Научная статья на тему 'Особенности экспрессии лептина и его рецептора при метастатической меланоме кожи'

Особенности экспрессии лептина и его рецептора при метастатической меланоме кожи Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
262
40
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕТАСТАТИЧЕСКАЯ МЕЛАНОМА КОЖИ / ЛЕПТИН / РЕЦЕПТОР ЛЕПТИНА / ЭКСПРЕССИЯ / СИГНАЛЬНАЯ ТРАНСДУКЦИЯ / КАНЦЕРОГЕНЕЗ / METASTATIC CUTANEOUS MELANOMA / LEPTIN / LEPTIN RECEPTOR / EXPRESSION / SIGNAL TRANSDUCTION / CARCINOGENESIS

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Лушникова А. А., Балбуцкий А. В., Понкратова Д. А., Казубская Т. П.

Лептин многофункциональный гормон с активностью цитокинов, который регулирует важнейшие сигнальные пути и может индуцировать клеточную пролиферацию, инвазию, ангиогенез и опухолевый рост. Лептин играет важную роль в регуляции метаболизма, энергетического обмена и функций нейроэндокринной системы, включая гипофиз, гипоталамус и надпочечники, а также в функционировании иммунной системы. В последнее время появились данные о роли лептина в индукции хронических воспалительных процессов, аутоиммунных патологий, диабета 2-го типа и рака. Повышенный уровень гормона в крови рассматривается как фактор риска различных новообразований.Цель исследования анализ уровня экспрессии гормона лептина (Lep), длинной и короткой изоформ его рецептора (LepR1 и LepR2) в крови, опухолевых клетках и нормальных фибробластах кожи у больных метастатической меланомой кожи (МК) с различными клинико-патологическими характеристиками для прогностической оценки.Материалы и методы. Исследовано 15 больных метастатической МК (10 женщин и 5 мужчин, в возрасте 22-67 лет с различными индексами массы тела (ИМТ): от нормы до ожирения). Экспрессию Lep/LepR в сыворотке крови, опухоли и нормальных фибробластах кожи и донорской крови определяли с помощью иммуноферментного анализа (ELISA) и метода полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией на матрице тотальной РНК, выделенной из пар образцов опухолевой и нормальной ткани.Результаты. В среднем содержание лептина в крови больных МК и в опухолевых клетках превышает эти показатели в норме, а его концентрация у женщин с МК была выше, чем у мужчин. Уровень экспрессии гена Lep, а также LepR1 (но не LepR2) в опухолевых клетках оказался сравнительно выше, чем в нормальных фибробластах кожи этих же пациентов, и выше уровня экспрессии гена GAPDH в клетках. У больных с избыточной массой тела (ИМТ = 25,00-29,99 кг/м2) отмечена тенденция к повышению концентрации лептина в крови, причем у женщин с МК этот показатель превышал уровень лептина в сыворотке крови больных мужчин. Подтверждена ранее обнаруженная нами взаимосвязь между концентрацией лептина в крови и уровнем экспрессии длинной изоформы его рецептора в опухолевых клетках.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Лушникова А. А., Балбуцкий А. В., Понкратова Д. А., Казубская Т. П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The features of leptin and its receptor expression in metastatic cutaneous melanoma

