепторов играют протеогликаны (HSPG). Благодаря отрицательным зарядам гепарансульфатов происходит их взаимодействие с факторами роста. Кроме того, 4-я Ig-подобная петля VEGFR1 и 6-7-я петли VEGFR2 также взаимодействуют с гепарансульфатами углеводов. От количества HSPG, представленного на клеточной поверхности эндотелиальных и периваскулярных клеток, зависит уровень и продолжительность активации рецепторов. Участие VEGF-R1 в патологических процессах С нарушением регуляции ангиогенеза связано множество патологий. Как избыток, так и недостаток проангиогенных стимулов приводят к нарушению жизненно важных процессов. Появилось множество работ, данные которых заставляют признать первостепенную роль VEGF-R1 в злокачественной прогрессии. Было показано, что скорость роста опухолей, привитых трансгенным мышам с делецией по тирозинкиназному домену -R1, замедлялась [16]. Кроме того, метастазирование в легкие перевиваемой карциномы Льюиса у таких животных (VEGF-R1 TK-/-) оказалось значительно ниже, чем у мышей «дикого типа» (VEGF-R1 TK+/+). По мнению авторов, этот эффект обусловлен тем, что стимуляция рецептора первого типа способствует миграции из костного мозга в кровоток моноцитов, инфильтрирующих легкие и создающих «метастатическую нишу». Cвязывание VEGF-А с экстраклеточным фрагментом VEGFR2-рецептора приводит к его гомо- или гетеродимеризации, активируя внутриклеточные сигнальные пути, запуская пролиферацию и миграцию эндотелиоцитов, повышая выживаемость и экспрессию антиапоптотических белков, а также увеличивая проницаемость микрососудов [13]. Экспрессия VEGFR2 продемонстрирована как в клетках неопластического эндотелия [48], так и непосредственно в опухолевых клетках [49–53]. VEGFR2- опосредованные внутриклеточные сигналы достоверно приводят к увеличению выживаемости опухолевых клеток в условиях гипоксии и могут способствовать развитию более агрессивного фенотипа [54]. Показано, что интерлейкин 6 потенцирует экспрессию VEGFR2 опухолевыми клетками и интерстициальными клетками эпителия [55]. Поскольку VEGFR2 — это основной рецептор проведения проангиогенного сигнала в эндотелиоцитах, он является важной мишенью для ингибирования ангиогенеза [56, 57]. В случае экспрессии VEGFR2 опухолевыми клетками секретируемый VEGF действует непосредственно как аутокринный фактор, запуская пролиферацию и повышая их выживаемость. |