CC BY
408
ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ ЯДЕРНЫЙ ФАКТОР КАППА В (NF-KB). 1 3
ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ
УДК 615.277.3.015.1:539.1
Н.К Клаан1, Т. А. Пронина1, Л.П. Акинъшина1, В.В. Решетниково2
ЯДЕРНЫЙ ФАКТОР КАППА В (NF-KB) В КАЧЕСТВЕ МИШЕНИ
ДЛЯ ДЕЙСТВИЯ ПРИРОДНЫХ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
1 ВИНИТИ РАН, Москва
2ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н.Блохина» РАМН, Москва Контактная информация
Клаан Наталья Константиновна, старший научный сотрудник отдела научной информации проблем наук о жизни ВИНИТИ РАН
адрес: 125190, Москва, ул. Усиевича, 20; тел. +7(499)152-57-78 e-mail: [email protected]
Статья поступила 29.08.2013, принята к печати 27.01.2014.
Резюме
Представлен краткий обзор, посвященный роли ядерного фактора каппа В (NF-kB) в патогенезе опухолей, опухолевой прогрессии, опухолевом ангиогенезе и метастазировании опухолей. Особое внимание уделено возможности использования NF-kB в качестве мишени для терапии опухолей. Приведены примеры противоопухолевых средств, действие которых реализуется через ингибирование NF-kB.
Ключевые слова: ядерный фактор каппа В (NF-kB), опухоли злокачественные, противоопухолевые средства.
N.K. Klaan1, T.A. Pronina1, L.P. Akinshina1, V.V. Reshetnikova2 NUCLEAR FACTOR KAPPA B (NF-KB) AS A TARGET FOR ACTION OF NATURAL ANTITUMOR SUBSTANCES
1All-Russian Institute of Scientific and Technical Information RAS, Moscow
2FSBI «N.N. Blokhin RCRC» RAMS, Moscow
Abstract
There is a review about the role of kappa B nuclear factor (NF-kB) in the pathogenesis of tumors, tumor progression , tumor angiogenesis and tumor metastasis. Special focus is on the possibility of using NF-kB as a target for cancer therapy. The examples of anticancer agents are given which action is realized through the inhibition of NF-kB.
Key words: nuclear factor kappa B, cancer, anticancer drug.
Введение
Развитие и прогрессия злокачественных опухолей жестко связаны с нарушением регуляции апоптотических путей, которые в норме защищают многоклеточный организм от неконтролируемой клеточной пролиферации. Один из важнейших регуляторов процесса апоптоза - ядерный белок кБ (ОТ-кБ), фактор транскрипции ряда генов, ответственных за различные клеточные функции, был открыт [12] в 1986 г. В настоящее время накоплено множество экспериментальных данных о том, что он играет важную роль в патогенезе и прогрессии злокачественных опухолей человека. NF-кB представляет собой гомодимерные или гетеродимерные комплексы белков семейства Яе1: Яе1Л (р65), Яе1Б, сЯе1, ОТ-кБ1 (р105) и ОТ-кБ2 (р100). В большинстве типов покоящихся клеток NF-кB существует в виде гетеродимера, состоящего из субъединиц р50 и Яе1Л. NF-кB играет решающую роль в регуляции экспрессии множества генов, вовлеченных в пролиферацию, дифференцировку и апоптоз клеток, а также генов воспалительного и иммунного ответа. В покоящихся клетках NF-кБ инактивирован вследствие взаимодействия с ингибиторными белками 1кВ (!кВ-альфа, -бета, -гамма, -эпсилон), а
также белками р105 и р100 (предшественниками р50 и р52 соответственно) и локализован в цитоплазме. Высвобождение NF-kB из комплекса с IkB приводит к быстрому появлению активной формы NF-kB в клеточных ядрах. Свободный NF-kB связывается с промоторами регулируемых генов и увеличивает эффективность их транскрипции. Транскрипция генов, регулируемых NF-kB, может быть активирована через минуты после воздействия на клетки соответствующим индуктором.
Активация NF-kB происходит или каноническим (для NF-kB1) или неканоническим путем (для NF-kB2) [22]. Активация и ядерная транслокация димеров NF-kB по каноническому пути зависит от IKK-бета, в то время как неканонический путь зависит от NIK и 1ККальфа. Клеточная стимуляция различными сигналами индуцирует фосфорилиро-вание IkB посредством 1кВ-киназы (IKK, включающей 1ККальфа, IKK6eTa или NEMO), которая в некоторых типах клеток регулируется путями Р13К через РКВ/АКТ (активация Р13К приводит к увеличению транскрипции NF-kB). Расщепление NF-кВ1(р105) до р50 происходит конститутивно, тогда как расщепление NF-kB2 (р 100) до р52 жестко контролируется. При активации путей NF-kB2 NIK фосфорилирует IKKaльфa, которая, в свою очередь,
№ 1/том 13/2014
РОССИИСКИИ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИИ ЖУРНАЛ
ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ
ЯДЕРНЫЙ ФАКТОР КАППА В (NF-KB)...
фосфорилирует р100. Это приводит к убиквитини-рованию и протеасомной деградации домена, подобного IkB р100, что дает возможность гетероди-меру p52/Rel транслоцироваться в ядро. Фосфори-лирование IKK-альфа усиливает регулируемую NF-кВ экспрессию генов и супрессирует обусловленную р53 экспрессию генов, что промотирует рост клеток и ингибирует апоптоз. NF-кВ регулирует экспрессию более чем 400 генов, многие из которых являются критическими для выживания клеток [20]. Активация NF-кВ приводит к увеличению экспрессии белков-ингибиторов апоптоза (IAPs), а именно c-IAP1, c-IAP2, XIAP и сурвивина. Более того, NF-кВ принимает участие в м^-регуляции синтеза белка c-FLIP. c-FLIP ингибирует активацию каспазы-8 и семейство белков Bel, в том числе Bcl-2, Mcl-1 и Bcl-xL, которые препятствуют действию проапоптотических белков, включая Bid, Bad и Bax. NF-кВ также регулирует экспрессию гена апоптотического белка Fas и циклина D1. Кроме того, NF-кВ регулирует экспрессию метал-лопротеиназы-9 (ММР-9), активность которой связана с миграцией клеток и метастатическим потенциалом раковых клеток. NF-кВ активируется в ответ на различные стимулы - воспалительные цито-кины, клеточный стресс, а также факторы роста.
Исследование экспрессии NF-кВ в процессе опухолевой прогрессии рака толстой кишки в зависимости от факторов питания [24] показало, что высокое потребление животного белка, рафинированных углеводов, насыщенных жиров, n-6-жирных кислот и алкоголя связано с повышением уровня экспрессии NF-кВ и агрессивностью опухоли, в то время как высокое потребление n-3-жирных кислот, пищевых волокон, витамина Е, флавоноидов, изо-флавонов, бета-каротина и селена способствует снижению уровня экспрессии NF-кВ и менее агрессивному течению заболевания.
В опухолевых клетках нарушены пути передачи сигналов NF-кВ. Более того, в большинстве опухолевых клеток NF-кВ конститутивно активирован и локализован в ядрах. Активация NF-кВ не только защищает раковые клетки от апоптоза, но и стимулирует их пролиферацию. Конститутивная активация NF-кВ выявлена в клетках рака предстательной железы, рака толстой кишки, рака поджелудочной железы, нейробластомы, Т-клеточного лейкоза, множественной миеломы, рака печени, рака молочной железы и клетках некоторых других злокачественных опухолей. Клетки многих злокачественных опухолей резистентны к различным противоопухолевым средствам de novo или приобретают резистентность к ним в процессе терапии. Накоплены доказательства того, что ряд антиапоп-тотических путей, включая NF-kB, критичны в модуляции действия противоопухолевых средств. Ин-гибирование активации NF-кВ стимулирует апоптоз, это свидетельствует о том, что баланс выживаемости/гибели клеток зависит от степени активации NF-кВ. Ингибирование активности NF-кВ может быть достигнуто посредством влияния на любые ступени его активации: предотвращение транслокации NF-кВ в ядро, нарушение образования комплексов NF-кВ, регулирующих активность NF-кВ, ингибирование его связывания с ДНК и другие стадии. Последствия активации NF-кВ могут быть предотвращены посредством влияния на мишени его действия. Агенты, down-регулирующие активацию NF-кВ, могут обладать противоопухолевыми свойствами. В настоящее время ведется поиск природных и синтетических ингибиторов NF-kB.
Ингибиторы NF-kB
в качестве индукторов дифференцировки
опухолевых клеток
Индукция дифференцировки опухолевых клеток - это один из альтернативных путей торможения опухолевого роста. Диосгенин, стероидный сапонин из Diosorea villosa, индуцирует мегакарио-цитарную дифференцировку клеток эритролейкоза человека HEL с последующей индукцией апоптоза. Как и большинство природных соединений, диосгенин реализует свое биологическое действие через различные мишени. Выявлено, что NF-кВ является одной из первичных мишеней. Диосгенин ингибирует активацию NF-кВ в клетках HEL в процессе их дифференцировки в зрелые мегакариоциты. Таким образом, диосгенин может быть использован в качестве основы для создания противолейкозного средства [7].
Ингибиторы NF-kB
в качестве индукторов программируемой
клеточной гибели - апоптоза
В настоящее время накоплено множество данных, которые указывают на то, что противоопухолевые средства убивают опухолевые клетки посредством программируемой клеточной гибели (апоптоза, митотической катастрофы, аноикиса). Многие исследователи полагают, что резистентность к противоопухолевой терапии обусловлена инактивацией апоптоза.
Среди природных соединений, оказывающих благотворное влияние на организм человека, достаточно хорошо изучен полифенол ресвератрол, выявляемый в достаточном количестве в красном вине. Ресвератрол способствует профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, ингибирует пролиферацию и индуцирует гибель in vitro и in vivo опухолевых клеток различного тканевого происхождения [5]. Исследование механизма антипролифера-тивного действия ресвератрола на клетки рака предстательной железы LNCaP (индуцибельный NF-кВ, AR+) и PC3 (конститутивный NF-кВ, AR-) показало, что антипролиферативный и апоптоз-индуцирующий эффект ресвератрола реализуется через ингибирование им P13K, которое приводит к ингибированию NF-kB [5].
Ресвератрол также ингибирует пролиферацию клеток рака молочной железы MCF-7 и индуцирует в них апоптоз посредством ингибирования NF-кВ (через сигнальные пути Р13К). Более того, в клетках MCF-7 ресвератрол ингибирует индуцированную инсулиноподобным фактором роста первого типа активность ММР-9, что свидетельствует о возможном противометастатическом действии ресвератрола [23].
Примером другого природного противоопухолевого средства, индуцирующего апоптоз клеток рака молочной железы, может служить токотрие-нол, компонент пальмового масла, относящийся к семейству витаминов группы Е. На культуре клеток высокоагрессивного, трижды негативного рака молочной железы MDA МВ-231 и культуре эстроген-зависимых клеток MCF-7, токотриенол проявляет выраженную антипролиферативную и апоптоз-индуцирующую активность, сравнимую с активностью паклитаксела [17].
Известно, что активные формы кислорода, с одной стороны, способствуют генетической нестабильности и неконтролируемой пролиферации клеток, а с другой стороны, их длительное воздействие в высокой концентрации может оказывать летальное
№ 1/том 13/2014
РОССИИСКИИ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИИ ЖУРНАЛ
ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ
ЯДЕРНЫЙ ФАКТОР КАППА В (NF-KB)...
действие на опухолевые клетки. Таким образом, стратегия киллинга опухолевых клеток под действием генераторов активных форм кислорода может быть весьма эффективной. Одним из примеров молекул-генераторов активных форм кислорода служит сесквитерпеновый лактон из листьев Tanacetum parthenium партенолид [27], содержащий кольцо альфа-метилен-гамма-лактона и эпоксид, который специфически взаимодействует с нуклеофильными сайтами биомолекул. Эти химические свойства, по-видимому, объясняют его биологические свойства, такие как способность вызывать оксидативный стресс и ингибировать активированный в злокачественных клетках NF-кБ. Партенолид ингибирует NF-кБ через сигнальные пути киназы IkB и через непосредственную модификацию белка р65. Оба эти события препятствуют связыванию NF-кБ c ДНК. Партенолид также проявил избирательную противоопухолевую активность, реализуемую через селективную индукцию апоптоза опухолевых клеток различного тканевого происхождения - рака предстательной железы, рака молочной железы, лейкоза, множественной миеломы (IC 50 1-10 мкМ). К сожалению, партенолид характеризуется плохими фармакологическими свойствами in vivo, однако его водорастворимый аналог DMAPT, в 1000 раз более растворимый в воде, чем сам партенолид, проявил противоопухолевую активность в фазе 1 клинических испытаний. Выявлено также, что противоопухолевая активность DMAPT, так же как и партено-лида, обусловлена генерацией активных форм кислорода и ингибированием NF-kB [28].
Исследование механизма противоопухолевого действия ^-изопентиладенозина на линии клеток рака молочной железы MDA MB-231 [13] показало, что это соединение вызывает апоптотическую гибель клеток посредством снижения фосфорили-рования Akt, предотвращения активации NF-кБ, увеличения экспрессии Bax, снижения уровня Bcl-2 с последующей индукцией апоптоза через мито-хондриальный путь (высвобождение цитохрома С и активация каспазы-3).
Примером другого природного соединения, ингибирующего NF-кБ, проявляющего селективные противоопухолевые свойства как in vitro, так и in vivo, служит куркумин, полифенол из корня куркумы, который, как известно, оказывает противовоспалительное, антиоксидантное, цитотоксиче-ское, антиинвазивное и апоптоз-индуцирующее действие на опухолевые клетки различного тканевого происхождения [34]. Его синтетические аналоги G0-Y030 и GO-Y 078 в 7 и12 раз более эффективно, чем куркумин, ингибируют опухолевый рост множественной миеломы [25]. А на клетках медул-лобластомы куркумин проявляет выраженное противоопухолевое апоптоз-индуцирующее действие посредством ингибирования экспрессии NF-кБ и, соответственно, нижележащего каскада включающего сурвивин, bcl-2, bcl-xL и cIAP-1. В настоящее время куркумин проходит 1 фазу клинических испытаний у больных злокачественными опухолями и предзлокачественными заболеваниями.