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center; 24 Kashirskoye Shosse, Moscow, 115478, RussiaLeptin is a multifunctional hormone with the activity of cytokines, which regulates critical signaling pathways that can induce cell proliferation, invasion, angiogenesis and tumor growth. Leptin plays an important role in the regulation of metabolism, energy exchange, functions of the neuro-endocrine system, including the pituitary, hypothalamus, adrenals, and immune system functions. Recently, some evidences have been appeared concerning the role of leptin in induction of chronic inflammatory processes, autoimmune pathologies, type 2 diabetes and cancer. An elevated blood level of the hormone is considered as a risk factor for different neoplasm developmentObjective. Analysis of the hormone leptin (Lep), the long and short isoforms of its receptor (LepR1 and LepR2) expression in blood, tumor cells and normal skin fibroblasts in the patients with metastatic cutaneous melanoma (CM) with various clinico-pathological characteristics for prognostic assessment.Materials and methods. 15 patients with metastatic CM (10 women and 5 men, aged 22 to 67 years with body mass from normal to obese) have been studied. The expression of Lep/LepR in the patient and donor blood sera, tumor and normal skin fibroblasts were determined using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and RT PCR using total RNAs isolated from pairs of tumor samples and normal tissue.Results. Average level of leptin in the blood of CM patients and in tumor cells exceeds the normal one. Concentration of lepin in female CM patients was higher than in male patients. The expression level of Lep and LepR1 genes (but not LepR2) in tumor cells was relatively higher than in normal skin fibroblasts of these patients, and above the level of GAPDH gene expression. In the female patients with overweight (body mass index = 25,00-29,99 kg/m2) there was a trend to higher concentrations of leptin in the blood in comparison of the patients with normal body mass and leptin level in the sera of male CM patients. Earlier revealed relationship between the concentration of leptin in blood and the level of expression of the long isoform of its receptor in tumor cells is confirmed.

Текст научной работы на тему «Особенности экспрессии лептина и его рецептора при метастатической меланоме кожи»

Особенности экспрессии лептина и его рецептора | при метастатической меланоме кожи *

А.А. Лушникова, А.В. Балбуцкий, Д.А. Понкратова, Т.П. Казубская s

ФГБНУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина»; Россия, 115478, Москва, Каширское шоссе, 24 О

Контакты: Анна Александровна Лушникова LAN21@yandex.ru О

Лептин — многофункциональный гормон с активностью цитокинов, который регулирует важнейшие сигнальные пути и может индуцировать клеточную пролиферацию, инвазию, ангиогенез и опухолевый рост. Лептин играет важную роль в регуляции мета- >Ж болизма, энергетического обмена и функций нейроэндокринной системы, включая гипофиз, гипоталамус и надпочечники, а также в функционировании иммунной системы. В последнее время появились данные о роли лептина в индукции хронических воспалительных процессов, аутоиммунных патологий, диабета 2-го типа и рака. Повышенный уровень гормона в крови рассматривается как фактор риска различных новообразований.

Цель исследования — анализ уровня экспрессии гормона лептина (Lep), длинной и короткой изоформ его рецептора (LepRl и LepR2) в крови, опухолевых клетках и нормальных фибробластах кожи у больных метастатической меланомой кожи (МК) с различными клинико-патологическими характеристиками для прогностической оценки.

Материалы и методы. Исследовано 15 больных метастатической МК (10 женщин и 5мужчин, в возрасте 22—67лет с различными индексами массы тела (ИМТ): от нормы до ожирения). Экспрессию Lep/LepR в сыворотке крови, опухоли и нормальных фибробластах кожи и донорской крови определяли с помощью иммуноферментного анализа (ELISA) и метода полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией на матрице тотальной РНК, выделенной из пар образцов опухолевой и нормальной ткани.

Результаты. В среднем содержание лептина в крови больных МК и в опухолевых клетках превышает эти показатели в норме, а его концентрация у женщин с МК была выше, чем у мужчин. Уровень экспрессии гена Lep, а также LepR1 (но не LepR2) в опухолевых клетках оказался сравнительно выше, чем в нормальных фибробластах кожи этих же пациентов, и выше уровня экспрессии гена GAPDH в клетках. У больных с избыточной массой тела (ИМТ = 25,00—29,99 кг/м2) отмечена тенденция к повышению концентрации лептина в крови, причем у женщин с МК этот показатель превышал уровень лептина в сыворотке крови больных мужчин. Подтверждена ранее обнаруженная нами взаимосвязь между концентрацией лептина в крови и уровнем экспрессии длинной изоформы его рецептора в опухолевых клетках.

Ключевые слова: метастатическая меланома кожи, лептин, рецептор лептина, экспрессия, сигнальная трансдукция, канцерогенез

О

DOI: 10.17650/2313-805X. 2015.2.2.63-67

The features of leptin and its receptor expression in metastatic cutaneous melanoma

A.A. Lushnikova, A. V. Balbutsky, D.A. Ponkratova, T.P. Kazubskaya

N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center; 24 Kashirskoye Shosse, Moscow, 115478, Russia

Leptin is a multifunctional hormone with the activity of cytokines, which regulates critical signaling pathways that can induce cell proliferation, invasion, angiogenesis and tumor growth. Leptin plays an important role in the regulation of metabolism, energy exchange, functions of the neuro-endocrine system, including the pituitary, hypothalamus, adrenals, and immune system functions. Recently, some evidences have been appeared concerning the role of leptin in induction of chronic inflammatory processes, autoimmune pathologies, type 2 diabetes and cancer. An elevated blood level of the hormone is considered as a risk factor for different neoplasm development

Objective. Analysis of the hormone leptin (Lep), the long and short isoforms of its receptor (LepRl and LepR2) expression in blood, tumor cells and normal skin fibroblasts in the patients with metastatic cutaneous melanoma (CM) with various clinico-pathological characteristics for prognostic assessment.

Materials and methods. 15 patients with metastatic CM (10 women and 5 men, aged 22 to 67 years with body mass from normal to obese) have been studied. The expression of Lep/LepR in the patient and donor blood sera, tumor and normal skin fibroblasts were determined using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and RTPCR using total RNAs isolated from pairs of tumor samples and normal tissue. Results. Average level of leptin in the blood of CM patients and in tumor cells exceeds the normal one. Concentration of lepin in female CM patients was higher than in male patients. The expression level of Lep and LepR1 genes (but not LepR2) in tumor cells was relatively higher than in normal skin fibroblasts of these patients, and above the level of GAPDH gene expression. In the female patients with overweight (body mass index = 25,00—29,99 kg/m2) there was a trend to higher concentrations of leptin in the blood in comparison of the patients with normal body mass and leptin level in the sera of male CM patients. Earlier revealed relationship between the concentration of leptin in blood and the level of expression of the long isoform of its receptor in tumor cells is confirmed.

Key words: metastatic cutaneous melanoma, leptin, leptin receptor, expression, signal transduction, carcinogenesis

IA СЧ

СМ

ж

ш

CJ

Введение

Меланома кожи (МК) относится к наиболее агрессивным опухолям с высокой вероятностью мета-стазирования. Около 75 % первичных МК распространяются в регионарные лимфатические узлы (ЛУ), при этом 10-летняя выживаемость пациентов падает с 70—80 % (нераспространенная МК 1—11 стадий) до 8—10 % (III стадия). Метастатическая МК представлена гетерогенной группой быстро прогрессирующих опухолей с плохим прогнозом.

Сравнение на кДНК-микрочипах профилей экспрессии 96 воспалительных цитокинов в 13 непораженных, 10 метастатических сигнальных ЛУ с микрометастазами < 2 мм и в 11 негативных ЛУ выявило в позитивных сигнальных узлах повышенный уровень экспрессии интерлейкина-13 (1Ь-13), лептина и его рецептора, ЕГЬЯ и М1Р1Ь. Эти и другие данные указывают на ключевую роль микроокружения метастатических ЛУ в прогрессии ранней МК. Кроме того, сами клетки первичной и метастатической меланомы продуцируют цитокины и хемокины, которые регулируют клеточную пролиферацию, ангиогенез, лимфан-гиогенез, усиливая злокачественность опухоли [1].

