Роль экспрессии белка MUC1 в прогрессии опухоли

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

MUC1 является полифункциональным белком с высоким структурным разнообразием, позволяющим ему оказывать влияние на разные клеточные события. Этот сильно гликозилированный трансмембранный протеин принимает участие в формировании муциноподобного геля на поверхности эпителиальных клеток, обеспечивая таким образом защиту последних от повреждений. MUC1 через регуляцию работы ряда транскрипционных факторов модулирует обмен веществ и устойчивость к воспалению, вызванному бактериальной инфекцией. В настоящем обзоре представлены данные о связи структурных и функциональных изменений MUC1 с характеристиками раковых клеток. В раковых клетках происходят изменения уровня экспрессии гена MUC1, образование множества структурных форм MUC1, отклонения от нормального гликозилирования белка и изменение его локализации. Изменение свойств MUC1 в раковой клетке приводит к метаболическому перепрограммированию, ассоциированному с пролиферативной активностью, устойчивостью к гипоксии и стимуляцией ангиогенеза, что в конечном итоге влияет на выживаемость раковых клеток. Более того, раковые клетки могут использовать взаимодействие MUC1 с молекулами адгезии для инвазии и метастазирования. Другими словами, MUC1 играет ключевую роль как в гомеостазе эпителиальных клеток, так и в прогрессии опухоли. Понимание роли экспрессии MUC1 в жизнедеятельности опухолевых клеток имеет значение для разработки новых мониторинговых и терапевтических подходов для лечения больных с MUC1-позитивными злокачественными новообразованиями.

Об авторах

А. В. Караулов

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова;
Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: drkaraulov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1930-5424

доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, заведующий кафедрой клинической иммунологии и аллергологии,

119991, Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2

Россия

Н. Н. Гурина

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: natalydz91@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8025-7292

аспирант кафедры молекулярной биологии и биомедицины,

603950, Н. Новгород, ГСП-20, пр. Гагарина, д. 23

Россия

Д. В. Новиков

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: novikov.dv75@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7049-6935

кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Центра молекулярной биологии и биомедицины,

603950, Н. Новгород, ГСП-20, пр. Гагарина, д. 23

Россия

С. Г. Фомина

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: svetafor22@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6610-1774

кандидат биологических наук, научный сотрудник Центра молекулярной биологии и биомедицины,

603950, Н. Новгород, ГСП-20, пр. Гагарина, д. 23

Россия

В. В. Новиков

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Email: mbre@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2449-7213

доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой молекулярной биологии и биомедицины,

603950, Н. Новгород, ГСП-20, пр. Гагарина, д. 23

Россия

Список литературы

  1. Bergstrom KS, Xia LJ. Mucin-type O-glycans and their roles in intestinal homeostasis. Glycobiology. 2013;23(9):1026–1037. doi: 10.1093/glycob/cwt045.
  2. Tailford LE, Crost EH, Kavanaugh D, Juge N. Mucin glycan foraging in the human gut microbiome. Front Genet. 2015;6:81. doi: 10.3389/ fgene.2015.00081.
  3. Corfield AP. Mucins: a biologically relevant glycan barrier in mucosal protection. Biochim Biophys Acta. 2015;1850(1):236–252. doi: 10.1016/j.bbagen.2014.05.003.
  4. Ambort D, van der Post S, Johansson ME, et al. Function of the CysD domain of the gel-forming MUC2 mucin. Biochem J. 2011;436(1):61– 70. doi: 10.1042/BJ20102066.
  5. Verdugo P. Supramolecular dynamics of mucus. Cold Spring Harb Perspect Med. 2012;2(11):a009597. doi: 10.1101/cshperspect.a009597.
  6. Jonckheere N, Skrypek N, Van Seuningen I. Mucins and pancreatic cancer. Cancers (Basel). 2010;2(4):1794–1812. doi: 10.3390/cancers2041794.
  7. Pelaseyed T, Bergstrom JH, Gustafsson JK, et al. The mucus and mucins of the goblet cells and enterocytes provide the first defense line of the gastrointestinal tract and interact with the immune system. Immunol Rev. 2014;260(1):8–20. doi: 10.1111/imr.12182.
  8. Joshi S, Kumar S, Choudhury A, et al. Altered Mucins (MUC) trafficking in benign and malignant conditions. Oncotarget. 2014;5(17):7272– 7284. doi: 10.18632/oncotarget.2370.
  9. Nath S, Mukherjee P. MUC1: a multifaceted oncoprotein with a key role in cancer progression. Trends Mol Med. 2014;20(6):332–342. doi: 10.1016/j.molmed.2014.02.007.
  10. Levitin F, Stern O, Weiss M, et al. The MUC1 SEA module is a self-cleaving domain. J Biol Chem. 2005;280(39):33374–33386. doi: 10.1074/jbc.M506047200.
  11. Hattrup CL, Gendler SJ. Structure and function of the cell surface (tethered) mucins. Annu Rev Physiol. 2008;70:431–457. doi: 10.1146/ annurev.physiol.70.113006.100659.
  12. Parry S, Hanisch FG, Leir SH, et al. N-Glycosylation of the MUC1 mucin in epithelial cells and secretions. Glycobiology. 2006;16(7):623– 634. doi: 10.1093/glycob/cwj110.
  13. Raina D, Kosugi M, Ahmad R, et al. Dependence on the MUC1-C oncoprotein in non-small cell lung cancer cells. Mol Cancer Ther. 2011;10(5):806–816. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-10-1050.
  14. Yin L, Kufe D. MUC1-C oncoprotein blocks terminal differentiation of chronic myelogenous leukemia cells by a ROS-mediated mechanism. Genes Cancer. 2011;2(1):56–64. doi: 10.1177/1947601911405044.
  15. Kyo Y, Kato K, Park YS, et al. Antiinflammatory role of MUC1 mucin during infection with nontypeable Haemophilus influenzae. Am J Respir Cell Mol Biol. 2012;46(2):149–156. doi: 10.1165/rcmb.2011- 0142OC.
  16. Zhang L, Vlad A, Milcarek C, Finn OJ. Human mucin MUC1 RNA undergoes different types of alternative splicing resulting in multiple isoforms. Cancer Immunol Immunother. 2013;62(3):423–435. doi: 10.1007/s00262-012-1325-2.
  17. Imbert-Fernandez Y, Radde BN, Teng Y, et al. MUC1/A and MUC1/B splice variants differentially regulate inflammatory cytokine expression. Exp Eye Res. 2011;93(5):649–657. doi: 10.1016/j.exer.2011.08.004.
  18. Ilkovitch D, Carrio R, Lopez DM. Mechanisms of antitumor and immuneenhancing activities of MUC1/sec, a secreted form of mucin-1. Immunol Res. 2013;57(1–3):70–80. doi: 10.1007/s12026-013-8451-6.
  19. Kirwan A, Utratna M, O’Dwyer ME, et al. Glycosylation-based serum biomarkers for cancer diagnostics and prognostics. Biomed Res Int. 2015;2015:490531. doi: 10.1155/2015/490531.
  20. Wang T, Zheng XJ, Ji YL, et al. Tumour markers in rheumatoid arthritis-associated interstitial lung disease. Clin Exp Rheumatol. 2016;34(4):587–591.
  21. Treon SP, Maimonis P, Bua D, et al. Elevated soluble MUC1 levels and decreased anti-MUC1 antibody levels in patients with multiple myeloma. Blood. 2000;96(9):3147–3153.
  22. Sahraei M, Roy LD, Curry JM, et al. MUC1 regulates PDGFA expression during pancreatic cancer progression. Oncogene. 2012;31(47):4935–4945. doi: 10.1038/onc.2011.651.
  23. Kufe DW. MUC1-C oncoprotein as a target in breast cancer: activation of signaling pathways and therapeutic approaches. Oncogene. 2013;32(9):1073–1081. doi: 10.1038/onc.2012.158.
  24. Новиков В.В., Бабаев А.А., Кравченко Г.А. и др. Растворимые ассоциаты молекул адгезии CD54 и CD18 в сыворотке крови человека // Иммунология. — 2008. — Т.29. —№4. — С. 220—223. [Novikov VV, Babayev AA, Kravchenko GA, et al. Soluble associates of adhesion molecules CD54 and CD18 in the human serum. Immunologija (Moskva). 2008;29(4):220–223. (In Russ).]
  25. Новиков В.В., Шумилова С.В., Новиков Д.В. и др. Генетическая нестабильность в локусе RS5498 E469K (A/G) гена ICAM-1 у больных раком толстой кишки и молочной железы // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2015. — Т.160. — №12. — С. 783–786. [Novikov VV, Shumilova SV, Novikov DV, et al. Geneticheskaya nestabil’nost’ v lokuse RS5498 E469K (A/G) gena ICAM-1 u bol’nykh rakom tolstoi kishki i molochnoi zhelez. Biull Eksp Biol Med. 2015;160(12):783–786. (In Russ).]
  26. Haddon L, Hugh J. MUC1-mediated motility in breast cancer: a review highlighting the role of the MUC1/ICAM-1/Src signaling triad. Clin Exp Metastasis. 2015;32(4):393–403. doi: 10.1007/s10585- 015-9711-8.
  27. Bitler BG, Menzl I, Huerta CL, et al. Intracellular MUC1 peptides inhibit cancer progression. Clin Cancer Res. 2009;15(1):100–109. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-08-1745.
  28. Chen JQ, Russo J. Dysregulation of glucose transport, glycolysis, TCA cycle and glutaminolysis by oncogenes and tumor suppressors in cancer cells. Biochim Biophys Acta. 2012;1826(2):370–384. doi: 10.1016/j. bbcan.2012.06.004.
  29. Riganti C, Gazzano E, Polimeni M, et al. The pentose phosphate pathway: an antioxidant defense and a crossroad in tumor cell fate. Free Radic Biol Med. 2012;53(3):421–436. doi: 10.1016/j. freeradbiomed.2012.05.006.
  30. Klinge CM, Radde BN, Imbert-Fernandez Y, et al. Targeting the intracellular MUC1 C-terminal domain inhibits proliferation and estrogen receptor transcriptional activity in lung adenocarcinoma cells. Mol Cancer Ther. 2011;10(11):2062–2071. doi: 10.1158/1535- 7163.MCT-11-0381.
  31. Kitamoto S, Yokoyama S, Higashi M, et al. MUC1 enhances hypoxiadriven angiogenesis through the regulation of multiple proangiogenic factors. Oncogene. 2013;32(39):4614–4621. doi: 10.1038/onc.2012.478.
  32. Cardaci S, Ciriolo MR. TCA cycle defects and cancer: when metabolism tunes redox state. Int J Cell Biol. 2012;2012:161837. doi: 10.1155/2012/161837.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Издательство "Педиатръ", 2016



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах