Клональность клеток новообразований и взаимодействие проретровируса с определенным генетическим локусом
Высокоонкогенные рекомбинантные ретровирусы, как известно, вызывают быструю трансформацию большинства клеток in vitro и индуцируют in vivo быстро растущие, с коротким латентным периодом опухоли определенного гистологического типа, детерминированного онкогеном и клетками-мишенями.
Разнообразие мест интеграции проретровирусов в различных клетках одной опухоли в таких случаях, а также темпы развития бластоматозного процесса свидетельствуют о поликлональности этих новообразований [Souza L. et al., 1980; Hughes S. H. et al., 1981, 1982; Gudkov A. V. et al., 1983].
Совершенно противоположная картина наблюдается при онкогенезе, вызываемом слабоонкогенными ретровирусами.
Во-первых, сама неопластическая трансформация в этих случаях является редким событием, о чем свидетельствует латентный период, несмотря на высокую виремию в течение всего этого времени.
Во-вторых, наблюдается значительное разнообразие опухолей, например, вирусы лейкозов кур могут индуцировать чаще всего В-клеточные лимфомы, миелобластоз, остеопетроз, эритробластоз и в редких случаях — саркомы, карциномы и эндотелиомы.
Следует обратить особое внимание на то, что эта специфика неопластического процесса обусловливается прежде всего не возникновением в популяции вируса высокоонкогенного варианта (хотя в некоторых случаях это не исключено), а спецификой взаимодействия вирус — клетка, на что, собственно, указывает клональность опухолей, индуцированных низкоонкогенными ретровирусами лейкоза птиц и млекопитающих.
В пользу клональной природы этих новообразований свидетельствуют следующие экспериментальные факты: широкое разнообразие мест интеграции проретровируса в ДНК различных клеток, однако при этом все лейкозные клетки содержали провирусные последовательности в одном и том же месте своего генома, причем для каждого типа лейкоза это место было уникальным [Kettman A. et al., 1980; Hughes Н. et al., 1981].
Аналогичные взаимоотношения вирус — клетка были обнаружены при анализе опухолей молочных желез мышей, индуцированных MMTV. В этих случаях в ДНК клеток каждой опухоли имелся свой специфичный участок интеграции провируса MMTV, например, у мышей линии BALB/c этот участок — int2 — размером около 20 кб локализован на хромосоме 7, а у мышей линии СЗН размером 20 кб int1 располагается на хромосоме 15 [Etkin P. R, Sarkar N. Н., 1983; Nusse R, Varmus Н. Е., 1983; Peters G. et al., 1983, 1984].
Существенно, что провирусная ДНК MMTV в этих случаях может интегрировать в разные участки, но одного сегмента клеточной ДНК int1.
Провирус MMTV встраивается с обеих сторон транскрипционной единицы, «молчащей» в нормальных клетках, но экспрессирующейся в клетках опухолей молочных желез с нарушенными локусами int1 или int2 [Varmus Н. Е, 1983; Dickson С. et al., 1984].
Важно подчеркнуть, что при анализе опухолеродных и неопухолеродных клонов, выделенных из опухоли молочной железы мыши линии BALB/c, вскормленной молоком мыши линии СЗН (высокораковая линия, вирус MMTV передается через молоко), отсутствовала корреляция между уровнем экспрессии вирусного генома, множественностью интеграции и степенью опухолеродности клеток.
Тем самым эти факты убедительно подтвердили существенное значение генетических взаимоотношений вируса и клетки для неопластической трансформации. Считают, что активация определенного клеточного гена (пока неизвестного) внутри локуса int2 провирусом или его LTR является необходимым этапом в канцерогенезе, индуцированном MMTV.
Следовательно, есть основания предполагать, что клональность опухолей, вызванных ретровирусами, отражает редкость тех вариантов взаимоотношения вирус — клетка, которое приводит к опухолевой трансформации. В последующих работах были получены прямые доказательства в пользу существования таких особенностей взаимодействия двух геномов, которые, как выяснилось, главным образом определялись местом интеграции.
Был обнаружен особый класс РНК, которые транскрибировались с клеточного онкогена myc, входящего в состав генома дефектных вирионов вируса миелоцитоматоза птиц. Количество этой c-myc-РНК в лейкозных клетках составляло 80 — 330 копий на клетку (в нормальных В-лимфоцитах — 2 — 5 копий).
Другие клеточные онкогены (c-src, c-fps, c-erb и c-myb) транскрибировались на прежнем уровне [Hayward W. S. et al., 1981]. Установлено, что уровень транскрипции с-myc повышался не только вследствие замены клеточного промотора на вирусный, но и в тех случаях, когда интегрированный геном располагался «выше» или «ниже» гена с-myc, однако в противоположном направлении.
При этих вариантах механизм активации транскрипции с-myc неясен. Возможны три варианта интеграции вирусной ДНК ALV по отношению к локусу c-myc [Varmus Н. Е, 1983]. Это означает, что провирусная ДНК может активировать экспрессию клеточных генов либо непосредственно за счет внедрения вирусного промотора, либо изменяя эффективность функционирования клеточного промотора.
Однако оказалось, что в некоторых случаях транскрипция этого гена не усиливалась и провирусная ДНК интегрировала в другие участки клеточного генома. На исключительную сложность этой системы указывают также данные по трансфекции ДНК лейкозных клеток кур в клетки мышей линии ЗТЗ.
Несмотря на то что эта ДНК обладала трансформирующей активностью, в геноме трансформированных клеток последовательности гена с-myc не определялись. Таким образом, вероятно, активация клеточного онкогена с-myc является лишь одним из этапов опухолевой трансформации. Следует отметить, что активация с-myc не является уникальной особенностью ретровирусов лейкозов птиц, поскольку и другие ретровирусы также могут интегрировать вблизи этого гена и изменять его активность.
К настоящему времени значение и вероятная роль места интеграции для опухолевой трансформации были показаны и в отношении других ретровирусов, в частности, как отмечалось выше, MMTV также встраивается в определенный генетический локус: int1 или int2 [Etrind P. S, Sarkar N. H., 1983; Nusse R, Varmus H. E, 1983; Peters G. et al., 1983].
Становится понятным также, почему разные вирусы лейкозов кур вызывают сходные заболевания, а один и тот же, например, слабоонкогенный вирус лейкоза птиц — RAVI — при введении цыплятам индуцирует различные виды неоплазий в зависимости от линии чувствительных птиц [Fung Y. К. et al., 1983].
Показано, что один и тот же RAVI вызывает разные бластоматозные процессы (лимфомы или эритролейкоз), активируя различные клеточные онкогены (соответственно туе и erb) путем инсерции своего LTR, последовательность которого оказалась практически идентичной последовательности LTR RSV.
Способность ретровирусов активировать клеточные онкогены представляет собой один из путей возникновения сильноонкогенных рекомбинантных ретровирусов.
Однако в этом случае необходимо совпадение определенных условий: наличие в составе РНК, транскрибируемой с активированного онкогена, 5´-концевого участка, включая область, входящую в LTR, и еще около 400 нуклеотидов 5´-концевой области генома.
Кроме того, для того чтобы эта РНК могла быть упакована в вирионы, ее длина не должна превышать 10 000 нуклеотидов. Иными словами, совпадение этих требований является более сложным условием, чем активация онкогена. Следовательно, при активации клеточных онкогенов возникновение необходимой РНК — редкое событие. Вместе с тем экспериментально такая возможность доказана на модели MSV [Oskarson М. et al., 1980].
«Онкогены и канцерогенез», А.И.Агеенко
