Web-сайт MolBiol.ru
 

English   Deutsche Fassung  Український варіант
[Войти] [Регистрация]
Биология
всего сообщений: 1235   страницы (62): < 1 2 3 4 5 > » 

раздел новостей: Биология Элементы стромы сдерживают, а не поддерживают развитие панкреатической дуктальной карциномы
16.07.2014 18:11  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 4
картинка: Stromal.pngСложилось мнение, что строма опухоли способствует росту и инвазии раковых клеток, подавляет иммунный ответ на опухоль и действие химиотерапевтических препаратов. Однако оказалось, что нарушение формирования стромы дуктальных карцином поджелудочной железы у модельных мышей путем блокирования сигнального пути Hedgehog приводит к развитию более агрессивных опухолей.

Для панкреатической дуктальной аденокарциномы (PDAC) характерно наличие развитой стромы, состоящей из активированных фибробластов, лейкоцитов и экстраклеточного матрикса. Недавно было показано, что элементы стромы могут стимулировать рост и инвазию клеток злокачественной опухоли, подавлять иммунный ответ на опухоль. Начаты разработки “противостромных” средств для терапии рака.

Показано, что при многих сОлидных раках в формировании стромы активно участвует сигнальный путь Hedgehog (Hh). В нормальной поджелудочной железе этот путь не работает, но активируется при воспалении и неоплазии. Лиганд этого пути (Shh) и весь путь активируются в пренеопластических участках и при дальнейшей прогрессии PDAC способствуя росту стромы.

В данной работе авторы исследовали роль опухолевой стромы на моделирующих PDAC мышах путем адресного для эпителия поджелудочной железы генетического или фармакологического подавления сигнального пути Hh в строме. Предполагалось, что вследствие важной роли, которую Shh играет важную роль в развитии стромы, его делеция должна повлиять на развитие опухолей. Делеция Shh приводила к частичной деградации стромы и изменению ее состава. Однако оказалось, что панкреатические опухоли образуются и при наличии гена, и в его отсутствие. Более того, при делеции опухоли развивались быстрее и продолжительность жизни животных была меньше. Частота образования метастазов существенно увеличивалась. Наблюдалась более сильная экспрессия генов, связанных с эпителиально-мезнехимальной транзицией. Гистологическое исследование опухолей показало значительно бОльшую степень злокачественности.

В результате исследования по подавлению компонентов сигнального пути Hh с помощью фармакологических препаратов авторы пересмотрели сделанные ими ранее выводы. Подавление функции Hh с помощью химического ингибитора IPI-926 приводило к таким же последствиям, как делеция Shh. Кратковременный положительный эффект комбинации IPI-926+ гемцитабин на ранних стадиях прогрессии PDAC, вероятно, был связан с генотоксическим эффектом и в итоге не влияет на развитие опухоли.

Малодифференцированные опухоли PDAC, формирующиеся вследствие делеции Shh или действия IPI-926, имеют сильно развитую сеть кровеносных сосудов. Ингибитор рецептора фактора роста кровеносных сосудов VEGFR практически не влиял на рост опухоли и выживаемость контрольных PDAC-мышей, но заметно увеличивал продолжительность жизни при делеции Shh или действии IPI-926. При этом наблюдалась частичная деградация опухоли. Анализ опухолей PDAC человека показал, что в них степень дифференцировки раковых клеток так же коррелируется с плотностью сети кровеносных сосудов и состоянием стромы, как у модельных мышей. В связи с этим следует рассмотреть возможность проведения направленной против ангиогенеза терапии для лечения больных со слабо дифференцированными и сильно васкуляризированными опухолями PDAC.


Источник: Rhim AD, Oberstein PE, Thomas DH, Mirek ET, Palermo CF(3), Sastra SA, Dekleva EN, Saunders T, Becerra CP, Tattersall IW, Westphalen CB, Kitajewski J, Fernandez-Barrena MG, Fernandez-Zapico ME, Iacobuzio-Donahue C, Olive KP, Stanger BZ. Stromal elements act to restrain, rather than support, pancreatic ductal adenocarcinoma. // Cancer Cell. 2014; V. 25: P. 735-747.

Подпись к рисунку: Схема модели мыши ShhPKCY использованной в работе. Делеции, индуцируемые Cre в эпителии поджелудочной железы, активируют Kras, удаляют аллель р53 и оба аллеля Shh, активируют YFP.

Всего благодарностей: 2Поблагодарили (2): Anya2010, Vadim Sharov



раздел новостей: Биология “Спасение” YAP1 запускает индуцированный повреждением ДНК апоптоз при гематологических раках
16.07.2014 18:10  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 7
картинка: YAP1.pngОписан механизм подавления апоптоза индуцированного повреждениями ДНК при гематологических раках. В отличие от эпителиальных раков, при которых этот процесс блокируется вследствие инактивации р53, в данном случае он связан с дефицитом необходимого для активации апоптоза эффектора пути Hippo YAP1. Инактивация киназы STK4, блокирующей экспрессию YAP1, представляется перспективным путем лечения гематологических раков.

В раковых и предраковых эпителиальных клетках в ответ на возникновение двунитевых разрывов ДНК и вызванную ими нестабильность генома активируется защитная система, запускающая апоптоз. Но эта система не может быть включена, если поврежден супрессор опухолей р53. При гематологических раках функциональные последствия повреждений ДНК и механизмы, подавляющие апоптоз изучены недостаточно. Кроме того, инактивация р53 при таких раках происходит достаточно редко.

В культивируемых клетках множественной миеломы (ММ) и в клетках, полученных от больных, несмотря на наличие сильных повреждений ДНК существенной гибели клеток не происходило. Следовательно, в клетках ММ имеется механизм, позволяющий им защититься от апоптоза, индуцируемого в нормальных клетках. Сравнение распределения ряда белков в клетках ММ, несущих мутации в ТР53, в ММ не имеющих таких мутаций и в нормальных клетках показали, что инактивация р53 в отличие от эпителия не играет существенной роли в развитии неоплазии гематопоэтических клеток. Альтернативный путь апоптозного ответа в них связан с переходом в ядро белка ABL1. Обработка ингибитором киназной активности ABL1 увеличивала жизнеспособность клеток. Следовательно, киназная активность ядерного ABL1 необходима для индукции апоптоза.

ABL1 формирует комплекс с р73 (гомологом р53) и эффектором пути Hippo YAP1. Известно, что в ответ на повреждение ДНК ABL1 индуцирует апоптоз фосфорилируя YAP1, который стабилизирует р73 и вместе с ним активирует проапоптозные гены. При ряде эпителиальных раков YAP1 проявляет себя как онкоген. Однако анализ опубликованных данных показал, что если экспрессия YAP1 в линиях клеток эпителиальных раков усилена, при гематологических раках она, как правило, резко подавлена. У больных ММ с низким уровнем YAP1 продолжительность жизни оказалась сильно сниженной.

Эксперименты по введению в культуры клеток ММ с делецией гена YAP1 активно экспрессирующегося гена показали, что это приводит к апоптозу и существенному уменьшению количества клеток. И наоборот, подавление YAP1 специфическими shРНК усиливало пролиферацию и выживаемость клеток. Вследствие функционального взаимодействия YAP1 и р73, экспрессия YAP1 сильно повышала уровень белка р73, хотя и весьма умеренно, стимулировала синтез его мРНК. Соответственно, усиливалась экспрессия генов, которые р73 регулирует как фактор транскрипции. В общем полученные результаты свидетельствуют, что апоптоз в клетках ММ индуцированный повреждениями ДНК и экспрессией YAP1, происходит путем усиления функции р73 и активации контролируемых им проапоптозных генов.

Было известно, что серин-треониновая киназа STK4 сильно снижает уровень YAP1 в клетке. Эксперименты по подавлению STK4 с помощью shРНК показали резкое усиление синтеза YAP1 как на уровне белка, так и мРНК. При этом существенно подавлялась пролиферация клеток и резко активизировался апоптоз. В клетках ММ с делецией YAP1 таких явлений не наблюдалось. Мутантная STK4, лишенная киназной активности, экспрессию YAP1 не подавляла. Эксперименты на мышах показали, что при введении им клеток ММ без подавления STK4 опухоли развивались, но если в них STK4 была подавлена, опухолей не наблюдалось. Таким образом, подавление STK4 активирует YAP1 и запускает каскад апоптоза как in vitro, так и in vivo.

Проверка набора линий клеток лимфомы и лейкемии показала, что так же, как при ММ во многих из них происходит повреждение ДНК, ABL1 локализован в ядре, а экспрессия YAP1 как на уровне белка, так и мРНК весьма низкая. И так же, как при ММ, низкое содержание YAP1 коррелировалось с негативным прогнозом у больных. Введение в клетки активно экспрессирующегося YAP1 приводило к активации генов, контролируемых р73, к апоптозу и уменьшению количества клеток.

С точки зрения клинической практики STK4 представляется многообещающей мишенью для лечения гематологических раков, характеризующихся повреждением ДНК и низким уровнем YAP1. Более того, выключение STK4 индуцирует апоптоз и в клетках, несущих мутантный ТР53. Поэтому восстановление уровня YAP1 также может быть эффективно для лечения опухолей с инактивированным Р53 и негативным прогнозом.


Источник: Cottini F, Hideshima T, Xu C, Sattler M, Dori M, Agnelli L, Ten Hacken E, Bertilaccio MT, Antonini E, Neri A, Ponzoni M, Marcatti M, Richardson PG, Carrasco R, Kimmelman AC, Wong KK, Caligaris-Cappio F, Blandino G, Kuehl WM, Anderson KC, Tonon G. Rescue of Hippo coactivator YAP1 triggers DNA damage-induced apoptosis in hematological cancers. // Nat Med. 2014; V. 20: P. 599-606.

Подпись к рисунку: Модель взаимодействия ABL1-YAP1-p73 и влияния подавления STK4 на уровень YAP1 при множественной миеломе.

Всего благодарностей: 4Поблагодарили (4): Vadim Sharov, LMP, haurhot, Пасюк


раздел новостей: Биология Истощение стромы раковой опухоли ускоряет ее развитие
16.07.2014 18:09  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 7
картинка: Fibro.pngПодавление миофибробластов стромы панкреатической дуктальной аденокарциномы повышает агрессивность опухоли, и использовать их в качестве мишени для терапии следует с осторожностью. Но истощение фибробластов в комбинации с анти-CTLA-4 иммунотерапией благоприятно влияет на опухоль и продлевает жизнь животных. Возможно это поможет при разработке новых подходов к терапии.

Панкреатическая дуктальная аденокарцинома (PDAC) практически всегда летальна, и средний период выживаемости пациентов составляет лишь 4-6 месяцев. Традиционная химиотерапия как правило желаемого эффекта не дает. Недавно показано, что фиброзная строма, формируемая многими солидными опухолями, в том числе PDAC, препятствует проникновению и действию на опухоль химиотерапевтических агентов. Практически единственным путем поиска эффективных путей воздействия на строму являются эксперименты на соответствующих модельных мышах, полученных с помощью методов генетической инженерии.

Истощение стромы путем блокирования паракринного сигнального пути Hedgehog дало обнадеживающие результаты: оно облегчает доступ лекарств к опухоли. Но эксперименты по блокированию миофибробластов стромы дали обескураживающий результат: наблюдалось ускорение прогрессии PDAC. Это требует детального исследования вклада стромы в процессы инициации и прогрессии PDAC, в частности функциональной роли αSMA+ миофибробластов и коллагена типа I.

На модельных мышах, воспроизводящих PDAC человека и позволяющих селективно подавлять полиферацию αSMA+ миофибробластов авторы показали, что истощение фибробластов стромы как на стадии уже сформировавшейся опухоли, так и на стадии предшественника PDAC – панкреатической интраэпителиальной неоплазии приводит к развитию более инвазивных недифференцированных и некротизированных опухолей, чем опухоли, возникающие без истощения. Продолжительность жизни животных существенно сокращалась. Иммуногистохимическое исследование опухолей, удаленных у пациентов с PDAC показало, что продолжительность жизни больных с низким содержанием αSMA была достоверно ниже, чем у больных с высоким содержанием, опухоли были слабее дифференцированы.

Истощение миофибробластов в строме опухолей мышей сопровождалось уменьшением содержания коллагена типа I и нарушением структуры экстраклеточного матрикса. Подавлялся ангиогенез, усиливалась гипоксия опухолей, включалась программа эпителиально-мезенхимальной транзиции, и многие раковые клетки экспрессировали антигены, свойственные стволовым раковым клеткам. Ранее на другой мышиной модели PDAC было показано, что истощение стромы вследствие блокирования сигнального пути Hedgehog повышает чувствительность опухолей к химиотерапевтическим средствам. В данном же случае, несмотря на уменьшение количества миофибробластов и коллагена, гемцитабин не влиял на развитие опухоли и продолжительность жизни животных.

Профайлинг экспрессирующихся генов у мышей при истощении миофибробластов показал существенные изменения экспрессии генов, связанных с иммунным ответом на опухоль. На ранних стадиях (панкреатическая интраэпителиальная неоплазия) существенно уменьшалась инфильтрация опухоли CD45+ и CD3+ Т-клетками, CD19+ В-клетками. И на ранних, и на более поздних стадиях развития PDAC уменьшалась доля Т-клеток эффекторов (Teff, CD4+Foxp3-) по отношению к Т-регуляторам (Treg, CD4+Foxp3+). Уменьшенное соотношение Teff/Treg было связано с усиленной экспрессией поверхностного антигена цитотоксичных лимфоцитов CTLA-4. Введение мышам антител против CTLA-4 в комбинации с истощением стромы продлевало их жизнь на 60%. При этом опухолевая ткань частично замещалась нормальной паренхимой, уменьшалось содержание недифференцированных клеток в опухоли. На молекулярном уровне восстанавливалось соотношение Teff/Treg, профиль экспрессии генов приближался к профилю опухолей с неистощенной стромой.


Источник: Ozdemir BC, Pentcheva-Hoang T, Carstens JL, Zheng X, Wu CC, Simpson TR, Laklai H, Sugimoto H, Kahlert C, Novitskiy SV, De Jesus-Acosta A, Sharma P, Heidari P, Mahmood U, Chin L, Moses HL, Weaver VM, Maitra A, Allison JP, LeBleu VS, Kalluri R. Depletion of carcinoma-associated fibroblasts and fibrosis induces immunosuppression and accelerates pancreas cancer with reduced survival. // Cancer Cell. 2014; V. 25: P. 719-734.

Подпись к рисунку: Выживаемость больных PDAC с высоким и низким уровнем αSMA в строме опухоли.

Всего благодарностей: 3Поблагодарили (3): NCP-bio, Vadim Sharov, Anya2010


раздел новостей: Биология Онкогенный Kras активирует контролируемый интерлейкином-17 путь гематопоэз – эпителий при панк. преинвазивной неоплазии
16.07.2014 17:59  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 0
картинка: PanIN.jpgДля инициации и прогрессии ранних стадий рака поджелудочной железы требуется продукция Т-клетками CD4+ и γδT интерлейкина-17 и воздействие его на клетки эпителия. Подавление компонентов этой оси передачи сигнала от гематопоэтических клеток к эпителиальным может стать эффективной стратегией для лечения и/или предотвращения рака.

Развитие многих раков человека, в том числе рака поджелудочной железы (ПЖЖ), сильно ускоряется при хронических воспалениях. Но информации о молекулярных механизмах, обеспечивающих это ускорение, пока недостаточно. Среди клеток, связанных с воспалением, Т-хелперные клетки (ТН17), продуцирующие интерлейкин-17, играют активную роль и при хроническом воспалении, и при онкогенезе, индуцированным воспалением. Дифференцировка ТН17 происходит с участием IL-6 и TGF-β, которые присутствуют в микроокружении раковой опухоли ПЖЖ. Авторы исследовали роль продуцирующих IL-17 гематопоэтических клеток на ранних стадиях неоплазии ПЖЖ.

В то время, как фактор транскрипции RORγt, контролирующий дифференцировку продуцирующих IL-17 Т-клеток, практически отсутствует в нормальной ткани ПЖЖ, иммуногистохимическое исследование обнаружило его в клетках стромы ацинарно-дуктарной метаплазии (ADM), на ранних и продвинутых стадиях интраэпителиальной неоплазии (PanIN). Рецептор А IL-17 (IL-17RА) также отсутствовал в нормальной ткани, слабо экспрессировался в ADM и активно в PanIN.

Функциональное значение IL-17 на ранних стадиях неоплазии исследовали на модельных мышах. Индуктор панкреатита церулеин через 4 недели после активации онкогенного KrasG12D вызывал у животных PanIN. Сочетанный эффект KrasG12D и панкреатита вызывал синергичную и очень сильную активацию экспрессии IL-17 как в CD4+-, так и в γδTCR+-популяциях клеток очагов панкреатита. Подавление CD4+-Т-клеток – предшественников продуцентов IL-17 значительно замедляло формирование PanIN, что позволило предположить пронеопластический эффект продуцирующих IL-17 Т-клеток при формировании PanIN.

Введение мышам аденовирусного вектора, несущего ген IL-17А, сильно ускоряло возникновение и прогрессию PanIN подобно тому, как это происходило под действием церулеина. При подавлении продукции IL-17А гематопоэтическими клетками эти процессы сильно замедлялись. Нейтрализация пути функционирования IL17А при введении мышам смеси антител против IL17А+ IL17RА сопровождалась таким же эффектом.

В нормальной эпителиальной ткани ПЖЖ антитела против IL17RА выявляли лишь минимальные количества этого белка. Но в базальной мембране ADM и в эпителиальных клетках PanIN его экспрессия оказалась весьма активной. Мутантный KrasG12D еще сильнее активировал экспрессию IL17RА в PanIN. В результате введения мышам смеси антител против IL17RА, IL17А и IL17F в эпителиальных клетках PanIN резко подавлялась экспрессия генов сигнальных путей, контролируемых IL17.

Полученные результаты показывают существование контролируемой IL17 оси передачи сигнала от гематопоэтических к эпителиальным клеткам, и этот вектор представляет собой важнейший регулятор на ранних стадиях неоплазии ПЖЖ. Компоненты оси потенциально могут быть мишенями для лечения и/или предотвращения рака ПЖЖ.


Источник: McAllister F, Bailey JM, Alsina J, Nirschl CJ, Sharma R, Fan H, Rattigan Y, Roeser JC, Lankapalli RH, Zhang H, Jaffee EM, Drake CG, Housseau F, Maitra A, Kolls JK, Sears CL, Pardoll DM, Leach SD. Oncogenic Kras Activates a Hematopoietic-to-Epithelial IL-17 Signaling Axis in Preinvasive Pancreatic Neoplasia. // Cancer Cell. 2014; V. 25: P. 621-637.

Подпись к рисунку: Микрофотография интраэпителиальной неоплазии поджелудочной железы (PanIN).

Всего благодарностей: 1Поблагодарили (1): Vadim Sharov


раздел новостей: Биология Механизм термокомпенсации сигнального каскада Notch
11.07.2014 11:04  xenopus / Redactor           к началу страницы  комментарии: 6
картинка: Notch_thermocompensation.gifМолекулярно-биологические события, как и любые другие химические реакции, зависят от температуры. Следовательно, должны существовать определенные механизмы, обеспечивающие тонкую подстройку большого числа взаимосвязанных биохимических процессов, и придающие системе устойчивость, надежность (robustness). Без таких подстроечных механизмов и эмбриональное развитие, и поддержание нормальной организации тканей при отклонении температуры от оптимальной было бы невозможно. Тем не менее, исследований на эту тему поразительно мало.

Недавно британские ученые на модели дрозофилы выяснили механизмы термокомпенсации активности сигнального каскада Notch. Напомним, что сигнальный каскад Notch активируется при связывании трансмембранного лиганда Delta (на поверхности соседней клетки) с рецептором Notch, что приводит к протеолитическому отщеплению С-конца Notch, который перемещается в ядро и выступает там в качестве транскрипционного активатора. Однако, существуют механизмы лиганд-независимой регуляции какскада Notch, связанные с эндоцитозом. В одном случае, Notch попадает в лизосомы при участии клатрина и белка Deltex (Dx), что приводит к активации каскада. В другом случае, при участии suppressor of deltex (Su(dx)), и холестерол-богатых мембранных доменов, Notch отправляется в ранние эндосомы, что приводит к его деградации и подавлению каскада. Мутация по Dx является температурно-чувствительной, что привело авторов к идее о его роли в термокомпенсации каскада. Используя различные мутантные производные Notch, они изучили влияние температуры на активность компонентов каскада по отдельности. Выяснилось, что активность Dx не зависит от температуры, тогда как Su(dx)-опосредованный эндоцитоз возрастает при повышении температуры, что приводит к компенсации усиления лиганд-зависимой активности каскада при повышении температуры. Исходя из экспериментальных данных, авторы построили математическую модель каскада, адекватно описывающую поведение каскада как в норме (при разных температурах), так при мутациях. Таким образом, данная работа является важной вехой в изучении механизмов термокомпенсации основных сигнальных каскадов животных.


Картинка из preview к рассматриваемой статье (R6, R7, R9 -точки активации каскада, соответствующие дифференциальным уравнениям в мат. модели каскада). Dx и Su(dx) пути пересекаются при сортировке в ранних эндосомах, что обеспечивается, предположительно, белком Krz.

Источники
preview: Delidakis. Tempering Temperature Changes for Robust Development. Cell 2014, Volume 157, Issue 5, p1010–1012.

статья: Shimizu et al. Compensatory Flux Changes within an Endocytic Trafficking Network Maintain Thermal Robustness of Notch Signaling. Cell 2014, Volume 157, Issue 5, p1160–1174.

Всего благодарностей: 1Поблагодарили (1): Vadim Sharov


раздел новостей: Биология Длинная некодирующая РНК, активируемая TGF-β (lncRNA-ATB) – промотор инвазии и метастаз при гепатоцеллюлярной карциноме
09.07.2014 16:24  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 0
картинка: lncRNA.gifПоказано, что lncRNA-ATB является важнейшим регулятором сигнальных путей TGF-β и установлена его роль в регуляции lncRNA. Полученные результаты по роли lncRNA-ATB на ранних и поздних стадиях процессов инвазивного роста опухолей и метастазирования позволяют считать, что эти РНК могут быть мишенями для разработки методов противометастазной терапии.

Гепатоцеллюлярная карцинома (hepatocellular carcinoma – HCC) представляет собой одно из самых часто встречающихся и агрессивных онкологических заболеваний. Негативный прогноз обычно связан с метастазами. Метастазирование связано с эпителиально-мезенхимальной транзицией (EMT), индуцируемой мультифункциональным цитокином - трансформирующим ростовым фактором бета (TGF-β). Множественные и часто противонаправленные функции TGF-β требуют исследования процессов, индуцируемых TGF-β, и поиска специфических ингибиторов зависимых от TGF-β путей для лечения HCC. Недавно было показано, что некоторые длинные (более 200 нуклеотидов) некодирующие РНК связаны с модуляцией метастазирования, но их роль как медиаторов прометастатического действия TGF-β и EMT была мало изучена.

Обработка клеток НСС SMMC-7721 TGF-β индуцировала к EMT, о чем свидетельствовало изменение их морфологии, подавление эпителиальных и активация мезенхимальных маркеров. При этом наблюдалось подавление 297 и активация синтеза 676 lncRNA (activated by TGF-β - lncRNA-ATB). Кратковременная обработка TGF-β также индуцировала синтез lncRNA-ATB в культуре нормальных клеток печени, в культурах клеток колоректального рака, рака молочной железы. LncRNA-ATB в клетках НСС и особенно в агрессивных метастазах экспрессировались гораздо эффективнее, чем в нормальных клетках печени.

В 46 lncRNA-ATB обнаруживалось 76 участков, которые могут быть атакованы микроРНК семейства miR-200. Известно, что miR-200 подавляют ЕМТ и инвазивный рост опухолей атакуя 3'-UTR мРНК генов ZEB1 и ZEB2. Прямые эксперименты показали, что miR-200 действительно атакуют lncRNA-ATB, но не вызывают их деградации. Биологическим последствием образования комплексов с lncRNA-ATB и выведением miR-200 из системы контроля действительно оказалось нарастание в клетках количества транскриптов и белков ZEB1 и ZEB2. Искусственно усиленная транскрипция miR-200 снимала этот эффект. В 86 НСС человека уровень транскрипции мРНК ZEB1 и ZEB2 корелировал с уровнем lncRNA-ATB. Высокий уровень экспрессии lncRNA-ATB у этих 86 пациентов сокращал периоды без рецидивов и продолжительность жизни пациента.

Эксперименты по введению клеток НСС модельным мышам показали, что in vivo lncRNA-ATB усиливает экспрессию ZEB1 и ZEB2, индуцирует ЕМТ и способствует инвазии опухолей. Все эти процессы зависят от miR-200. LncRNA-ATB также способствует колонизации клеток в печени и легких, но этот эффект не связан с ЕМТ и miR-200. Поэтому он может контролироваться другими генами и сигнальными путями.

Недавно было показано, что lncRNA могут взаимодействовать с мРНК и стабилизировать их. Иммунопреципитация lncRNA-ATB и анализ связанных с ней транскриптов показали, что комплексы особенно обогащены мРНК интерлейкина-11 (IL-11). Было известно, что IL-11 активирует сигнальный путь STAT3 и связан с формированием метастаз. Эксперименты показали, что lncRNA-ATB повышает уровень экспрессии IL-11, усиливает его секрецию клетками и активирует сигнальный путь STAT3 по аутокринному механизму. Эти процессы не связаны с miR-200. Сравнительный анализ первичных НСС человека и метастаз показал, что в метастазах уровень транскрипции мРНК IL-11 существенно выше. Следовательно, IL-11 может быть связан с метастазированием и ролью lncRNA-ATB в регуляции продукции IL-11. LncRNA-ATB усиливает метастатический потенциал клеток НСС, и этот эффект связан с IL-11.


Источник: Yuan JH, Yang F, Wang F, Ma JZ, Guo YJ, Tao QF, Liu F, Pan W, Wang TT, Zhou CC, Wang SB, Wang YZ, Yang Y, Yang N, Zhou WP, Yang GS, Sun SH. A Long Noncoding RNA Activated by TGF-β Promotes the Invasion-Metastasis Cascade in Hepatocellular Carcinoma. // Cancer Cell. 2014; V. 25: P. 666-681.

Подпись к рисунку: LncRNA-ATB, активируемая TGF-β, активирует инвазию клеток НСС посредством связывания miR-200, что приводит к активации ZEB1 и ZEB2, индуцирующих ЕМТ. С другой стороны, lncRNA-ATB способствует колонизации клеток НСС в сайтах образования метастаз повышая стабильность мРНК интерлейкина-11, вызывая индукцию IL-11 и активацию сигнального пути STAT3.

Всего благодарностей: 1Поблагодарили (1): Vadim Sharov


раздел новостей: Биология Онкогенные мутации регулируют апоптоз индуцируемый TGF-β
07.07.2014 16:15  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 0
картинка: _______.pngКлючевым медиатором при апоптозе, индуцированным TGF-β в аденомах кишечника, является Bim. Мутации, возникающие в ходе прогрессии опухоли в колоректальный рак, меняют уровень Bim и чувствительность к TGF-β. Миметики BIM могут индуцировать апоптоз даже в клетках рака, устойчивых к TGF-β.

Колоректальный рак (CRC) является одним их наиболее частых онкологических заболеваний. Обычно инициирующим событием является активация пути β-катенин/TCF. Уровень β-катенина контролируется белковым комплексом, в состав которого входит белок АРС, ген которого мутирован в 70-80% случаев спорадического CRC. В ходе дальнейшей прогрессии активируется онкоген KRAS и подавляется функция супрессора опухолей р53. В большинстве опухолей CRC повреждены также компоненты сигнального пути TGF-β/Smad, но его роль в развитии раковых опухолей из аденом кишечника оставалась неясной.

Для изучения функций TGF-β (трансформирующего ростового фактора бета) на ранних стадиях канцерогенеза авторы использовали мышиные модели in vivo и недавно разработанные органоидные культуры кишечника ex vivo.

На органоидных культурах они показали, что TGF-β индуцирует апоптоидный эффект на ранних стадиях развития аденом кишечника, индуцируя продукцию белка BCL2L11 (Bim), в результате чего происходит олигомеризация проапоптозного белка Bak, но не Bax. TGF-β индуцирует апоптоз in vivo в клетках аденомы, в том числе в стволовых клетках Lgr5+. Различные стадии прогрессии аденомы по-разному чувствительны к индуции TGF-β гибели клеток.

Культивируемые крипты кишечника мышей в результате таргетной для эпителия кишечника делеции Арс формировали сфероиды, подобные по морфологии аденомам. Обработка их TGF-β вызывала апоптоз, зависимый от каспазы-3. Апоптоз блокировался ингибиторами TGF-β и каспазы-3. TGF-β подавлял экспрессию антиапоптозного белка Birc5 и стимулировал продукцию изоформы проапоптозного белка BH3-only BimEL (Bim). Трансдукция лентивирусным вектором, продуцирующим анти-Bim shРНК вызывала устойчивость клеток к гибели под действием TGF-β. Bim образует комплексы с рядом антиапоптозных белков – Bcl2, Bclx, Mcl1, освобождая и активируя связанные с ними белки Bax и/или Bak. Активация Bax и/или Bak сопровождается их олигомеризацией и образованием пор в мембранах митохондрий. Это приводит к выходу цитохрома с в цитоплазму, активации каспазного каскада и в конечном итоге к апоптозу. В экспериментах с обработанными TGF-β органоидами наблюдалась олигомеризация Bak, но не Bax. В общем эксперименты показали, что TGF-β на ранних стадиях развития аденом осуществляет апоптоидный эффект через стимуляцию Bim.

В органоидах, полученных от CRC-пациентов на поздних стадиях прогрессии опухоли, в которых был инактивирован путь TGF-β/SMAD4, TGF-β не приводил к стимуляции белков BIM и к апоптозу. Но обработка миметиками BIM индуцировала каспазу-3 и гибель органоидов.

В органоидах мышей, дефектных по Арс, задолго до проявления морфологических признаков апоптоза TGF-β резко подавлял экспрессию маркеров стволовых клеток, сопровождавшуюся усилением экспрессии Bim и каспазы-3.

Органоиды дикого типа оказались более устойчивыми к апоптозному действию TGF-β, чем дефектные по Арс. Вероятно, это связано с активностью IGF-I-рецепторного пути. Ингибиторы IGF-I-рецепторов усиливали апоптоз в органоидах дикого типа, но не в дефектных по Арс.

Возникновение мутаций гена KRAS при прогрессии опухоли защищало клетки от TGF-β-апоптоза. Органоиды, полученные от CRC-пациентов с мутацией, были более устойчивы к TGF-β, чем органоиды без мутации. Это, вероятно, связано с активацией пути ERK1/2, так как его ингибиторы усиливали эффект TGF-β в органоидах с мутацией KRAS, но не в органоидах без мутации.

Таким образом показано, что ключевым медиатором при апоптозе, индуцированным TGF-β в аденомах кишечника, является Bim. Мутации, возникающие в ходе прогрессии опухоли, меняют уровень Bim и чувствительность к TGF-β. Миметики BIM могут индуцировать апоптоз даже в клетках CRC, устойчивых к TGF-β.


Подпись к рисунку: Микрофотография ворсинчатой аденомы кишечника.

Источник: Wiener Z, Band AM, Kallio P, Högström J, Hyvönen V, Kaijalainen S, Ritvos O, Haglund C, Kruuna O, Robine S, Louvard D, Ben-Neriah Y, Alitalo K. Oncogenic mutations in intestinal adenomas regulate Bim-mediated apoptosis induced by TGF-β. // Proc Natl Acad Sci USA. 2014; V. 111: P. E2229-E2236.

Всего благодарностей: 1Поблагодарили (1): Vadim Sharov


раздел новостей: Биология У пресноводной гидры обнаружены опухоли
26.06.2014 20:28  xenopus / Redactor           к началу страницы  комментарии: 12
картинка: Hydra_tumors.pngОпухоли (в том числе злокачественные), их возникновение и прогрессия по понятным причинам изучаются в основном на млекопитающих. Немногие работы посвящены изучению опухолей у беспозвоночных, в первую очередь у Drosophila и C. elegans, относящихся к кладе билатерально-симметричных животных. Между тем, гены, участвующие в онкогенезе у млекопитающих, появились в эволюции вместе с появлением многоклеточных животных. Исходя из этого, можно было бы ожидать, что опухоли могут возникать у всех многоклеточных животных, включая самых примитивных – типа губок и книдарий. Однако до недавнего времени этот вопрос практически не был изучен.