Хорошо известное соединение ванилин, обладающее широким спектром биологической активности (антиоксидантной, антимутагенной, противоопухолевой и противометастатической), усиливает апоп-тоз клеток HeLa, индуцированный TRAIL, посредством ингибирования активации NF-кБ [16].
Часто используемый природный флавоноид кверцетин, проявляющий противоопухолевую активность на клетках рака слюнной железы как in
vivo, так и in vitro, посредством индукции апоптоза через митохондриальный путь [30] down-регулирует NF-кБ, что коррелирует с супрессией сигнальной оси P13K/Akt/ IKK-альфа.
Еще один пример природного противоопухолевого средства, селективно индуцирующего апоптоз опухолевых клеток, - пчелиный яд и его главный компонент мелиттин, который в экспериментах in vitro и in vivo эффективен против рака предстательной железы посредством ингибирования ДНК-связывающей активности NF-кБ [21].
Кроме природных ингибиторов NF-кБ, селективных индукторов апоптоза опухолевых клеток, известны и его синтетические ингибиторы. Используемые в клинике в настоящее время такие лекарственные средства, как бортезомиб и другие ингибиторы протеасом, как так называемые таргетные препараты, ингибируют NF-кБ. Целенаправленный поиск низкотоксичных селективных противоопухолевых средств привел к открытию производных три-индолметана, эффективных против целого ряда опухолевых клеток различного гистогенеза [1].
Роль ингибиторов NF-kB
в сенсибилизации раковых клеток
к противоопухолевым средствам
Комбинированная лекарственная терапия опухолей более эффективна, чем монотерапия, так как каждый из препаратов комбинации можно использовать в более низких дозах и, тем самым, снижать токсичность лечения при одинаковом терапевтическом эффекте.
В ряде исследований in vivo и in vitro показано, что экзогенные полиненасыщенные жирные кислоты увеличивают цитотоксическую активность ряда противоопухолевых средств. В частности, гамма-линоленовая (18 : 3, n-6) омега-6-полиненасыщенная жирная кислота растительного происхождения синер-гически усиливает при совместном введении эффективность паклитаксела против гормонозависимого и гормононезависимого рака молочной железы. Аналогично, докозагексаеновая кислота (22 : 6, n-3) повышает эффективность доксорубицина в клетках рака молочной железы. Более того, жирнокислотный анализ опухолей молочной железы показал, что более высокий уровень полиненасыщенных жирных кислот в жировой ткани наблюдается у больных с лучшим ответом на терапию и служит независимым фактором прогноза заболевания. Полиненасыщенные жирные кислоты повышают эффективность действия противоопухолевых средств по различным механизмам, включая изменение текучести биомембран, модуляцию мембранных рецепторов и влияние на сигнальные пути апоптоза через NF-kB, причем их эффект зависит как от типа опухолевых клеток, так и от используемого препарата. Известно, что многие противоопухолевые средства, такие как таксаны, циспла-тин, 5-фторурацил и антрациклины индуцируют ан-тиапоптотическую активность сигнальных путей NF-кБ, чем частично обусловлена лекарственная устойчивость опухолей. Ингибирование NF-kB увеличивает противоопухолевую эффективность цисплатина, доксорубицина и доцетаксела в отношении рака предстательной железы, рака молочной железы, рака легкого и поджелудочной железы посредством усиления апоптоза. Длинноцепочечные жирные кислоты, подобные докозагексаеновой кислоте и конъюгирован-ной линолевой кислоте, down-регулируют NF-kB, индуцируют апоптоз опухолевых клеток и значительно усиливают его при совместном использовании с противоопухолевыми средствами. В исследовании [26]
№ 1/том 13/2014
РОССИИСКИИ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИИ ЖУРНАЛ
ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ
ЯДЕРНЫЙ ФАКТОР КАППА В (NF-KB)...
показано, что докозагексаеновая кислота резко увеличивает эффективность таксанов и, возможно, других средств против рака предстательной железы посредством ингибирования сигнальных путей КР-кБ. В исследовании [9] выявили, что ингибирующая активацию КР-кБ в клетках хронического лейкоза омега-3 жирная кислота при приеме внутрь увеличивает у больных эффективность терапии доксорубицином.