Гормон лептин, кодируемый геном Ьвр (ОЪ), в основном секретируется в клетках гипоталамуса, адипоцитах белой и бурой жировой ткани, а также клетках скелетных мышц, желудка и плаценты. Он регулирует тонус симпатической нервной системы, функции щитовидной железы, иммунный ответ, синтез половых гормонов и гормонов роста, массу тела путем модуляции чувства голода или насыщения и ряд других процессов в организме. Лептин участвует в поддержании энергетического баланса и метаболизма, в частности играет важную роль в развитии ожирения и диабета 2-го типа — независимых факторов риска развития опухолей. Недавно выяснилось, что лептин может стимулировать опухолевый рост и метастазирование рака поджелудочной железы, усиливая экспрессию матричной металлопротеина-зы-13 (ММР-13) с последующей активацией важнейших сигнальных путей, включая JAK2/STAT3, МАРК/ЕЯК и Р13К/АКТ. Установлено, что высокий уровень экспрессии рецептора лептина ЬерЯ (ОЬ-ЯЬ) на мембране опухолевых клеток при раке поджелудочной железы коррелирует с инвазивным ростом и метастазированием этих опухолей [2]. В клетках рака эндометрия также наблюдалась индуцированная лептином гиперактивация указанных сигнальных каскадов и циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2) [3]. Сходные механизмы индукции гормонозависимого опухолевого роста (рис. 1) показаны при раке молочной железы (РМЖ), простаты, глиобластоме, раке легкого, плоскоклеточном раке пищевода и при некоторых других неоплазиях [4, 5].

Как показывают эпидемиологические исследования и метаанализ факторов риска развития рака, включая МК, существенный вклад в канцерогенез вносят

Lep

LepR

JAK-STAT

MAPK

PI3K

У У

Пролиферация клеток

Миграция клеток

АНТИАПОПТОЗ

Рис. 1. Высокий уровень лептина, который взаимодействует с соответствующим клеточным рецептором, приводит к активации ключевых сигнальных путей, регулирующих пролиферацию и миграцию клеток. Lep — молекула лептина, LepR — длинная изоформа лептинового рецептора LepRl

ожирение и диабет 2-го типа. В частности, выявлена корреляция между избыточной массой тела (индекс массы тела (ИМТ) > 25—30 кг/м2) и возникновением колоректального рака, РМЖ и/или рака яичников в постменопаузе, рака почек, простаты и меланомы. На мышиных моделях удалось обнаружить, что секреция адипоцитами воспалительных цитокинов рекрутирует макрофаги, которые продуцируют макрофагаль-ный маннозный рецептор, стимулируя ангиогенез и нарушая структуру внеклеточного матрикса. Сходство процессов ангиогенеза при ожирении и раке подтверждает роль лептина в индукции опухолевого роста и в появлении воспалительного инфильтрата [6, 7]. Одной из предпосылок возникновения меланомы при нарушениях липидного обмена ряд авторов считает аберрантные процессы меланогенеза и репарации ДНК в меланоцитах, связанные с резистентностью к лептину, несмотря на высокий уровень этого гормона в сыворотке крови, и гиперэкспрессию в клетках длинной изоформы LepR — основной из 6 изоформ этого рецептора [8]. Оказалось, что инкубация клеток мела-номы в среде после культивирования в ней адипоцитов повышает уровень клеточной пролиферации и резистентность меланомы к ДНК-повреждающему препарату цисплатину, а также к доцетакселу и к ингибитору гистоновой деацетилазы SAHA посредством активации сигнальных каскадов PI3K/AKT и MEK/ERK, ослабляющих действие ингибиторов PI3K или MEK. Инги-бирование взаимодействия Lep—LepR, избирательно активированного в клетках меланомы, может повысить терапевтическое действие препаратов, нацеленных на перечисленные сигнальные пути [9].

Иммуноферментный анализ (ИФА) (ELISA) образцов сыворотки, полученных от 71 пациента со злокачественной меланомой, выявил повышенную

секрецию Lep/LepR на ранних стадиях развития опухоли и постепенное ее снижение к IV стадии. Таким образом, аномально экспрессируемый в клетках мела-номы лептин и/или его рецептор может рассматриваться как один из предикторов и возможных опухолевых маркеров [10].

Мы впервые проанализировали особенности экспрессии Lep/LepR у российских больных МК с различными клинико-патологическими характеристиками для предварительной оценки их прогностического значения.

Материалы и методы

Исследовали выборку из 15 больных (5 мужчин и 10 женщин) метастатической МК с уровнем инвазии от II до IV, средний возраст 55,3 ± 17,4 года (22— 67 лет). Первичная опухоль локализовалась на голени (n = 3), бедре (n = 5), в височной (n = 1) и ягодичной (n = 1) областях, на плече (n = 1), в брюшной стенке (n = 2) и на спине (n = 2). У всех пациентов выявлены множественные метастазы в регионарных ЛУ (подмышечных и паховых), а также в печени (n = 2), легких (n = 1), молочной железе (n = 1) и в подкожной жировой клетчатке мягких тканей спины (n = 3). В 6 из 15 случаев отмечено изъязвление опухоли, а в 5 из 15 — воспалительный лимфоцитарный инфильтрат. Образцы периферической крови и сыворотки были получены при сдаче клинических анализов натощак. ИМТ пациентов определяли по формуле Кетле—Брока: I = m/h2, где m — масса тела, кг; h — рост, м. Согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения, нормальная масса тела соответствует индексу 18,50—24,99. В исследуемой выборке у 7 из 15 пациентов была избыточная масса тела (ИМТ = 25,00— 29,99 кг/м2), у 2 пациенток — ожирение I степени (ИМТ = 30,00—34,99 кг/м2), у 6 — масса тела в пределах нормы. Для контроля использовали образцы крови, полученной от 10 доноров без онкологической отяго-щенности.

Тотальную РНК выделяли с помощью набора NucleoSpin RNAII kit (Macherey—Nagel Gmb, Германия) из свежего биопсийного материала в присутствии ингибитора РНКазы с последующей патологоанатомиче-

ской верификацией гистологических срезов. Для поли-меразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) на матрице опухолевых РНК использовали пары праймеров, подобранные к последовательностям генов Lep, LepRl (длинная изоформа), LepR2(короткая изоформа). Для контроля качества РНК и ОТ-ПЦР использовали праймеры к гену GAPDH, для положительного контроля — 18S РНК (табл. 1).

В ОТ-ПЦР использовали по 20 мкг тотальной све-жевыделенной РНК, 5 мкл препарата инкубировали с 50 нг рэндом-праймера (RT-PCR kit, Silex, Москва) 2 мин при 90 °С (отжиг) в 10 мМ HEPES (N-2-гидроксиэтилпиперазин- №-2-этансульфоновая кислота), рН 7,0, 1 мМ этилендиаминтетрауксусной кислоты в объеме 10 мкл, затем охлаждали во льду и добавляли MMLV-RT-полимеразу (Silex) 20 Ед, инкубируя 90 мин в объеме 20 мкл при 37 °С. ПЦР с указанными праймерами проводили в режиме 25 циклов: 30 с при 94 °С, 45 с при 56 °С, 30 с при 72 °С с терми-нацией 5 мин при 72 °С, используя амплификатор Терцик (ДНК-технология, Россия). Результаты анализировали в 2 % агарозном геле.

Уровень лептина в сыворотках (нг/мл) в лизатах опухоли и нормальных фибробластах (попарно у 5 пациентов) определяли путем ИФА с набором реагентов и коммерческих моноклональных антител по инструкции производителя (ELISA, DRG Diagnostics, США) с последующей регистрацией интенсивности окрашивания на оптическом ридере.

Результаты и обсуждение

Лептин — многофункциональный гормон с активностью цитокинов, который регулирует важнейшие сигнальные пути и может индуцировать клеточную пролиферацию, инвазию, ангиогенез и опухолевый рост. Повышенный уровень гормона в крови служит фактором риска РМЖ и, возможно, других гормоно-чувствительных опухолей [11]. Как показывает анализ предварительных данных, средний уровень гормона в крови и в лизатах меланомы у больных МК женщин оказался выше, чем у мужчин. Такое же соотношение наблюдалось в нормальных клетках кожи и донорской крови (табл. 2). В среднем содержание лептина в кро-

m сч СМ

Ж ш

CJ

Таблица 1. Список использованных для ОТ-ПЦР праймеров и длина соответствующих ампликонов

Lep

LepRl

LepR2

Ген

Последовательность праймеров

Pr1: 5'-ACCCTGTGCGGATTCTTGTGG-3' Pr2: 5'-CTCTGTGGAGTAGCCTGAAGC-3'

Pr1: 5'-TGTTGTGAATGTCTTGTGCC-3' Pr2: 5'-TGCTCCAGTCACTCCAGATTCC-3'

Pr1: 5'-ATAGTTCAGTCACCAAGTGC-3' Pr2: 5'-GTCCTGGAGAACTCTGATGTCC-3'

Длина ампликонов

415 п. н.

395 п. н.

340 п. н.

GAPDH

Pr1: 5'-TGAAGGTCGGAGTCAACGG-3' Pr2: 5'-TGGAAGATGGTGATGGGAT

223 п. н.

IA СЧ

СМ

ж

ш

CJ

ви больных МК и опухолевых клетках превышает эти показатели в норме. Индивидуальные различия по уровню экспрессии генов Ьер/ЬерЯ в опухолевых клетках сравнительно невелики, но существенно отличаются от уровня их экспрессии в нормальных клетках. Однако содержание гормона в крови и опухолевых клетках пациентов с МК варьировало более широко (см. табл. 2). Уровень лептина, по-видимому, зависит также от стадии опухолевого процесса. Отмечается тенденция к увеличению уровня лептина в МК с множественными метастазами в отдаленные очаги и в опухолях без изъязвления поверхности (некроза).

У 2 пациентов с избыточной массой тела (ИМТ = 25,00—29,99) отмечена тенденция к повышению концентрации лептина в крови, что согласуется с данными, полученными другими авторами [6, 11]. Повышение уровня этого адипокина при ожирении играет важную роль в модуляции клеточного фенотипа при РМЖ вследствие перекреста лептинзависимых сигнальных путей в клетке, включая активацию $ТАТ3 и №р90. Оказалось, что у женщин с повышенной массой тела или ожирением в момент постановки диагноза РМЖ общая смертность от заболевания и повторных рецидивов достигает 54 % [12]. По-видимому, этот механизм, включающий гиперэкспрессию лептина с последующией активацией специфичных сигнальных молекул, реализуется и при прогрессии МК.

Вторая заслуживающая внимания особенность обнаружена нами в результате анализа данных ОТ-ПЦР на матрице опухолевой РНК и РНК, параллельно выделенной из нормальной ткани (фибробластов кожи) 5 пациентов. Уровень экспрессии гена Ьер, а также ЬерШ (но не ЬерЯ2) в опухолевых клетках оказался сравнительно выше, чем в нормальных фибробластах кожи этих же пациентов, и выше уровня экспрессии гена GAPDH (рис. 2). В молекуле лептина 146 аминокислот, кодируемых уникальным геном, содержащим 167 кодонов. Однако лептиновый рецептор представлен не менее чем 6 изоформами, которые образуются в результате альтернативного сплайсинга транскрипта гена ЬерЯ/ОЬ-Я. Так называемая длинная изоформа ЬерШ содержит протяженный цитоплазматический домен, необходимый для эффективной сигнальной

Таблица 2. Концентрации лептина у больных МК и в контрольных образцах

Группа Средняя концентрация лептина в крови/в ли-зате опухоли больных МК (n = 15), нг/мл (p < 0,05) Средняя концентрация лептина в нормальных фибробластах (n = 5)/в донорской крови (n = 10), нг/мл (p < 0,05)

Женщины 29,2 ± 3,4/33,3 ± 4,6 11,9 ± 3,6/8,5 ± 1,8

Мужчины 9,5 ± 1,3/11,8 ± 3,1 3,6 ± 0,3/2,2 ± 0,8

LepR1 Lep GAPDH

N

Рис. 2. Результаты ОТ-ПЦР с праймерами к генам Lep, LepRl и GAPDH в опухолевых (Т) и нормальных клетках кожи (N) у 5 больных МК (цифры 1—5 вверху)

трансдукции. В молекулах других изоформ функционально важные домены укорочены и частично утрачивают свою активность. Действительно, результаты ОТ-ПЦР не выявили существенного уровня экспрессии короткой изоформы LepR2 ни в опухолях, ни в нормальных клетках. Однако укороченные изо-формы рецептора, включая LepR2, могут служить транспортерами молекул лептина через гематоэнцефа-лический барьер. Таким образом, подтверждается ранее обнаруженная нами взаимосвязь между концентрацией лептина в крови и уровнем экспрессии длинной изоформы его рецептора в опухолевых клетках [11].

В последнее время предложено несколько подходов, направленных на подавление взаимодействия молекул лептина с длинной изоформой его рецептора, которое приводит к драматической активации сигнальных каскадов и неконтролируемой клеточной пролиферации. В молекуле лептина идентифицировано 3 сайта связывания, которые отвечают за формирование активного комплекса Lep—LepR, в частности, аминокислотная последовательность Leu-Asp-Phe-Ile-сайт LDFI. В модельных экспериментах in vitro (культуры клеток РМЖ) и in vivo (ксенографты РМЖ) с использованием низкомолекулярного пептида, несущего сайт LDFI, удалось снизить уровень активации лептинзависимых сигнальных каскадов JAK2/STAT3/ MAPK/ ERK/AKT, а также пролифера-тивную активность клеток и их миграцию. Этот и подобные ему антагонисты лептина и/или блокаторы лептинового рецептора, например нейтрализующие антитела, представляют интерес для молекулярно-на-целенной терапии опухолей [13, 14].

Другой терапевтический подход предусматривает снижение уровня синтазы жирных кислот (FASN), адипокинов лептина и резистина, активирующих протеиназу AKT и модулирующих активности FASN / Cav-1, а также гормональный контроль за массой тела [15]. Еще один экспериментальный подход — подавление окислительного фосфорилирования и биогенеза митохондрий в опухолевых клетках, т. е. контроль энергетического обмена и метаболизма. Он основан на результатах опытов с культурой клеток РМЖ линии MCF-7. При добавлении в культуральную среду лептина (50 нг/мл) значительно повышался уровень про-

лиферации, количество и функциональность митохондрий, устойчивость клеток к оксидативному стрессу, а следовательно, их выживаемость [16].

Другой механизм индукции опухолевого роста лептином связан с аутофагией и повышением экспрессии вовлеченных в этот процесс генов Atg5, 1С3 IIи др. Лептин активирует р53^ох0ЗА-зависимую аутофа-гию и опосредует ингибирование апоптоза в клетках гепатомы НерG2 и РМЖ MCF-7 [17].

Несмотря на множество экспериментальных данных, остается много неясных вопросов, касающихся роли и механизмов действия Ьер/ЬерЯ. Сложность проблемы объясняется плюрипотентно-стью лептина, регулирующего в организме энергетический баланс, метаболизм, синтез половых гормонов и гормонов роста, функции щитовидной железы, иммунный ответ, воспалительные и другие процессы. Лептин рассматривается как провоспа-лительный цитокин с широким спектром действия на процесс опухолевого роста и метастазирования по аутокринному или эндокринному пути. Например, один из регуляторных механизмов связан с индукцией секреции опухолью тиреотропного и тиреотропинвысвобождающего гормонов, активирующих МАРК-киназный каскад в клетках ме-

ланомы. Аутокринная регуляция лептином синтеза N0 (оксида азота), защищающего клетки мелано-мы от апоптоза на продвинутых стадиях заболевания, — еще один пример многофункциональности этого гормона, подтверждающий предположение о нейрогормональной природе меланом [18].

Дальнейший анализ большего количества клинически охарактеризованных образцов МК позволит точнее оценить эти параметры, а также значение экспрессии лептина и его рецептора в прогрессии МК.

Заключение

Многофункциональный гормон лептин представляет большой интерес в качестве регулятора ключевых сигнальных путей, активация которых стимулирует пролиферацию, инвазию и миграцию опухолевых клеток. Лептин и/или его рецептор могут быть потенциальными мишенями для таргетной терапии мела-номы. ИФА экспрессии Ьер/ЬерЯ и ОТ-ПЦР выявил повышенный уровень лептина и его рецептора в опухолях пациентов с МК и в соответствующих сыворотках крови по сравнению с нормой, что указывает на возможную ассоциацию экспрессии Ьер/ЬерЯ с развитием меланомы, особенно на ранних стадиях канцерогенеза.

m сч N

Ж ш

CJ

ЛИТЕРАТУРА

1. Torisu-Itakura H., Lee J.H., Scheri R.P. et al. Molecular characterization

of inflammatory genes in sentinel and nonsentinel nodes in melanoma. Clin Cancer Res 2007;13(11):3125-32.

