Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Чулкова С.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России;
ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Логинов В.И.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии»

Подлужный Д.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России

Егорова А.В.

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Сыскова А.Ю.

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Семичев Д.Г.

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Гладилина И.А.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России;
ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Кудашкин Н.Е.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России;
ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Роль молекулярно-генетических факторов в развитии холангиоцеллюлярного рака

Авторы:

Чулкова С.В., Логинов В.И., Подлужный Д.В., Егорова А.В., Сыскова А.Ю., Семичев Д.Г., Гладилина И.А., Кудашкин Н.Е.

Подробнее об авторах

Журнал: Архив патологии. 2022;84(3): 76‑83

Просмотров: 1825

Загрузок: 89


Как цитировать:

Чулкова С.В., Логинов В.И., Подлужный Д.В., и др. Роль молекулярно-генетических факторов в развитии холангиоцеллюлярного рака. Архив патологии. 2022;84(3):76‑83.
Chulkova SV, Loginov VI, Podluzhny DV, et al. The role of molecular genetic factors in the development of cholangiocellular carcinoma. Russian Journal of Archive of Pathology. 2022;84(3):76‑83. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/patol20228403176

Рекомендуем статьи по данной теме:
Син­хрон­ный пер­вич­но-мно­жес­твен­ный рак: дис­таль­ная хо­лан­ги­окар­ци­но­ма ин­тра­пан­кре­ати­чес­кой час­ти об­ще­го жел­чно­го про­то­ка и внут­рип­ро­то­ко­вая па­пил­ляр­ная му­ци­ноз­ная опу­холь в ас­со­ци­ации с про­то­ко­вой аде­но­кар­ци­но­мой хвос­та под­же­лу­доч­ной же­ле­зы. Хи­рур­гия. Жур­нал им. Н.И. Пи­ро­го­ва. 2024;(8):57-63
Пов­тор­ные ре­зек­ции пе­че­ни при ре­ци­ди­ве внут­ри­пе­че­ноч­ной хо­лан­ги­окар­ци­но­мы. Хи­рур­гия. Жур­нал им. Н.И. Пи­ро­го­ва. 2024;(9):30-37

Рак внепеченочных желчных протоков отличается крайне агрессивным течением. Для заболевания характерны раннее метастазирование, высокая частота возникновения рецидива после радикального хирургического лечения и, как следствие, высокая летальность [1]. Существующие схемы лекарственной терапии не обладают достаточной эффективностью.

Основные пусковые факторы процесса злокачественной трансформации холангиоцитов — хроническое воспаление желчных протоков и холестаз [1, 2]. Это приводит к нарушению клеточной пролиферации и клеточного цикла, а также подавляет апоптоз. Накопление желчных кислот в результате холестаза приводит к снижению pH, активации сигнальных путей ERK1/2, Akt и NF-κB, которые стимулируют пролиферацию, миграцию и выживание клеток [3]. P.L. Labib и соавт. в обзорной статье [1], посвященной молекулярному патогенезу холангиокарциномы, отмечают такие медиаторы воспаления, как трансформирующий фактор роста-β, фактор роста эндотелия сосудов, фактор роста гепатоцитов, некоторые микроРНК. Повышенная экспрессия на клеточной поверхности рецептора c-Met, транспортера глюкозы GLUT-1 и симпортера йодида натрия приводит к росту опухоли, ангиогенезу и миграции клеток. Наблюдаются также стромальные изменения, вызывающие изменения в составе внеклеточного матрикса и рекрутирование фибробластов и макрофагов, которые создают микроокружение, способствующее выживанию, инвазии и метастазированию клеток [1].

Известно, что этиология и патогенез опухолевого роста связаны с усилением экспрессии протоонкогенов и подавлением генов онкосупрессоров, ведущих к неконтролируемой пролиферации, «уходу» от апоптоза, нарушению метаболизма опухолевой ткани. Причиной изменения экспрессии могут быть мутации, эпигенетические факторы, воздействие вирусов и транспозонов [4].