Урсоловая кислота, содержащаяся во многих растениях, оказывающая селективное противоопухолевое действие против малигнизированных клеток различного тканевого происхождения (ИеЬа, Л8ТС-а-1), характеризуется минимальной токсичностью в отношении нормальных клеток организма человека. Она значительно подавляет активацию КР-кБ, причем этот эффект не зависит от типа клеток. Исследование возможности использования урсоловой кислоты совместно с известными противоопухолевыми средствами, такими как цисплатин и таксол, показало, что такая комбинация позволяет для достижения одинакового противоопухолевого эффекта использовать существенно более низкую дозу противоопухолевого средства, что может снизить общую токсичность лечения [15] .
В комбинированной химиотерапии рака возможно и использование ингибиторов КР-кБ, не оказывающих собственного противоопухолевого действия, но значительно увеличивающих эффективность известных цитотоксических средств. Например, запатентовано применение ингибитора КР-кБ 9-оксоакридин-10-уксусной кислоты (не обладающей собственной цитостатической активностью) в комбинации с различными противоопухолевыми средствами для лечения рака яичника [3].
По-видимому, если апоптоз-индуцирующее действие противоопухолевого средства не реализуется через ингибирование КР-кБ, а приводит к его активации, тем самым снижая его противоопухолевое действие, для повышения эффективности терапии целесообразно использовать его в сочетании с ингибиторами КР-кБ. На практике это означает, что эффективность большого числа широко используемых противоопухолевых средств может быть значительно увеличена при их комбинированном совместном использовании с дешевыми нетоксичными природными ингибиторами КР-кБ [6].
Ингибиторы МГ-кБ
в качестве антиангиогенных средств
Учитывая тот факт, что солидные опухоли, достигшие размеров более нескольких миллиметров, нуждаются для своего роста и метастазирова-ния в образовании кровеносных сосудов, в настоящее время актуально выявление новых мишеней для антиангиогенной терапии. Многие цитостати-ческие средства проявляют также и антиангиоген-ную активность. Например, ингибитор протеасом МС132, эффективно тормозящий развитие экспериментальных опухолей поджелудочной железы, проявляет и антиангиогенную активность. Это может быть объяснено тем, что в более чем 70% клеток культур и клеток первичных опухолей поджелудочной железы конститутивно активирован КР-кБ, который, главным образом, регулируется белком 1кБ, в том числе - 1кБ-альфа. При стимуляции 1кБ-альфа быстро фосфорилируется и деградирует через убиквитин-протеасомный путь, что приводит к активации и ядерному транспорту КР-кБ. Ингибиторы протеасом блокируют деградацию 1кБ-альфа и последующую активацию КР-кБ. В исследовании [18] показано, что МС132 значительно
блокирует ассоциированный с раком поджелудочной железы ангиогенез через ингибирование NF-kB и зависимых от NF-kB проангиогенных продуктов генов VEGF и IL-8.
Многие применяемые в клинике таргетные препараты реализуют свое антиангиогенное и про-тивометастатическое действие через сигнальные пути NF-kB. В частности, на модели гепатомы выявили, что сорафениб через ингибирование каскада NF-kB ингибирует как ангиогенез (VEGF), так и метастазирование (MMP-9) [8]. Таким образом, использование ингибиторов NF-kB, обладающих противоопухолевой активностью, позволяет предотвращать как опухолевый рост, так и ангиогенез, индуцируемый опухолью.
Ингибиторы NF-kB
в качестве противометастатических средств
Злокачественные опухоли часто даже на самых ранних стадиях развития становятся источниками вторичных метастатических опухолей, что обусловлено повышенной способностью опухолевых клеток к миграции. Лекарственные средства, снижающие миграцию опухолевых клеток, могут оказывать противометастатическое действие. Поскольку NF-kB является фактором транскрипции для многих генов, кодирующих задействованные в метастатическом каскаде молекулы (Е-кадгерин, металлопротеиназ-2; -7; -9 и др.), то среди его ингибиторов могут быть противометастатические средства. При исследовании действия кверцетина на рак полости рта выявлено, что противометастатическое действие последнего реализуется через ингибирование NF-kB и сигнальных путей метал-лопротеиназ -2 и -9 [14].
На клетках высокоинвазивного рака носоглотки исследовали взаимосвязь сверхэкспрессии NF-kB и их метастатического потенциала. В этих клетках значительно снижена экспрессия Е-кадгерина, кальций-зависимого гликопротеина межклеточной адгезии. Е-кадгерин играет важную роль в межклеточной в адгезии эпителиальных клеток и является супрессором метастазирования эпителиальных опухолей. Обработка клеток рака носоглотки куркумином, активным супрессором NF-kB, вызывает снижение экспрессии NF-kB и повышение экспрессии Е-кадгерина, что уменьшает способность клеток к миграции. Эти данные были подтверждены в экспериментах на мышах с привитым раком носоглотки, у которых лечение куркумином уменьшало число метастазов [34]. На культуре клеток медуллобластомы куркумин также ингибирует миграцию клеток и, тем самым, оказывает противометастатическое действие. В исследовании продемонстрировано, что куркумин оказывает противометастатическое действие на клетки рака предстательной железы LNCaP.
а-Томатин из зеленых плодов томатов су-прессирует инвазию и миграцию клеток немелко-клеточного рака легкого через ингибирование NF-kB и обусловленное этим ингибирование металло-протеиназы-7 [29].
В чесноке, широко используемом лекарственном растении, выявлено несколько противоопухолевых соединений. Среди них S-ацетил-цистеин ингибирует прогрессию и метастазирование немел-коклеточного рака легкого в моделях in vitro и in vivo по путям, вовлекающим ингибирование mTOR и NF-kB [32].
В клетках высокометастатической меланомы выявлена высокая экспрессия нуклеопорина, компонента комплекса, обусловливающего нуклеоци-
№ 1/том 13/2014
РОССИИСКИИ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИИ ЖУРНАЛ
ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ
ЯДЕРНЫЙ ФАКТОР КАППА В (NF-KB).
топлазматический транспорт макромолекул. Учитывая тот факт, что экспрессия нуклеопорина коррелирует с метастазированием и смертностью от рака толстой кишки, а также с агрессивностью рака молочной железы, исследовали взаимосвязь экспрессии нуклеопорина и NF-kB на культурах клеток NIH3T3 и BLM . Выявили, что нуклеопорин регулирует активность NF-kB на уровне его транспорта из цитоплазмы в ядро, и сверхэкспрессия нуклеопорина может быть ответственна за конститутивную активацию NF-kB в злокачественных клетках. Полагают, что нуклеопорин может быть мишенью для терапии опухолей с механизмом действия реализуемого через регуляцию активации NF-kB [31].
Дигидроартемизин, полусинтетическое производное артемизина, проявляет противоопухолевую активность на злокачественных клетках различного тканевого происхождения. На культуре клеток фибросаркомы человека НТ-1080 исследовали влияние дигидроартемизина на индуцированную форболмиристатацетатом инвазию и миграцию клеток [11]. Выявили, что дигидроартемизин су-прессирует индуцированную форболмиристатацетатом активацию металлопротеиназ-2 и -9 и, тем самым, инвазию и миграцию клеток посредством ингибирования активации NF-kB. Таким образом, показано, что дигидроартемизин является эффективным противометастатическим средством против клеток НТ-1080 с механизмом действия, реализуемым через down- регуляцию гена металлопротеина-зы-9 фактором транскрипции NF-kB. Кроме того, исследование влияния БИЦ из растений семейства крестоцветных на клетки рака прямой кишки НТ29 показало, что БИЦ ингибирует их миграцию и инвазию по механизму, в основе которого лежит ин-гибирование уровня NF-kB и его ДНК-связы-вающей активности.
В патогенезе злокачественных опухолей костей и метастазов в костях система NF-kB также играет очень важную роль. В эксперименте показано, что ее ингибиторы оказывают выраженное про-тивометастатическое действие [4]. В клинике в настоящее время для профилактики и лечения метастатического поражения костей используют препарат деносумаб - моноклональное антитело к RANCL (лиганду-активатору NF-kB) [2].
Роль ингибиторов NF-kB
в токсичности противоопухолевых средств
При использовании селективных современных противоопухолевых лекарственных средств повреждаются также и нормальные клетки, что определяет токсичность химиотерапии. Использова-
ние цитотоксических противоопухолевых средств совместно с нетоксичными ингибиторами NF-кB может увеличивать их токсичность, снижая выживаемость нормальных клеток. Так, в исследовании [10] показано, что нетоксичный ингибитор NF-кB куркумин в комбинации с кардиотоксичным противоопухолевым препаратом доксорубицином потенцирует его противоопухолевое действие, но при этом увеличивает и его кардиотоксичность, что следует учитывать при клиническом использовании комбинаций
Возможности
поиска противоопухолевых средств
по их способности ингибировать NF-кB
среди известных биоактивных соединений
С учетом накопившихся данных о NF-кB как о привлекательной мишени для создания новых противоопухолевых средств был проведен скрининг ингибиторов NF-кB среди более 2800 клинически используемых в различных областях медицины лекарственных средств и биоактивных соединений [19]. Выявлено 19 соединений, ингибирую-щих сигнальные пути NF-кБ при концентрациях ниже 20 нМ, большинство из которых реализуют свое действие через ингибирование фосфорилиро-вания 1кВ-альфа. Более того, многие из них индуцируют активность каспаз-3 и -7 (т.е. апоптоз) и оказывают ингибирующий эффект на классической модели, используемой для скрининга противоопухолевых средств - клетках рака шейки матки НеЬа.
