ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ РЕГУЛЯЦИИ ОПУХОЛЕВОГО РОСТА, ОПОСРЕДОВАННОГО РЕЦЕПТОРНЫМ КОМПЛЕКСОМ ИНТЕРЛЕЙКИНА 6.
Н.Н. Тупицын
ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России, Москва
Одним из наиболее интересных открытий последнего десятилетия в области биомолекулярных рецепторных систем является установление функциональной специализации белковых молекул, входящих в состав рецепторных комплексов. Одни молекулы ответственны за специфичность сигнала (антигенного, цитокинового), а другие, напротив, как бы унифицируют огромное (антигены) или небольшое (цитокины семейства ИЛ-6) число сигналов, преобразуя их в 2-3 широких русла, направленных к геному. Молекулярным преобразователем (трансдуцером) сигналов цитокинов семейства ИЛ-6 служит молекула gp130. Ее особенностью является широкое представительство на всех клетках и во всех тканях организма человека.
Отсутствие специфических мембранных рецепторов цитокинов (например, рецептора ИЛ-6) не является помехой для активации молекулой gp130 клеточных процессов роста (пролиферации), дифференцировки, белкового синтеза или антиапоптоза: в этом случае gp130 включается циркулирующими в крови комплексами цитокина с растворимой формой рецептора. Более того, в последние годы доказана возможность прямой искусственной активации молекулы gp130 вообще без участия цитокинов.
И, наконец, с внедрением микроиммуноцитофлуориметрических методов при использовании специфических моноклональных антител, появилась возможность оценивать функциональное состояние рецепторного комплекса: активирован или не активирован. То, каким из 6 цитокинов семейства ИЛ-6 активирована молекула-трансдуцер, не играет в данном контексте первостепенной роли.
Рецептор интерлейкина-6 (ИЛ-6Р) состоит из двух полипептидных цепей: a-цепь - это собственно рецептор ИЛ-6 (иное название gp80, CD126); b-цепь - это общая трансдуцерная молекула (gp130, CD130) для 6 различных цитокинов [8]: интерлейкина-6, лейкемического ингибиторного фактора (ЛИФ), онкостатина М (ОМ), кардиотрофина-1 (КТ-1), цилиарного нейротрофного фактора (ЦНТФ) и интерлейкина-11 (ИЛ-11). Цитокины, передающие сигнал внутрь клетки опосредованно через молекулу gp130, называются цитокинами семейства ИЛ-6 или просто gp130-цитокинами [9].
Рецепторы ЛИФ и ОМ носят название gp190 и gp180, имеют высокую степень гомологии с gp130 и под влиянием специфических лигандов (ЛИФ, ОМ, КТ-1) или комплекса ЦНТФ с соответствующим рецептором образуют с gp130 гетеродимерные структуры. Взаимодействие ИЛ-6 и ИЛ-11 со специфическими рецепторами ведет к последующему связыванию образовавшихся комплексов с gp130 и его гомодимеризации.
Последовательность взаимодействий в передаче сигнала ИЛ-6 внутрь клетки такова: связывание ИЛ-6 с a-цепью ИЛ-6Р; присоединение комплекса ИЛ-6/ИЛ-6Р к gp130; ковалентная гомодимеризация gp130; каскад событий внутрицитоплазматического фосфорилирования с участием JAK1, JAK2, TYK2, STAT1, STAT3.
Регуляторная роль gp130 при опухолях изучена недостаточно. Исключением являются некоторые гемопоэтические опухоли и, в частности, множественная миелома, при которой убедительно доказано, что активация gp130 под влиянием ИЛ-6 способствует пролиферации злокачественных клеток и препятствует процессам апоптоза в них [5,7,10]. ИЛ-6 - это мощный ростовой и дифференцировочный фактор В-клеток [14]. Он играет центральную роль в росте опухолевых клеток при множественной миеломе [7], а также в развитии болезни Кастельмана [18]. ИЛ-6 синтезируется опухолевым окружением при крупноклеточных лимфомах, ассоциированных со СПИДом [3], и его ингибирование может оказывать противоопухолевое действие [4]. Gp80 экспрессирован у значительной части больных В-ХЛЛ и ряда больных В-клеточными лимфомами низкой степени злокачественности [11].
