Механизмы гормонального канцерогенеза

Август 1, 2022

Главная
Медицина
Механизмы гормонального канцерогенеза

Содержание

2. Частота гормонозависимых форм рака у женщин в г. Новосибирске (на 100 000)
3. Факторы риска Поздняя менопауза Репродуктивные факторы Ожирение Бесплодие Увеличение уровня эстрогенов
4. Зависимость случаев гормоно-зависимых видов рака от возраста (n=3850)
5. Патогенез гормонального рака Карцинома Изменение внеклеточного матрикса Изменение клеточных сигналов Изменение рецепции эстрогенов Эстрогены, канцерогены Геномные
6. Концепция гормонального канцерогенеза Увеличение активности ароматазы Увеличение Уровня эстрогенов Снижение активности ферментов метаболизма Повышение активности сульфатазы
7. ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ ГОРМОНОЗАВИСИМЫХ ФОРМ РАКА Генетический анализ (полиморфизм генов) Молекулярная характеристика опухоли Технологии Omic (геномный,
8. Сигнальная трансдукция в гормональном канцерогенезе
9. Передача клеточного сигнала (Сигнальная трансдукция – СТ) дифференцировка пролиферация апоптоз межклеточные взаимодействия цитоскелет миграция энергетический метаболизм
10. Клетка постоянно получает сигналы из внеклеточного пространства, передает их и формирует адекватный ответ. СТ-механизм основан на
11. Характеристика RTKs У человека идентифицировано 58 RTKs, которые подразделяются на 20 подсемейств Все рецепторы имеют сходную
12. Семейство Epidermal growth factor receptor (EGFR) EGF был изолирован в1962 Stanley Cohen. Его взаимодействие с EGFR
13. Активируемые пути СТ
14. Нарушение метаболизма и рецепции эстрогенов
15. Нарушение метаболизма эстрогенов запускает гормональный канцерогенез, образование злокачественной опухоли в гормонозависимой ткани
16. Промоторный тип канцерогенеза Переэкспрессия ER-α в нормальной ткани увеличивает чувствительность к эстрогенам, повышает риск возникновения гормонозависимой
17. ER-опосредованные сигналы Доменная структура эстрогеновых рецепторов Эстрогены действуют через эстрогеновые рецепторы (ER, estrogen receptor). На настоящий
18. Структура эстрогенового рецептора
19. Стимуляция ER-сигнального пути эстрадиолом (Е2)
20. Модель действия эстрогенов ER NR-box NR-box Транскрипция генов Корегуляторы Факторы транскрипции Мишени в цитозоли MAPK PI3K/Akt
21. 2 ER ER ER ER P P TF P TF ER ER Протеин-киназный каскад eNOS P
22. Распределение эстрогеновых рецепторов в организме человека Центральная нервная система ERα, ERβ Печень ERα Кость ERα, ERβ
23. Строение ДНК-связывающего домена
24. Взаимодействие рецептора с ERE
25. Гены мишени эстрогеновых рецепторов Активация Супрессия Ген холин-ацетилтрансферазы Липопротеин липазный ген Ген фолликулостимулирующего гормона Ген хинолон
26. Схематическая иллюстрация регуляции транскрипции ERs в различных клетках
27. Научная проблема: Почему повышается количество ERальфа? Почему повышается его транскрипционная активность? Возможные причины: 1. Увеличение количества
28. ВЫКЛЮЧЕНИЕ ЯДЕРНЫХ РЕЦЕПТОРОВ
29. Загадки ГК: Сплайсированные варианты эстрогеновых рецепторов
30. Гипотетическая модель действия ERb на пути клеточной пролиферации
31. Схематическое изображение нарушения равновесия ERa и ERb при гормональном канцерогенезе
32. Аффинность лигандов к ERs (мкМ)
33. Генотоксический тип канцерогенеза Деградация эстрогенов в общих чертах представляет из себя деградацию ксенобиотиков – ключевую роль
34. Причины нарушения баланса Е2
35. Ксеноэстрогены и рецептор-опосредованный механизм
36. DDТ – потенциальный ксеноэстроген p,p’–DDT и о,p’-DDT in vitro связываются сAR. о,p’-DDТ in vitro связываются с
37. DDТ индуктор CYP2B в печени крыс
38. CYP1A1/2, CYP1B1 и CYP3A в метаболизме эстрогенов. Эффект ДДТ
39. Экспрессия CYP19 (Aromatase) A). Экспрессия CYP19 в матке и яичниках крыс, обработанных ДДТ B) Экспрессия CYP19
40. Экспрессия генов Erα и CyclinD1
41. Предполагаемый механизм действия DDT
42. МикроРНК в гормональном канцерогенезе МикроРНК- малые некодирующие РНК длиной 19-23 нуклеотида. Регулируют экспрессию более, чем 1/3
43. Эффекты DDT, BP, and MC на экспрессию miR-21/221/222/429 в печени(A) и яичников (B) самок крыс Вистар
44. Экспрессия miR в фиброаденоме МЖ и РМЖ
45. Профиль экспрессии МикроРНК в образцах РМЖ Без НАТ После НАТ
46. Таргетная гормональная терапия опухолей
47. Маркеры рака молочной железы
48. Маркеры рака эндометрия
49. Стратегия в лечении РМЖ
50. Гормональная терапия РМЖ Проблема: Поиск эффективных ингибиторов ERa (SERM)
52. Моделирование взаимодействия лигандов с ERs в экспериментах in vivo
53. Эксперименты in vivo с самками здоровых крыс Инъекции в течение 10 суток: 3 крысы – подсолнечное
54. Экспрессия генов cyclin D1 и ER-α в молочных железах крыс, обработанных эстрадиолом и тамоксифеном
55. Экспрессия генов cyclin D1 и ER-α в эндометрии крыс, обработанных эстрогеном и тамоксифеном
56. Экспрессия генов-«мишеней» в яичниках
57. Новые маркеры РМЖ для терапии
58. В опухолях молочной железы EGFR играет основную роль в усилении пролиферации и малигнизации Alvarez et al.
59. Резистентность к таргетам (Higgins and Baselga, 2011) Резистентность к анти- HER2 терапии может возникнуть, как результат
60. Роль BRCA1/2 в патогенезе РМЖ и рака яичников Наследственные формы рака молочной железы (около 5%) и
61. Онкосупрессор phosphatase and tensin homolog (PTEN)- маркер РЭ (Zhang and Yu, 2010) Потеря функции в 50%
62. Лечение РЭ ингибиторами mTOR
63. Лечение РЭ ингибиторами PI3K
65. Скачать презентацию

Слайд 2

Частота гормонозависимых форм рака у женщин в г. Новосибирске (на 100

000)

Слайд 3

Факторы риска
Поздняя менопауза
Репродуктивные
факторы
Ожирение
Бесплодие
Увеличение уровня
эстрогенов

Слайд 4

Зависимость случаев гормоно-зависимых видов рака от возраста (n=3850)

Слайд 5

Патогенез гормонального рака
Карцинома
Изменение внеклеточного матрикса
Изменение клеточных сигналов
Изменение рецепции эстрогенов
Эстрогены, канцерогены
Геномные и

негеномные эффекты

Слайд 6

Концепция гормонального канцерогенеза
Увеличение
активности
ароматазы
Увеличение
Уровня
эстрогенов
Снижение
активности
ферментов
метаболизма
Повышение
активности
сульфатазы
Активация

Неконтролируемая активация/инактивация
Генов-мишеней (Cyclins, CDk и др.)

Усиление пролиферации, рак

Ксеноэстрогены
(PAH, DDT и др.)

Повреждение
ДНК
Мутагенез

МикроРНК

Слайд 7

ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ ГОРМОНОЗАВИСИМЫХ ФОРМ РАКА
Генетический анализ (полиморфизм генов)
Молекулярная характеристика опухоли
Технологии

Omic
(геномный,
протеомный) анализ

Клеточные технологии

Сигнальная трансдукция

Гормоны, ERs , PR

Лечение

Изучение механизмов

Слайд 8

Сигнальная трансдукция в гормональном канцерогенезе

Слайд 9

Передача клеточного сигнала (Сигнальная трансдукция – СТ)
дифференцировка
пролиферация
апоптоз
межклеточные взаимодействия
цитоскелет
миграция
энергетический

метаболизм

метаболизм
лекарств

КОНТРОЛЬ

Слайд 10

Клетка постоянно получает сигналы из внеклеточного пространства, передает их и формирует

адекватный ответ. СТ-механизм основан на пост-трансляционных модификациях белков, где ключевую роль играет фосфорилирование: MgATP + protein—OH= Protein—OPO3 + MgADP Эукариотическая клетка содержат большой набор киназ (у человека около 518) .

ядро

Слайд 11

Характеристика RTKs
У человека идентифицировано 58 RTKs, которые подразделяются на 20 подсемейств
Все

рецепторы имеют сходную молекулярную архитектуру: внеклеточный лиганд-связывающий домен, одиночную трансмембранную спираль, цитоплазматический участок, который содержит тирозин-киназный домен и дополнительный С-терминальный участок и околомембранный регуляторный участок

Слайд 12

Семейство Epidermal growth factor receptor (EGFR)
EGF был изолирован в1962 Stanley Cohen.
Его

взаимодействие с EGFR подтверждено в 1975.
В 80-х установлено сходство EGFR с v-erbB (avian erythroblastosis virus)
EGFR (также известен как ERBB1⁄ HER1), ERBB2⁄HER2⁄NEU, ERBB3⁄HER3 и ERBB4⁄ HER4.
ERBB2, ERBB3 и ERBB4 показывают экстраклеточную гомологию
относительно EGFR 44, 36 и 48%, соответственно, тогда как для тирозин-киназного домена - 82, 59 and 79%, соответственно.
EGFR ген локализован на хромосоме 7p12-13 и кодирует
170kDa рецептор тирозин киназу.