2. Fan Y., Gan Y., Shen Y. et al. Leptin signaling enchances cell invasion and promotes the metastasis of human pancreatic cancer via increasing MMP-13 production. Oncotarget 2015;PMID 25948792.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Gao J., Tian J., Lv Y. et al. Leptin induces functional activation of through JAK2/ STAT3, MAPK/ERK and PI3K/AKT pathways in human endometrial cancer cells. Cancer Sci 2009;100(3):389-95.

4. Cirillo D., Rachiglio A.M., Montagna R. et al. Leptin signaling in breast cancer. An overview. J Cell Biochem 2008;105(4):956-64.

5. Lawrence J.E., Cook N.J., Rovin R.A., Winn R.J. Leptin promotes glioblastoma. Review Neurol Res Int 2012;2012:870807.

6. Gogas H., Trakatelli M., Dessypris N. et al. Melanoma risk in association with serum leptin levels and lifestyle parameters: a case-control study. Ann Oncol 2008;19(2):384-9.

7. Brandon E.L., Gu J.-W., Cantwell L. et al. Obesity promotes melanoma tumor growth: role of leptin. Cancer Biol Ther 2009;8(19):1871-9.

8. Morpurgo G., Fioretti B., Catacuzzeno I. The increased incidence of malignant melanoma in obese individuals is due

to impaired melanogenesis and melanocyte DNA repair. Med Hypothesis 2012;78(4):533—5.

9. Chi M., Chen J., Ye Y. et al. Adipocytes contribute to resistance of human melanoma cells to chemotherapy and targeted therapy. Curr Med Chem 2014;21(10):1255-67.

10. Mizutani H., Fukushima S., Masuguchi S. et al. Serum levels of leptin receptor

in patients with malignant melanoma as a new tumor marker. Exp Dermatol 2013;22(11):748-9.

11. Передереева Е.В., Лушникова А.А., Фрыкин А.Д., Пароконная А.А. Гормон лептин и проблемы репродукции. Злокачественные опухоли 2012;(1):35—9. [Peredereeva E.V., Lushnikova А.А., Frykin A.D., Parokonnaya А.А. Hormone leptin and reproduction problems. Zlokachestvennye opukholi = Malignant Tumors 2012;(1):35—9.

(In Russ.)].

12. Giordano C., Vizza D., Panza S. et al. Leptin increases HER2 protein levels through a STAT3-mediated up-regulation of Hsp 90 in breast cancer cells. Mol Oncol 2013;7(3):379-91.

13. Catalano S., Leggio A., Barone I. et al. A novel leptin antagonist peptide inhibits breast cancer growth in vitro and in vivo.

J Cancer Mol Med 2015;19(5): 1122-32.

14. McMurphy T., Xiao R., Magee D. et al. The anti-tumor activity of neutralizing nanobody targeting leptin receptor

in a mouse model for melanoma. PLoS One 2014;9(2):e89895.

15. Malvi P., Chaube B., Pandey V. et al. Obesity induced rapid melanoma progression is reversed by oristat treatment and dietary intervention: role of adipokines. Mol Oncol 2015;9(3):689-703.

16. Blanquer-Rossello M.D., Santandreu F.M., Oliver J. et al. Leptin modulates mitochondrial function, dynamics and biogenesis in MCF-7 cells. J Cell Biochem 2015;doi 10.1002/jcb.25158.

17. Nepal S., Kim M.J., Hong J.T. et al. Autophagy induction by leptin contributes to suppression of apoptosis in cancer cells and xenograft model: involvement of p53/ FoxO3A axis. Oncotarget 2015;6(9): 7166-81.

18. Ellerhorst J.A., Diwan A.H., Ulfort S.M. Promotion of melanoma growth by the metabolic hormone leptin. Oncol Rep 2010:23(4):901-7.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.