Белки – маркеры клеточного цикла

В основе развития раковых опухолей лежит пролиферация клеток, которая приводит к увеличению числа анапластических элементов.

Универсальным маркером для оценки клеточного цикла является белок Ki-67, по экспрессии которого можно исследовать пролиферативную активность клеток. Антитела к Ki-67 выявляют пролиферирующие клетки, находящиеся в разных фазах цикла. Это наиболее надежный и четкий маркер пролиферации. Антиген Ki-67, выявляемый соответствующими моноклональными антителами, представляет собой короткоживущий протеин, он разрушается в течение 1,5-2 часов. Поэтому, антитела к Ki-67 выявляют только делящиеся клетки, так как Ki-67 не успевает накапливаться и не остается в покоящихся клетках (Петров С.В., Райхлин Н.Т., 2000).

В отличие от контролируемого различными ферментными системами деления нормальных клеток, быстрая пролиферация опухолевых клеток происходит из-за нарушения регулирующих механизмов работы Cdk в клеточном цикле, в основе которых чаще всего лежит гиперэкспрессия циклина D1 за счет амплификации соответствующего гена, расположенного в хромосоме 11q13. Подобные процессы выявлены при меланоме, раке легких, молочной железы, мочевого пузыря, пищевода и плоскоклеточном раке в области головы и шеи.

Ключевым регулятором G1/S фаз клеточного цикла является и ген rb (ретинобластомы). Белок pRb играет ключевую роль в контроле последовательности событий, обеспечивающих переход клетки из G0/G1 в S фазу и ее успешное завершение. При мутациях обоих аллелей гена rb, вызывающих отсутствие в клетке белка pRb или экспрессию его функционально неактивной формы, транскрипционный фактор E2F находится в перманентно активированном состоянии. Это увеличивает вероятность появления постоянно пролиферирующих клонов клеток, в которых будут накапливаться и другие онкогенные мутации, ведущие к злокачественной трансформации. С патологией rb гена связывают возникновение ретинобластомы, мутации этого гена наблюдаются при остеосаркоме и саркомах мягких тканей, раке молочной железы, предстательной железы, мочевого пузыря, почек, печени, поджелудочной железы, шейки матки, легких и при лейкозах.

Другой важный ингибитор Cdk в фазах G1/S и G2/M клеточного цикла представлен геном p53, этот опухолевый супрессорный ген наиболее часто подвергается мутации при раках.

Одной из функций p53 является остановка клеточного цикла после повреждения генома в точке G1, это позволяет клетке восстановить целостность поврежденной ДНК до её репликации и деления клетки, если восстановить ДНК не удается, то p53 запускает в клетке механизм апоптоза. Потеря функции p53 снижает стабильность генов, что, в свою очередь, может привести к активированию дополнительных мутаций, приводящих к неопластической трансформации клеток.

В последнее время для определения пролиферативной активности клеток используют молекулярный маркер MCM2 (Mini Chromosome Maintenance protein 2), увеличение экспрессии которого обнаружено при цервикальной интраэпителиальной неоплазии, плоскоклеточных раках шейки матки, кожи, легких, пищевода, переходноклеточном раке мочевого пузыря, аденокарциномах эндометрия и простаты, муцинозной аденокарциноме яичников, почечноклеточном раке, лимфомах, олигодендроглиоме. Величина экспрессии MCM2 коррелирует со степенью дифференцировки опухолей. Индекс метки MCM2 повышен в эпителии полости рта при его дисплазии и является надежным маркером пролиферации клеток. Многие авторы рекомендуют использовать MCM2 в качестве маркера пролиферативной активности клеток наряду с Ki-67 и циклином D1.

Таким образом, иммуногистохимические исследования клеточных маркеров пролиферативных процессов при злокачественных опухолях помогают поставить диагноз неоплазии и определить прогноз онкологического заболевания.