Роль вирусов в трансформации клеток и онкогенезе

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Анализируются данные современной научной литературы, характеризующие отдельные механизмы трансформации нормальных клеток и различные этапы онкогенеза, связанного с вирусами. Данные секвенирования геномов опухолей, аминокислотных последовательностей свидетельствуют, что большинство опухолей — это следствие накопления последовательных мутаций, значимый вклад в формирование которых внесли онкогенные вирусы. Процессы, которые изменяют или ухудшают функционирование сигнальных путей, могут способствовать трансформации и онкогенезу. Большое значение в процессах онкогенеза играет фосфорилирование рибосомального белка S6 протеинкиназой В, увеличивающее скорость и удлиняющее время трансляции. Протеинкиназа В ингибирует процессы апоптоза, принимает участие в регуляции клеточного цикла, регулирует рост тканей, повышенный уровень этого белка обнаруживается во многих опухолях. Трансформация и опухолеассоциированные процессы являются результатом комбинации доминантных мутаций с усилением функции протоонкогенов и рецессивных мутаций с потерей функций генов-супрессоров опухолей, кодирующих белки, блокирующие прогрессирование клеточного цикла. Функции любого генного продукта могут изменяться онкогенными вирусами. Трансформирующие белки изменяют пролиферацию клеток ограниченным набором молекулярных механизмов. Интеграция провирусной дезоксирибонуклеиновой кислоты в определенном участке клеточного генома способствует индукции опухолеассоциированных процессов нетрансдуцирующими вирусами. Клеточные онкогены индуцируют передачу сигналов на различных стадиях клеточного цикла, что, в конечном итоге, приводит к его дисрегуляции и прогрессированию. Для процессов трансформации клеток необходимо взаимодействие вирусных белков Е1А с супрессорами опухолей RB, гистонацетилтрансферазой р300/СВР и ингибиторами циклин-зависимой киназы р27 и р21. Вирус-трансформирующие белки обладают разнообразными свойствами от изменения последовательностей первичных аминокислот до индукции различных вариантов биохимической активности. Большинство опухолей, индуцированных нетрансдуцирующими ретровирусами, возникают в результате повышенной транскрипции клеточных генов (myc), расположенных в непосредственной близости от интегрированных провирусов. Латентный мембранный белок 1 является интегральным белком плазматической мембраны, функционирует как конститутивно активный рецептор и облегчает переход от латентного течения инфекции к литическому. При отсутствии лиганда этот белок олигомеризуется и активирует белки, контролирующие пролиферацию и выживание клеток.

Полный текст

Открыть статью на сайте журнала

Об авторах

Александр Витальевич Москалев

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexmav195223@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3403-3850
SPIN-код: 8227-2647

д-р мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Борис Юриевич Гумилевский

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Email: alexmav195223@yandex.ru
SPIN-код: 3428-7704
Scopus Author ID: 6602391269
ResearcherId: J-1841-2017

д-р мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Василий Яковлевич Апчел

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова; Российский государственный педагогический университет имени А.И. Герцена

Email: alexmav195223@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7658-4856
SPIN-код: 4978-0785
Scopus Author ID: 6507529350
ResearcherId: Е-8190-2019

д-р мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Василий Николаевич Цыган

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Email: alexmav195223@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1199-0911
SPIN-код: 7215-6206

