Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

ЭКСПРЕССИЯ КЛАУДИНОВ В КОЛОРЕКТАЛЬНОМ РАКЕ И ПРЕДОПУХОЛЕВЫХ ПОРАЖЕНИЯХ ТОЛСТОЙ КИШКИ

Нефедова Н.А. 1
1 МГУ имени М.В. Ломоносова
Клаудины – семейство трансмембранных белков с молекулярным весом 20–27 кДа. Они четыре раза пронизывают мембрану и формируют две экстрацеллюлярных петли, одну внутрицеллюлярную петлю, C- и N-концевые цитоплазматические домены. Экстрацеллюлярные петли регулируют парацеллюлярную проницаемость и участвуют в формировании плотных контактов, которые играют важную роль в поддержании целостности эпителиального пласта. Функция плотных контактов заключается в сохранении клеточной полярности за счет осуществления диффузии молекул сквозь эпителиальный барьер и обеспечении адгезии клеток. Семейство клаудинов насчитывает как минимум 24 члена, семь из которых вовлечены в туморогенез. Белки плотных контактов играют ключевую роль в неопластических процессах, поскольку они участвуют в формировании единого сигнального пути между внеклеточным матриксом и внутриклеточным цитоскелетом. В плотных контактах злокачественных клеток часто наблюдаются структурные и функциональные аномалии, проявляющиеся в изменении уровня экспрессии различных типов клаудинов. Для некоторых типов рака, например, рака предстательной железы, поджелудочной железы и яичника, характерно увеличение экспрессии белков клаудин-3 и клаудин-4. Для гепатоцеллюлярной карциномы и почечной карциномы, напротив, характерно снижение уровня клаудина-4 и клаудина-5.
клаудины
рак толстой кишки
полипы толстой кишки
1. Abdelzaher E., Rizk A.M., Bessa S.S., et al. Predictive value of immunohistochemical expression of claudin-1 in colonic carcinoma // J Egypt Natl Canc Inst. – 2011. 23(4). – P. 123–31.
2. Agarwal R., D’Souza T., and Morin P.J. Claudin-3 and claudin-4 expression in ovarian epithelial cells enhances invasion and is associated with increased matrix metalloproteinase-2 activity // Cancer Res. – 2005. 65(16). P. 7378–85.
3. Caruso M., Fung K.Y., Moore J., et al. Claudin-1 Expression Is Elevated in Colorectal Cancer Precursor Lesions Harboring the BRAF V600E Mutation // Transl Oncol. – 2014. 7(4). P. 456–63.
4. de Oliveira S.S., de Oliveira I.M., De Souza W., et al. Claudins upregulation in human colorectal cancer // FEBS Lett. – 2005. 579(27). P. 6179–85.
5. Endo A., Koizumi H., Takahashi M., et al. A significant imbalance in mitosis versus apoptosis accelerates the growth rate of sessile serrated adenoma/polyps // Virchows Arch. – 2013. 462(2). P. 131–9.
6. Ersoz S., Mungan S., Cobanoglu U., et al. Prognostic importance of Claudin-1 and Claudin-4 expression in colon carcinomas // Pathol Res Pract. – 2011. 207(5). P. 285–9.
7. Huo Q., Kinugasa T., Wang L., et al. Claudin-1 protein is a major factor involved in the tumorigenesis of colorectal cancer // Anticancer Res. – 2009. 29(3). P. 851–7.
8. Kinugasa T., Sakaguchi T., Gu X., et al. Claudins regulate the intestinal barrier in response to immune mediators // Gastroenterology. – 2000. 118(6). P. 1001–11.
9. Kominsky S.L., Vali M., Korz D., et al. Clostridium perfringens enterotoxin elicits rapid and specific cytolysis of breast carcinoma cells mediated through tight junction proteins claudin 3 and 4 // Am J Pathol. – 2004. 164(5). P. 1627–33.
10. Matsuoka T., Mitomi H., Fukui N., et al. Cluster analysis of claudin-1 and -4, E-cadherin, and beta-catenin expression in colorectal cancers // J Surg Oncol. – 2011. 103(7). P. 674–86.
11. Mees S.T., Mennigen R., Spieker T., et al. Expression of tight and adherens junction proteins in ulcerative colitis associated colorectal carcinoma: upregulation of claudin-1, claudin-3, claudin-4, and beta-catenin // Int J Colorectal Dis. – 2009. 24(4). P. 361–8.
12. Michl P., Barth C., Buchholz M., et al. Claudin-4 expression decreases invasiveness and metastatic potential of pancreatic cancer // Cancer Res. – 2003. 63(19). P. 6265–71.
13. Miwa N., Furuse M., Tsukita S., et al. Involvement of claudin-1 in the beta-catenin/Tcf signaling pathway and its frequent upregulation in human colorectal cancers // Oncol Res. – 2001. 12(11-12). P. 469–76.
14. Nakagawa S., Miyoshi N., Ishii H., et al. Expression of CLDN1 in colorectal cancer: a novel marker for prognosis // Int J Oncol. – 2011. 39(4). P. 791–6.
15. Rangel L.B., Agarwal R., D’Souza T., et al. Tight junction proteins claudin-3 and claudin-4 are frequently overexpressed in ovarian cancer but not in ovarian cystadenomas // Clin Cancer Res. – 2003. 9(7). P. 2567–75.
16. Resnick M.B., Konkin T., Routhier J., et al. Claudin-1 is a strong prognostic indicator in stage II colonic cancer: a tissue microarray study // Mod Pathol. – 2005. 18(4). P. 511–8.
17. Shibutani M., Noda E., Maeda K., et al. Low expression of claudin-1 and presence of poorly-differentiated tumor clusters correlate with poor prognosis in colorectal cancer // Anticancer Res. – 2013. 33(8). P. 3301–6.
18. Soler A.P., Miller R.D., Laughlin K.V., et al. Increased tight junctional permeability is associated with the development of colon cancer // Carcinogenesis. – 1999. 20(8). P. 1425–31.
19. Suren D., Yildirim M., Kaya V., et al. Loss of tight junction proteins (Claudin 1, 4, and 7) correlates with aggressive behavior in colorectal carcinoma // Med Sci Monit. – 2014. 20. P. 1255–62.
20. Takehara M., Nishimura T., Mima S., et al. Effect of claudin expression on paracellular permeability, migration and invasion of colonic cancer cells // Biol Pharm Bull. – 2009. 32(5). P. 825–31.
21. Tang W., Dou T., Zhong M., et al. Dysregulation of Claudin family genes in colorectal cancer in a Chinese population // Biofactors. – 2011. 37(1). P. 65–73.
22. Victoria H.S., Henrik E., Lennart B., et al. Claudin 1 and Claudin 7 Gene Polymorphisms and Protein Derangement are Unrelated to the Growth Pattern and Tumor Volume of Colon Carcinoma // Int J Biomed Sci. – 2010. 6(2). P. 96–102.
23. Weber C.R., Nalle S.C., Tretiakova M., et al. Claudin-1 and claudin-2 expression is elevated in inflammatory bowel disease and may contribute to early neoplastic transformation // Lab Invest. – 2008. 88(10). P. 1110–20.
24. Yoshida T., Kinugasa T., Akagi Y., et al. Decreased expression of claudin-1 in rectal cancer: a factor for recurrence and poor prognosis // Anticancer Res. – 2011. 31(7). P. 2517–25.

