Апоптоз: роль церамида
Апоптоз или программируемая клеточная смерть является эволюционно консервативным механизмом, играющим важную роль на стадиях раннего развития и гомеостаза взрослых тканей. Церамид рассматривается как критический компонент апоптоза [ Hannun, ea 1996 , Obeid, ea 1993 ]. Установлена новая роль церамида в регуляции клеточного цикла [ Jayadev S. et al., 1995 ]. Добавление экзогенного C6-церамида к лейкемическим клеткам вызывает арест в стадии G1/G2, который сопровождается апоптозом. Интересно, что диглицериды противодействуют эффекту церамида на апоптоз, но не на клеточный цикл, что предполагает защитную роль диглицерида. Согласно предположениям, устойчивые изменения в уровнях диглицеридов и церамидов могут вызывать длительное и, возможно, постоянное репрограммирование клеточной функции через регуляцию механизма апоптоза и клеточного цикла.
TNFa , Fas-лиганд , радиация или химиотерапевтические агенты вызывают накопление церамида в клетках, который в свою очередь вызывает апоптоз [ Hannun, ea 1994 , Kolesnick, ea 1994 , Cifone, ea 1994 , Haimovitz-Friedman, ea 1994 , Террег, ea 1995 , Jaffrhzou, ea 1996 , Skowronski, ea 1996 ]. Активация РКС ТРА или диацилглицерином защищает клетки от различных апоптических повреждений, подтверждая, что РКС служит препятствием на пути апоптоза, опосредуемого церамидом [ Cuvillier, ea 1996 , Obeid, ea 1993 , Террег, ea 1995 , Jarvis, ea 1994 ]. Хотя механизм, по которому РКС предотвращает апоптические эффекты церамида, изучен недостаточно, на многих типах клеток показано, что активация РКС стимулирует сфингозинкиназную активность , подтверждая, что этот эффект опосредуется SPP.
В лимфобластоидных клетках при дексаметазон-индуцированном апоптозе обнаружена очень ранняя (уже через 15-30 с) активация двух мембранных ферментов: PIP2-фосфолипазы C (модифицирует экстраклеточные сигналы) и гамма-глутамил-трансферазы (метаболический транспорт) , которые могут служить индикаторами апоптозной гибели клеток [ Graber R. and Losa G.A., 1995 ].
В лейкемических клетках C2-церамид (1-5 мкМ, через 2-3 ч) индуцирует межнуклеосомную фрагментацию ДНК , характерную для апоптоза, которая ингибируется цинком [ Obeid L.M. et al., 1993 ]. Эффект этого церамида предупреждается с помощью активатора протеинкиназы С ( форбол-12-миристат-13-ацетат ), что предполагает существование двух противоположных экстраклеточных путей регуляции апоптоза . Церамид индуцирует раннюю регуляцию с-myc-протоонкогена в клетках НL-60 , а также ингибирует протеинкиназу С и протеинфосфатазу [ Kim M.Y. et al., 1991 ].
Инкубация лейкемических клеток человека и фибросаркомы со сфингомиелином или синтетическими церамидами (в зависимости от времени и концентрации церамида) приводит к межнуклеосомной фрагментации ДНК до фрагментов, больших или равных 3 т.п.н. [ Jarvis W.D. et al., 1994 ]. При этом церамид фрагментирует зрелую двунитевую ДНК, но не новосинтезированную. Однако фосфолипазы С и A2, арахидоновая кислота и синтетический диглицерид не вызывают фрагментацию ДНК генома. Это предполагает, что в регуляции апоптоза диглицериды и церамиды играют противоположную роль.
Дигидропроизводные церамида не способны индуцировать апоптоз в отличие от церамида. Для выяснения этого вопроса были синтезированы восемь стереоизомеров С2-церамида и С2-дигидроцерамида [ Bielawska A.E. et al., 1993 ]. Оказалось, что четыре стереоизомера С2-церамида активно, но в различной степени ингибировали рост клеток НL-60 и индуцировали апоптоз. С другой стороны, среди С2-дигидроцерамидов только трео-соединения были активны, тогда как эритро-соединения оказались неактивными. Более того, из двух природных молекул D-эритро-С2-церамид (с 4-5 трансдвойными связями) был активен, а D-трео-С2-дигидроцерамид был неактивен.
Итак, дигидроцерамид с насыщенным сфингоидным основанием неактивен, тогда как введение двойной связи (С4-С5) или гидроксильной группы (в С4) делает его биологически активной молекулой. Из этих результатов следует важный вывод: введение двойной связи является критическим для проявления биохимической и биологической активностей церамида.
Смотрите также:
