ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 442, № 5, с. 712-713
КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 612.036.576.314.547.915.5
МЕХАНИЗМЫ ИНАКТИВАЦИИ ЦИТОТОКСИЧЕСКОГО Tag7-Hsp70-КОМПЛЕКСА
© 2012 г. Д. В. Яшин, Е. А. Духанина, О. Д. Кабанова, Е. А. Романова, Т. И. Лукьянова, А. А. Шелудченков, Ю. К. Сыкулев, член-корреспондент РАН Н. В. Гнучев, Л. П. Сащенко
Поступило 09.09.2011 г.
Противодействие клеток иммунной системы хозяина возникновению раковых клеток связано с большими трудностями [1]. Если лимфоцитам необходимо убивать раковые клетки растворимыми цитотоксическими агентами, то нужно, чтобы эти цитотоксические белки не только эффективно убивали раковые клетки-мишени, но и не повреждали нормальные клетки организма [2]. Поскольку раковые клетки очень похожи на нормальные клетки организма, так как они из них и получаются, эта задача очень непростая. С другой стороны, раковые клетки все время мутируют и под давлением иммунной системы вырабатывают все новые способы противостоять ей [3]. В этой работе мы продемонстрировали, что для нейтрализации действия растворимого комплекса Та§7-Шр70, применяемого клетками иммунной системы для убийства раковых клеток, лимфоциты и различные раковые клеточные линии используют разные механизмы.
Ранее нами было показано, что в крови человека находятся клетки СВ3+СЭ8+, которые после стимуляции в течение 6 сут цитокином 1Ь-2 приобретают способность лизировать раковые клетки-мишени [4]. Один из путей лизиса связан с выделением в среду комплекса белков Та§7-Шр70, цитотоксичного для ряда раковых клеточных линий [5].
Для нейтрализации продолжительного воздействия Та§7-И8р70-комплекса на собственные клетки, например эпителия сосудов, лимфоциты используют белок ШрВР1, который они выделяют вместе с Та§7-И8р70-комплексом. Кинетика выделения цитотоксического агента и его инги-
Институт биологии гена
Российской Академии наук, Москва
Центр медицинских исследований университета Осло,
Москва
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской Академии наук, Москва Thomas Jefferson University, Philadelphia, USA
битора такова, что на начальной стадии взаимодействия лимфоцита и клетки-мишени большая часть Та§7-И8р70-комплекса находится в свободном виде и способна поражать раковые клетки (рис. 1). С течением времени (после 20 ч инкубации) концентрация ингибированного белком №рВР1 комплекса Та§7-Шр70 начинает превышать концентрацию цитотоксического агента и к 30 ч совместной инкубации ШрВр1 полностью ингибирует цитотоксическую активность комплекса Та§7-Шр70. При этом механизм инактивации Та§7-И8р70-комплекса при помощи №рВР1 включает в себя образование высокомолекулярных комплексов, содержащих все три белка Та§7, Шр70 и ШрВР1. Эти высокомолекулярные комплексы не способны взаимодействовать с клетками и, по-видимому, выпадают в осадок [6].
%
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
30
Время, ч
Рис. 1. Изменение концентрации Tag7-Hsp70-ком-плекса, его ингибитора №рВР1 и соответствующая цитотоксичность супернатанта лимфоцитов в зависимости от времени инкубации с раковыми клетками-мишенями Ь929. За 100% принят максимум, для Tag7-Hsp70 максимальная концентрация 0.4 нМ, для №рВР1 4.1 нМ, максимальная цитотоксичность 25%.
МЕХАНИЗМЫ ИНАКТИВАЦИИ
713
Раковые клетки тоже используют выработанный ими механизм, позволяющий избегать действия Та§7-Шр70-комплекса. Он основан на свойствах белка М181, который способен в растворе разрушать устойчивый Та§7-Шр70-ком-плекс, реагируя с образующими его белками и вытесняя их из цитотоксического комплекса [7]. Получающиеся комплексы Та§7-М181 и Мйз1-Н8р70 не проявляют цитотоксичности. Таким способом клетки раковой клеточной линии С8МЬ-100 научились спасаться от цитотоксичности Та§7-Шр70-комплекса. Они секретируют в раствор вокруг себя большое количество белка М181, который разрушает Та§7-Шр70 комплекс, не давая ему приблизиться к раковым клеткам и лизировать их (рис. 2). Интересно отметить, что лимфоциты выделяют Та§7-Шр70 не только в виде полноразмерного комплекса, но преимущественно в виде нарезанных фрагментов с молекулярными массами от 20 до 70 кДа. М181 разрушает и эти фрагменты, а не только полноразмерный Та§7-Шр70-комплекс.
Таким образом, мы рассмотрели в работе два механизма инактивации цитотоксического Та§7-Шр70-комплекса. Оба механизма приводят к потере Та§7-Шр70-комплексом цитотоксической активности, но имеют различную кинетику и назначение. Первый механизм, используемый лимфоцитами, позволяет цитотоксическому комплексу уничтожать раковые клетки в течение 20 ч, а затем приводит комплекс к инактивации, чтобы избежать длительного воздействия на другие клетки. Инактивация комплекса получается за счет его агрегации с белком-ингибитором: НрВР1. Во втором механизме, используемом опухолевыми клетками в их борьбе с лимфоцитами человека, белок-ингибитор М181 непосредственно разрушает Та§7-Шр70-комплекс, связываясь с его компонентами. Этот процесс носит более быстрый характер, позволяя раковым клеткам эффективно инактивировать цитотоксический Та§7-
Цитотоксичность, % 30 Г
25 - -
20 - -
15 -
10 -
5 " -
0 U_ | _ | _ | _ | _Li_I
0 5 10 20 50 100 Избыток Mts1/Tag7-Hsp70
Рис. 2. Ингибирование белком Mts1 цитотоксической активности Tag7-Hsp70-комплекса. Tag7-Hsp70-комплекс был взят в концентрации 10 нМ, титрование проводили избытком Mts1. Цитотоксическая активность проверялась на клетках L929. По оси абцисс указано отношение концентрации белка Mts1 к концентрации комплекса Tag7-Hsp70.
Шр70-комплекс до того, как он свяжется с их клеточной поверхностью.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Gavalas N.G., Karadimou A., Dimopoulos M.A., BamiasA. // Clin. Develop. Immunol. 2010. V. 2010. 791603. 15 p.
2. Jayaraman T, Paget A., Shin Y.S., et al. // Vasc. Health Risk. Manag. 2008. V. 4. № 4. P. 805-817.
3. TindleR.W. // Nat. Rev. Cancer. 2002. V 2. № 1. P. 59-65.
4. Sashchenko L.P., Dukhanina E.A., Shatalov Y.V., etal. // Blood. 2007. V. 110. № 6. P. 1997-2004.
5. Sashchenko L.P., Dukhanina E.A., Yashin D.V., et al. // J. Biol. Chem. 2004. V. 279. № 3. P. 2117-2124.
6. Yashin D.V., Dukhanina E.A., Kabanova O.D., et al. // J. Biol. Chem. 2011. V. 286. № 12. P. 10258-10264.
7. Dukhanina E.A., Kabanova O.D., Lukyanova T.I., etal. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2009. V. 106. № 33. P. 13963-13967.
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК том 442 № 5 2012
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.