Экспрессия клаудинов в колоректальном раке. Маркером рака толстой кишки считается клаудин-1, исследования экспрессии клаудинов других типов немногочисленны.

Экспрессия клаудина-1 в колоректальном раке. Относительно уровня экспрессии клаудина-1 получены противоречивые данные.

В большом количестве исследований отмечается снижение экспрессии клаудина-1 в колоректальном раке. Авторы также отмечают корреляцию между низким уровнем клаудина-1 и размером опухолевого узла, глубиной опухолевой инвазии, вовлечением лимфатических узлов, стадией, наличием отдаленных метастазов и снижением общей и безрецидивной выживаемости [1, 6, 10, 14, 16, 17, 19, 24]. В исследовании Shibutani M. посредством мультивариатного анализа было показано, что низкая экспрессия клаудина-1 является самостоятельным фактором возникновения рецидива [17]. Авторы предполагают, что потеря клаудина-1, фактора ассоциированного с межклеточной адгезией, приводит к «репрессии» плотных контактов, нарушению избирательной парацеллюлярной проницаемости, потери полярности, подвижности, инвазии и дезорганизации опухолевых клеток [17, 19]. Также предполагается, что клаудин-1 может играть роль в извращении иммунного ответа против опухоли [8].

В ряде других работ отмечается увеличение экспрессии клаудина-1 в опухоли толстой кишки по сравнению с прилежащей интактной слизистой оболочкой, ассоциированное с неблагоприятным прогнозом [7, 9, 13, 21]. Увеличение экспрессии белка клаудина-1 связывают с повышенным уровнем мРНК. В работе Huo Q. клетки раковой линии T84 со встроенным геном CL-1 имели тенденцию к скоплению в клеточные агрегаты по сравнению с немодифицированными T84-клетками, формирующими монослой. После обработки трипсином CL-1-экспрессирующие клетки вновь собирались в агрегаты и были плотнее соединены друг с другом, чем клетки чистой линии. При этом пролиферативная активность T84 клеток не возрастала после встраивания CL-1 [7]. Парадоксально, но повышенная экспрессия клаудинов в клеточных линиях не связана со способностью клеток формировать плотные контакты, а наоборот приводит к клеточной дезорганизации, отсутствию полярности клеток, что в свою очередь способствует развитию инвазивного фенотипа и формированию метастазов [2]. Авторы предполагают, что повышенная экспрессия клаудина-1 инициирует опухолевый рост за счет активации матриксных металлопротеиназ, что было доказано in vitro [20]. Однако инактивация миРНК клаудинов не приводила к полному ингибированию MMP-2, что свидетельствует о наличии альтернативного пути активации MMP [2]. Ранее были опубликованы данные о том, что заболевания толстой кишки сопровождаются увеличением проницаемости плотных контактов. De Olivera S.S. связывает увеличение регуляции (upregulation) клаудинов с достоверной дезорганизацией цепей плотных контактов и повышением парацеллюлярной проницаемости [4]. Именно нарушение проницаемости плотных контактов может являться критическим для инициации канцерогенеза толстой кишки [18].

Matsuoka T. et al. в работе, посвященной кластерному анализу экспрессии клаудинов в колоректальном раке, отмечает снижение экспрессии клаудина-1 и клаудина-4 в опухолевых клетках как в центре опухоли, так и в инвазивном крае. Однако также автор указывает на аномальное увеличение реакции в маленьких зонах опухоли по сравнению с окружающей слизистой оболочкой, что может являться одним из объяснений разногласий по поводу интенсивности реакции клаудинов в колоректальном раке, но не коррелировала с ключевыми клинико-морфологическими характеристиками и прогнозом [10].

Некоторые авторы сходятся во мнении, что в муцинозных аденокарциномах экспрессия клаудина-1 отсутствует или очень слабая, в связи с чем иногда она является критерием исключения [6, 19, 21, 22].

Системы оценки экспрессии клаудина-1 в колоректальном раке. В интактной слизистой оболочке толстой кишки иммуногистохимическая реакция с клаудином-1 должна быть яркой, мембранной, в 100 % эпителиальных клеток. В связи с тем, что разные исследователи нацелены увидеть разный характер реакции клаудина-1 существует две, принципиально отличающиеся, системы оценки его иммуногистохимической экспрессии. Первая является полуколичественной системой оценки с градацией от 0 до 3 в зависимости от количества прореагировавших клеток (0–0 %; 3–100 %) [17, 22]. Вторая также является полуколичественной, однако за точку отсчета принимается 100 % прореагировавших клеток (то есть интактная слизистая оболочка), а реакция в опухолевой ткани оценивается по количеству непрореагировавших клеток («1» – < 1/3 клеток не прореагировали; «2» – 1/3–2/3 клеток; «3» – более 2/3 клеток) [10, 19].

Интересная система оценки представлена в работе Abdelzaher E. et al. Оценивалась интенсивность окрашивания (по шкале от 1 до 3) и количество окрашенных прореагировавших клеток (по шкале от 1 до 3), а затем высчитывался общий балл. Общий балл опухоли сравнивался с общим баллом окружающей слизистой оболочки. В случае, если эти баллы совпадали, выставлялась суммарная оценка «0», что интерпретировалось как экспрессия, схожая с нормальной. В случае, если балл опухоли оказывался ниже – то суммарная оценка выставлялась «< 0», что интерпретировалось как снижение экспрессии. В случае, если балл опухоли оказывался выше – то суммарная оценка выставлялась «> 0», что интерпретировалось как повышенная экспрессия. Было посчитано пороговое значение суммарной оценки (– 5), ниже которого экспрессия клаудина-1 достоверно коррелировала с III–IV стадией и наличием метастазов в лимфатических узлах, а выше – с I–II-стадией и отсутствием метастазов [1].