д-р мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Griffin D.E. The Immune Response in Measles: Virus Control, Clearance and Protective Immunity // Viruses. 2016. Vol. 10, No. 8. P. 282–291. doi: 10.3390/v8100282
  2. Katze M.G., Korth M.J., Law G.L., et al. Viral Pathogenesis: From Basics to Systems Biology. San Diego, CA: Academic Press, 2016. 422 p.
  3. Stecca B., Rovida E. Impact of ERK5 on the Hallmarks of Cancer // Int J Mol Sci. 2019. Vol. 20, No. 6. ID 1426. doi: 10.3390/ijms20061426
  4. Guo Y.-J., Pan W.-W., Liu S.-B., et al. ERK/MAPK signaling pathway and tumorigenesis // Exp Ther Med. 2020. Vol. 19, No. 3. P. 1997–2007. doi: 10.3892/etm.2020.8454
  5. Lee H.-J., Kim M.-Y., Park H.-S. Phosphorylation-dependent regulation of Notch1 signaling: the fulcrum of Notch1 signaling // BMB Rep. 2015. Vol. 48, No. 8. P. 431–437. doi: 10.5483/bmbrep.2015.48.8.107
  6. Luoa L.Y., Hahnb W.C. Oncogenic Signaling Adaptor Proteins // J Genet Genomics. 2015. Vol. 42, No. 10. P. 521–529. doi: 10.1016/j.jgg.2015.09.001
  7. Gong B.-L., Mao R.-Q., Xiao Y., et al. Improvement of enzyme activity and soluble expression of an alkaline protease isolated from oil-polluted mud flat metagenome by random mutagenesis // Enzyme Microb Technol. 2017. Vol. 106. P. 97–105. doi: 10.1016/j.enzmictec.2017.06.015
  8. MacDonald B.T., He X. Frizzled and LRP5/6 Receptors for Wnt/β-Catenin Signaling // Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012. Vol. 12, No. 4. P. 1–23. doi: 10.1101/cshperspect.a007880
  9. Burrell C., Howard C., Murphy F. Fenner and White’s Medical Virology, 5th ed. San Diego, CA: Academic Press, 2016. 454 p.
  10. Mok Y.K., Swaminathan K., Zeeshan N. Engineering of serine protease for improved thermostability and catalytic activity using rational design // Int. J. Biol. Macromol. 2019. Vol. 126. P. 229–237. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.218
  11. Ashraf N.M., Krishnagopal A., Hussain A., et al. Engineering of serine protease for improved thermo stability and catalytic activity using rational design // Int J Biol Macromol. 2019. Vol. 126. P. 229–237. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.18
  12. Garcia-Sastre A. Ten strategies of interferon evasion by viruses // Cell Host Microbe. 2017. Vol. 22. P. 176–184. doi: 10.1016/j.chom.2017.07.012
  13. Lee S., Liu H., Wilen C.B., et al. A secreted viral nonstructural protein deters intestinal norovirus pathogenesis // Cell Host Microbe. 2019. Vol. 25, No. 6. P. 845–857.E5. doi: 10.1016/j.chom.2019.04.005845–857
  14. Thapa R.J., Ingram J.P., Ragan K.B., et al. DAI Senses Influenza A Virus Genomic RNA and Activates RIPK3-Dependent Cell Death // Cell Host Microbe. 2016. Vol. 20, No. 5. P. 674–681. doi: 10.1016/j.chom.2016.09.014
  15. Ahmad L., Mostowy S., Sancho-Shimizu S. Autophagy-Virus Interplay: From Cell Biology to Human Disease // Front Cell Dev Biol. 2018. Vol. 6. ID 155. doi: 10.3389/fcell.2018.00155
  16. Yang L., Shi P., Zhao G., et al. Targeting cancer stem cell pathways for cancer therapy // Signal Transduct Target Ther. 2020. Vol. 5. ID 8. doi: 10.1038/s41392-020-0110-5
  17. Tubita А., Lombardi Z., Tusa I., et al Beyond Kinase Activity: ERK5 Nucleo-cytoplasmic shuttling as a novel target for anticancer therapy // Int J Mol Sci. 2020. Vol. 21, No. 3. ID 938. doi: 10.3390/ijms21030938
  18. Xu X., Zhang M., Xu F., Jiang S. Wnt signaling in breast cancer: biological mechanisms, challenges and opportunities // Mol Cancer. 2020. Vol. 19. ID 165. doi: 10.1186/s12943-020-01276-5
  19. Wang B., Li X., Liu L., Wang M. β-Catenin: oncogenic role and therapeutic target in cervical cancer // Biol Res. 2020. Vol. 53. ID 33. doi: 10.1186/s40659-020-00301-7
  20. Reizis B. Plasmacytoid Dendritic Cells: Development, Regulation, and Function // Immunity. 2019. Vol. 50, No. 1. P. 37–50. doi: 10.1016/j.immuni.2018.12.027
  21. Takata M.A., Gonçalves-Carneiro D., Zang T.M., et al. CG dinucleotide suppression enables antiviral defence targeting non-self RNA // Nature. 2017. Vol. 550, No. 7674. P. 124–127. doi: 10.1038/nature24039
  22. Nash A., Dalziel R., Fitzgerald J. Mims’ Pathogenesis of Infectious Disease, 6th ed. San Diego, CA: Academic Press, 2015. 348 p.
  23. Maillard P.V., van der Veen A.G., Poirier E.Z., e Sousa C.R. Slicing and dicing viruses: antiviral RNA interference in mammals // EMBO J. 2019. Vol. 38, No. 8. ID e100941. doi: 10.15252/embj.2018100941
  24. Ma Z., Damania B. The cGAS-STING defense pathway and its counteraction by viruses // Cell Host Microbe. 2016. Vol. 19, No. 2. P. 150–158. doi: 10.1016/j.chom.2016.01.010
  25. Diner B.A., Lum K.K., Javitt A., Cristea I.M. Interactions of the Antiviral Factor Interferon Gamma-Inducible Protein 16. NIFI16 Mediate Immune Signaling and Herpes Simplex Virus-1 Immunosuppression // Mol Cell Proteomics. 2015. Vol. 14, No. 9. P. 2341–2356. doi: 10.1074/mcp.M114.047068
  26. van Gent M., Braem S.G.E., de Jong A., et al. Epstein-Barr virus large tegument protein BPLF1 contributes to innate immune evasion through interference with toll-like receptor signaling // PLoS Pathog. 2014. Vol. 10, No. 2. ID e1003960. doi: 10.1371/journal.ppat.1003960
  27. Hemann E.A., Green R., Turnbull J.B., et al. Interferon-λ modulates dendritic cells to facilitate T cell immunity ion with influenza A virus // Nat Immunol. 2019. Vol. 20. P. 1035–1045. doi: 10.1038/s41590-019-0408-z
  28. Hadjidj R., Badis A., Mechri S., et al. Purification, biochemical, and molecular characterization of novel protease from Bacillus licheniformis strain K7A // Int J Biol Macromol. 2018. Vol. 114. P. 1033–1048. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.03.167
  29. Behzadi P., García-Perdomo H.A., Karpiński T.M. Toll-Like Receptors: General Molecular and Structural Biology // J Immunol Res. 2021. Vol. 2021. ID 9914854. doi: 10.1155/2021/9914854
  30. Jeong Y.J., Baek S.C., Kim H. Cloning and characterization of a novel intracellular serine protease (IspK) from Bacillus megaterium with a potential additive for detergents // Int J Biol Macromol. 2018. Vol. 108. P. 808–816. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.10.173

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Сигнальные пути, способствующие увеличению размера и массы клеток (по J. Flint, Vincent R. Racaniello, G. Rall, Th. Hatzoocannon, 2020)

Скачать (497KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Клеточный цикл циклической CDK млекопитающих: а — фазы клеточного цикла обозначены на окружности. Прогрессирующее накопление специфических циклинов и циклин-зависимых киназ (CDK) представлено расширяющими стрелками, которые отмечают время резкого исчезновения; b — секреция, накопление и биологические эффекты как циклинов, так и CDK регулируются многочисленными механизмами. Зеленые стрелки и красные полосы указывают на активирующие и тормозящие эффекты, взаимодействия или посттрансляционные модификации (по J. Flint, Vincent R. Racaniello, G. Rall, Th. Hatzoocannon, 2020)

Скачать (267KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Модель паракринного онкогенеза, вызванного продуктами гена ВГЧ 8-го типа (по J. Flint, Vincent R. Racaniello, G. Rall, Th. Hatzoocannon, 2020)

Скачать (661KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Конститутивная активация клеточной мембраны белком 1 вируса Эпштейна — Барр: а — краткое описание транскрипционных и других регуляторов, которые стимулируются или подавляются передачей сигналов от LMP-1; b — LMP-1 олигомеризуется в отсутствие лиганда. При локализации на плазматической мембране С-концевой сегмент LMP-1, с которым связываются клеточные белки, активирует клеточные транскрипционные регуляторы и увеличивает продолжительность жизни В-клеток. Длинный цитоплазматический С-концевой домен вирусного белка участвует в активации сигнализации (CTAR) 1 и 2. Как показано, несколько членов семейства белков, ассоциированных с рецепторами фактора некроза опухоли (TRAF), связываются с CTAR-1, что приводит к активации протеинкиназы NIK (NF-KB-индуцирующая киназа) и IkK (Ik-киназа) и, в конечном счете, NF-kB. Домен CTAR-2 LMP-1 также индуцирует активацию NF-kB через ассоциацию с TRADD и TRAF-6. Он также отвечает за активацию AP-1 через путь JUN N-концевой киназы (JNK). Кроме того, TRAF-связывающий домен CTAR-1 индуцирует активацию каскада киназы MAP, в то время как богатая пролином область необходима для активации JAK3 и STATs. Эти реакции на LMP-1 необходимы для трансформации фибробластов крыс (по J. Flint, Vincent R. Racaniello, G. Rall, Th. Hatzoocannon, 2020)

Скачать (918KB)
Метаданные

© Москалев А.В., Гумилевский Б.Ю., Апчел В.Я., Цыган В.Н., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».