Нами было впервые установлено изменение эпитопной структуры ИЛ-6Р (gp80/gp130) под действием специфического лиганда ИЛ-6 [2,17]. В упрощенном виде эпитопная структура рецепторного комплекса может быть представлена следующим образом. На молекуле gp80 есть три группы эпитопов [12]: в активном центре связывания ИЛ-6 (блокируются моноклональными антителами /МКА/ М164 и М195), в области взаимодействия с gp130 (МКА М182), не связанные с функционированием gp80 (М91). Молекула gp130 значительно более полиморфна в антигенном отношении и содержит 10 эпитопных групп, имеющих буквенные обозначения от A до J [13]. Некоторые эпитопы не влияют на функцию gp130-цитокинов вообще (группы G и H) или на функцию ИЛ-6 (эпитопы С). Взаимодействие с gp80 связано с эпитопами В, а димеризация - с эпитопами А. Под влиянием ИЛ-6 происходит изменение эпитопной структуры gp130. На основании комбинации эпитопов, доступных для МКА, можно выделить 2 формы gp130 на мембране клеток: молекула в неактивном состоянии (все эпитопы доступны для МКА - А+В+С+), молекула в активированном состоянии (низкая или отсутствует экспрессия функциональных эпитопов - А-В-С+).
При изучении экспрессии gp130/80 на злокачественных клетках 118 больных гемобластозами нами установлено, что рецептор ИЛ-6 наиболее характерен для периферических В-клеточных лимфом. Активированная форма gp130 была характерна для мантийноклеточных лимфом и крупноклеточных В-лимфом.
Примерно у половины обследованных больных с В-линейными лейкозами и лимфомами злокачественные клетки экспрессировали gp80/gp130 рецептор. В 47% случаев обнаружены gp80 и в 54% случаев - gp130. Наиболее часто ? и ? цепи рецептора ИЛ-6 были экспрессированы одновременно. В пределах В-линейных опухолей комплекс gp130/gp80 не был обнаружен при про-В ОЛЛ и пре-пре-В ОЛЛ. Наибольшая частота экспрессии gp130 отмечена при лимфомах из клеток мантии фолликулов (80%), при крупноклеточных В-лимфомах (75%) и В-ХЛЛ (62%).
Детальное иммунофенотипическое изучение проведено у 76 больных с В-линейными лейкозами и лимфомами. Экспрессия CD5 антигена с достоверно большей частотой обнаружена в gp80+ и gp130+ группах в сравнении с антиген-негативными группами.
"Активированный" фенотип gp130, то есть отсутствие (маскировка) антигенов, расположенных в участках ковалентной димеризации или в участках связывания с gp80, установлен у 28% больных В-ХЛЛ. Совокупность эпитопов молекул gp130 и gp80 отличалась от типичного "активированного" фенотипа gp130, возникающего на миеломных клетках под действием ИЛ-6. Во всех случаях отмечена маскировка экспрессии А1-эпитопа (димеризация). Однако наличие В1-эпитопа или отсутствие молекулы gp80 не исключало возможность активации gp130 иными, нежели ИЛ-6, цитокинами семейства gp130.
У большинства больных В-ХЛЛ при наличии мембранной экспрессии gp80/gp130 все эпитопы рецепторного комплекса визуализировались с помощью МКА. В части случаев изменение эпитопной структуры gp80/gp130 происходило in vitro под действием ИЛ-6. Это свидетельствует о функциональной зрелости ИЛ-6Р при В-ХЛЛ и о способности опухолевых лимфоидных клеток взаимодействовать с ИЛ-6. Значительно большая частота обнаружения "активированного" gp130/80 отмечена при периферических В-клеточных лимфомах. При лимфомах из клеток мантии фолликулов лимфатических узлов "активация" gp130 имела место в 75% случаев, то есть в 2,5 раза чаще, чем при В-ХЛЛ. Во всех случаях крупноклеточных В-лимфом gp130 находился в активированном состоянии.
Таким образом, полученные в нашей работе данные могут оказаться полезными в понимании gp130-опосредованных механизмов роста ряда неходжкинских В-клеточных лимфом. Особенно интересен впервые установленный факт высокой частоты экспрессии и активации ??-??цепторного комплекса ИЛ-6 при лимфомах из клеток мантии фолликулов лимфатических узлов. Клиническая актуальность исследования этого вопроса обусловлена тем, что мантийноклеточные лимфомы, диагностированные на основе принципов REAL-классификации [6], характеризуются наихудшим прогнозом среди В-клеточных лимфом. 5-летняя выживаемость при лимфомах из клеток мантии не превышает 30% [15], и адекватных подходов к лечению на сегодняшний день не существует.
Исследование функционального состояния рецепторного комплекса ИЛ-6 при опухолях имеет важное прикладное значение. В настоящее время широкое распространение при множественной миеломе, некоторых В-клеточных лимфомах и ряде солидных опухолей завоевывает иммунотерапевтическая тактика лечения, основанная на блокаде биологической активности ИЛ-6. Эта блокада может осуществляться на различных уровнях: на уровне ИЛ-6, рецептора ИЛ-6, трансдуцера gp130. Первые два типа иммунотерапии уже широко применяются в клинике, третий проходит пока лишь экспериментальную проверку. Выделение пациентов, у которых рецептор ИЛ-6 находится в активированном состоянии, поможет сделать новые иммунотерапевтические подходы более целенаправленными, а, следовательно, и более результативными.
Список литературы:
1. 1.Тупицын Н. Н. /В кн.: Иммуногистохимическая диагностика опухолей человека. (Руководство для врачей-морфологов), Ред. Петров С.В., Киясов А.П. // Изд-во "Дом печати", Казань 1998, -C.138 - 153.
2. Autissier P., De Vos J., Liautard J., Tupitsyn N. et al. // International Immunology. 1998. - Vol.10.
3. Emilie D., Peuchmaur M., Maillot M. C. et al., //J. Clin. Invest. -1990.Vol. 86.P.148-159.
4. Emilie D., Coumbaras J., Raphael M. et al. // Blood. -1991.Vol. 80.P. 498-504.
5. Ferlin-Bezombes M., Jourdan M., Liautard J. et al. //J. Immunol. -1998.Vol. 161.P. 2692-2699.
6. Harris N. L., Jaffe E. S., Stein H. et al. // Blood. -1994.Vol. 84, N5.P.1361-1392.
7. Kawano M., Hirano T., Matsuda T. et al. //Nature. -1988.Vol. 332.P. 83-85.
8. Kishimoto T., Akira S., Narasaki S. et al. //Blood. -1995.Vol. 86, 4. P. 1243-1254.
9. Klein B. //Curr. Opin. Hematol. -1998.Vol. 5.P. 186-191.
10. Klein B., Zhang S.G., Jourdan M. et al. //Blood. -1989.Vol. 73. -P.517-526.
11. Lavabre-Bertrand T., Exbrayat C., Liautard J. et al. //Brit. J. Haematol. -1995. -Vol.91. -P.871-877.
12. Liautard J., Gaillard J.P., Mani J.C. et al. //Eur. Cytokine Network. -1994. -Vol.5. -P.293-300.
13. Liautard J., Sun R.X., Cotte N. et al. //Cytokine. -1997. -Vol.9, N4. -P.233-241.
14. Snick V. //Ann. Rev. Immunol. -1990. -Vol.8. -P.253-257.
15. The Non-Hodgkin's lymphoma classification project. //Blood. -1997. -Vol.89. -P.3909-3918.
16. Tupitsyn N. N., Frenkel M.A., Rudinskaya T.D. et al. //Int. J. Cancer. -1996. -Vol.68,N2. -P.160-163.
17. Tupitsyn N., Kadagidze Z., Gaillard J.-P. et al. //J. Clin. Lab. Haemat. -1998. -Vol.20. -P.1-8.
18. Yoshizaki K., Matsuda T., Nishimoto N. et al. //Blood. -1989. -Vol.74. -P.1360-1367.