В исследовании Victoria H. et al. было обнаружено снижение уровня клаудина-1 в колоректальном раке, и в большинстве (17 из 26) случаев наблюдалось наличие полиморфизма во втором экзоне (rs9869263). Однако корреляции с характером края опухоли, степень дифференцировки и стадией выявлено не было [22].

Экспрессия клаудинов других типов в колоректальном раке. Больший консенсус достигнут относительно экспрессии клаудинов-3 и клаудина-4 в колоректальном раке, хотя количество работ, посвященных этим маркерам, существенно меньше. Подавляющее большинство авторов отмечает снижение экспрессии этих маркеров и отмечает корреляцию со стадией, низкой степенью дифференцировки, лимфоваскулярной инвазией, метастатическим поражением лимфатических узлов, наличием отдаленных метастазов и плохим прогнозом [10, 19, 21]. Некоторые авторы обнаруживают корреляцию только между снижением экспрессии клаудина-4, и вовлечением лимфатических узлов [6], другие не отмечают никаких корреляций [16]. В единичных работах приводятся данные об увеличении экспрессии клаудина-4 в колоректальном раке и об активации им матриксных металлопротеиназ [20].

Показано, что экспрессия клаудина-1, клаудина-3 и клаудина-4 увеличивается в раке толстой кишки, возникающем у пациентов на фоне длительно текущего язвенного колита, осложненного панколитом [11]. Авторы предполагают, что гиперэкспрессия белков плотных контактов может свидетельствовать о поздней стадии канцерогенеза, что согласуется с данными о повышенной экспрессии клаудинов в спорадическом колоректальном раке. С другой стороны, повышенная экспрессия клаудина-1 и клаудина-2 наблюдается и при воспалительных заболеваниях кишечника и, более того, коррелирует со степенью активности воспалительного процесса [23]. В исследовании [11] ни у одного из пациентов не наблюдалось активного воспаления, что затрудняет объяснение данного феномена. Возможно, патогенез спорадического рака толстой кишки и рака, возникающего на фоне язвенного колита различен.

Несмотря на то, что не существует единого мнения об уровне экспрессии клаудинов в раке толстой кишки, не ясна роль клаудинов в канцерогенезе, большинство исследователей считают, что клаудины могут являться потенциальными маркерами опухоли и мишенью для таргетных препаратов в терапии рака [12, 15].

Экспрессия клаудинов в предопухолевых поражениях толстой кишки. Единичные исследования посвящены оценке экспрессии клаудинов разных типов в аденомах толстой кишки и зубчатых образованиях. Роль клаудина в прогрессии SSA/P (зубчатой аденомы на широком основании) до карциномы не ясна. Эволюция зубчатых образований до колоректального рака по сравнению с традиционными аденомами происходит значительно быстрее и может быть связана с устойчивостью к аноикозу и клеточной дизкогезией. Предполагается, что клаудин-1 участвует в обоих процессах. Зубчатые полипы с гиперэкспрессией каудина-1 имеют повышенный потенциал к развитию опухолей с более высокой степенью злокачественности по сравнению с неоплазиями, развившимися по зубчатому пути [5]. Caruso M., основываясь только на морфологических признаках, выявил, что экспрессия клаудина-1 достоверно выше (в 9,5 раз) в SSA/P по сравнению с гиперпластическими полипами. Одновременно с этим было показано, что в полипах, несущих соматическую мутацию BRAF V600E наблюдается гиперрегуляция клаудина-1 (как уровня белка по данным иммуногистохимии, так и уровня генов по данным ПЦР) независимо от типа полипа [3].

Есть данные, что в аденоматозных полипах экспрессия клаудина-1 статистически выше, чем в карциноме, в то время как экспрессия клаудина-4 не отличается [6].


Библиографическая ссылка

Нефедова Н.А. ЭКСПРЕССИЯ КЛАУДИНОВ В КОЛОРЕКТАЛЬНОМ РАКЕ И ПРЕДОПУХОЛЕВЫХ ПОРАЖЕНИЯХ ТОЛСТОЙ КИШКИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 7-2. – С. 243-246;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=7001 (дата обращения: 17.08.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074