Заключение
Имеющиеся данные свидетельствуют о ключевой роли конститутивной активации сигнального каскада NF-кБ при опухолевом росте. Это дает возможность направленного воздействия на патогенетические механизмы развития опухолевого процесса посредством ингибирования ОТ-кБ. Новые ингибиторы NF-кB могут быть вновь синтезированы либо выявлены при исследовании влияния на систему NF-кB новых лекарственных средств, созданных для лечения различных заболеваний, которые проходят клинические испытания. Скрининг этих ингибиторов на противоопухолевую активность позволит расширить арсенал противоопухолевых средств без дополнительных затрат на исследование токсичности и переносимости, тем более, что ингибиторы сигнальных путей NF-кB могут одновременно оказывать апоптоз-индуци-рующее, антиангиогенное и противометастатиче-ское действие, что может внести вклад в эффективность терапии опухолей.
Литература
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Лавренов С.Н., Исакова Е.Б., Преображенская М.Н. и др. Применение производных трииндолилилметана в качестве противоопухолевых средств. Патент RU 2 454 232 C. 2-27 .06. 2012.
Манзюк Л.В. Ahth-RANCL моноклональное антитело и его использование в онкологии // Практ. онкол. -2011. - Т. 12, № 3. - С. 132-5.
Сурков К.Г. Применение 9-оксоактидин-10-уксусной кислоты, ее солей и сложных эфиров в комбинированной терапии рака яичников, способ лечения и наборы // Патент RU 2 346 692 C2 10.10.2008. Aggarwal B., Darnay B.G., Sing S. Patent US № 6, 998, 383 Б2 Feb14, 2006 Inhibitors of receptor activator of NF-kB and uses thereof.
Benitez D.A., Hermoso M.A., Pozo-Guisado E. et al. Regulation of cell survival by resveratrol involves inhibition of NF-kB - regulation gene expression in prostate cancer cells // Prostate. - 2009. - 69. - 1045-54. Bharat A. Synergistic effects of nuclear transcription factor NF-kB inhibitions and anti-neoplastic agents. Patent US 7,105,576 Б2 Sep.12. 2006.
Cailleteau C., Liagre B., Beneytout J.L. A proteomic approach to the identification of molecular targets in subsequent apoptosis of HEL cells after diosgenin-induced megakaryocyte differentiftion // J. Cell Biochem. - 2009. - 107. - P. 785-96.
№ 1/tom 13/2014
РОССИИСКИИ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИИ ЖУРНАЛ
8 ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ ЯДЕРНЫЙ ФАКТОР КАППА В (NF-KB).
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20. 21.
22. 23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
Chiang I.T., Liu Y.C., Wang W.H. et al. Sorafenib inhibits TPA-induced MMP-9 and VEGF expression via suppression of ERK/NF-kB pathway in hepatocellular carcinoma cells // In Vivo. - 2012. - 26(4). - P. 671-81. Fahrmann J.F., Ballester O.F., Ballester G. et al. Inhibition of nuclear factor kappa B in early -stage chronic lymphocytic leukemia by omega-3 fatty acids // Cancer Invest. - 2013. - 31(1). - P. 29-43.
Hosseinzaden L., Bervaran J., Mosaffa F. et al. Curcumin potentiates doxorubicin-induced apoptosis in H9c2 cardiac muscle cells though generation of reactive oxygen species // Food and Chem. Toxicol. - 2011. - 49(5). - P. 1102-9.
Hwang Y.P., Yun H.J., Kim H.G. et al. Supression of PMA-induced tumor cells invasion by dihydroartemisinin via inhibition PCCa/Raf/MAPKs and NF-kB/AP-1 -dependent mechanism // Biochem. Pharmacol. - 2010. - 79(12). -P. 1714-26.
Karin M. Nuclear factor - kB in cancer development and progression // Nature. - 2006. - 441. - P. 431-6.
Laezza Ch., Malfinano A.M., Matola T.D. et al. Involvement of Akt/NF-kB pathway in N6-isopentenyladenosine-
induced apoptosis in human breast cancer cells // Mol. Carcinogenesis. - 2010. - 49. - P. 892-901.
Lai W.W., Hsu S.C., Chuen F.S. et al. Quercetin inhibits migration and invasion of SAS human cancer cells through
inhibition NF-kB and matrix metalloproteinase-2/-9 signaling pathway // Anticancer Research. - 2013. - 33. - P.
1941-50.
Li Y., Xing D., Chen W.R. Enhancement of chemotherapeutic agent-induced apoptosis by inhibition of NF-kB using ursolic acid // Int. J. Cancer. -2010. - 127. - P. 462-73.
Lirdprapamongkol K., Sakurai H., Susuki S. et al. Vanillin enhances TRAIL- induced apotosis in cancer cells through inhibition NF-kB activation // In vivo. - 2010. - 24. - P. 501-6.
