Ген-супрессор опухолей (антионкоген, опухолевый супрессор) — ген, продукт которого обеспечивает профилактику опухолевой трансформации клеток[1]. Белковые продукты генов-супрессоров называют белками-супрессорами или антионкобелками. Кроме того, антионкогены могут кодировать и микроРНК[2]. Гены-супрессоры обычно обнаруживаются при инактивирующих мутациях, которые фенотипически проявляются в формировании опухолей. Функционально гены-супрессоры противоположны онкогенам и часто негативно регулируют деление и рост клеток, а также уход от апоптоза. Наиболее известными белками-супрессорами являются p53, pRb и PTEN.
История открытия и развития представлений о генах-супрессорах опухолей
Хотя наследственная предрасположенность к развитию злокачественных опухолей была известна давно, только после повторного открытия законов Менделя в 1900 году стало возможным научное объяснение этого факта. К этому времени уже было известно, что клетки опухолей имеют изменённый набор хромосом. Теодор Бовери внёс вклад в понимание генетики рака: он предположил, что есть хромосомы, которые стимулируют деление клеток, и есть хромосомы, которые его ингибируют[3]. Сегодня мы знаем, что гены обоих типов действительно существуют.
Известные гены-супрессоры опухолей
RB1
Третичная структура белка ретинобластомы. На основе файла PDB 1ad6.
Ген CDKN1A человека кодирует ингибитор циклинзависимой киназы. Этот белок также известен под названиями p21, Cip1, Waf1. Он связывается с комплексами циклин/циклинзависимая киназа (в первую очередь CDK1 и CDK2) и модулирует их активность. Конкретный эффект зависит от концентрации ингибитора: в низких концентрациях p21 стимулирует пролиферацию, в более высоких — приводит к остановке клеточного цикла в G1-фазе. Кроме того, p21 обеспечивает защиту клетки от апоптоза. То есть в зависимости от условий CDKN1A может выступать в роли антионкогена или онкогена[4].
Ген CDKN1A как правило не инактивируется полностью в злокачественных опухолях. Точная роль p21 в канцерогенезе до конца пока не установлена. Исследования показывают, что при некоторых типах опухолей потеря p21 является признаком плохих шансов на выживание. Однако известны ситуации, когда повышенная концентрация этого белка в клетках положительно коррелирует с агрессивностью опухоли и её способностью к метастазированию. Это особенно относится к тем случаям, когда p21 накапливается в цитоплазме, а не в ядре клетки[4].
CDKN1B
Ген CDKN1B человека кодирует ещё один ингибитор циклинзависимой киназы — CDKN1B, или p27 (Kip1). Этот белок регулирует течение клеточного цикла, отвечает за его остановку в G1-фазе. CDKN1B подавляет активность комплексов циклин А/циклинзависимая киназа 2 и циклин Е/циклинзависимая киназа 2.
Была установлена связь между определёнными аллельными вариантами гена CDKN1B и предрасположенностью к раку предстательной железы. Один из вариантов однонуклеотидного полиморфизма являются замены 326T/G (V109G). Показано, что гомозиготность по варианту 326T ассоциированна с повышенным риском развития распространённой карциномы простаты. Другим примером является полиморфизм −79C/T, при этом наличие в генотипе человека аллели C сопряжено с повышенным риском развития рака простаты и других органов[6].
PTEN
Структура фосфатазы PTEN человека. Синим показан N-концевой фосфатазный домен, красным — С-концевой С2-домен
Ген PTEN у человека кодирует одноимённую фосфатазу PTEN (англ.phosphatase and tensin homologue), которая активна в отношении как белковых, так и липидных субстратов. Впервые этот ген был идентифицирован, как часто мутированный в различных видах раковых опухолей[7][8].
↑ 12Warfel N. A., El-Deiry W. S. p21WAF1 and tumourigenesis: 20 years after // Curr Opin Oncol. Jan;25(1). — 2013. — Т. 25, вып. 1. — С. 52—58. — doi:10.1097/CCO.0b013e32835b639e. — PMID23159848.
↑Li J., Yen C., Liaw D., Podsypanina K., Bose S., Wang S. I., Puc J., Miliaresis C., Rodgers L., McCombie R., Bigner S. H., Giovanella B. C., Ittmann M., Tycko B., Hibshoosh H., Wigler M. H., Parsons R. PTEN, a putative protein tyrosine phosphatase gene mutated in human brain, breast, and prostate cancer (англ.) // Science : journal. — 1997. — Vol. 275, no. 5308. — P. 1943—1947. — doi:10.1126/science.275.5308.1943. — PMID9072974.
↑Steck P. A., Pershouse M. A., Jasser S. A., Yung W. K., Lin H., Ligon A. H., Langford L. A., Baumgard M. L. , Hattier T., Davis T., Frye C., Hu R., Swedlund B., Teng D. H., Tavtigian S. V. Identification of a candidate tumour suppressor gene, MMAC1, at chromosome 10q23.3 that is mutated in multiple advanced cancers (англ.) // Nat Genet. : journal. — 1997. — Vol. 15, no. 4. — P. 356—362. — doi:10.1038/ng0497-356. — PMID9090379.
