EGF и TGF- a стимулируют клетки LNCaP in vitro и in vivo (66,67). Клеточные линии LNCaP и DU145 вырабатывают EGF, причём экспрессия андрогеннозависимой клеточной линии последнего в 14 раз превосходит экспрессию первого (15, 68). РС-3 клеточная линия предстательной железы демонстрирует увеличение инвазивной способности как реакцию на EGF в микроинвазивном образце анализа (11). В результате исследований ткани было обнаружено увеличение экспрессии протеинов EGF и TGF- a в эпителии удалённых предстательных желёз, поражённых раком (69, 70), но полученные данные не были устойчивыми, и, кроме того, в доброкачественной гиперплазии предстательной железы было обнаружено повышение регуляции (71).
ЕGFR участвовал в злокачественной трансформации эпителиальных клеток, и его обнаруживают во всех клеточных линиях для рака предстательной железы, причём не чувствительные к андрогенам клеточные линии экспрессируют ЕGFR в 10 раз больше, чем андрогеннозависимые линии (72). Роль ЕGFR в инвазивности рака предстательной железы заключается в снижении хемомиграционной активности клеток человеческого рака после снижения регуляции ЕGFR (73) и в увеличении клеточной инвазивности в клеточных линиях, которые чрезмерно экспрессируют ЕGFR (74). Поступали противоречивые сообщения относительно тканевой ЕGFR экспрессии. Авторы некоторых исследований обнаружили увеличения ЕGFR mRNA в предстательной железе, поражённой раком (75, 76), тогда как другие учёные выявили небольшую разницу между экспрессией протеинов ЕGFR в доброкачественной гиперплазии предстательной железы и экспрессией этого же фактора в предстательной железе, поражённой раком (70, 71). При проведении одного исследования TGF- a и ЕGFR были одновременно обнаружены в не чувствительных к андрогенам метастазах, из чего следует предположение, что паракринное воздействие факторов роста приобретает аутокринный характер, поскольку появляется андрогенная независимость (77). Было показано, что использование анти- ЕGFR антитела подавляет рост опухоли in vitro (12) и может привести к клиническому использованию такой терапии, возможно, в качестве дополнительного способа лечения к общепринятой терапии.
Трансформирующий фактор роста b (TGF-b)
TGF-b является подсемейством группы протеинов, содержащих 5 TGF-b изоформ (TGF-b1-5) с TGF-b1-3, имеющихся у млекопитающих (78). TGF-bs оказывают влияние через свои рецепторы, 3 из которых присутствуют в клетках млекопитающих. Рецепторы класса I и II (TbRI и TbRII) участвуют в трансдукции импульсов (79). Лиганд связывает TbRII, затем комплектует/укрепляет TbRI и в конечном счёте предотвращает фосфорилирование продукта ретинобластомного гена. Таким образом, лиганд подавляет пролиферацию клеток (80). Рецептор класса III (TbRIII) является связующим протеином. Этот рецептор регулирует доступность лиганда для TbRI и TbRII. TGF-bs стимулируют развитие кровеносных сосудов при заживлении ран (81), и посредством регуляции экстраклеточной матрицы они увеличивают инвазию и распространение метастаза (83). TGF-bs выполняют в нормальной предстательной железе главным образом подавляющую/тормозящую функцию, контролируя разрастание клеток и стимулируя апоптоз в эпителиальных клетках (84). Было высказано предположение, что экспрессия TGF-b1 клетками гладких мышц предстательной железы контролирует рост эпителиальных клеток посредством индукции апоптоза (85). После истощения запасов андрогенов предстательная железа проходит атрофию и инволюцию, связанную с апоптозом эпителиальных клеток и сопровождаемую изменениями в передаче импульсов через TGF-b. Уровни TGF-b увеличиваются в течение 24 часов после кастрации крыс; этот эффект приобретает противоположный характер под контролем андрогена (86). Уровни TGF-b достигают наибольших значений через неделю после кастрации, и это явление связывают с повышением регуляции TbRI и TbRII (87). В опухолях также увеличиваются уровни TGF-b и уровни рецепторов при удалении андрогенов in vitro в клетках рака человеческой предстательной железы и in vivo в моделях на крысах (87, 88).
Функция TGF-b в предстательной железе, поражённой раком, неясна. Клетки рака предстательной железы демонстрируют повышение регуляции TGF-b в сочетании с прогрессированием рака (17, 89). Тем не менее, TGF-b импульсный путь понижается повсюду/полностью в предстательной железе посредством уменьшенной экспрессии TbRI и TbRII, которая противостоит повышенным уровням лигандов (90). Потеря и TbRI, и TbRII соотносится со стадией опухоли, уровнем выживания и количеством рецидивов (91). TGF-b может изменять структуру экстраклеточной матрицы, а также усиливать локальный и метастатический рост (92) и, оказывая иммуноподавляющее воздействие на работу лимфоцитов, подавлять иммунную систему реципиента (93). Восстановление функции TbRII в клеточной линии рака человеческой предстательной железы подавляет рост ксенографтных опухолей посредством стимулирования апоптоза и торможения клеточной пролиферации (94). Потеря TGF-b рецепторов в опухоли предстательной железы подкрепляет общее представление о том,
FGFs составляют семейство 9 структурно связанных пептидов, которые характеризуются 30-55% аминокислотной гомологией и которые выражены в предстательной железе на разных уровнях (95). FGFs являются митогенами по отношению к мезодермальным и нейроэктодермальным клеткам. Эти факторы регулируют выработку экстраклеточной матрицы, а также способствуют развитию кровеносных сосудов в опухолях (96). В человеческой предстательной железе основной FGF (bFGF) и кератинный фактор роста (KGF) участвуют в патогенезе, что приводит к возникновению аденокарциномы/железистого рака предстательной железы. Участие кислого FGF (aFGF) в развитии было рассмотрено только на крысах (97). Семейство FGF рецепторов состоит из 4 рецепторов (FGFR1-4) (98), которые являются трансмембранными тирозин- киназовыми рецепторами. В результате альтернативных mRNA сращеваний существует много изоформ как FGF лигандов, так и FGF рецепторов, которые меняют свою сигнальную специфичность и функцию и разрушают попытки точно определить молекулярные импульсы взаимодействий лигандов и рецепторов (99).
bFGF присутствует в предстательной железе в изобилии и является здесь главным фактором роста, вырабатываемым фибробластами, хотя эпителиальные клетки, макрофаги и эндотелиальные клетки также синтезируют небольшие количества bFGF (21, 100). В здоровой предстательной железе только стромальные клетки экспрессируют bFGF рецептор, что указывает на важность bFGF для мезенхимного гомеостаза через стромальную аутокринную bFGF регуляции (21). bFGF также выполняет определённую функцию в доброкачественной гиперплазии предстательной железы, где он чрезмерно выражен и соотносится с повышенной стромальной пролиферацией (101). Более того, у трансгенной мыши, которая перепроизвела bFGF-связанный int-2 онкоген, развилась простатическая эпителиальная гиперплазия (102).
По мере того как рак предстательной железы прогрессирует, стромальный bFGF аутокринный путь присоединяется к эпителиальному аутокринному пути, что позволяет злокачественным эпителиальным клеткам разрастаться независимо от стромального контроля (22). In vitro результаты показывают, что в андрогеннозависимых клеточных линиях LNCaP, bFGF и FGFR1 представлены только на низких уровнях, но реагируя на андроген, их выраженность увеличивается (103). В отличие от не чувствительных к андрогенам клеточных линий в DU-145 и PC-3 bFGF и FGFR1 представлены высокие уровни bFGF и FGFR1. Прогрессирование заболевания в Dunning модели опухоли связано с независимостью клеток от паракринных FGFs, что означает, что с развитием не чувствительного к андрогенам рака предстательной железы развивается аутокринный bFGF путь. Выработка и секреция bFGF усиливает метастатическую активность опухоли, регулируя выработку экстраклеточной матрицы и влияя на эндотелиальные клетки, чтобы ускорить развитие кровеносных сосудов в опухоли (104). Участие bFGF в прогрессировании опухоли было продемонстрировано на примере пациентов с заболеванием предстательной железы повышенного типа, которым измеряли уровень bFGF (22).
KGF является ещё одним членом FGF семейства, который участвует в развитии здоровой предстательной железы и в пролиферации эпителиальных клеток рака предстательной железы. KGF действует как паракринный медиатор в андрогенной регуляции развивающейся предстательной железы (25). KGF вырабатывается главным образом стромальными клетками в здоровой предстательной железе и оказывает паракринное влияние на FGFR2 рецептор на эпителиальных клетках (24). В моделях на мышах KGF стимулирует пролиферацию эпителиальных клеток (24), но в Dunning модели на крысах клетки опухоли реагируют на KGF в меньшей степени в результате экзонного подключения изоформ FGF рецепторов. У FGFR гена в эпителиальных клетках есть ответвление от экзона IIIb (высокая аффинность для KGF) к экзону IIIc (высокая аффинность для bFGF), что позволяет клеткам избегать паракринный контроль со стороны стромальных клеток и разрастаться в аутокринной форме (23). Экзонное переключение, связанное с прогрессированием рака предстательной железы, пока ещё не было обнаружено в тканевых образцах (26), но оно наводит на мысль о механизме прогрессирования клеток рака предстательной железы.
Рост и развитие ткани здоровой предстательной железы и поражённой раком предстательной железы тесно связаны с наличием кровеносных сосудов в ткани. Плотность микрососудов, которая отражает количество/объём развития кровеносных сосудов (образования новых сосудов), от которого зависти рост опухоли, значительно больше в предстательной железе, поражённой раком, чем в ткани здоровой предстательной железы (105), и она находится в определённом соотношении с распространением опухоли (96). Адекватное кровоснабжение является решающим моментом при обеспечении тканей питательными веществами, и сосудистый эндотелий выделяет несколько активных веществ, которые ведут себя как паракринные нейромедиаторы роста предстательной железы и прогрессирования рака.
PDGF является димером, состоящим из 2 гомологичных пептидных цепочек A и В, которые связаны разными способами с PDGFa и PDGFb рецепторами (106). PDGF вырабатывается многими клетками. Этот фактор воздействует на клетки посредством фосфорилирования рецепторов, что вызывает такие клеточные реакции, как пролиферация, трансформация и хемотаксис (107). Из иммуногистохимических исследований следует предположение о том, что в здоровой предстательной железе и в предстательной железе с доброкачественной гиперплазией PDGF и его рецепторы отсутствуют или представлены в ограниченном количестве (27). Эпителиальные и стромальные клетки ткани предстательной железы содержат большое количество PDGF А цепочки и PDGFa рецептора (27). Содержание PDGF было значительнее в низкодифференцированных опухолях, чем в опухолях высокой дифференцировки, и в ткани поражённой раком предстательной железы не обнаружили ни PDGF В цепочку, ни PDGFb рецепторы. Эти результаты предполагают существование аутокринной петли в эпителиальных клетках, что влияет на рост предраковой ткани и рака предстательной железы низкой дифференцировки. Недавно было проведено исследование, в котором использовали ингибатор PDGF рецептора в группе пациентов, страдающих раком предстательной железы, который не поддавался гормональному лечению. В результате у 26% пациентов, которых лечили, стабилизировались повышающиеся значения PSA, и соответственно стабилизировалось развитие метастазов (108).
VEGF является гликопротеином, который существует по крайней мере в 5 изоформах (109). Этот фактор роста выполняет свои функции через тирозин-киназовые рецепторы, расположенные в мембране эндотелиальных клеток. VEGF является одним из самых важных стимуляторов ангиогенеза в разнообразных по характеристикам тканях здоровой и поражённой раком предстательной железе. Экспрессия VEGF регулируется гипоксией; гипоксическая индукция ведёт к повышению регуляции VEGF и впоследствии к увеличению числа кровеносных сосудов (110). Результаты нескольких in vivo исследований, авторы которых определяли уровни VEGF в доброкачественной гиперплазии предстательной железы, противоречивы: одни учёные сообщили об отсутствии (29), а другие — о наличии VEGF в стромальных клетках доброкачественной гиперплазии предстательной железы (30). Учёные, подтвердившие наличие VEGF в доброкачественной простатической гиперплазии, сообщили о повышенной экспрессии VEGF в эпителиальных клетках органов-мишеней рака и в клеточных линиях, полученных из метастазов (30,31). В in-vivo модели на мыши с DU-145 клеточной линией предстательной железы использование анти-VEGF антител могло подавлять первоначальный рост опухоли и задерживать метастатическую диссеминацию опухоли (32). Учёные, проводившие клинические исследования, попытались соотнести сывороточные VEGF уровни со злокачественным развитием предстательной железы. Были получены разные результаты: либо связь между этими факторами не была установлена (111), либо было обнаружено увеличение в случаях запущенного метастатического заболевания (112). Таким образом, VEGF участвует в росте рака предстательной железы, контролируя ангиогенез и стимулируя рост опухоли.
Рост и развитие предстательной железы человека зависят от ряда факторов, многие из которых участвуют в канцерогенезе предстательной железы. TGF-b является подавляющим фактором роста, который препятствует действию стимулирующих факторов роста IGF-I, EGF, TGF-a, bFGF и KGF в ткани здоровой предстательной железы. EGF и TGF-a оказывают аутокринное и паракринное воздействия на первоначальный рост рака предстательной железы по мере того, как заболевание приобретает неконтролируемый, андрогеннезависимый характер. IGF-I участвует в развитии рака предстательной железы, и взаимодействие IGFBP-3 с его протеазом, PSA, может стимулировать дальнейший рост и развитие костных метастазов через локальное выделение IGF-I. В результате изменений, происходящих в изоформах рецепторов, bFGF может влиять на эпителиальные клетки предстательной железы с запущенной формой рака. KGF контролирует развитие здоровой предстательной железы через паракринный путь, но аутокринная выработка KGF сопутствует прогрессированию рака предстательной до андрогенной независимости.
Исходя из важности факторов роста в образовании, прогрессировании и метастазировании рака предстательной железы были сделаны попытки смодулировать уровни для того, чтобы лечение было эффективным. Наиболее широко использовали такой ингибатор факторов роста, как сурамин. Первые клинические исследования показали, что клиническая реакция наблюдается у пациентов с более низкой степенью злокачественности (113). Антитела к VEGF определяют в рамках проводимого сегодня исследованиях II фазы/периода, причём предварительные результаты говорят об их небольшой клинической пользе (114). Рецепторы таких факторов роста, как EGF, IGF и FGF, обеспечивают потенциальные объекты терапии, и они представляют особый интерес, поскольку они самостоятельно активизируют клеточный рост и могут взаимодействовать с путями андрогенных рецепторов. Недавно была завершена I фаза исследования анти-EGFR- антитела, и сейчас работа в данном направлении продолжается (115). Таким образом, успешное применение терапии на основе факторов роста в in vitro моделях всё чаще переносят в клинические исследования, что представляет собой совершенно новый подход в лечении рака предстательной железы.
1 Borre M, Nerstrom B, Overgaard J.
The natural history of prostate carcinoma based on a Danish population treated with no intent to cure. Cancer 1997; 80: 917-28