Loganathan R., Selvaduray K.R., Nesaretnam K. et al. Tocotrienols promote apoptosis in human breast cancer cells by inducing poly (ADP-ribose) polymerase cleavage and inhibiting nuclear factor kappa-B activity // Cell Prolif. -2013. - 46. - P. 203-13.
Matsuo Y., Sawai H., Ochi N. et al. Proneasome inhibitor MG132 inhibits angiogenesis in pancreatic cancer by blocking NF-kB activity // Dig. Dis. Sci. - 2010. - 55. - P. 1167-76.
Miller S.C., Huang R. Identification of known drugs that act as inhibitors of NF-kB signaling and their mechanism of action // Biochem. Pharmacol. - 2010. - 79(9). - P. 272-80.
Pahl H.L. Activators and target genes of Rel/NF-KB transcriptional factors // Oncogene - 1999. - 18. - P. 6853-66.
Park M.H., Choi M.S., Kwak D.H., Oh Ki-W. Anti-cancer effect bee venom in prostate cancer through activation
caspase pathway via inactivation of NF-kB // Prostate. - 2011. - 71. - P. 801-12.
Pomerantz J.L., Baltimor D. Two pathways of NF-kB // Mol. Cell. - 2002. - 10. - P. 693-701.
Pozo-Guisado E, Merino J.M., Mulero Navarro S.et al. Resveratrol-induced apoptosis in MCF-7 human breast
cancer cells involves a caspase - independent mechanism with downregulation of Bcl-2 and NF-kB // Int. J. Cancer
- 2005. - 115. - P. 74-84.
Ravasco P., Aranha M.M., Borralho P.M. et al. Colorectal cancer: can nutrients modulate NF-kB and apoptosis // Clin. Nutr. - 2010. - 29. - P. 42-6.
Sato A., Kudo C., Yamakoshi H. et al. Curcumin analog G0-Y030 is a novel inhibitor of IKKp that suppresses NF-kB signaling and induces apoptosis // Cancer Sci. - 2011. - 102(5). - P. 1045-51.
Shaikh I.A., Brown A.I. Docosahexaenoic acid enhances the efficacy of docetaxel in prostate cancer cells by modulation apoptosis: the role of genes associated with the NF-kB path way // Prostate. - 2008. - 68. - P. 1635-46. Shanmugam R., Kusumanchi P., Cheng L. et al. A water-soluble parthenolide analogue suppresses in vivo prostate cancer growth by targeting NF-kB and reactive oxygen species // Prostate. - 2010. - 70. - P. 1074-86. Shanmugan R., Praveen K., Appai H. et al. A water soluble partenolide analog suppresses in vivo tumor growth of two tobacco-associated cancer, lung and bladder cancer, by targeting NF-kB and generating reactive oxygen species // Int. J. Cancer. - 2011. - 128. - P. 2481-94.
Shien J.M., Cheng T.H., Shi M.D. a-Tomatine suppresses invasion and migration of human non-small lung cancer NCI-H460 cells through inactivation FAK/PI3K/Akt signaling pathway and reducing binding activity NF-kB // Cell Biochem. and Biophys. - 2011. - 60(3). - P. 297-310.
Sun Z.J., Chen G., Hu X. et al. Activation of PI3K /Akt/IKK-a NF-kB signaling pathway is required for apoptosis-evasion in human salivary adenoid cystic carcinoma its inhibition by quercetin // Apoptosis. - 2010. - 15. - P. 850-63. Takahashi N., van Kilsdonk J. W. Tumor marker nucleoporin 88 kDa regulates nucleocytoplasmic transport of NF-kB // Biochem. Biophys. Res.Commun. - 2008. - 374. - P. 424-30.
Tang F.Y., Chiang E.P., PaiM.H .Consumption of allilcysteine inhibits the growth of human non-small-cell lung cancer in mouse xenograft model // J. Agric. Food Chem. - 2010. - 58(20). - P. 1156-64.
Wei X., Zhou D., Wang H. et al. Effects of pyridine analogs of curcumin on growth, apoptosis and NF-kB activity in prostate cancer PC-3 cells // Anticancer Res. - 2013. - 33(4). - P. 1343-50.
Wong T.S., Chan W.S., Li C.H. et al. Curcumin alters the migratory phenotype of nasopharyngeal carcinoma cells through up-regulation of E-kadherin // Anticancer Res. - 2010. - 30. - P. 2851-6.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИИ
БИЦ - бензилизоцианат
DMAPT - dimethylamino-parthenolide (диметиламинопартенолид)
№ 1/том 13/2014
РОССИИСКИИ БИОТЕРАПЕВТИЧЕСКИИ ЖУРНАЛ
