Вcl2 биологические и клинические аспекты. Локализация и возможные функции, страница 2

В свете гипотезы, касающейся роли окислительного стресса в индукции клеточной гибели и роли bcl-2 в предотвращении накопления продуктов пероксидации, можно заключить, что ген bcl-2 не влияет на выработку активных форм кислорода, но имеет отношение к регуляции редокс-состояния клетки, балансу генераторов активных форм кислорода и антиоксидантных защитных механизмов /31/. Полученные результаты подтверждают возможную роль BCL-2 как прооксидантного фактора, регулирующего по принципу обратной связи уровень транскрипции белковых антиоксидантных молекул.

Однако было показано, что BCL-2 может защищать клетки от програмированной клеточной  гибели  в анаэробных условиях /46/. Высказано предположение о том, что реактивный кислород не требуется для программированной клеточной гибели и что BCL-2 защищает клетки от гибели путем, не зависящим от ингибирования продукции реактивного кислорода.

Кроме того, BCL-2 может подавлять апоптоз путем регулирования переноса Ca²⁺  через мембрану эндоплазматического ретикулума /4, 46/. Установлено, что BCL-2 снижает отток Ca²⁺ через мембрану эндоплазматического ретикулума  и отменяет сигнал для входа внеклеточного Ca²⁺, предотвращая таким образом повышение уровня цитозольного Ca²⁺ в клетке и запуск апоптоза.

Недавние исследования показали, что белок  BCL-2 входит в состав комплекса ядерной поры, что может определять его функции в регулировании ядерного транспорта. Известно, что пространство между наружной и внутренней ядерными мембранами содержит значительные запасы внутриклеточного Ca²⁺, играющего важную роль в клеточной гибели. При этом было показано, что белок BCL-2 способен ингибировать апоптоз, вызванный ионофорами Ca²⁺  в тимоцитах, T-клеточных лейкозных линиях и в клеточной линии PC12. Исследования на ИЛ-3-зависимых клетках показали, что при устранении трофического фактора происходят постепенная потеря Ca²⁺ в эндоплазматическом ретикулуме и увеличение его количества в митохондриях;  при этом трансфекция bcl-2 приводила к предотвращению изменений уровня Ca²⁺ и супрессировала апоптоз. Эти данные предполагают прямое или опосредованное влияние BCL-2 на перераспределение внутриклеточного Ca²⁺.

Усиленная экспрессия bcl-2  может предотвращать гибель клеток  путем апоптоза, вызванного отменой факторов роста. Первые данные о способности гена bcl-2 увеличивать выживаемость клеток были получены на ИЛ-3-зависимых незрелых В-клетках. В дальнейшем этот факт был подтвержден на целом ряде клеточных линий с использованием различных факторов инициации апоптоза. Так, например, BCL-2 предотвращает апоптоз клеток гемопоэза, зависимый от ИЛ-3 и ИЛ-4. Микроинъекция плазмиды bcl-2 в симпатические и чувствительные нейроны значительно замедляет клеточную гибель, вызванную устранением нейротрофических факторов из культуральной среды. При этом не происходило увеличения количества пролиферирующих клеток. Применение антисмысловых нуклеотидных последовательностей показало увеличение степени апоптоза в данных культурах.

Во всех случаях BCL-2 блокировал развитие относительно ранних событий клеточной гибели, при этом появление апоптозных телец, ядерной фрагментации  и деградации ДНК до олигонуклеосомальных фрагментов было значительно уменьшено или отсутствовало вообще. Однако вызываемое экспрессией гена bcl-2  увеличение выживаемости клеток не универсально. Например, в ИЛ-2- и ИЛ-6-зависимых линиях эффект не выявлен. Неспособность BCL-2 предотвращать все типы апоптозной гибели предполагает существование множественных внутриклеточных механизмов апоптоза, некоторые из которых являются BCL-2-независимыми.

Клетки, в которых сверхэкспрессия гена bcl-2 блокирует апоптоз, устойчивы к действию индукторов клеточной гибели и могут значительно сохранять жизнеспособность даже без факторов роста в культуре. При этом повышается чувствительность таких клеток к мутагенным сигналам. Ген bcl-2 в таких условиях является онкогеном, обусловливающим клеточное перерождение и развитие злокачественных опухолей. Более того, если Bcl-2 ингибирует апоптоз, то допустимо, что сверхэкспрессия может оказаться промотором развития некоторых трансформированных клеток, что также может привести к неоплазии.