Механизм контроля движения клеток связан с повышением агрессивности опухолей

Исследователи из Университета Джорджии обнаружили центральный переключатель, контролирующий, движутся клетки или остаются неподвижными. Нарушение регуляции этого переключателя может играть роль в усилении подвижности опухолевых клеток и повышении агрессивности самих опухолей.

Движение клеток требует "ремоделирования" опорной клеточной структуры — актинового цитоскелета. Исследование было сосредоточено на том, как контролируется это ремоделирование и как оно регулирует движение раковых клеток.

Неожиданная роль белка CKI

Исследование группы Эдварда Кипреоса было сосредоточено на маловероятном источнике контроля движения клеток — белке CKI. Белки CKI изначально были идентифицированы как ингибиторы клеточного цикла, которые функционируют в ядре, предотвращая деление клеток. Однако в последние годы учёные заметили, что некоторые очень агрессивные опухолевые клетки имеют высокий уровень CKI в цитоплазме — части клетки, окружающей ядро.

Ключевое открытие: роль LRR-1

Команда обнаружила, что белок LRR-1 разрушает CKI под названием p21 специфически в цитоплазме человеческих клеток. Если LRR-1 инактивирован, p21 накапливается в цитоплазме, где он индуцирует ремоделирование актинового цитоскелета и увеличивает движение клеток.

Уникальный аспект этого открытия заключается в том, что LRR-1 влияет на уровень p21 только в цитоплазме (где p21 регулирует актиновый цитоскелет), но не в ядре (где p21 ингибирует деление клеток).

Связь с агрессивностью рака

Накопление p21 в цитоплазме вызывает перестройку актинового цитоскелета: нитевидные филаменты, состоящие из актина, разрушаются, а высвобожденный актин перемещается на периферию клеток, где способствует движению клеток.

Ранее учёные наблюдали, что накопление цитоплазматического p21 при ряде человеческих раков ассоциировано с высокой степенью злокачественности опухоли и плохим прогнозом. Исследование команды Кипреоса показывает, что опухолевые клетки с цитоплазматическим CKI обладают повышенной подвижностью. Это предполагает, что причина большей агрессивности этих опухолевых клеток заключается в том, что их усиленное движение приводит к метастазированию — распространению рака по организму.

От червя к человеку

Первоначальный прорыв в связывании LRR-1 с деградацией CKI был сделан при изучении круглого червя Caenorhabditis elegans. В черве LRR-1 специфически разрушает ядерную форму CKI, чтобы позволить клеткам делиться. В человеческих клетках тот же белок разрушает CKI в цитоплазме, чтобы контролировать движение клеток.

Это открытие нового регуляторного пути даёт исследователям мишень, которая в будущем может позволить замедлить распространение опухолей или остановить раковые клетки.