TAL1: его роль в гемопоэзе и в злокачественном перерождении клеток крови

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ Процесс гемопоэза включает несколько этапов, в том числе образование ранних кроветворных клеток предшественников из мезодермы, формирование гемопоэтических стволовых клеток (ГСК) и их дальнейшую дифференцировку в зрелые клетки крови. Нарушение регуляции этих процессов в гемопоэтических клетках-предшественниках часто приводит к нарушению их нормальной дифференцировки и пролиферации и, как следствие, к злокачественной трансформации. Один из основных регуляторов гемопоэза - транскрипционный фактор TAL1 - имеет домен спираль-петля-спираль, он связывается с ДНК в регуляторных участках, взаимодействуя с последовательностью E-бокса (CANNTG, где N - любой ну клеотид), и в участках связывания факторов GATA, Ets, Runx [1]. Показано, что подавление экспрессии гена TAL1 приводит к полному отсутствию гемопоэза в желточном мешке [2]. Во взрослом организме наиболее высокий уровень экспрессии TAL1 характерен для плюрипотентных ГСК, мультипотентных миелоидных и лимфоидных предшественников, а также для клеток эритроидного и мегакариоци тарного ряда [3]. TAL1 участвует в формировании комплексов с различными транскрипционными факторами (E47/E2A, LMO2, GATA1-3, LMO1/2, Ldb1, ETO2, Runx1, ERG, FLI1) [4, 5]. Состав комплекса может быть разным. От состава комплекса зависит, с какими внутриклеточными мишенями он будет взаимодействовать, оказывая активирующее или ингибирующее действие на экспрессию факто ров, ассоциированных с дифференцировкой клеток миелоидного и лимфоидного ряда [6-8]. Нарушение уровня экспрессии или мутации генов, продукты трансляции которых входят в состав SCL-комплекса, может приводить к злокачественному перерождению клеток крови. Около 60% случаев Т-клеточных острых лимфобластных лейкозов (T-ОЛЛ) характеризуются аномально высоким уровнем экспрессии TAL1 [9]. Мутантные формы TAL1 в клетках миелоидных и лимфоидных лейкозов обнаруживают у 20% пациентов [10]. Одной из основных мишеней TAL1 в злокачественных клетках крови считается промоторный участок гена C-KIT, кодирующего рецепторную тирозинкиназу. В ряде случаев показано, что прогрессия злокачественных заболеваний крови (в том числе острых миелоидных лейкозов) сопровождается аномально повышенной экспрессией C-KIT [11, 12]. TAL1: СТРУКТУРА ГЕНА, ИЗВЕСТНЫЕ ИЗОФОРМЫ БЕЛКА И ИХ ФУНКЦИИ В ГЕМОПОЭЗЕ Локус гена TAL1 находится на хромосоме 1 человека. TAL1 относится к семейству транскрипционных факторов с мотивом спираль-петля-спираль (bHLH). Ген TAL1 содержит шесть экзонов, из которых ко дирующими являются экзоны 4-6. Согласно базе данных PubMed на 2017 год, в настоящий момент описано шесть вариантов транскриптов гена TAL1 (рис. 1). Известны две изоформы белка TAL1: длин ная (TAL1-д) с молекулярной массой 34.3 кДа, со стоящая из 331 аминокислотного остатка, и корот кая (TAL1-к), состоящая из 156 аминокислотных остатков. Соотношение между TAL1-д и TAL1-к различно в клетках мегакариотического и эритро идного ряда [13]. Пре-мРНК TAL1 подвергается аль тернативному сплайсингу, в результате которого может образоваться мРНК, не содержащая экзоны 1-4. В белке TAL1-к - продукте трансляции такой мРНК - отсутствует ETO2-связывающий домен, а также сайты фосфорилирования, тогда как ДНК связывающие домены и домен спираль-петля-спи ральсохраняются. Кроме того, третий экзон TAL1 содержит высоконсервативную последовательность uORF - короткую открытую рамку считывания, которая выступает в роли цис-регуляторного элемента при образовании изоформ TAL1. Наличие uORF де лает возможной инициацию трансляции при участии факторов eIF2 и eIF4E с альтернативных сайтов, находящихся в экзонах 4-5 [14], что приводит к образованию укороченной формы белка TAL1. Укороченная форма TAL1-к необходима для дифференцировки по эритроидному пути, тог да как полноразмерный белок TAL1-д необходим для мегакариотической дифференцировки клеток предшественников. Показано, что обработка линий клеток эритроидного лейкоза человека TF1 и HEL индукторами эритроидной дифференцировки (ДМСО и эритропоэтином) приводит к образованию не толь ко основной (полноразмерной) формы белка TAL1-д, но и укороченной формы TAL1-к [15]. Установлено, что некоторые противоопухолевые препараты, действующие на компоненты сигнальных путей, связанных с регуляцией инициации трансляции, могут влиять на соотношение TAL1-д и TAL1-к. В частности, рапамицин (Rap, ингибитор mTOR) блокирует образование укороченных форм, а 2-аминопурин (2AP, ингибитор eIF2α-киназ) - полноразмерных форм [14]. ФУНКЦИИ TAL1 В ЭМБРИОГЕНЕЗЕ Транскрипционный фактор TAL1 необходим для нормального эмбриогенеза. Его экспрессия начинается на 7-й день после оплодотворения за сутки до начала образования компонентов кровеносной системы. Экспрессия TAL1 обнаружена в клетках островков кроветворения желточного мешка, эндо телиоцитах и ангиобластах, а позднее в печени и селезенке плода - основных кроветворных органов в эмбриогенезе. Показано, что клетки, участвующие в образовании скелетной и нервной ткани, также экспрессируют TAL1 [16]. В желточном мешке и за родышевой печени основными мишенями TAL1 являются промотор гена Runx1 и энхансер гена Runx3 [17]. В регуляторных областях этих генов обнаружены участки связывания факторов Ets, GATA и Runx, а также последовательность E-бокса. TAL1 и его партнеры GATA1, GATA2, E47, Ldb1, LMO2 могут образовывать комплексы на этих участках ДНК [18]. Гемопоэтические клетки-предшественники также могут происходить из клеток гемогенного эндотелия при участии транскрипционного фактора Runx1. Для образования клеток гемогенного эндотелия из мезодермы необходим TAL1 [19]. На более поздних стадиях эмбрионального развития TAL1 регулирует дифференцировку предшественников клеток крови в эритроциты, мегакариоциты и тромбоциты [20]. В ходе эмбриогенеза клетки, формирующие кровеносные сосуды, также экспрессируют TAL1 [16]. Отсутствие экспрессии TAL1 приводит не только к нарушению кроветворения, но и к ран ней гибели эмбрионов [2, 21]. На мышиной модели по казано, что эмбриональные стволовые клетки (ЭСК), не экспрессирующие TAL1, не дифференцируются в кроветворные клетки под действием факторов гемопоэтической дифференцировки [21]. Эктопическая экспрессия TAL1 в ЭСК приводит к индукции формирования гемопоэтических клеток. В экспериментах in vitro показано, что ЭСК, не экспрессирующие TAL1, с низкой эффективностью дифференцируются в клетки эритроидных предшественников и не способны образовывать колонии лимфоидных и миелоидных клеток-предшественников [22]. Таким образом, в эмбриональном развитии TAL1 направляет дифференцировку кроветворных пред шественников на всех трех этапах кроветворения. TAL1 действует на предшественники клеток крови в желточном мешке (первый этап кроветворения), определяет развитие и дифференцировку гемангиобластов с момента их агрегации в первичной полоске до миграции в островки кроветворения желточного мешка (второй этап кроветворения). В начале третьего этапа кроветворения TAL1 необходим для дифференцировки гемангиобластов в ГСК, он активирует экспрессию генов, важных для созревания эритроидных, мегакариотических и тучных клеток, а также участвует в ремоделировании сосудистой системы (рис. 2) [23]. РОЛЬ TAL1 В РЕГУЛЯЦИИ ГЕМОПОЭЗА Зрелые клетки крови взрослого организма образуются из плюрипотентных ГСК. ГСК удерживаются в костном мозге на стадии репликационного покоя G0 за счет взаимодействия их поверхностных клеточных белков-рецепторов (C-KIT, MPL, CXCR4) и лигандов на поверхности стромальных клеток [24, 25]. В ответ на гемопоэтический стресс плюрипотентные ГСК вы ходят из фазы покоя, начиная активно пролиферировать, получают сигналы для дальнейшей дифференцировки и дают начало миелоидным и лимфоидным клеткам-предшественникам. Некоторые транскрипционные факторы, необходимые для осуществления процесса гемопоэза, также являются ключевыми для поддержания ГСК в фазе покоя. К ним относят TAL1, E47, GATA2 и Ldb1, LMO2 - компоненты SCL-комплекса [26]. Переход KLS+/CD150+ /CD48+ ГСК из фазы покоя G0 в стадию G1 осуществляется при участии циклинзависимой киназы P21/CDKN1A. TAL1 блокирует этот переход, усиливая экспрессию ингибитора P21/CDKN1A [27]. Одновременно TAL1 усиливает экспрессию транскрипционного фактора ID1. Важно отметить, что TAL1 не относится к белкам, необходимым для выживания и самообновления ГСК [3]. Родственный ему белок LYL1 обеспечивает выживание ГСК в случае нокаута TAL1 [28]. Интересно, что TAL1 выполняет противоположные функции в ГСК пуповинной крови, где он, напротив, активирует переход G0-G1, который регулируется при участии сигнального пути mTOR [29]. Однако в процессах дифференцировки TAL1 и LYL1 не являются взаимозаменяемыми - оба белка необходимы для нормального эритропоэза и формирования B-клеток соответственно [30]. В отличие от ГСК, в миелоидных и лимфоидных предшественниках TAL1 выполняет функцию активатора клеточного цикла, подавляя экспрессию ингибиторов циклинзависимых киназ p21 и p16/Ink4a [31, 32]. Гемопоэтические транскрипционные факторы TAL1, GATA2, LMO2, уровень экспрессии которых различен в клетках каждого типа, регулируют процесс дифференцировки и созревания клеток крови (рис. 3) [33]. Экспрессия TAL1 неодинакова во всех гемопоэтических клетках. Высокие уровни экспрессии данного гена обнаружены в ГСК, в миелоидных предшественниках и в некоторых зрелых клетках миелоидного ряда (мегакариоцитах, эритроцитах, тучных клетках и базофилах). Низкие уровни TAL1 характерны для лимфоидных предшественников, эозинофилов, макрофагов и ней трофилов [34-36]. Зрелые T- и B-клетки не экс прессируют TAL1 [37]. Активацию некоторых генов, специфичных для эритроидных клеток, осуществляет комплекс, образованный GATA1 и TAL1 [38]. С помощью анализа ChIP-seq показано, что TAL1 контролирует как общие для всех клеток процессы (регуляция клеточного цикла, пролиферация, апоптоз), так и характерные только для эритроидных клеток (окислительно-восстановительные процессы, биосинтез гема, организация цитоскелета), что косвенно указывает на его мультифункциональность [39]. В миелоидных и лимфоидных клетках-предшественниках мишенями TAL1 служат гены, контролирующие пролиферацию и апоптоз. К тому же, пат терн связывания TAL1 с генами-мишенями сильно меняется по мере созревания клеток. Динамические изменения экспрессии TAL1 говорят о том, что фак тор TAL1 проявляет различную активность в клетках при первоначальном выборе направления дифференцировки и образовании зрелых клеток крови. А его мультифункциональность связана непосредственно со способностью образовывать многокомпонентные комплексы в регуляторных областях генов-мишеней [8]. Получены данные, показывающие, что функция TAL1 в дифференцировке клеток эритроидного ряда реализуется, в том числе, при участии каспазы-3, индуцирующей расщепление этого белка. Показано, что ее активность, в конечном итоге, приводит к снижению экспрессии GATA1 и BCL-XL, тем самым индуцируя апоптоз в этих клетках [40]. Некоторые аминокислотные остатки TAL1 могут подвергаться фосфорилированию. Например, в эритроцитах киназа Akt фосфорилирует Thr90 в TAL1. Эта модификация приводит к снижению способности TAL1 репрессировать промотор гена EPB42, продукт которого - белок 4.2, необходим для построения цитоскелета эритроцита [41]. Остаток Ser172 также может быть фосфорилирован cAMP-зависимой про теинкиназой (PKA), что влияет на связывание TAL1 с E-боксом в регуляторных участках различных генов [42]. SCL-КОМПЛЕКС: ЕГО КОМПОНЕНТЫ И МИШЕНИ В НОРМАЛЬНОМ ГЕМОПОЭЗЕ В гемопоэтических клетках основными партнерами TAL1 являются белки, участвующие в нормальном гемопоэзе: LMO2, Ldb1-2, Gata1-3, Lyl-1, E2A/HEB, Runx1, ETO2, ERG, FL1 (рис. 4). TAL1 напрямую связывается с LIM-доменом белка LMO2, который, в свою очередь, взаимодействует с Ldb1. LMO2 не имеет ДНК-связывающего домена и выступает в роли соединяющего фактора (bridge factor), который объединяет TAL1 в комплекс с другими транскрипционными факторами в гемопоэтических клетках [43, 44]. Также он может образовывать расширенный комплекс, связывая ETO2, RUNX1, ERG или FLI1 [45]. Для связывания TAL1 с последовательностями E-бокса (CANNTG) в регуляторных областях геномной ДНК необходимы E-белки (E12, E47), содержащие домены типа спираль-петля-спираль. TAL1 в составе комплекса вы ступает в роли регулятора активности некоторых сигнальных путей во время дифференцировки гемопоэтических клеток. Например, TAL1 необходим для выживания гемопоэтических предшественников, культивируемых в присутствии SCF, лиганда рецепторной тирозинкиназы C-KIT, которая выполняет важную функцию в гемопоэзе [46]. Основная роль SCL-комплекса в регуляции C-KIT связана с его способностью связываться с промотором данного гена. Также установлено, что компоненты SCL-комплекса могут связываться с различными компонентами сиг нального пути C-KIT и приводить к изменению его активности [46-51]. Кроме того, существует прямая корреляция между уровнем экспрессии TAL1 и фосфорилированными формами киназ MEK и ERK1/2, компонентов сигнального пути MEK/ERK [40]. В гемопоэтических клетках активность киназ MEK и ERK1/2 ассоциирована с дифференцировкой гемопоэтических клеток миелоидного, эритроидного и мегакариотического рядов [52]. Вероятно, участие TAL1 в дифференцировке CD34+ гемопоэтических клеток реализуется через сигналы MEK/ERK [52, 53]. ФУНКЦИИ SCL-КОМПЛЕКСА И ЕГО ОТДЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ В КАНЦЕРОГЕНЕЗЕ Как отмечалось выше, в норме уровень экспрессии TAL1 в лимфоидных клетках значительно ниже, чем в миелоидных [37]. Повышенный уровень экспрессии TAL1 в T-клетках часто приводит к их злокачественному перерождению. Аномально высокая экспрессия TAL1 может быть результатом хромосомных перестроек, делеций и мутаций, затрагивающих этот ген [54]. Хромосомная транслокация t(1;14)(p32;q11) обнаружена в 3% случаев T-клеточного лейкоза. Хромосомная транслокация t(1;14)(p32;q11), при водящая к образованию слитого гена TRA/TAL1, обнаружена в 3% случаев T-клеточного лейкоза. Делеция 90 т.п.н. между 5`-некодирующей областью гена TAL1 и геном SIL приводит к образованию слитого гена SIL-TAL1, контролируемого промотором гена SIL [54]. Уровень экспрессии SIL в T-клетках в норме очень высок, поэтому эта транслокация при водит к высокой экспрессии слитого гена SIL-TAL1 [55]. Такая делеция обнаружена у 20-25% пациентов с T-ОЛЛ [54, 56, 57]. Однако в большей части TAL1-позитивных случаев T-клеточных лейкозов аномально высокая экспрессия TAL1 реализуется не за счет хромосомных перестроек. Наряду с высокой экспрессией TAL1 в большей части образцов первичного Т-ОЛЛ обнаружен значительный уровень экспрессии TLX1 и LMO2 [58]. Повышенная активность TAL1 в T-клетках приводит к увеличению времени нахождения лимфоидных клеток в виде незрелых тимоцитов. Предполагается, что это можно считать событием, инициирующим возникновение T-клеточных лейкозов [59]. В клетках T-ОЛЛ TAL1 предпочтительно связывается с последовательностями CAGGTG E-бокса. Несмотря на то что факторы GATA1-3 часто служат посредниками в связывании TAL1 с регуляторными участками ДНК в клетках T-клеточного лейкоза, существуют и альтернативные участки связывания, в частности Runx и Ets [59]. Показано, что транскрипционный фактор TAL1 непосредственно активирует экспрессию Runx1, Ets1 и GATA3 в бластных клетках пациентов с T-ОЛЛ [60]. Кроме того, фак торы GATA3 и Runx1 усиливают экспрессию гена TAL1, что может указывать на необходимость положительной обратной связи для возникновения аномальной экспрессии факторов, участвующих в зло качественном перерождении клеток крови. В 45% случаев TAL1-позитивных лейкозов обнаружены мутантные белки LMO1 и LMO2, образованные в результате хромосомных перестроек кодирующих их генов [61]. Экспрессия всех этих факторов приводит к тому, что двойные негативные (CD4-CD8-) прелей козныетимоциты приобретают способность к делению. Кроме того, в этих клетках часто бывает активирован сигнальный путь Notch, компоненты которого участвуют в накоплении мутаций и нарушении процессов дифференцировки. Это приводит к возникновению и прогрессии Т-клеточного лейкоза [62]. При злокачественном перерождении TAL1 нередко участвует в нарушении нормальной транскрипции Кроме того, существует прямая корреляция между уровнем экспрессии TAL1 и фосфорилирован ными формами киназ MEK и ERK1/2, компонентов сигнального пути MEK/ERK [40]. В гемопоэтических клетках активность киназ MEK и ERK1/2 ассоциирована с дифференцировкой гемопоэтических клеток миелоидного, эритроидного и мегакариотического рядов [52]. Вероятно, участие TAL1 в дифференциров ке CD34+ гемопоэтических клеток реализуется через сигналы MEK/ERK [52, 53]. ФУНКЦИИ SCL-КОМПЛЕКСА И ЕГО ОТДЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ В КАНЦЕРОГЕНЕЗЕ Как отмечалось выше, в норме уровень экспрессии TAL1 в лимфоидных клетках значительно ниже, чем в миелоидных [37]. Повышенный уровень экспрессии TAL1 в T-клетках часто приводит к их злокачественному перерождению. Аномально высокая экспрессия TAL1 может быть результатом хромосомных перестроек, делеций и мутаций, затрагивающих этот ген [54]. Хромосомная транслокация t(1;14)(p32;q11) обнаружена в 3% случаев T-клеточного лейкоза. Хромосомная транслокация t(1;14)(p32;q11), при водящая к образованию слитого гена TRA/TAL1, обнаружена в 3% случаев T-клеточного лейкоза. Делеция 90 т.п.н. между 5`-некодирующей областью гена TAL1 и геном SIL приводит к образованию слитого гена SIL-TAL1, контролируемого промотором гена SIL [54]. Уровень экспрессии SIL в T-клетках в норме очень высок, поэтому эта транслокация при водит к высокой экспрессии слитого гена SIL-TAL1 [55]. Такая делеция обнаружена у 20-25% пациентов с T-ОЛЛ [54, 56, 57]. Однако в большей части TAL1-позитивных случаев T-клеточных лейкозов аномально высокая экспрессия TAL1 реализуется не за счет хромосомных перестроек. Наряду с высокой экспрессией TAL1 в большей части образцов первичного Т-ОЛЛ обнаружен значительный уровень экспрессии TLX1 и LMO2 [58]. Повышенная активность TAL1 в T-клетках приводит к увеличению времени нахождения лимфоидных клеток в виде не зрелых тимоцитов. Предполагается, что это можно считать событием, инициирующим возникновение T-клеточных лейкозов [59]. В клетках T-ОЛЛ TAL1 предпочтительно связывается с последовательностями CAGGTG E-бокса. Несмотря на то что факторы GATA1-3 часто служат посредниками в связывании TAL1 с регуляторными участками ДНК в клетках T-клеточного лейкоза, существуют и альтернативные участки связывания, в частности Runx и Ets [59]. Показано, что транскрипционный фактор TAL1 непосредственно активирует экспрессию Runx1, Ets1 и GATA3 в бластных клетках пациентов с T-ОЛЛ [60]. Кроме того, фак торы GATA3 и Runx1 усиливают экспрессию гена TAL1, что может указывать на необходимость положительной обратной связи для возникновения ано мальной экспрессии факторов, участвующих в зло качественном перерождении клеток крови. В 45% случаев TAL1-позитивных лейкозов обнаружены мутантные белки LMO1 и LMO2, образованные в ре зультате хромосомных перестроек кодирующих их генов [61]. Экспрессия всех этих факторов приводит к тому, что двойные негативные (CD4-CD8-) прелейкозные тимоциты приобретают способность к делению. Кроме того, в этих клетках часто бывает активирован сигнальный путь Notch, компоненты которого участвуют в накоплении мутаций и нарушении процессов дифференцировки. Это приводит к возникновению и прогрессии Т-клеточного лейкоза [62]. При злокачественном перерождении TAL1 нередко участвует в нарушении нормальной транскрипции Кроме того, существует прямая корреляция между уровнем экспрессии TAL1 и фосфорилированными формами киназ MEK и ERK1/2, компонентов сигнального пути MEK/ERK [40]. В гемопоэтических клетках активность киназ MEK и ERK1/2 ассоциирована с дифференцировкой гемопоэтических клеток миелоидного, эритроидного и мегакариотического рядов [52]. Вероятно, участие TAL1 в дифференцировке CD34+ гемопоэтических клеток реализуется через сигналы MEK/ERK [52, 53]. ФУНКЦИИ SCL-КОМПЛЕКСА И ЕГО ОТДЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ В КАНЦЕРОГЕНЕЗЕ Как отмечалось выше, в норме уровень экспрессии TAL1 в лимфоидных клетках значительно ниже, чем в миелоидных [37]. Повышенный уровень экспрессии TAL1 в T-клетках часто приводит к их злокачественному перерождению. Аномально высокая экспрессия TAL1 может быть результатом хромосомных перестроек, делеций и мутаций, затрагивающих этот ген [54]. Хромосомная транслокация t(1;14)(p32;q11) обнаружена в 3% случаев T-клеточного лейкоза. Хромосомная транслокация t(1;14)(p32;q11), при водящая к образованию слитого гена TRA/TAL1, обнаружена в 3% случаев T-клеточного лейкоза. Делеция 90 т.п.н. между 5`-некодирующей областью гена TAL1 и геном SIL приводит к образованию слитого гена SIL-TAL1, контролируемого промотором гена SIL [54]. Уровень экспрессии SIL в T-клетках в норме очень высок, поэтому эта транслокация при водит к высокой экспрессии слитого гена SIL-TAL1 [55]. Такая делеция обнаружена у 20-25% пациентов с T-ОЛЛ [54, 56, 57]. Однако в большей части TAL1-позитивных случаев T-клеточных лейкозов аномально высокая экспрессия TAL1 реализуется не за счет хромосомных перестроек. Наряду с высокой экспрессией TAL1 в большей части образцов первичного Т-ОЛЛ обнаружен значительный уровень экспрессии TLX1 и LMO2 [58]. Повышенная активность TAL1 в T-клетках приводит к увеличению времени нахождения лимфоидных клеток в виде не зрелых тимоцитов. Предполагается, что это можно считать событием, инициирующим возникновение T-клеточных лейкозов [59]. В клетках T-ОЛЛ TAL1 предпочтительно связывается с последовательностями CAGGTG E-бокса. Несмотря на то что факторы GATA1-3 часто служат посредниками в связывании TAL1 с регуляторными участками ДНК в клетках T-клеточного лейкоза, существуют и альтернативные участки связывания, в частности Runx и Ets [59]. Показано, что транскрипционный фактор TAL1 непосредственно активирует экспрессию Runx1, Ets1 и GATA3 в бластных клетках пациентов с T-ОЛЛ [60]. Кроме того, фак торы GATA3 и Runx1 усиливают экспрессию гена TAL1, что может указывать на необходимость положительной обратной связи для возникновения аномальной экспрессии факторов, участвующих в зло качественном перерождении клеток крови. В 45% случаев TAL1-позитивных лейкозов обнаружены мутантные белки LMO1 и LMO2, образованные в результате хромосомных перестроек кодирующих их генов [61]. Экспрессия всех этих факторов приводит к тому, что двойные негативные (CD4-CD8-) прелей козныетимоциты приобретают способность к делению. Кроме того, в этих клетках часто бывает активирован сигнальный путь Notch, компоненты которого участвуют в накоплении мутаций и нарушении процессов дифференцировки. Это приводит к возникновению и прогрессии Т-клеточного лейкоза [62]. При злокачественном перерождении TAL1 нередко участвует в нарушении нормальной транскрипции различных генов. При этом, как и при нормальном гемопоэзе, он образует комплексы с гемопоэтическими факторами LMO2, Ldb1, E12/E47, GATA1-3 [46, 47]. Установлено, что в клетках T-ОЛЛ часто наблюдается сверхэкспрессия TAL1 и LMO2. В норме LMO2 и TAL1 независимо друг от друга регулируют транскрипцию собственных генов-мишеней, однако в клетках Т-ОЛЛ они кооперативно нарушают функцию фактора Е2А, что способствует развитию лейкозов [63, 64]. Показано, что транскрипционный фактор FOXP3 может играть роль опухолевого супрессора при T-клеточных лейкозах. Он связывается с LMO2 и уменьшает вероятность его взаимодействия с TAL1, что приводит к снижению транскрипционной активности комплекса TAL1/LMO2 [65]. Рецепторная тирозинкиназа C-KIT служит одной из основных мишеней TAL1 [48, 66]. Для гемопоэтических клеток-предшественников характерен высокий уровень экспрессии TAL1 и C-KIT. Показано, что эктопическая экспрессия TAL1 приводит к индукции экспрессии C-KIT в B-лимфоцитах, в которых в норме эти гены не экспрессируются [66]. При некоторых злокачественных заболеваниях крови, в том числе при остром миелоидном лейкозе и хроническом миелоидном лейкозе, наблюдается аномально высокая экспрессия C-KIT. Комплекс SCL действует как специфический активатор промотора гена рецепторной тирозинкиназы C-KIT (рис. 5). Для проявления его максимальной активности не обходимы все компоненты комплекса (TAL1, LMO2, Ldb1, GATA2, E47). На модели эмбриональных фи бробластов мыши показано, что транскрипционные факторы E47 и GATA по отдельности не влияют на активность промотора гена C-KIT, несмотря на то, что они активируют транскрипцию многих генов в гемопоэтических клетках человека [66]. В этой же мышиной системе показано, что активация промо тора происходит только при формировании много компонентного комплекса, основным компонентом которого является TAL1. GATA1 и GATA2 взаимозаменяемы, однако комплекс, содержащий GATA1, обладает меньшей транскрипционной активностью. Для формирования активного SCL-комплекса необходим также белок Sp1, содержащий цинковые пальцы и связывающий GC-богатые последовательности. Показано, что удаление E-бокса и GATA из промо торной области C-KIT не снижает активирующую активность SCL-комплекса. Возможно, Sp1 участвует также в привлечении компонентов комплекса к некоторым генам-мишеням. КЛИНИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ TAL1 Большое количество данных об участии TAL1 в развитии Т-клеточных лейкозов указывает на воз- Рис 6. Схема возможных партнеров TAL1 и взаимодействий между ними в нормальных и злокачественных гемопоэтических клетках можность использования ингибиторов этого белка, а также ингибиторов сигнальных каскадов, ассоциированных с ним, в качестве перспективных терапевтических средств борьбы с лейкозами, для которых характерна аномальная активность TAL1. В настоящее время во многих лабораториях активно разрабатываются и синтезируются новые низкомолекулярные ингибиторы TAL1. Однако до сих пор не получен достаточно мощный и специфичный ингибитор данного белка. Для транскрипционной активности TAL1 необходимо его фосфорилирование киназами MEK/ERK. Обсуждается перспектива использования ингибиторов компонентов сигнального пути MAPK/MEK/ERK в качестве возможных терапевтических мишеней [67]. В то же время получены данные, свидетельствующие о том, что обработка клеточной культуры мезенхимальных стромальных клеток (компонентов стромы костного мозга) инги биторами MEK приводит к секреции ими провоспалительного цитокина интерлейкина-18 [68]. Это способствует улучшению выживаемости бластных клеток T-ОЛЛ. В качестве перспективных мишеней для терапии TAL1-ассоциированных Т-клеточных лейкозов рассматривают потенциальные белковые мишени TAL1, связанные с реализацией его транс крипционной активности (рис. 6). К числу таких бел ков относится деметилаза UTX (также называемая KDM6A). Показано, что обработка TAL1-позитивных бластных клеток Т-ОЛЛ ингибитором UTX приводит к снижению скорости их пролиферации и к стимуляции апоптоза [69]. Установлено, что использование ингибиторов гистоновых деацетилаз HDAC приводит к снижению экспрессии TAL1 и к индукции апоптозабластных клеток T-клеточных лейкозов [70]. В настоящее время активно изучают стехиометрию SCL-комплекса. Ожидается, что результаты этих исследований откроют новые возможности для поиска высокоэффективных терапевтических агентов, направленных на TAL1-позитивные лейкозы, которые действуют путем нарушения белок-белковых взаимодействий между компонентами SCL-комплекса и не влияют на жизнеспособность нормальных гемо поэтических клеток [41].

Об авторах

Э. Р. Вагапова

Институт молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: elmira-mi@mail.ru
Россия

П. В. Спирин

Институт молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН

Email: elmira-mi@mail.ru
Россия

Т. Д. Лебедев

Институт молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН

Email: elmira-mi@mail.ru
Россия

В. С. Прасолов

Институт молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАНИнститут молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН

Email: elmira-mi@mail.ru
Россия

Список литературы

Дополнительные файлы