В только что вышедшей статье в Nature communications сообщается об открытии и изучении опухолей у двух видов гидр, представителей книдарий (Hydra oligactis и Pelmatohydra robusta). Авторы обратили внимание на странные новообразования эктодермы, спонтанно возникающие у гидр, живущих в лабораторной культуре. При почковании больных особей опухоли возникали у большинства дочерних особей. При трансплантации в здоровых гидр опухоли успешно развивались у реципиентов. Таким образом, авторы поддерживали несущие опухоли гидры в культуре на протяжении 5 лет. Опухоли не приводили к гибели животных, но значительно снижали как скорость почкования, так и способность к половому размножению. Анализ морфологии клеток и некоторых молекулярных маркеров показал, что опухоли представляют собой клетки половой линии, "застрявшие" на промежуточной фазе дифференцировки в женские половые клетки. (У гидры половые клетки развиваются из интерстициальных, давая начало яйцеклетке и многочисленным питающим клеткам; последние претерпевают массированный апоптоз и фагоцитируются развивающейся яйцеклеткой). Было установлено, что скорость пролиферации в опухолях примерно такая же, как и у нормальных клеток, однако апоптоз у них оказался подавленным. Таким образом, изученные опухоли возникают в результате блокирования дифференцировки ооцитов. При трансплантации меченые опухолевые клетки расползаются по организму реципиента гораздо быстрее, чем контрольные (нормальные), что напоминает поведение инвазивных опухолей млекопитающих. Анализ транскриптомов показал, что профили экспрессии генов сильно различаются у здоровых асексуальных животных, женских особей в процессе оогенеза и у опухолей. Было идентифицировано 196 опухолеспецифичных транскриптов, для 44 из которых существуют гомологи среди онкогенов млекопитающих. Кроме них, были найдены таксономически ограниченные гены, а также гены эволюционно консервативные, но не участвующие в онкогенезе у позвоночных. Авторы проанализировали паттерн экспрессии гена, гомологичного tpt1 (translationally controlled tumor protein1, p23) – он активно транскрибируется в опухолях, но не в здоровых животных (см.рис.).

Таким образом, полученные результаты представляют собой впервые изученный процесс опухолеобразования у эволюционно древних животных, возникших до появления билатерий. Это открытие сильно меняет представление об эволюционных корнях онкогенеза – спонтанное опухолеобразование, видимо, представляет собой древнейший процесс, а не является "изобретением" эволюционно продвинутых животных. Помимо этого, есть еще один интересный аспект. Известно, что гидры являются редким примером потенциально бессмертных животных, однако даже они не оказались способны избежать появления опухолей.

Картинки из рассматриваемой статьи:
Верхний ряд: эволюционное древо животных с предсказанным моментом появления опухолей.
Нижний ряд: экспрессия гена tpt1/p23 в гидрах с опухолями (слева), в здоровых асексуальных (в середине) и женских особях (справа) (на врезках – негативный контроль).

Источник:
Domazet-Loso T et al. Naturally occurring tumours in the basal metazoan Hydra Nat Commun. 2014 Jun 24;5:4222.


Всего благодарностей: 15Поблагодарили (15): Pharmaсol, Serpent, OTK, Vladimirkox, vladimirchi, plantago, abblackhole, IMK, inview, Dashas, Vadim Sharov, ECH, YSP, Пасюк, NBSC


раздел новостей: Биология Происхождение и функции макрофагов, ассоциированных с опухолями
30.06.2014 16:15  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 0
картинка: TAM.pngРост раковой опухоли молочной железы сопровождается накоплением ассоциированных с опухолью макрофагов (TAMs), отличных от нормальных макрофагов ткани (MTMs) по функциональным и молекулярным характеристикам. В отличие от MTMs для формирования TAMs необходимо функционирование сигнального пути Notch. Подавление Notch и, соответственно, TAMs восстанавливает противоопухолевый иммунный ответ, осуществляемый Т-лимфоцитами и приводит к подавлению роста опухоли.

Недавно было показано, что кроме таких хорошо известных функций макрофагов для поддержания гомеостаза клеток и защиты организма от патогенов, они могут подавлять иммуносупрессию опухолей и способствовать их прогрессии. Высокая плотность макрофагов в опухоли связана с негативным прогнозом при ряде раков.

Авторы детально исследовали вклад макрофагов в развитие опухоли молочной железы у мышей. Они идентифицировали в опухолях особую разновидность макрофагов, названных TAMs (tumor-associated macrophages), экспрессирующих маркеры дендритных клеток MHCII и CD11c и маркер макрофагов F4/80. По морфологии, набору белковых маркеров они отличались от нормальных макрофагов ткани молочной железы MTMs (mammary tissue macrophages). При росте опухоли увеличивалось количество TAMs и уменьшалось количество MTMs.

С целью глубже изучить различия TAMs и MTMs в них был проанализирован профиль экспрессирующихся генов. В TAMs слабее чем в MTMs экспрессировался интегрин CD11b, но некоторые другие интегрины и рецептор Vcam1 экспрессировались намного активнее. Вопреки ранее высказанным предположениям о том, что с прогрессией опухоли могут быть ассоциированы так называемые альтернативно активированные макрофаги (ААМ), в TAMs не обнаруживался ряд маркеров, свойственных ААМ. Напротив, MTMs имели больше сходства с ААМ. Данные по экспрессии были подтверждены анализом белков. Было также показано, что усиленная экспрессия Vcam1 происходит на поздних стадиях дифференцировки TAMs. В общем оказалось, что TAMs не являются ААМ, и что их дифференцировка не является вторичным иммунным ответом, связанным с развитием опухоли. Профиль экспрессии генов TAMs выявил активную транскрипцию компонентов сигнального пути Notch. Эксперименты на опухолях мышей, у которых был выключен ключевой регулятор транскрипции Notch RBPJ, показали, что в таких условиях полной дифференцировки воспалительных моноцитов в TAMs не происходило. В то же время дифференцировка MTMs при этом не нарушалась.

Подавление сигнального пути Notch сопровождалось резким подавлением роста опухолей и усилением активности Т лимфоцитов. Таким образом, происходящие от моноцитов зависимые от Notch TAMs требуются для роста опухоли. Они подавляют иммунный ответ на опухоль, который осуществляют лимфоциты. Полученные результаты существенно дополняют сведения о роли макрофагов в биологии опухолей и, вероятно, открывают возможности для разработки способов лечения рака путем воздействия на TAMs-специфические механизмы.


Источники:
Franklin RA, Liao W, Sarkar A, Kim MV, Bivona MR, Liu K, Pamer EG, Li MO. The cellular and molecular origin of tumor-associated macrophages. // Science. 2014; V. 344: P. 921-925.

Perdiguero EG, Geissmann F. Cancer immunology. Identifying the infiltrators. // Science. 2014; V. 344: P. 801-802.

Подпись к рисунку: Три стадии прогрессии раковой опухоли. В центре показано происхождение ассоциированных с опухолью макрофагов, их способность блокировать работу Т-клеток.

Всего благодарностей: 7Поблагодарили (7): Julchik, smmuscle, haurhot, DaDa-Bu, Danse, Vadim Sharov, Anya2010


раздел новостей: Биология Бог ветра – промотор рака легких
27.06.2014 13:38  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 2
картинка: Wind..pngПрикрепление клеток к физическому окружению, обязательное для их существования, в норме утрачивается при формировании зрелых клеток в гематопоэзе. Показано, что приобретение эпителиальными раковыми клетками способности к автономному существованию , облегчающее миграцию клеток в места формирования метастаз, связано с аномальной экспрессией характерного для гемтопоэтических клеток белка Aiolos. Aiolos подавляет экспрессию ряда генов, связанных с адгезией клеток, в том числе блокирует синтез мРНК р66Shc, ингибирующего сигнальные пути факторов роста и индуцирующего аноикоз.

Эпигенетические механизмы, участвующие в обретении опухолевыми клетками способности к метастазированию, еще мало изучены. В частности, не ясно, как перепрограммирование транскрипции придает эпителиальным клеткам свойства гематопоэтических, обеспечивая им способность к метастазированию. Aiolos (Эол – греческий бог ветра), кодируемый геном IKZF3 – членом семейства генов Ikaros, контролирующих белки с «цинковыми пальцами», в норме экспрессируется в лимфоидных клетках. Aiolos вызывает сильные изменения экспрессии ряда генов в основном вследствие мобилизации модификаторов хроматина, перестраивающих нуклеосомы и комплекса деацетилаз NuRD. В ряде работ было показано, что Aiolos экспрессируется в некоторых опухолях, но последствия этой экспрессии оставались полностью неизвестными.

Авторы предположили, что Aiolos может придавать раковым клеткам способность существовать без прикрепления к физическому окружению. Они изучили молекулярные и клинические последствия экспрессии Aiolos при раке легких. Было поведено иммуногистохимическое исследование экспрессии Aiolos в 116 опухолях немелкоклеточного рака (NSCLC), 17 мелкоклеточного рака (SCLC) и 7 образцив нормальных тканей легких вблизи опухолей. В нормальной ткани и в строме опухолей Aiolos не обнаруживался. В большинстве NSCLC и во всех SCLC клетках он присутствовал в ядре. В SCLC его было намного больше, чем в NSCLC, и для SCLC был характерен четко выраженный негативный прогноз, связанный с ранней диссеменацией и метастазированием.

Сравнение профилей экспрессируемых генов в культурах клеток карциномы легких А549 без эндогенного Aiolos и А549, в которые введен активно работающий ген IKZF3, выявило 270 генов, экспрессия которых подавлялась более чем в 2 раза и 267 генов, которые активировались более чем в 2 раза. Среди подавляемых оказался ряд генов, играющих важную роль в адгезии клетка-клетка или клетка-матрикс, среди активируемых – гены, связанные с метастазированием. Подавление экспрессии IKZF3 с помощью shРНК в активно синтезирующих Aiolos клетках Н1155 из опухоли NSCLC давало реципрокный эффект. Экспрессия Aiolos изменяла морфологию клеток, подавляла синтез белков важных для межклеточной адгезии, снижала их адгезию на фибронектин – основной компонент экстраклеточного матрикса легких и стромы опухоли. Aiolos придавал клеткам А549 способность расти в полужидком агаре, резко повышал эффективность образования метастаз в легких мышей при введении их в кровоток мышей. Проверка ряда линий клеток, полученных из раковых опухолей молочной железы, печени, толстого кишечника показала, что примерно в половине из них экспрессируется Aiolos, и его экспрессия коррелировала со способностью образовывать метастазы у мышей. Высокий уровень экспрессии Aiolos/IKZF3 при раке молочной железы у женщин коррелировал с негативным прогнозом развития заболевания.

Экспрессия Aiolos более чем в 2 раза подавляла синтез адаптерного белка Shc. Кодрующий его ген SHC1 имеет два промотора, независимо контролирующих синтез р52Shc и р66Shc. р66Shc требуется для осуществления аноикоза – программируемой гибели клеток при утрате контакта с физическим окружением. Эксперименты показали, что Aiolos подавляет экспрессию р66Shc, но не р52Shc, который для аноикоза не требуется. р66Shc, но не р52Shc является сильным супрессором метастазирования при введении клеток мышам. Но подавление Aiolos не восстанавливает экспрессию р66Shc. Aiolos может быть необходим для инициации, но не для поддержания супрессии р66Shc. Анализ клеточных линий из опухолей рака легких и клеток, полученных из опухолей показал, что Aiolos сильно подавляет р66Shc и in vitro, и in vivo.

Исследование взаимодействия Aiolos с нуклеотидными последовательностями, окружающими ген SHC1 показало, что Aiolos связывается с Е2 — одним из трех энхансеров, необходимых для эффективного синтеза мРНК р66Shc, и тремя окружающими Е2 участками. В результате разрушается транскрипционный комплекс р66Shc и блокируется его экспрессия.


Источник:
Li X, Xu Z, Du W, Zhang Z, Wei Y, Wang H, Zhu Z, Qin L, Wang L, Niu Q, Zhao X, Girard L, Gong Y, Ma Z, Sun B, Yao Z, Minna JD, Terada LS, Liu Z. Aiolos Promotes Anchorage Independence by Silencing p66Shc Transcription in Cancer Cells. // Cancer Cell. 2014; V. 25: P. 575-589.