Слайд 13

Активируемые пути СТ

Слайд 14

Нарушение метаболизма и рецепции эстрогенов

Слайд 15

Нарушение метаболизма эстрогенов запускает гормональный канцерогенез, образование злокачественной опухоли в гормонозависимой

ткани

Слайд 16

Промоторный тип канцерогенеза
Переэкспрессия ER-α в нормальной ткани увеличивает чувствительность к

эстрогенам, повышает риск возникновения гормонозависимой опухоли. Многочисленными исследованиями показано, что пролиферация и доля ER-α-позитивных клеток выше в трансформированной ткани, чем в нормальной ткани молочной железы. Кроме того, эстрогены стимулируют синтез факторов роста в ER-α-позитивных клеток, а это, в свою очередь, приводит к пролиферации близлежащих ER-α-негативных клеток.

Слайд 17

ER-опосредованные сигналы
Доменная структура эстрогеновых рецепторов
Эстрогены действуют через эстрогеновые рецепторы (ER, estrogen

receptor). На настоящий момент известно два эстрогеновых рецептора, называемых ERα и ERβ. Оба эти рецептора принадлежат суперсемейству ядерных рецепторов.

A/B – N-(амино)терминальный домен
C – ДНК-связывающий домен
D – соединяющий домен
E – лиганд-связывающий домен
F – C-терминальный домен

Слайд 18

Структура эстрогенового рецептора

Слайд 19

Стимуляция ER-сигнального пути эстрадиолом (Е2)

Слайд 20

Модель действия эстрогенов
ER
NR-box
NR-box
Транскрипция генов
Корегуляторы
Факторы транскрипции
Мишени в цитозоли
MAPK PI3K/Akt
ER
Ca2+
PKC
cAMP
PKA
GPR30/GPER
mGLUR
OH
HO
1
2
3

Слайд 21

2
ER
ER
ER
ER
P
P
TF
P
TF
ER
ER
Протеин-киназный каскад
eNOS
P
E2
Протеин-киназный каскад
GF
GF-R
1.
2.
3.
4.

Слайд 22

Распределение эстрогеновых рецепторов в организме человека
Центральная нервная система ERα, ERβ
Печень ERα
Кость

ERα, ERβ

Молочные железы ERα, ERβ

Легкие ERβ

Сердечнососудистая система ERα, ERβ

Пищеварительный тракт ERβ

Урогенитальный тракт ERα, ERβ
Яичники

тека клетки ERα

гранулезные клетки ERβ

Простата

Яички

эпителий ERβ

строма ERα

Клетки Лейдига ERα

Слайд 23

Строение ДНК-связывающего домена

Слайд 24

Взаимодействие рецептора с ERE

Слайд 25

Гены мишени эстрогеновых рецепторов
Активация
Супрессия
Ген холин-ацетилтрансферазы
Липопротеин липазный ген
Ген

фолликулостимулирующего гормона
Ген хинолон редуктазы (окисляя хинолоны, снижает генерацию свободных радикалов и, тем самым, принимает участие в защитных антиоксидантных реакциях)

Коллагеназа
Человеческий инсулиновый фактор роста 1
Ген кальцитонина

Слайд 26

Схематическая иллюстрация регуляции транскрипции ERs в различных клетках

Слайд 27

Научная проблема:
Почему повышается количество ERальфа?
Почему повышается его транскрипционная активность?
Возможные причины:
1.

Увеличение количества лиганда (эстрадиола и ксеноэстрогенов)
2. Амплификация гена (показано для РМЖ)
3. Нарушение регуляции, роль коактиваторов, роль miRs

Слайд 28

ВЫКЛЮЧЕНИЕ ЯДЕРНЫХ РЕЦЕПТОРОВ

Слайд 29

Загадки ГК: Сплайсированные варианты эстрогеновых рецепторов

Слайд 30

Гипотетическая модель действия ERb
на пути клеточной пролиферации

Слайд 31

Схематическое изображение нарушения равновесия ERa и ERb при гормональном канцерогенезе

Слайд 32

Аффинность лигандов к ERs (мкМ)

Слайд 33

Генотоксический тип канцерогенеза
Деградация эстрогенов в общих чертах представляет из себя

деградацию ксенобиотиков – ключевую роль играют цитохромы Р450, проводящие окислительное гидроксилирование. Продукты гидроксилирования могут быть очень реакционноспособными. Потом наступает стадия коньюгации, к гидроксилированному стероиду присоединяется специальная группа (например, PAPS), резко увеличивающая его гидрофильность и способствующая выводу продукта из организма.

Схема деградации эстрогенов

Слайд 34

Причины нарушения баланса Е2

Слайд 35

Ксеноэстрогены и рецептор-опосредованный механизм

Слайд 36

DDТ – потенциальный ксеноэстроген
p,p’–DDT и о,p’-DDT in vitro связываются сAR.
о,p’-DDТ in

vitro связываются с ER крыс.

Слайд 37

DDТ индуктор CYP2B в печени крыс

Слайд 38

CYP1A1/2, CYP1B1 и CYP3A в метаболизме эстрогенов. Эффект ДДТ

Слайд 39

Экспрессия CYP19 (Aromatase)
A). Экспрессия CYP19 в матке и яичниках крыс, обработанных

ДДТ B) Экспрессия CYP19 в образцах РМЖ (черный цвет) в сравнении с контролем (серый цвет).

A). B).

Слайд 40

Экспрессия генов Erα и CyclinD1

Слайд 41

Предполагаемый механизм действия DDT

Слайд 42

МикроРНК в гормональном канцерогенезе
МикроРНК- малые некодирующие РНК длиной 19-23 нуклеотида.
Регулируют экспрессию

более, чем 1/3 генов человека.
Для каждого типа опухоли своя специфичная картина экспрессии микроРНК.

Слайд 43

Эффекты DDT, BP, and MC на экспрессию miR-21/221/222/429 в печени(A) и

яичников (B) самок крыс Вистар

Chanyshev MD, Kosorotikov NI, Titov SE, Kolesnikov NN, Gulyaeva LF.
Life Sci. 2014 May 17;103(2):95-100. doi: 10.1016/j.lfs.2014.03.031. Epub 2014 Apr 12.
Expression of microRNAs, CYP1A1 and CYP2B1 in the livers and ovaries of female rats treated with DDT and PAHs.

Слайд 44

Экспрессия miR в фиброаденоме МЖ и РМЖ

Слайд 45

Профиль экспрессии МикроРНК в образцах РМЖ
Без НАТ
После НАТ

Слайд 46

Таргетная гормональная терапия опухолей

Слайд 47

Маркеры рака молочной железы

Слайд 48

Маркеры рака эндометрия

Слайд 49

Стратегия в лечении РМЖ

Слайд 50

Гормональная терапия РМЖ
Проблема: Поиск эффективных ингибиторов ERa (SERM)

Слайд 51

Слайд 52

Моделирование взаимодействия лигандов с ERs в экспериментах in vivo

Слайд 53

Эксперименты in vivo с самками здоровых крыс
Инъекции в течение 10

суток:
3 крысы – подсолнечное масло
3 крысы – эстрадиол
3 крысы - тамоксифен

Извлечение тканей

Реверти-рование

Обсчет результатов анализа

ОТ-ПЦР анализ:
324 образца

36 кДНК

36 мРНК

36 образцов тканей
(печень, яичники, матка, молочные железы)

Гомогенизация тканей

Выделение
мРНК

Слайд 54

Экспрессия генов cyclin D1 и ER-α в молочных железах крыс, обработанных

эстрадиолом и тамоксифеном

Слайд 55

Экспрессия генов cyclin D1 и ER-α в эндометрии крыс, обработанных эстрогеном

и тамоксифеном

Слайд 56

Экспрессия генов-«мишеней» в яичниках

Слайд 57

Новые маркеры РМЖ для терапии

Слайд 58

В опухолях молочной железы EGFR играет основную роль в усилении пролиферации

и малигнизации Alvarez et al. , 2010, J. CLIN. ONCOL.

Слайд 59

Резистентность к таргетам (Higgins and Baselga, 2011)
Резистентность к анти- HER2 терапии

может возникнуть, как результат нарушений нижестоящих сигнальных путей (потеря функции PTEN или мутации в PI3K . Для преодоления этого необходима дополнительная терапия.

Слайд 60

Роль BRCA1/2 в патогенезе РМЖ и рака яичников
Наследственные формы рака молочной

железы (около 5%) и рака яичников (около 10%).
У носителей мутаций вероятность развития рака – до 70%

Слайд 61

Онкосупрессор phosphatase and tensin homolog (PTEN)- маркер РЭ (Zhang and Yu,

2010)

Потеря функции в 50% случаев рака
эндометрия. Активирующие мутации в PI3K – 25-30 % РЭ.

Слайд 62

Лечение РЭ ингибиторами mTOR

Слайд 63