Мутации генов, участвующих в регуляции клеточного цикла и апоптоза, играют важную роль в патогенезе холангиокарциномы. По данным Б.Д. Гурмикова и соавт. [3], мутации гена TP53 обнаружены у 21% больных раком желчных протоков. Мутации гена KRAS выявлены у 40% больных раком внепеченочных желчных протоков, изоцитратдегидрогеназы-1 и -2 (IDH1/2) — у 7% больных.

Мутации в генах изоцитратдегидрогеназ, факторах связывания и ремоделирования хроматина (ARID1A, BAP1, PBRM1, SMARCB1) встречаются в одной трети случаев холангиокарциномы. Эпигенетические изменения в генах, контролирующих сигнальные пути, также играют важную роль в холангиоканцерогенезе. Так, при холангиокарциноме часто обнаруживается гиперметилирование в гене SOCS3 (suppressor of cytokine signaling 3) [5] и ассоциированное с этим усиление экспрессии Mcl1 [6]. В 85% случаев холангиокарциномы установлено гиперметилирование промоторного CpG-островка гена SFRP1, участвующего в регуляции WNT-сигнального пути [7, 8].

Таким образом, можно выделить медиаторы воспаления, генные мутации и эпигенетические изменения как факторы молекулярного патогенеза холангиокарциномы [8].

Медиаторы воспаления

Хроническое воспаление — один из ключевых факторов холангиоканцерогенеза. Высокая концентрация медиаторов воспаления (цитокины, факторы роста опухоли, циклооксигеназа-2) индуцирует мутации ДНК, генов онкосупрессров и онкогенов, что обусловливает развитие опухоли [2].

Роль интерлейкина 6 (IL-6)

IL-6 является ключевым цитокином в патогенезе холангиокарциномы, оказывая влияние на пролиферацию и апоптоз клеток холангиокарциномы (рис. 1). Под действием IL-6 активируется сигнальный путь JAK-STAT [2, 4]. В нормальных холангиоцитах регуляция сигнального пути JAK-STAT происходит по типу отрицательной обратной связи путем синтеза цитокина — супрессора SOCS3, дефосфорилирующего JAK-киназы [9]. При холангиокарциноме отмечается снижение синтеза SOCS3 [9]. IL-6 активирует STAT-3, что ведет к увеличению экспрессии антиапоптотического белка Mcl1. Это делает клетки холангиокарциномы устойчивыми к стандартной терапии [2].

Рис. 1. Роль IL-6 в патогенезе холангиокарциномы [13].

IL-6 подавляет специфические микроРНК, что приводит к увеличению транскрипции фермента DNMT1 (DNA methyltransferase 1). Этот фермент участвует в процессах метилирования цитозинов ДНК, что в свою очередь приводит к снижению экспрессии генов-супрессоров опухоли [10].

Активация p44/42 и p38 MAPK под действием IL-6 вызывает пролиферацию и снижение экспрессии медиатора клеточного старения p21 [11, 12].

Отмечено, что IL-6 воздействует на длину теломер путем повышения активности теломеразы во время митоза, что позволяет клеткам уклоняться от клеточного старения, а также опосредует гиперэкспрессию EGFR [13]. T. Shimura и соавт. [14] сообщают, что уровень сывороточного IL-6 у больных внепеченочной холангиокарциномой достоверно выше, чем в группе здоровых людей.

Роль COX2 и оксида азота

Активация p44/42 и p38 МАРК вызывает увеличенный синтез циклооксигеназы-2, что приводит к угнетению апоптоза и повышению пролиферативной активности. Кроме того, экспрессию гена COX2 индуцирует тирозинкиназа Erb-2 [15, 16]. Еще одним механизмом влияния на рост продукции COX2 является синтаза оксида азота (iNOS), активирующаяся под действием воспалительных цитокинов. Под действием iNOS происходит гиперпродукция оксида азота, что в свою очередь ведет к дезаминированию ДНК и повреждению ее структуры [17,18]. Повышенное содержание оксида азота запускает трансмембранный рецептор Notch1, который, взаимодействуя с COX2, повышает резистентность клеток к апоптозу (рис. 2). Повышенная активность Notch 1 и COX2 была отмечена при внутри- и внепеченочной холангиокарциноме [19].

Рис. 2. Роль циклооксигеназы-2 и оксида азота в патогенезе холангиокарциномы.

Генные мутации

В исследовании H. Lee и соавт. [20] изучен геномный профиль 99 пациентов с диагнозом рака внепеченочных желчных протоков. У 82 (83%) больных внепеченочной холангиокарциномой были обнаружены мутации следующих генов: KRAS (43%); ERBB2 (9%), PTEN (7%); ATM и NF1 (6%) и CCND1, FBXW7, GNAS, MDM2 и NRAS (все по 5%). Мутации в генах BRAF, BRCA2, CDK4, CDK6, FGFR1, FGFR3, PTCH1, RAF1 и STK11 были выявлены в единичных случаях. Мутаций в генах IDH1 и IDH2 не выявлено [20]. На рис. 3 представлена гистологическая картина умереннодифференцированной аденокарциномы желчного протока с мутацией ERBB2 S310F. Известно, что мутации внеклеточного домена ERBB2 реагируют на таргетную анти-HER2-терапию, что означает возможность ее использования в лечении таких пациентов. Применение двойной блокады HER2 пертузумабом и трастузумабом пока не входит в клинические рекомендации, одобренные Минздравом России, но, как считают многие исследователи, может быть использовано в качестве второй и последующих линий терапии.

Рис. 3. Внепеченочная холангиокарцинома с мутацией ERBB2 S310F. Окраска гематоксилином и эозином [20].

Стоит отдельно подчеркнуть наличие различных профилей мутации генов. Это было показано в исследовании N. Nakamura и соавт. [21], выполненном на гистологическом материале 260 больных холангиокарциномой (внутрипеченочная локализация 145, внепеченочная 86 и желчный пузырь 29). При исследовании внутрипеченочной холангиокарциномы были обнаружены мутации в гене FGFR2, при изучении внепеченочной холангиокарциномы выявлены мутации в генах PRKACA, PRKACB, при раке желчного пузыря найдены нарушения в генах EGFR и/или ERBB3 [21].

В работе A. Ruzzenente и соавт. [22] был проанализирован мутационный статус 56 генов у 91 пациента. При внепеченочной локализации опухоли наиболее часто обнаруживались мутации в генах KRAS (47,4%), TP53 (23,7%), ARIAD1А (15,8%). Отмечено, что мутации в генах ALK, IDH1 и TP53 ассоциированы с худшим прогнозом у пациентов с внепеченочной холангиокарциномой [22].

В обзоре E. Roos и соавт. [23] отмечают, что у больных карциномами билиарного тракта наиболее часто выявлялись мутации в гене TP53 вне зависимости от локализации опухоли. Отдельно изучен генетический профиль у больных раком внепеченочных желчных протоков с использованием полногеномного секвенирования (WES: whole exome sequencing, WGS: whole genome sequencing, TS: targeted sequencing). По результатам WES/WGS секвенирования наиболее часто обнаруживались мутации в генах TP53 (37%), SMAD4 (17%), KRAS (16%), SYNE1(13%) и ARID1A (13%). При исследовании методом TS отмечены мутации в генах TP53 (19%), MUC16 (18%), SACS (15%), KRAS (14%) и FSIP2 (14%). Мутации генов APC, GNAS и TGFB2, характерные для интестинального подтипа опухоли, обнаружены также при раке внепеченочных желчных протоков.

A.F. Brito и соавт. [13] в своей статье также указывают на высокую частоту встречаемости мутации генов KRAS и TP53 и ассоциированный с этим фактором более агрессивный фенотип опухоли. Авторы отмечают выявление гиперэкспрессии тирозинкиназного рецептора EGFR в клетках рака желчных протоков и связанную с этим стимуляцию пролиферации клеток и «уход» от апоптоза.

Эпигенетические факторы

Гиперметилирование ДНК

В ходе исследования эпигенетического профиля преинвазивных опухолей желчных путей были обнаружены ассоциированные со злокачественной трансформацией эпигенетические мутации. В частности, гиперметилирование промотора гена CDKN2A (p16INK4A) при внутрипротоковой папиллярной неоплазии и HOXA1 при билиарной интраэпителиальной неоплазии [24, 25].

Мутации гена KRAS запускают процессы гиперметилирования CpG-островков, а мутации гена TP53 индуцируют экспрессию гистонметилтрансфераз (HMT), что приводит к модификации хроматина в опухолевых клетках [26].

По данным обзорной статьи S. Kongeptch и соавт. [27], при холангиокарциноме обнаружено гиперметилирование генов CDKN2A (17—83%), p15(INK4b) (54%), p14(ARF) (19—30%), RASSF1A (31—69%) и APC (27—47%). Мутации гена TP53 в образцах с гиперметилированием генов p14(ARF), DAPK и/или ASC ассоциированы с более агрессивным течением болезни и худшей выживаемостью [28]. Гиперметилирование промоторного CpG-островка гена SOX17 служит примером того, как одиночная эпимутация может вызвать дедифференцировку зрелого холангиоцита, увеличение пролиферации, индукцию онкогенов клеточного цикла, инвазию опухоли, возникновение лекарственной резистентности [29].

МикроРНК

МикроРНК представляют собой короткие некодирующие РНК последовательности, участвующие в регуляции экспрессии генов на пост-транскрипционном уровне. Как известно, основная функция микроРНК — нарушение трансляции посредством связывания с определенной последовательностью мРНК, результатом чего является изменение или подавление синтеза белка [30]. Причем степень комплементарности последовательностей между микроРНК и мишенью на мРНК определяет механизм подавления: полная комплементарность приводит к деградации мРНК, а частичная — к подавлению трансляции (рис. 4) [32].

Рис. 4. Степени комплементарности микроРНК [38].

Изменение профиля экспрессии микроРНК в сыворотке и плазме крови отмечено при многих злокачественных опухолях: раке молочной железы, раке легкого, меланоме и др. [30, 32, 33]. При холангиоканцерогенезе также отмечается изменение уровня экспрессии микроРНК. Повышение экспрессии miR-let-7a сопровождается снижением экспрессии гена-супрессора опухоли NF2 и последующей активацией STAT3 [34]. Снижение экспрессии miR-148a и miR-152 приводит к увеличению активности DNMT1, что в свою очередь вызывает метилирование генов-супрессоров опухолей p16INK4a и RASSF1A [18]. Подавление экспрессии miR-370 повышает экспрессию онкогена MAP3K8 [35].

Активация Wnt/β-катенин-сигнального пути из-за продукции лигандов Wnt макрофагами связана с повышенной экспрессией длинной некодирующей РНК uc.158 (днРНК) [36]. Так, днРНК, подобно микроРНК, регулируют экспрессию генов на посттранскрипционном уровне и могут взаимодействовать с микроРНК [37]. ДнРНК uc.158, по-видимому, конкурентно ингибирует miR-193b которая имеет проапоптотическую функцию [36]. Этот механизм может объяснить один из способов, которыми активация пути Wnt/β-catenin приводит к подавлению апоптоза.

Клетки-предшественники и трансформация зрелых холангиоцитов

Билиарные клетки-предшественники служат источником редких комбинированных форм опухоли — комбинированного гепатохолангиоцеллюлярного рака. При геномном анализе этого вида опухоли обнаружены гепатоциты и холангиоциты, экспрессирующие маркеры стволовых клеток (SALL4) [38]. Комбинированный гепатохолангиоцеллюлярный рак и холангиокарцинома с фенотипом, подобным стволовым клеткам, ассоциированы с худшим прогнозом выживаемости пациентов [38]. При этом отмечается, что в нормальных условиях регенерация печени происходит преимущественно через деление зрелых гепатоцитов, а не клеток-предшественников. Напротив, в условиях хронического воспалительного процесса в желчных протоках и печени отмечается активация стволовых клеток, что делает их восприимчивыми к эпигенетическим и генетическим изменениям [39].

Другая модель холангиоканцерогенеза — эпигенетическая и генетическая трансформация зрелых холангиоцитов. Трансформация муцинсекретирующих холангиоцитов характерна для воротной холангиокарциномы, в то время как внутрипеченочная холангиокарцинома может возникать из зрелых или незрелых холангиоцитов, расположенных в междольковых или в крупных желчных протоках. Описано действие генов TP53 и KRAS как эпигенетических модуляторов. Доказано, что введение мутировавших TP53 и KRAS in vivo вызывает трансформацию зрелых холангиоцитов в злокачественную опухоль [34].

Гистоны

Большое количество исследований геномного профиля холангиокарциномы демонстрирует роль метилирования и деметилирования гистонов, а также ремоделирования хроматина в холангиоканцерогенезе. В частности, выявлены мутации в гене ARID1A, кодирующем ДНК-связывающую субъединицу комплекса белков ремоделирования хроматина SWI/SNF [40]. ARID1A обычно оказывает опухолесупрессивное действие, и мутация в нем может вызывать нарушение регуляции клеточного цикла, что приводит к ингибированию апоптоза и неконтролируемой пролиферации клеток (рис. 5) [41]. Инактивация ARID1A и PBRM1 ассоциирована с формированием инвазивного фенотипа опухоли [42].

Рис. 5. Схема патогенеза холангиокарциномы при мутации в гене ARID1A [42].

По данным ряда исследований, при холангиоканцерогенезе обнаружена сверхэкспрессия гистондеацетилаз (HDACs), хотя последствия для генома не были исследованы [43]. Функционально избыточная экспрессия HDAC6 связана с повышенной пролиферацией клеток, угнетением апоптоза, метастазированием и потерей ресничек у холангиоцитов (рис. 6) [44, 45]. EZH2 (энхансер zeste homolog 2), являющийся каталитическим компонентом для метилирования H3K27 через поликомб-репрессивный комплекс 2 (PRC2), также активируется при холангиокарциномах, и уровень его экспрессии положительно коррелирует с неблагоприятным прогнозом [46]. Несмотря на установленные убедительные транскрипционные и мутационные изменения исследователи не смогли оценить (эпи)последствия этих изменений для всего генома. Это требует дальнейшего изучения.

Рис. 6. Последствия избыточной экспрессии HDAC6 [46].

Заключение

Существует большое количество генетических, эпигенетических и других молекулярных факторов развития, роста и прогрессирования холангиокарциномы. В настоящее время доказана роль медиаторов воспаления, в частности, ИЛ-6, ЦОГ-2 и оксида азота, в холангиоканцерогенезе. Подтверждена высокая частота встречаемости мутаций генов KRAS и TP53, выявленных в опухолях внепеченочных желчных протоков.

Установлен комплекс эпигенетических изменений, инициирующих и сопровождающих холангиоканцерогенез. Отмечены эпигенетические маркеры негативного прогноза заболевания. В частности, наличие мутации гена TP53 с гиперметилированием p14ARF, DAPK и/или ASC связано с более агрессивным течением болезни. Инактивация гена SOX17 в результате гиперметилирования его промотора приводит к возникновению лекарственной резистентности. Холангиокарцинома с фенотипом стволовых клеток ассоциирована с худшим прогнозом выживаемости пациентов.

Изучение молекулярно-генетических особенностей рака внепеченочных желчных протоков может помочь глубже понять особенности патогенеза этого вида опухоли, установить новые прогностические и диагностические маркеры заболевания. Возможно, в дальнейшем по мере накопления знаний это позволит индивидуализировать подходы к лечению такой категории больных.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.