Всего благодарностей: 5Поблагодарили (5): R.J.Dio, tryptase, NMR-guy, Werta, Vadim Sharov


раздел новостей: Биология Новый метод доставки лекарственных препаратов в мозг с помощью синтетического пептида
06.06.2014 15:58  Serpent / Redactor           к началу страницы  комментарии: 13
картинка: Dyes.pngЛечение различных заболеваний мозга, включая инфекции и злокачественные новообразования, осложняется невозможностью доставки большинства терапевтических агентов в мозг из-за наличия гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). Разработка неинвазивных методов обеспечения проницаемости ГЭБ для лекарственных препаратов является чрезвычайно важной задачей. В представленной ранее заметке был рассмотрен возможный механизм преодоления ГЭБ в терапевтических целях, реализующийся за счет манипуляций с одним из ключевых компонентов барьера, белком Mfsd2a. В работе, недавно опубликованной коллективом исследователей из Mayo Clinic, представлен альтернативный подход, основанный на доставке веществ в мозг в комплексе с транспортным пептидом.

Авторы изучали возможность доставки в мозг химиотерапевтических агентов для лечения опухолей мозга. В качестве «транспортного средства» использовался синтетический пептид K16ApoE (NH2 – KKKK KKKK KKKK KKKK LRVR LASH LRKL RKRL LRDA – NH2). Ранее этой же группой исследователей было показано, что данный пептид способен обеспечивать частичную проницаемость ГЭБ, в результате становится возможным транспорт белковых молекул через барьер. Следует отметить, что в данном случае пептид и транспортируемый белок ковалентно не связаны, что выгодно отличает данный метод доставки от аналогичных стратегий, предложенных ранее. Хотя точный механизм транспорта до сих пор неизвестен, предполагается, что наблюдаемый эффект достигается за счет индуцируемого пептидом образования временных пор в барьере. Пептид K16ApoE включает специфический домен липопротеина ApoE, благодаря которому способен связывается с соответствующим рецептором (LDLR) на поверхности эндотелиальных клеток и проникать через ГЭБ. В результате связывания с рецептором запускается процесс трансцитоза, сопровождаемый, по версии авторов, формированием временных пор в барьере, что делает возможным пассивный транспорт разнообразных веществ.

Новая работа авторов посвящена вопросу, можно ли таким же образом доставлять в мозг низкомолекулярные вещества небелковой природы, включая химиотерапевтические агенты. В экспериментах на мышах эти вещества вводились в бедренную вену одновременно с пептидом K16ApoE или через некоторое время после введения пептида. В результате все 7 протестированных веществ разной молекулярной массы (химиотерапевтические препараты цисплатин и метотрексат; красители Evans Blue, Crocein Scarlet, Light Green SF; синтетический пептид из 8 аминокислотных остатков Y8 и изотоп йода I-125) обнаруживались в тканях мозга. Примечательно, что введение пептида вызывало лишь временное «открытие» барьера, при этом введенное в мозг вещество способно оставаться там и потенциально осуществлять свое терапевтическое действие и после «закрытия» барьера.

Хотя в случае цисплатина и метотрексата лишь около 1% процента введенной внутривенно дозы достигало мозга, это значение в 30-90 раз превышает контрольные показатели, достигаемые в отсутствие пептида K16ApoE. Учитывая не очень большую эффективность пептид-опосредованной доставки этих терапевтических агентов через ГЭБ, пока говорить о применении данного метода доставки в клинике очень рано. Тем не менее, полученные в обсуждаемой работе данные являются обнадеживающими и позволяют ожидать появления более эффективных стратегий доставки лекарственных препаратов, базирующихся на продемонстрированном принципе.

Источник: Sarkar G, Curran GL, Sarkaria JN, Lowe VJ, Jenkins RB. Peptide carrier-mediated non-covalent delivery of unmodified cisplatin, methotrexate and other agents via intravenous route to the brain. PLoS One. 2014. 9(5):e97655.

Предыдущая статья авторов, посвященная доставке белков через ГЭБ: Sarkar G, Curran GL, Mahlum E, Decklever T, Wengenack TM, Blahnik A, Hoesley B, Lowe VJ, Poduslo JF, Jenkins RB. A carrier for non-covalent delivery of functional beta-galactosidase and antibodies against amyloid plaques and IgM to the brain. PLoS One. 2011. 6(12):e28881.

Статьи в свободном доступе.

Подпись к рисунку:
K16ApoE-опосредованная доставка синего (Evans Blue), красного (Crocein Scarlet) и зеленого (Light Green SF) красителей в мозг. Первая колонка – введение красителя без пептида. Вторая колонка – введение красителя через 10 минут после пептида. Третья колонка – введение красителя через 10 минут после введения смеси пептида и терапевтического антитела. Четвертая колонка – введение смеси красителя и пептида. Рисунок из обсуждаемой статьи.


Всего благодарностей: 7Поблагодарили (7): xenopus, Julchik, inview, птаха, Спутник, Дядя ФАКСер, Anya2010


раздел новостей: Биология Секвенирование геномов SHH медуллобластомы позволяет предсказать эффект химиотерапии
23.06.2014 16:48  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 32
user posted imageРазработка и применение новых средств терапии SHH медуллобластомы (SHH-МБ) должны основываться на данных по генетике опухолей. Опухоли у пациентов различного возраста весьма различаются по набору генетических аномалий. Многие SHH-МБ могут быть устойчивыми к ингибиторам SMO, предлагаемым для лечения. В таких случаях для терапии могут быть использованы другие мишени.

Медуллобластомы (МБ) представляют собой группу злокачественных опухолей мозга различных по молекулярным аномалиям, гистологии и клиническим характеристикам. Они сравнительно часто встречаются у малолетних детей и редко у взрослых. По молекулярным признакам различают четыре главных подгруппы МБ:
1 – WNT с моносомией по хромосоме 6 и мутациями гена CTNNB1,
2 - SHH с мутациями генов PTCH/SMO/SUFU и амплификацией GLI2,
3 - с амплификацией MYC и аномалиями в 5q и 10q,
4 - часто с изохромосомой 17q и делециями хромосом 8 и Х.

Исследования МБ в основном сконцентрированы на опухолях детей, а о биологии и генетике МБ у взрослых известно очень мало. SHH-МБ наиболее часто встречается у детей возраста 3 лет и менее, а также у взрослых, но опухоли в этих возрастных группах весьма различаются по набору генетических аномалий. Для лучшего понимания биологии SHH-МБ и разработки методов терапии с применением антагонистов SMO и комбинированной терапии требуются детальные исследования опухолей пациентов различного возраста.

Спектры мутаций при SHH-МБ у 50 детей 3 лет и меньше, 33 детей 4-17 лет и 50 взрослых старше 18 лет были проанализированы с помощью методов секвенирования нового поколения. Обнаружены мутации в 1156 генах, из которых в 215 они неоднократно повторялись. В 87% случаев наблюдались мутации в генах сигнального пути SHH, что подтверждает их роль как драйверов онкогенеза. У взрослых пациентов доминировали мутации SMО, а мутации SUFU наблюдались практически исключительно у детей возраста 3 лет и менее. Мутации этих двух генов были очень редки у 4-17-летних детей. Вместо этого у них часто присутствовали мутации ТР53 практически никогда совместно с мутациями РТСН1, но часто совместно с амплификацией GLI2 и MYCN. В этой группе были также случаи мутаций ТР53 совместно с амплификацией SHH. Полученные результаты показали, что активирующие мутации пути SHH обнаруживаются практически во всех случаях SHH-МБ, но тип мутаций и пораженные гены очень сильно различаются в различных возрастных группах.

Практически все опухоли взрослых пациентов имели мутации в промоторе TERT, кодирующем обратную транскриптазу теломеразы. В других группах они встречались гораздо реже. Ген РНК-хеликазы DDX3X мутировал более чем у половины взрослых, но сравнительно редко у детей.

У взрослых чаще чем в других группах наблюдались мутации генов модификации хроматина.
Были также обнаружены повторные мутации генов сигнального пути PI3K/AKT/mTOR, встречавшиеся чаще всего у взрослых. Они достоверно ассоциировались с негативным прогнозом заболевания. В таких случаях наилучшие результаты должно давать комбинированное лечение ингибиторами SMO и пути PI3K/AKT/mTOR.

Авторы предположили, что опухоли с мутациями генов пути SHH следующих за геном SMO могут быть исходно устойчивыми к ингибиторам SMO. Культуры клеток, полученные их ксенографтных SHH-МБ, обрабатывали соединением NVP-LDE225 – ингибитором SMO, проходящим III фазу клинических испытаний как средство для лечения рецидивов SHH-МБ у детей и взрослых. NVP-LDE225 эффективно подавляло рост клеток, мутантных по РТСН1, но не клеток с амплифицированным MYCN или с делецией SUFU. Эти результаты были подтверждены экспериментами на мышах с соответствующими ксенографтными опухолями.

Полученные результаты показывают, что разработка и применение новых средств терапии SHH-МБ должны основываться на данных по генетике опухолей. Многие SHH-МБ могут быть устойчивыми к ингибиторам SMO. В качестве дополнительной терапии возможно использование, например, триоксида мышьяка, подавляющего факторы транскрипции GLI. Возможно также применение других комбинаций для предотвращения или задержки развития резистентности с препаратами, воздействующими на сигнальные пути PI3K/AKT/mTOR или РКА.


Источник: Kool M et al. ICGC PedBrain Tumor Project. Genome sequencing of SHH medulloblastoma predicts genotype-related response to smoothened inhibition. // Cancer Cell. 2014; V. 25: P. 393-405.

Подпись к рисунку: Сигнальные пути, связанные с SHH-М и ингибиторы, которые могут быть использованы для лечения.


раздел новостей: Биология Как построить эмбрион с помощью двух градиентов?
10.06.2014 22:34  xenopus / Redactor           к началу страницы  комментарии: 0
gradients.jpg - кликните, чтобы открыть увеличенную картинкуРазвитие зародыша – сложнейший процесс, который регулируется взаимодействием огромного числа генов. Какие минимальные "стартовые" условия необходимы для того, чтобы направить пролиферирующую массу плюрипотентных клеток эмбриона в правильном направлении? Американские ученые в недавней статье в Science попытались ответить на этот вопрос.

Как известно из экспериментов Ганса Шпеманна (давно ставших классическими), губа бластопора является организатором – при ее пересадке она индуцирует возникновение второй оси у зародыша-реципиента. У зародышей рыбы Danio (zebrafish) индуцирующая способность зависит от соотношения активности двух сигнальных каскадов TGF-beta: bone morphogenetic protein (BMP) и Nodal. Высокое соотношение BMP/Nodal индуцирует хвостовые структуры, промежуточное соотношение – туловищные, низкое – головные. Исходя из этого, авторы рассматриваемой статьи попытались создать эмбриональные структуры, сформировав в зародышах Danio искусственные градиенты BMP и Nodal. Для этого они инъецировали соответствующие мРНК в два разных бластомера в анимальной части зародыша, получив, таким образом, клоны клеток, экспрессирующих данные факторы (см. рис.). В результате получились зародыши с двумя осями тела, содержащими нервную систему, глаза, сомиты, сердце и др. Причем направление вторичной (искусственно индуцированной) оси не было связано с направлениями осей зародыша, а определялось пространственным соотношением BMP и Nodal. Далее авторы изучили развитие эксплантатов из анимальной части зародышей. Такие эксплантаты состоят из плюрипотентных, недифференцированных и взаимно эквивалентных клеток, и при культивировании не формируют никаких структур и органов. Однако, после инъекции мРНК BMP и Nodal, из таких эксплантатов развивались билатерально-симметричные эмбриоиды, в которых протекала гаструляция, определялись передне-задняя и дорсо-вентральная оси тела, а затем формировались отчетливо различимые передний мозг, нервная трубка, хорда и сомиты. Анализ экспрессии различных генов-маркеров в таких эмбриоидах показал дифференцировку отдельных органов. Аналогичные результаты были получены при "склеивании" двух эксплантатов, одни из которых был инъецирован BMP, а другой – Nodal. Это лишний раз подтвердило тот факт, что все полученные структуры развились не под действием предсуществующих в анимальных клетках градиентов, а в результате экспериментального воздействия.

Таким образом, впервые было показано, что процесс формирования сложных эмбриональных структур может быть запущен с помощью простых манипуляций: все последующие сигнальные каскады и гены активируются и регулируются в соответствии с экспериментально заданными градиентами двух морфогенов. Полученные результаты важны как для фундаментальной науки, так и для прикладных исследований (например, тканевой инженерии и регенеративной медицины).

Картинка из рассматриваемой стати:
A – схема эксперимента
B – первичная и вторичная оси тела, окрашивание на РНК гена sonic hedgehog
C, D, E – соотношение первичных (i, синие стрелки) и вторичных (ii, красные стрелки) осей тела. Обозначения: e, глаз; fp, floorplate (вентральная часть нервной трубки); h, сердце; hg, железа вылупления; n, нотохорд; mb, средний мозг; hpf, часы после оплодотворения.


Источник:
Xu et al. Construction of a vertebrate embryo from two opposing morphogen gradients. Science. 2014 Apr 4;344(6179):87-9. doi: 10.1126/science.1248252.

Всего благодарностей: 7Поблагодарили (7): bifurcafe, AlexRez, Atropos, Vadim Sharov, Federal, smmuscle, Anya2010


раздел новостей: Биология Продемонстрирован многоступенчатый механизм деградации неправильно свернутых белков
03.06.2014 17:08  Serpent / Redactor           к началу страницы  комментарии: 0
картинка: fx1.jpg Неправильное сворачивание белков (protein misfolding) в результате мутаций, дефектов синтеза или нарушений в работе шаперонов – распространенный клеточный феномен. Накопление неправильно свернутых белков в клетках связано с патогенезом многих заболеваний. В частности, накопление таких белков в нейронах различных типов характерно для нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Гентингтона, боковой амиотрофический склероз и спинномозговые атаксии.

Достаточно давно было известно, что система контроля качества белков в клетке включает деградацию неправильно свернутых белков в протеасомах. Также предполагалось, что этот процесс регулируется с помощью убиквитилирования белков, т.к. именно присоединение полиубиквитиновых цепей определенной структуры служит маркером, помечающим белки для последующей протеасомальной деградации. Тем не менее, точный механизм распознавания и деградации неправильно свернутых белков до недавнего времени оставался неизвестным. Авторы работы, недавно опубликованной в Molecular Cell, впервые сложили элементы головоломки воедино и продемонстрировали комплексный механизм деградации, включающий как убиквитилирование, так и модификацию белков-мишеней убиквитиноподобным белком SUMO (сумоилирование).

В представленной статье показано, что элиминация неправильно свернутых белков происходит в несколько стадий. На первом этапе SUMO-лигаза PML/TRIM19 распознает неправильно свернутые белки и присоединяет к ним SUMO в виде полимерных цепей. Сумоилированные белки, в свою очередь, распознаются убиквитин-лигазой RNF4, которая присоединяет к ним полиубиквитиновые цепи. Последние распознаются соответствующими доменами протеасомы, что приводит к протеасомальной деградации модифицированного белка.

В обсуждаемой статье также проиллюстрирована роль, которую описанная система деградации белков играет в защите организма от ряда нейродегенеративных заболеваний, связанных с накоплением неправильно свернутых белков. На мышиных моделях было показано, что дефицит лигазы PML ведет к обострению нейродегенеративных заболеваний. В частности, при использовании модели спинномозговой атаксии 1 (SCA 1) патологический фенотип у мышей с нокаутом PML становится более выраженным.

Проведенные исследования демонстрируют наличие в клетках млекопитающих системы элиминации неправильно свернутых белков, которая функционирует за счет последовательного сумоилирования и убиквитилирования белков-мишеней и их протеасомальной деградации. Остается неясным, с какой целью подлежащие деградации белки помечаются в клетке таким относительно сложным образом. Возможно, двухступенчатая маркировка необходима для более жесткого контроля процесса деградации неправильно свернутых белков. Авторы предполагают, что на деградацию направляются лишь белки, помеченные полимерными цепями SUMO, в то время как присоединение одной молекулы SUMO может служить сигналом для направления белка-мишени на рефолдинг.

Отметим, что убиквитилирование и сумоилирование являются обратимыми процессами, т.к. соответствующие протеазы способны специфически отщеплять молекулы убиквитина и SUMO от белка-мишени. Это обеспечивает дополнительный уровень регуляции процессов, в которые вовлечены рассматриваемые пост-трансляционные модификации, включая обсуждаемую в статье систему контроля качества белков.

Источник: Guo L, Giasson BI, Glavis-Bloom A, Brewer MD, Shorter J, Gitler AD, Yang X. A cellular system that degrades misfolded proteins and protects against neurodegeneration. Mol Cell. 2014. May 28.

Подпись к рисунку: Графический абстракт к обсуждаемой статье.



Всего благодарностей: 7Поблагодарили (7): NMR-guy, petr, Vadim Sharov, Replikant, Lanik, epsylonit, ElenaM


раздел новостей: Биология Профилирование геномов гепатоцеллюлярных аденом открыло активирующие мутации FRK и мех. злокачественной трансформации
12.06.2014 03:44  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 7
HCA..png - кликните, чтобы открыть увеличенную картинкуВновь идентифицированные при гепатоцеллюлярной аденоме активирующие мутации гена FRK стимулируют STAT3 и пролиферацию клеток, которую можно подавить ингибиторами киназ Src. Активирующие мутации генов CTNNB1 и TERT являются ранним и поздним событиями при доброкачественной и последующей злокачественной трансформации. Для клинической практики предлагаются признаки для идентификации аденом с наиболее высоким риском трансформации в карциномы и мишени для адресной терапии.

Трансформация доброкачественной аденомы в злокачественную карциному часто наблюдается при эпителиальных опухолях. Однако о механизмах такой транзиции известно еще очень мало. Гепатоцеллюлярные аденомы (hepatocellular adenomas (HCA)) встречаются достаточно редко, и чаще возникают в печени женщин, долго принимающих оральные контрацептивы. Примерно в 5% случаев HCA трансформируется в гепатоцеллюлярную карциному (HCC). Целью данной работы было охарактеризовать молекулярные события, связанные с доброкачественной пролиферацией гепатоцитов при HCA и механизмы их злокачественной трансформации.

Было проанализировано 250 опухолей от 195 пациентов. Из них 223 представляли классические HCA пяти молекулярных подгрупп (H-HCA, bHCA, IHCA, bIHCA, UHCA) без признаков малигнизации. Исследовали также 18 промежуточных форм HCA/HCC и 9 HCC. 35 классических HCA от 25 пациентов параллельно с образцами нормальной ткани были изучены с помощью высокоэффективного секвенирования экзомов с повторностью в среднем 70 раз. Нахождение мутаций подтверждали обычным секвенированием по Сэнджеру, и с помощью этого метода искали соответствующие мутации в остальных опухолях. Основное внимание уделили мутациям в генах CTNNB1, IL6ST, HNF1A, и FRK, которые обнаруживались в трех и более из 35 классических HCA.

FRK кодирует нерецепторную тирозин-киназу, относящуюся к семейству киназ Src. Ранее мутации этого гена в опухолях HCA не регистрировались. Все найденные мутации локализовались в двух горячих точках каталитического домена. Модельные эксперименты на культурах клеток с мутантными кДНК FRK показали, что мутации усиливают активность FRK и вызывают воспалительный ответ. Ингибиторы, действующие на киназы Src, подавляли избыточную активность FRK. Введение мутантного FRK в культуры различных клеток стимулировало их рост. Инъекция мышам таких клеток, но не клеток с FRK дикого типа вызывала рост опухолей. Интраперитонеальные инъекции ингибитора Src дазатиниба вызывали полную регрессию опухолей. Но прекращение инъекций приводило к возобновлению роста опухолей.

В опухолях HCA были также идентифицированы мутации, активирующие путь JAK-STAT, мутации CTNNB1, активирующие β-катенин. Хромосомные аберрации при HCA были в общем незначительными, но повторно наблюдались амплификация 1q, потеря гетерозиготности 12q. Наблюдались также аномалии метилирования ряда участков генома.

При пограничном состоянии опухоли HCA/HCC и дальнейшей прогрессии в HCC накапливались хромосомные аберрации и нарастало гипометилирование. Инициатором как доброкачественной, так в дальнейшем и злокачественной трансформации являются активирующие мутации гена CTNNB1, но для этого требуются и пока неизвестные дополнительные факторы. Важнейшим событием в злокачественной трансформации могут быть активирующие мутации в промоторе гена TERT, кодирующего обратную транскриптазу теломеразы.

Результаты проведенных исследований показали сильно выраженное разнообразие генетических событий, связанных с пролиферацией гепатоцитов при HCA. Идентифицированы ключевые генетические детерминанты трансформации аденомы в карциному. В клинической практике могут быть использованы молекулярные признаки для идентификации аденом с наиболее высоким риском трансформации в карциномы и предлагаемые мишени для адресной терапии.


Источник: Pilati C, Letouzé E, Nault JC, Imbeaud S, Boulai A, Calderaro J, Poussin K, Franconi A, Couchy G, Morcrette G, Mallet M, Taouji S, Balabaud C, Terris B, Canal F, Paradis V, Scoazec JY, de Muret A, Guettier C, Bioulac-Sage P, Chevet E, Calvo F, Zucman-Rossi J. Genomic Profiling of Hepatocellular Adenomas Reveals Recurrent FRK-Activating Mutations and the Mechanisms of Malignant Transformation. // Cancer Cell. 2014; V. 25: P. 428-441.

Подпись к рисунку: Важнейшие генетические события при формировании гепатоцеллюлярной аденомы и ее трансформации в карциному.

Всего благодарностей: 5Поблагодарили (5): Спутник, semi, Vadim Sharov, NMR-guy, Пасюк


раздел новостей: Биология Идентифицирован пептид, разрушающий бактериальные биопленки
31.05.2014 16:42  Serpent / Redactor           к началу страницы  комментарии: 3
journal.ppat.1004152.g002.png - кликните, чтобы открыть увеличенную картинкуБиопленки представляют собой структурированные конгломераты микроорганизмов на колонизируемой поверхности. Адаптация бактерий к росту на поверхности в составе биопленок сопровождается значительными изменениями в экспрессии генов и метаболической активности. В результате существенно повышается выживаемость бактерий и их устойчивость к антибиотикам (в десятки, сотни, или даже тысячи раз). Учитывая, что формирование биопленок наблюдается более чем в 60% всех инфекций, последнее свойство представляет собой серьезнейшую проблему современной медицины. Формирование биопленок также является одним из основных факторов вирулентности, ответственных за хронический характер инфекции.

