Активные формы кислорода (АФК): митогенные эффекты
Имеется много публикаций, свидетельствующих, что активные формы кислорода стимулируют деление различных типов клеток [ Burdon R., 1995 ].
Механизм, по которому активные формы кислорода участвуют в передаче митотического сигнала, неизвестен. Однако показано, что они включают каскад реакций, которые передают митотический сигнал при воздействии "физиологических" агентов, таких как факторы роста : активируют в клетке различные транскрипционные факторы , но наиболее эффективно - продукт гена c-jun [ Lee S. et al., 1996 , Huang K. et al., 1996 ] и ядерный транскрипционный фактор NF-kB [ Li Y. et al., 1996 , Flohe L. et al., 1997 ].
Известно, что активация гена c-jun может реализоваться через различные пути передачи митотического сигнала, в том числе через последовательную цепь фосфокиназных реакций, участниками которой являются продукты генов c-src , c-ras , c-raf , МAРКК , МAРК/ЕРС (МЕК) [ Hill C. and Trelsman R., 1995 ] ( рис. 2 ). В клетках с мутациями в генах c-src или c-ras или c-raf активные формы кислорода неспособны активировать транскрипционный фактор c-jun [ Lee S. et al., 1996 ].
Поскольку продукт гена c-src является начальным этапом в приведенной цепи передачи сигнала, то предполагается, что c-src является первичным объектом воздействия активных форм кислорода [ Lee S. et al., 1996 , Devary Y. et al., 1992 ]. Продукт гена c-ras является белком, на котором "сходятся" митотические сигналы от рецепторных и нерецепторных фосфокиназ. Ингибитор рецепторных протеинкиназ, тирфостин 23 , не влияет на экспрессию c-jun, вызванную Н2О2, а ингибитор нерецепторных протеинкиназ, к которым относится продукт гена c-src, гербимицин A , предотвращает индукцию этого транскрипционного фактора [ Lee S. et al., 1996 ].
Эти данные также указывают на то, что включение митогенного сигнала, вызываемого активными формами кислорода, реализуется на уровне продукта гена c-src.
NF-kB - другой транскрипционный фактор, активируемый активными формами кислорода [ Li Y. et al., 1996 , Flohe L. et al., 1997 , Renard P. et al., 1997 ], а также введением в клетку фенобарбитала или пролифераторов пероксисом [ Li Y. et al., 1996 ]. Активация происходит опосредованно, поскольку прямое воздействие активных форм кислорода на очищенный NF-kВ не влияет на него [ Flohe L. et al., 1997 ]. Активация NF-kВ , вызванная УФ или TNF-альфа , может осуществляться как по тому же пути, что и активация c-jun: через ras-raf-MAPKK сигнальный путь [ Hirano M. et al., 1996 ], так и через TNF-альфа-рецептор [ Yamada Y. et al., 1997 ].
Поскольку транскрипционные факторы NF-кВ и c-jun могут активироваться по общему пути, то не исключено существование некоего неизвестного рецептора активных форм кислорода, который приводит в действие c-src , запуская каскад киназных реакций. Возможно, что активация неизвестного рецептора связана с изменением соотношения SH- и S-S-групп. В пользу этого свидетельствуют данные, что введение N-ацетил-цистеина , соединения, увеличивающего уровень восстановленного глутатиона в клетке, предотвращает активацию МАР-киназ, вызванную Н2О2 [ Stevenson M. et al., 1994 ].
Другая возможность митогенного действия активных форм кислорода - ингибирование фосфатаз , ферментов, инактивирующих участников передачи митогенного сигнала. В результате ингибирования фосфатаз увеличивается стационарная концентрация активных форм фосфокиназ, участвующих в передаче митогенного сигнала. Подобный механизм промоции реализуется, видимо, при действии окадаиковой кислоты , которая является ингибитором фосфатаз [ Cohen P. et al., 1990 , Guy G. et al., 1992 ]. Однако это предположение мало вероятно в случае активных форм кислорода, поскольку Н2O2 тормозит активность тирозинфосфатаз в клетке в чрезвычайно высоких концентрациях - 150 мМ, - и это торможение развивается в течение 15 мин, а затем в присутствии Н2О2 активность медленно возвращается к исходной величине [ Sullivan S. et al., 1994 ].
Еще один необходимый фактор промоции - нарушение межклеточных коммуникаций с ингибированием апоптоза - тоже может быть обусловлен кислородным стрессом [ Hu Y. and Cotgreave I., 1995 , Saez J. et al., 1987 ], так как антиоксиданты ингибируют эффект промоторов на межклеточные коммуникации, восстанавливая их [ Hu Y. and Cotgreave I., 1995 , Ruch R. and Klauning J., 1986 ].
По-видимому, стимуляция деления клеток и нарушение межклеточных коммуникаций при действии индукторов цитохрома Р-450 могут реализоваться через общий механизм посредством активации белка c-src . В экспериментах показано, что введение в клетки активированного гена v-src или активация клеточного c-src вызывают уменьшение уровня межклеточных коммуникаций [ Azarnia R. et al., 1988 ], что обусловлено фосфорилированием тирозина в коннексине 43 и выходом его из мембраны [ Loo L. et al., 1995 , Yamasaki H. and Naus C., 1996 , Filson A. et al., 1990 , Swenson K. et al., 1990 ].
Смотрите также:
