ген c-myc: дерегуляция экспрессии

В результате описанных выше транслокаций происходит дерегуляция экспрессии гена c-myc ( Saito et al., 1983 ; Pelicci et al., 1986a ). Это обусловлено несколькими причинами.

Транскрипция гена c-myc может усиливается, как предполагается, за счет его сближения с геном Ig и появления вблизи нового усилителя транскрипции - энхансера Ig -гена ( Saito et al., 1983 ).

Исследование, проведенное Митани с соавт. ( Mitani et al., 1988 ), показало, что в подавляющем большинстве злокачественных лимфом в ядрах клеток происходит накопление повышенного количества продукта гена c-myc , хотя нормальный аллель гена c-myc при этом не экспрессируется (феномен аллельного исключения ). Инактивация нормального аллеля гена c-myc осуществляется, по-видимому, на уровне транскрипции в результате стабильной модификации этого аллеля, а не за счет посттранскрипци- онной регуляции ( Bently, Groudine, 1986a ; Nishikura, Murray, 1988 ).

Однако в отношении тонких механизмов с помощью которых Ig -гены обуславливают активацию транслоцированного аллеля гена c-myc остается много неясного, особенно в тех случаях, когда перестройки хромосом не затрагивают этот ген и происходят на значительном расстоянии от него. Имеются, в частности, данные, указывающие на разную эффектив- ность использования 4 промоторов, имеющихся у гена c-myc , в нормаль- ном и транслоцированном аллелях при BL ( Eick et al., 1990 ).

Как показали эксперименты, проведенные Лауренце и Астина ( Laurence, Astrin, 1991 ), неиммортализованные периферические В-лимфоциты EBV -позитивных, но HIV -негативных доноров могут быть инфицированы HIV и при этом некоторые клетки становятся трансформированными. Та- кие трансформированные клетки способны вызывать инвазивные опухоли типа BL после их подкожной инъекции мышам линии с острым иммунодефи- цитом. При этом наблюдали увеличение в В-клетках ДНК и РНК EBV , а также усиление экспрессии c-myc . Согласно некоторым данным активация гена \ген c-myc: активацияc-myc в В-клетках при инфицировании HIV осуществляется за счет продукта регуляторного гена tat HIV ( Laurence, Astrin, 1991 ). Таким образом, HIV способен не только дерегулировать онкоген c-myc , но и активировать содержащийся в клетках EBV . Последний в отсутствии HIV способен иммортализовать В-клетки, но не трансформировать их.

В некоторых BL ген c-myc меняет свою структуру при рекомбинации хромосом ( Saito et al., 1983 ; Rabbitts et al., 1983 ). Наиболее часто это проявляется в укорочении первого экзона гена. Когда разрыв осуществляется в первом экзоне инициация трансляции начинается с того же кодона AUG, что и в неперестроенном гене, поскольку этот кодон расположен во втором экзоне ( Saito et al., 1983 ). Вместе с тем следует иметь в виду, что в первом экзоне гена c-myc содержатся регуляторные последовательности, нарушение которых должно приводить к дерегуляции экспрессии этого гена. В частности, в 3'-области 1-ого экзона этого гена содержится элемент, препятствующий процессу элонгации транскрипции ( Bently, Groudine, 1986b ). Можно думать, что усиление экспрессии c-myc происходит в этих случаях за счет изменения процесса элонгации транскрипции.

Как показали проведенные исследования регуляторные сайты гена c-myc могут изменяться не только за счет хромосомных разрывов в них при транслокациях, но и за счет соматических мутаций. Последние кластеризуются обычно на границе экзон 1/интрон 1 и не распространяются на белоккодирующие домены ( Rabbitts et al., 1983 ; Rabbitts et al., 1984 ; Pelicci et al., 1986b ; Cesarman et al., 1987 ). Наблюдаемые мута- ции включают единичные замены оснований, делеции и инверсии.

В некоторых случаях соматические мутации не обнаруживались ни в структурной, ни в регуляторной областях гена c-myc ( Showe et al., 1987 ). Последнее свидетельствует о том, что такие мутации в регуляторной области гена c-myc не являются обязательными для его дерегуляции в BL . Детальное исследование этого вопроса, проведенное Джонстоном с соавт. ( Johnston et al., 1991 ), показало, что гипермутация c-myc представляет собой процесс, сходный с происходящим в eBL , но не яв- ляется универсальным для всех типов BL . Мутации в гене c-myc мо- гут быть результатом спиловера ("spillover") соматических гипермутаций в локусе IgH . Поскольку показано отсутствие гипермутации Ig -ло- куса при sBL ( Carroll et al., 1989 ), можно думать, что последняя опухоль не является отражением ситуации in vivo. Различия в частотах мутаций гена c-myc в sBL и eBL может быть также результатом различий в точках разрыва в гене Ig .

Связь дерегуляции экспрессии c-myc с BL отмечали многие авторы. Например, Попеску с соавт. ( Popescu et al., 1990 ) наблюдали усиление экспрессии c-myc при BL , сопровождающейся t(8;22)(q22;q11-12) и приводящей к соединению гена c-myc с лямбда Ig -геном. В других случаях при BL эти же авторы обнаружили t(1;5) и t(3;7) , в которых разрывы происходили вблизи онкогенов N-ras , fms и raf-1 , экспрессия которых при этом, однако, не менялась существенно.

Полученные данные подтверждают ранее сделанный вывод об участии гена c-myc в возникновении BL и позволяют думать, что онкоген ras скорее всего не имеет отношение к лимфомам. Ранее к такому же выводу пришли и Митани с соавт. ( Mitani et al., 1988 ), исследовавшие экспрессию гена ras в 43 злокачественных лимфомах.

Бос ( Bos, 1989 ), обнаружив мутации в ras во многих типах опухолевых клеток, не выявил их в фолликулярных клеточных лимфомах. При котрансфекции v-myc и v-Ha-ras в В-лимфоциты не наблюдали иммортализации клеток и усиления в них синтеза ДНК ( Stevenson, Volsky, 1986 ), т.е. даже два эти онкогена в отличие от EBV не способны обеспечить выход В-лимфоцитов из латентного состояния. Следовательно, требуются какие-то дополнительнительные факторы. В частности, при инфицировании В-клеток EBV , приводящем к иммотрализации, происходит значительное усиление экспрессии онкогена c-fgr ( Cheah et al., 1986 ).

Хотя дерегуляция экспрессии c-myc может играть патогенную роль при BL , как эксперименты по трансфекции in vitro, так и in vivo с трансгенными мышами свидетельствуют, что для возникновения лимфомы необходимы еще какие-то дополнительные (генные или эпигенные) факторы. Кроме того следует отметить, что у инфицированных HIV пациентов c BL перестройки гена c-myc происходят не всегда ( Boiocchi et al., 1990 ).

Имеются указания, что при образовании BL во всех случаях необходимо присутствие EBV ( Lombardi et al., 1987 ). Следовательно, может иметь место кооперация между c-myc и EBV . Проверяя это положение, Ломбарди с соавт. показали, что при переносе гена c-myc in vitro в В-клетки (лимфобласты) нормальных людей и пациентов больных СПИД ом, инфицированных в обоих случаях EBV , происходит злокачественная трансформация этих клеток, которую в отдельности не способны осуществлять ни c-myc , ни EBV (они в отдельности могут только иммортализировать В-клетки).

В этой связи интересно, что глюкокортикоидные гормоны , которые ингибируют рост клеток лимфомы, уменьшают уровень мРНК c-myc (при этом увеличивается уровень мРНК c-erbA ) ( Gullino et al., 1989 ).

Ген Ha-ras из карциномы клеток мочевого пузыря способен индуцировать неопластический фенотип В лимфоцитов, иммортализованных EBV ( Nasi et al., 1990 ). В связи с этим предполагается, что гены c-Ha-ras и c-myc действуют на том же уровне регуляции.

Показано, что в клетках BL , сильно экспрессирующих myc -ген, усиливается репликация ДНК SV40 ( Classon et al., 1990 ), что служит дополнительным указанием на существенную роль c-myc в пролиферации клеток. Аналогичную роль играют, по-видимому и 2 других онкогена этого семейства ( N-myc и L-myc ) ( Classon et al., 1990 ). Можно думать, что конститутивная экспрессия гена c-myc , происходящая в результате транслокации, способствует неограниченной пролиферации В-клеток, ведущей к высокой злокачественности (high-grade malignancy).

Следует также иметь в виду, что гены c-myc и N-myc относятся к немногочисленным эукариотическим генам, для которых характерна одна особенность - у них, по крайней мере частично, транскрибируются обе цепи ( Nepveu, Marcu, 1986 ; Krystal et al., 1990 ). В результате сим- метричной транскрипции изменяется сплайсинг предшественников мРНК и некоторые зрелые молекулы мРНК сохраняют последовательности, считан- ные с первого интрона ( Krystal et al., 1990 ). Такие молекулы не мо- гут, по-видимому, образовываться в лимфомах, в которых имеет место транслокация гена myc с точкой разрыва в первом интроне.