Целью работы, недавно опубликованной коллективом исследователей под руководством Роберта Хэнкока из Университета Британской Колумбии, был поиск и характеризация пептидов, способных ингибировать формирование бактериальных биопленок. В результате проведения пептидного скрининга авторам удалось идентифицировать иммуномодуляторный пептид IDR-1018 (VRLIVAVRIWRR-NH2), обладающий выраженной активностью в отношении широкого спектра формирующих биопленки бактерий, в концентрации, значительно меньшей, чем у ранее описанных аналогичных пептидов.

Использованные в эксперименте концентрации пептида 1018 не влияли на жизнеспособность бактерий, растущих диффузно (планктонный рост), однако полностью блокировали формирование биопленок. При этом ранее образовавшиеся биопленки также распадались. Этот эффект наблюдался как для грамположительных, так и для грамотрицательных микроорганизмов, включая такие распространенные патогены как Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhimurium, Burkholderia cenocepacia и метициллин-устойчивые штаммы Staphylococcus aureus. Низкие дозы пептида вызывали рассеивание биопленок, в то время как высокие дозы приводили к гибели бактерий в биопленке.

Авторы предположили, что механизм действия пептида реализуется за счет ингибирования специфического пути бактериального ответа на стресс, регуляция которого осуществляется с помощью сигнальных молекул – гуанозин тетра- и пентафосфата, или (p)ppGpp. Эксперименты подтвердили, что блокирование синтеза (p)ppGpp путем манипуляций с соответствующими ферментами (relA и spoT) приводит к угнетению процесса формирования биопленок. Повышение же синтеза (p)ppGpp с помощью специфических стимулов или оверэкспрессии relA и spoT ведет к повышению устойчивости к пептиду 1018. Кроме того, с помощью ряда методов показано прямое взаимодействие пептида и (p)ppGpp in vitro. Все эти данные позволяют предположить, что пептид 1018 индуцирует деградацию (p)ppGpp в бактериальных клетках.

Описанный в статье пептид представляет собой первый пример вещества, специфически блокирующего формирование бактериальных биопленок и активного в отношении широкого спектра микроорганизмов. Представленные в обсуждаемой статье данные, в частности расшифровка механизма действия этого пептида (пусть даже неполная) позволяют рассчитывать на скорое обнаружение и других пептидов, способных воздействовать на формирование биопленок. Перспективным представляется также поиск веществ непептидной природы, способных специфически воздействовать на (p)ppGpp. Очевидно, что клиническое применение соответствующих препаратов в комплексе с классическими антибиотиками позволит эффективно бороться со многими бактериальными инфекциями.

Источник: de la Fuente-Núñez C, Reffuveille F, Haney EF, Straus SK, Hancock RE. Broad-spectrum anti-biofilm peptide that targets a cellular stress response. PLoS Pathog. 2014. 10(5):e1004152.

Статья в свободном доступе.

Подпись к рисунку: Низкая концентрация пептида 1018 вызывает рассеивание биопленки Pseudomonas aeruginosa; высокая концентрация вызывает гибель бактерий в биопленке. Представлены данные подсчета рассеянных живых клеток (вверху) и соответствующие конфокальные изображения прикрепленных клеток. Умершие клетки на изображении в правом нижнем углу окрашены йодистым пропидием.
Рисунок из обсуждаемой статьи.



Всего благодарностей: 10Поблагодарили (10): NMR-guy, AlexRez, DaDa-Bu, Vadim Sharov, ИАД, antiximik, Спутник, Frenny, IgArt, Danse


раздел новостей: Биология МикроРНК miR-105 повреждают васкулярный эндотелиальный барьер и способствуют распространению метастаз
28.04.2014 17:29  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 0
картинка: miR105.pngМикроРНК miR-105 играет важную роль при формировании метастаз рака молочной железы. Она повышает проницаемость васкулярного эндотелиального барьера, позволяя метастазируюшим клеткам первичной опухоли проникать в кровоток и внедряться в места формирования метастаз. МiR-105 представляется ценным маркером для предсказания и ранней диагностики метастаз и перспективной мишенью для разработки методов терапии метастаз.

МикроРНК (miR) представляют собой маленькие некодирующие РНК, связывающиеся с нетранслируемым 3'-концом мРНК дестабилизируя их и/или подавляя трансляцию. Биогенез miR строго контролируется, но при раке этот контроль нарушается. МiR обнаруживаются как в клетках, так в кровотоке, в комплексе с белками или липидами-носителями, или как основной РНК-компонент экзосом. Экзосомы, секретируемые раковыми клетками, могут переносить miR в клетки микроокружения опухоли, а также в «ниши», где формируются метастазы.

Целью данной работы было определить и охарактеризовать miR, участвующие в формировании метастаз. Экзосомы были выделены из среды культивируемых клеток метастатического рака молочной железы MDA-MB-231 и из среды клеток нормального эпителия молочной железы MCF-10A. При инкубации с первичными культурами клеток эндотелия сосудов (human microvascular endothelial cells - HMVECs) оба вида экзосом активно акцептировались клетками, но подвижность клеток заметно стимулировалась раковыми, но не нормальными экзосомами. То же наблюдалось и при трансфекции клеток РНК, выделенной из экзосом.

С помощью количественного секвенирования на платформе Solexa авторы сравнили профили малых РНК из экзосом MDA-MB-231 и MCF-10A. Наборы РНК оказались качественно сходными, но наблюдались значительные различия относительного количества ряда miR, свидетельствовавшие о подавлении или активации продукции различных miR в раковых клетках. В частности в случае MDA-MB-231 в экзосомах резко увеличивалось количество miR-105, комплементарной связанному с адгезией клеток гену ZO-1.

Далее была изучена регуляция ZO-1 - важнейшего молекулярного компонента комплекса, обеспечивающего тесные контакты эпителиальных и эндотелиальных клеток. Эксперименты с репортерными плазмидами, в которых были клонированы сайты ZO-1, связывающиеся с miR-105, прямое определение ZO-1 и его мРНК в HMVECs показали сильный ингибирующий эффект miR-105. В результате обработки экзосомами MDA-MB-231 в монослое HMVECs повышалась проницаемость как для высокомолекулярного декстрана, так и для посеяных на него меченых флюоресцирующим белком клеток MDA-231-НМ.

Введение в кровоток мышей экзосом с высоким содержанием miR-105, но не с низким, подавляло экспрессию ZO-1, повышало поницаемость кровеносных сосудов, а при последующей инъекции животным клеток MDA-MB-231 сильно повышало количество метастаз в легких и в мозге. Искусственное усиление экспрессии miR-105 в клетках рака молочной железы, исходно не склонных к метастазированию, сильно повышало их метастазный потенциал при введении мышам в результате повреждения у животных эндотелиального барьера и усиления способности этих клеток к инвазивному росту. Подавление miR-105 восстанавливало эндотелиальный барьер и подавляло рост метастазов.

Определение уровня miR-105 у мышей, которым прививались опухоли, показало, что её содержание в сыворотке крови повышается не только когда развились метастазы, но и задолго до их появления. У 38 пациенток с раком молочной железы II и III стадии miR-105 и другая микроРНК - miR-181а - обнаруживались в основном в циркулирующих экзосомах, а две другие - miR-375 и miR-422b - и в экзосомах, и во фракции сыворотки после удаления экзосом. Уровень miR-105, но не двух других (miR-375 и miR-422b) был особенно повышен у пациенток, у которых позже развились дистальные метастазы. Наблюдалась прямая корреляция между уровнями циркулирующей miR-105 и miR-105 в опухолях, обратная корреляция между опухолевой miR-105 и ZO-1, между циркулирующей miR-105 и ZO-1 в сосудах ткани, окружающей опухоли. Полученные данные показывают, что miR-105, играющая роль в прогрессии рака вследствие ее способности подавлять ZO-1, может служить циркулирующим в кровотоке маркером для предсказания и ранней диагностики метастаз при раке молочной железы.


Источник: Zhou W, Fong MY, Min Y, Somlo G, Liu L, Palomares MR, Yu Y, Chow A, O'Connor ST, Chin AR, Yen Y, Wang Y, Marcusson EG, Chu P, Wu J, Wu X, Li AX, Li Z, Gao H, Ren X, Boldin MP, Lin PC, Wang SE. Cancer-Secreted miR-105 Destroys Vascular Endothelial Barriers to PromoteMetastasis. // Cancer Cell. 2014; V. 25: P. 501-515.

Подпись к рисунку: Экзосомы клеток раковой опухоли переносят содержащуюся в них miR-105 в клетки эпителия и эндотелия кровеносных сосудов. МiR-105 нарушает межклеточные взаимодействия этих тканей, облегчает проникновение метастзирующих клеток опухоли в кровоток и внедрение их в места формирования метастаз.

Всего благодарностей: 2Поблагодарили (2): NMR-guy, Vadim Sharov


раздел новостей: Биология Mfsd2a – ключевой регулятор функции гематоэнцефалического барьера
28.05.2014 14:38  Serpent / Redactor           к началу страницы  комментарии: 22
картинка: BBB.pngПоддержание внутримозгового гомеостаза у позвоночных осуществляется с помощью гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) – физиологической структуры, контролирующей селективное поступление различных веществ из кровотока во внутреннюю среду мозга. ГЭБ состоит из клеток эндотелия сосудов, соединенных с помощью так называемых плотных контактов (tight junctions), специфичных для сосудов нервной системы. На клеточном уровне, обмен веществ между паренхимой мозга и системным кровотоком обеспечивается системой плотных контактов в комплексе с астроцитами и перицитами.

Выполняя функцию защиты мозга от патогенов, токсинов и прочих потенциально опасных веществ, ГЭБ является и главным препятствием для доставки большинства лекарственных препаратов в ЦНС. Разработка препаратов, способных проникать через ГЭБ, осложняется недостатком знаний о молекулярной природе барьера. Группе исследователей из Гарварда под руководством Chenghua Gu удалось существенно продвинуться в решении этой проблемы и идентифицировать один из ключевых регуляторных элементов в структуре ГЭБ.

Авторы работы, опубликованной в Nature, пытались найти гены, экспрессия которых в клетках сосудов кореллировала с образованием ГЭБ. Для этого использовалась техника, основанная на введении флуоресцентного красителя в печень эмбрионов мыши, откуда краситель распространялся по системному кровотоку. Это позволило наблюдать формирование ГЭБ у эмбрионов с высокой пространственно-временной точностью и определить подходящую стадию эмбрионального развития для транскрипционного скрининга. В результате скрининга удалось идентифицировать ген Msfd2a (major facilitator super family domain containing 2a), экспрессия которого специфична для клеток эндотелия сосудов, имеющих отношение к ГЭБ.

Обнаружено, что нокаут гена Mfsd2a у мышей приводил к нарушению формирования ГЭБ, в результате барьер становился проницаемым для ряда веществ в широком диапазоне молекулярных масс. Кроме того, в эндотелиальных клетках сосудов у нокаутных мышей возрастает трансцитоз (транспорт молекул с одной стороны клетки на другую в мембранных пузырьках), который в норме в этих клетках подавлен. Структура плотных контактов при этом не меняется, также сохраняется нормальный паттерн формирования сосудистой сети (плотность и диаметр капилляров, степень ветвления сосудов). Таким образом, Msfd2a необходим для формирования ГЭБ и, с большой вероятностью, является селективным супрессором процесса трансцитоза в соответствующих клетках.

Трансцитоз является перспективным механизмом для доставки в мозг лекарственных препаратов, т.к. теоретически с его помощью может осуществляться транспорт веществ независимо от их молекулярной массы и физико-химических свойств. Детальный механизм, как именно Mfsd2a регулирует процесс трансцитоза, пока остается невыясненным. Тем не менее, блокирование функции Mfsd2a в мембране клеток эндотелия с помощью специфических ингибиторов представляется перспективной стратегией преодоления ГЭБ в терапевтических целях. В целом, возможность искусственно «открывать» и «закрывать» барьер для разнообразных веществ с помощью манипуляций с Mfsd2a отрывает широкие перспективы как для нейробиологии, так и для медицины.


Источник: Ben-Zvi A, Lacoste B, Kur E, Andreone BJ, Mayshar Y, Yan H, Gu C. Mfsd2a is critical for the formation and function of the blood-brain barrier. Nature. 2014. 509(7501):507-11.

Рисунок из обсуждаемой статьи: Дефекты ГЭБ у мышей с нокаутом Mfsd2a. Использовавшийся в качестве метки сульфо-NHS-биотин (550 Да) у контрольных животных оставался в сосудах, в то время как у нокаутных мышей наблюдалась утечка вещества в паренхиму мозга.

Всего благодарностей: 7Поблагодарили (7): xenopus, AlexRez, Lanik, Yuly, NCP-bio, Vadim Sharov, Vladimirkox


раздел новостей: Биология Секвенирован геном еще одного гребневика.;  Нервная система возикла дважды?
27.05.2014 16:33  xenopus / Redactor           к началу страницы  комментарии: 23
pleurobrachia.jpg - кликните, чтобы открыть увеличенную картинкуГребневики возникли в ходе эволюции более 500 млн. лет назад. Это необычные, своеобразно устроенные животные. Особенности их биологии, а также систематическое положение в животном царстве является предметом оживленной дискуссии. Не так давно сообщалосьо секвенировании генома гребневика Mnemiopsis. В последнем выпуске Nature сообщается о секвенировании второго генома гребневика, Pleurobrachia bachei. Кроме генома P. bachei, авторы секвенировали транскриптомы еще десяти гребневиков. Первый автор этой статьи и инициатор проекта – наш бывший соотечественник, нейробиолог Леонид Мороз – уже давно высказывал идею о независимом возникновении нервной системы (НС) у гребневиков. В свете новых данных эта гипотеза, похоже, приобрела серьезные подтверждения.

Во-первых, филогенетический анализ подтверждает предположение, что гребневики являются наиболее древней ветвью многоклеточных животных. Стало быть, отсутствие НС у трихоплакса и губок (эволюционно более поздних организмов) может быть объяснено или ее вторичной утратой, или независимым появлением у гребневиков и всех остальных животных. Во-вторых, многие гены, необходимые для построения НС, у гребневика отсутствуют. Кроме того, те гомологи нейрон-специфических генов, которые у гребневиков есть, экспрессируются у них не в нейронах, а в других типах клеток. Практически все известные НС используют около десяти видов нейротрансмиттеров, тогда как гребневик использует только два – глутамат и, возможно, нейропептиды. Казалось бы, такая простота должна отразиться и на примитивности строения нервной системы. Однако, гребневики являются вполне успешными активными хищниками, обладают способностью к фоторецепции и к восприятию силы тяжести. Это требует определенного уровня организации НС для восприятия и обработки информации. У гребневика хорошо развиты электрические синапсы, отсутствующие у трихоплакса, губок и примитивных книдарий. В-третьих, паттерн экспрессии некоторых генов, играющих ключевую роль в пространственной разметке НС всех остальных животных (например, Wnt) также сильно отличается от таковой у гребневиков. К другим необычным особенностям гребневиков можно отнести отсутствие микроРНК или знаменитых HOX-генов, определяющих разметку тела у большинства животных (в т.ч. и НС!). Зато у них широко представлены РНК-редактирующие (ADAR1–4, ADAT1–3, CDA1–2) и РНК-связывающие белки (RRM/ELAV, KH andNOVAs), обеспечивающие пост-транскрипционное разнообразие, пространственное распределение РНК и регуляцию экспрессии генов.

Все эти данные свидетельствуют о глубоком своеобразии организации НС гребневиков, и говорят о ее независимом происхождении у этих удивительных животных. Таким образом, новые данные об эволюции свидетельствуют против концепции постепенного увеличения сложности НС и наносят новые удары по антропоцентрической картине животного мира.

Картинка из news and views к рассматриваемой статье.
A – внешний вид P. bachei
B – систематическое положение гребневиков в животном царстве

Источники:
Moroz et al. The ctenophore genome and the evolutionary origins of neural systems. Nature (2014)

Hejnol. Evolutionary biology: Excitation over jelly nerves. News and Views

Callaway. Jelly genome mystery News in Focus

Всего благодарностей: 11Поблагодарили (11): ship, Vadim Sharov, le lapin, Esya, campus, Serpent, AlexRez, Dima DD, NMR-guy, Lanik, nadako


раздел новостей: Биология МикроРНК-135b – промотор прогрессии колоректального рака
28.04.2014 17:17  slavak4609 / Redactor           к началу страницы  комментарии: 3
картинка: miR_135b.pngМутации, обычно возникающие при колоректальном раке, вызывают прогрессирующее накопление микроРНК miR-135b. Она, в свою очередь, действует как сильный драйвер прогрессии рака влияя на работу ряда сигнальных путей, подавляя экспрессию анти-онкогенов. МiR-135b можно использовать как информативный маркер инициации и прогрессии рака и, вероятно, как мишень для терапии.

МикроРНК (miR) представляют собой некодирующие РНК, участвующие в поддержании гомеостаза клетки и в канцерогенезе. Экспрессия некоторых из них нарушается при колоректальных раках (colorectal cancers (CRCs)). Однако не было известно, являются ли эти нарушения побочным событием канцерогенеза, или miR участвуют в прогрессии опухоли in vivo.

Авторы сравнили профили экспрессии miR в опухолях и нормальных тканях на двух мышиных моделях CRC. У одной из них нарушалась экспрессия 35 miR – семи из них усиливалась и четырнадцати подавлялась более чем в два раза. У другой - экспрессия тринадцати из 57 miR усиливалась, а девяти подавлялась более чем в два раза. В обоих случаях наиболее сильно активировалась экспрессия miR-135b, на которую и обратили внимание.

Далее были проанализированы miR у 454 пациентов со спорадическим CRC и 31 пациент с CRC, связанным с воспалением кишечника. В случаях спорадического CRC экспрессия miR-135b была усилена в среднем в 4 раза по сравнению с нормальной тканью и усиливалась по мере прогресии опухоли. Во второй когорте пациентов экспрессия miR-135b также была заметно усилена. Примечательно, что усиление наблюдалось и в участках предшествующей раку дисплазии по сравнению с нормальной тканью. Вероятно, это раннее событие при развитии CRC.

Мутации в гене АРС – твердо установленный индуктор CRC. Введение гена дикого типа в культуру человеческих CRC-клеток с мутантным аллелем АРС на 65% подавляло экспрессию miR-135b, а введение анти-АРС siРНК в 5 раз усиливало ее экспрессию в культуре нормальных клеток кишечного эпителия.

Мутации АРС приводят к стабилизации и транслокации в ядро ß-катенина, где он индуцирует сложную программу транскрипции. В культуру клеток вводили активно экспрессирующийся ген ß-катенина, или стабилизировали ß-катенин обработкой клеток LiCl. В обоих случаях это приводило к усилению экспрессии miR-135b в 3-4,6 раз. Введение в клетки siРНК, блокирующих различные этапы пути АРС/ß-катенин, подавляло miR-135b. Следовательно, экспрессия miR-135b может быть активирована в результате срабатывания пути АРС/ß-катенин/TCF4-LEF1. Эксперименты на различных линиях CRC-клеток человека, на мышиных фибробластах, несущих мутации, характерные для CRC человека, на органоидных культурах из CRC опухолей мутантных мышей показали, что с активацией miR-135b могут быть связаны функции и других путей.

Эксперименты по подавлению или активации miR-135b в различных культурах клеток показали, что активация miR-135b подавляет апоптоз и стимулирует рост клеток. Введение CRC-мышам анти-miR-135b олигонуклеотидов существенно уменьшало количество и размеры опухолей. В опухолях усиливался апоптоз. Никаких побочных эффектов при такой терапии не наблюдалось.

Для поиска генов, на которые может влиять усиленная экспрессия miR-135b, был проведен анализ экспресии генов в клетках нормального эпителя кишечника с искусственно усиленной экспрессией miR-135b. Анализ генов, которые могут быть ассоциированы с канцерогенезом, показал, что при этом нарушается экспрессия 35 из них. Так, подавляется экспрессия TGFßR2, DAPK1, APC. В то же время усиливается экспрессия IL8, VEGFA.

В результате исследований на моделях in vitro и in vivo авторам удалось расшифровать генетические события, приводящие к усилению экспрессии miR-135b. МiR-135b можно использовать как информативный и репродуцирующийся биологический маркер для диагностики и клинического прогноза CRC. Усиление экспрессии miR-135b – маркер даже ранних стадий канцерогенеза. Подавление miR-135b может стать методом эффективной адресной терапии CRC с минимальными побочными эффектами.


Источник: Valeri N, Braconi C, Gasparini P, Murgia C, Lampis A, Paulus-Hock V, Hart JR, Ueno L, Grivennikov SI, Lovat F, Paone A, Cascione L, Sumani KM, Veronese A, Fabbri M, Carasi S, Alder H, Lanza G, Gafa' R, Moyer MP, Ridgway RA, Cordero J, Nuovo GJ, Frankel WL, Rugge M, Fassan M, Groden J, Vogt PK, Karin M, Sansom OJ, Croce CM. MicroRNA-135b Promotes Cancer Progression by Acting as a Downstream Effector of Oncogenic Pathways in Colon Cancer. // Cancer Cell. 2014; V. 25: P. 469-483.

Подпись к рисунку: Генетические нарушения, вызывающие усиленную экспрессию miR-135b и мишени, на которые она воздействует.

страницы (62): < 1 2 3 4 5 > » 
 
Колонка новостей, спонсор — "Диаэм"
компания 'Диаэм' — cпонсор колонки новостей
поиск по каталогу Диаэм
 

  






Каталоги


Объявления





···
···

molbiol.ru для



···
 ·  Викимарт - все интернет-магазины в одном месте  · Doctor Plastic: увеличение груди - в центре Москвы  · 
···






···
 ·  отличный выбор ванны чугунные с доставкой  ·  подмосковн­­ое уполномоче­­нное туристичес­­кое агентство Coral Travel · 
···

 
 
molbiol.ru  ·  redactor@molbiol.ru  ·  реклама

molbiol.ru - методы, информация и программы для молекулярных биологов     Rambler