Активация фосфорилирования компонентов сигнального каскада МАРК, участвующих в формировании G0-положительного фенотипа клеток опухоли

DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2023-02-05

А.Р. Есимбекова, Е.З. Лапкина, Т.Г. Рукша
ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский
университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России,
Российская Федерация, 660022, Красноярск, ул. П. Железняка, 1

Введение. Среди гетерогенной популяции опухолевых клеток присутствуют так называемые дормантные или спящие и стареющие опухолевые клетки, находящиеся в G0 фазе клеточного цикла. Переход в G0 фазу представляет собой реакцию на стресс, опосредуемую, например, лечением химиотерапевтическими препаратами. Функционирование таких клеток связывают с развитием лекарственной устойчивости. Цель исследования. Модуляция уровня G0-положительных клеток меланомы кожи с последующей оценкой изменений молекул сигнального каскада МАРК, в том числе главного онкосупрессора p53. Материал и методы. В качестве повреждающего агента, индуцирующего уровень G0-положительных клеток меланомы кожи, был использован цитостатический препарат дакарбазин. Экстрагированную из клеток тотальную РНК использовали для анализа транскриптома, после чего оценивали уровень фосфорилирования ключевых молекул каскада МАРК. С помощью иммуноцитохимического исследования (ИЦХ) и ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ) более детально проанализирована активность онкосупрессора p53. Результаты. В результате модуляции уровня G0-положительных клеток к числу сигнальных путей с наибольшим количеством генов с измененной экспрессией относится сигнальный каскад МАРК. Значительно увеличено количество фосфорилированных белков JNK, p70S6K, MEK, RSK1 и RSK2, а также белка р53, способного формировать стареющий фенотип опухолевых клеток. Заключение. При модуляции уровня G0-положительных клеток меланомы кожи цитостатическим препаратом дакарбазин усиливается фосфорилирование компонентов сигнального каскада МАРК, участвующих в формировании G0-положительного фенотипа опухоли.
Ключевые слова: 
меланома кожи, сигнальный путь, митоген-активируемые протеинкиназы, дакарбазин, клеточный цикл, фаза G0, дормантность клеток
Для цитирования: 
Есимбекова А.Р., Лапкина Е.З., Рукша Т.Г. Активация фосфорилирования компонентов сигнального каскада МАРК, участвующих в формировании G0-положительного фенотипа клеток опухоли. Молекулярная медицина, 2023; (2): 33-38https://doi.org/10.29296/24999490-2023-02-05
Список литературы: 
  1. Rezatabar S., Karimian A., Rameshknia V., Parsian H, Majidinia M., Kopi T.A., Bishayee A., Sadeghinia A., Yousefi M., Monirialamdari M., Yousefi B. RAS/MAPK signaling functions in oxidative stress, DNA damage response and cancer progression. J. Cell Physiol. 2019; 234 (9): 14951–65. DOI: 10.1002/jcp.28334.
  2. Oeztuerk-Winder F., Ventura J.J. The many faces of p38 mitogen-activated protein kinase in progenitor/stem cell differentiation. Biochem J. 2012; 445 (1): 1–10. DOI: 10.1042/BJ20120401.
  3. Vallette F.M., Olivier C., Lézot F., Oliver L., Cochonneau D., Lalier L., Cartron P.F., Heymann D. Dormant, quiescent, tolerant and persister cells: Four synonyms for the same target in cancer. Biochem Pharmacol. 2019; 162: 169–76. DOI: 10.1016/j.bcp.2018.11.004.
  4. Senft D., Ronai Z.A. UPR, autophagy, and mitochondria crosstalk underlies the ER stress response. Trends Biochem Sci. 2015; 40 (3): 141–8. DOI: 10.1016/j.tibs.2015.01.002.
  5. Pranzini E., Raugei G., Taddei M.L. Metabolic Features of Tumor Dormancy: Possible Therapeutic Strategies. Cancers (Basel). 2022; 14 (3): 547. DOI: 10.3390/cancers14030547.
  6. Lapkina E.Z., Esimbekova A.R., Beleniuk V.D., Savchenko A.A., Ruksha T.G. Cell cycle phase distribution in B16 melanoma cells under dacarbazine treatment. Cell and Tissue Biology. 2022; 64 (6): 573–80. DOI: 10.31857/S0041377122060074
  7. Gutierrez G.J., Tsuji T., Cross J.V., Davis R.J., Templeton D.J., Jiang W., Ronai Z.A. JNK-mediated phosphorylation of Cdc25C regulates cell cycle entry and G(2)/M DNA damage checkpoint. J. Biol. Chem. 2010; 285 (19): 14217–28. DOI: 10.1074/jbc.M110.121848
  8. Knievel J., Schulz W.A., Greife A., Hader C., Lübke T., Schmitz I., Albers P., Niegisch G. Multiple mechanisms mediate resistance to sorafenib in urothelial cancer. Int J. Mol. Sci. 2014; 15 (11): 20500–17. DOI: 10.3390/ijms151120500.
  9. Wright E.B., Fukuda S., Li M., Li Y., O’Doherty G.A., Lannigan D.A. Identifying requirements for RSK2 specific inhibitors. J. Enzyme Inhib Med Chem. 2021; 36 (1): 1798–809. DOI: 10.1080/14756366.2021.1957862
  10. Ray-David H., Romeo Y., Lavoie G., Déléris P., Tcherkezian J., Galan J.A., Roux P.P. RSK promotes G2 DNA damage checkpoint silencing and participates in melanoma chemoresistance. Oncogene. 2013; 32 (38): 4480–9. DOI: 10.1038/onc.2012.472.
  11. Ferrari S. A rapid purification protocol for the mitogen-activated p70 S6 kinase Protein Expr Purif. 1998; 13 (2): 170–6. DOI: 10.1006/prep.1998.0881
  12. Schmidt F., Efferth T. Tumor Heterogeneity, Single-Cell Sequencing, and Drug Resistance. Pharmaceuticals (Basel). 2016; 9 (2): 33. DOI: 10.3390/ph9020033.
  13. . Chen L., Xu B., Liu L., Liu C., Luo Y., Chen X., Barzegar M., Chung J., Huang S. Both mTORC1 and mTORC2 are involved in the regulation of cell adhesion. Oncotarget. 2015; 6 (9): 7136–50. DOI: 10.18632/oncotarget.3044.
  14. Esimbekova A.R., Palkina N.V., Zinchenko I.S., Belenyuk V.D., Savchenko A.A., Sergeeva E.Y., Ruksha T.G. Focal adhesion alterations in G0-positive melanoma cells. Cancer Med. 2022; 12: 7294-7308. DOI:10.1002/cam4.5510
  15. Sun X., Shi B., Zheng H., Min L., Yang J., Li X., Liao X., Huang W., Zhang M., Xu S., Zhu Z., Cui H., Liu X. Senescence-associated secretory factors induced by cisplatin in melanoma cells promote non-senescent melanoma cell growth through activation of the ERK1/2-RSK1 pathway. Cell Death Dis. 2018; 9 (3): 260. DOI: 10.1038/s41419-018-0303-9.
  16. Yu Z., Ruter D.L., Kushner E.J., Bautch V.L. Excess centrosomes induce p53-dependent senescence without DNA damage in endothelial cells. FASEB J. 2017; 31 (10): 4295–304. DOI: 10.1096/fj.201601320R.
  17. Cuollo L., Antonangeli F., Santoni A., Soriani A. The Senescence-Associated Secretory Phenotype (SASP) in the Challenging Future of Cancer Therapy and Age-Related Diseases. Biology (Basel). 2020; 9 (12): 485. DOI: 10.3390/biology9120485.