Skip to main contentSkip to footer
Медицинская энциклопедия
194

ОНКОГЕННЫЕ ВИРУСЫ

ОНКОГЕННЫЕ ВИРУСЫ (греч. onkos масса, опухоль + gennao создавать, производить; вирусы: син. онковирусы) — группа вирусов, обладающмх способностью обусловливать трансформацию нормальных клеток эукариотов в опухолевые. Первыми исследователями, высказавшими еще в 1903 г. мысль о том, что опухоли, в частности раковые, могут быть вызваны агентами вирусной природы, были А. Боррель и Боек (F. J. Bose), Эллерманн и Банг (V. Ellermann, О. Bang, 1908). Несколько позже Раус (1911) в эксперименте установил вирусную этиологию лейкоза и саркомы кур. Однако эти работы долго не находили признания, тем более, что в то время лейкозы не считали неопластическими заболеваниями. Лишь в 1966 г. Ф. Раус был удостоен Нобелевской премии за основополагающие исследования в области онковирусологии.

Идея о роли вирусов в возникновении опухолей издавна занимала умы русских ученых. И. И. Мечников в 1909 г. публично заявил: «Весьма вероятно…, что раковые заболевания человека обязаны своим происхождением какому-нибудь вирусу, к-рый усердно ищут, но еще не обнаружили». Развивая мысль об участии вирусов в возникновении опухолей, И. И. Мечников еще в 1910 г. утверждал, что одного лишь проникновения вирусов в организм недостаточно для развития рака и что они могут проявить свою болезне-творность только при соответствующих условиях, основным из к-рых он считал наличие хронически пораженных тканей.

Долгое время попытки выделить вирус, к-рый вызывает опухоли у млекопитающих, оставались безрезультатными. Более того, факт получения опухолей у кур в результате введения им различных хим. веществ, названных канцерогенными, был способен поколебать мнение о живой природе возбудителя и о его принадлежности к вирусам. Тем не менее даже в те годы (1930— 1931) Н. Ф. Гамалея писал: «…если клетки саркомы могут возникать в организме курицы или в тканевых культурах без внесения вируса, а под влиянием стерильных веществ…, то надо допустить, что саркоматозный вирус предсуществует в здоровых клеточках в скрытом состоянии., не проявляя своего присутствия…, не мешает их нормальной жизни и не имеет самостоятельного обмена веществ, т. к. не изменяет их ассимиляции». Это положение позволяет считать, что именно Н. ф. Гамалея первым предсказал существование и значение эндогенных онковирусов.

Только в 1932—1933 гг. Р. Шоуп описал вирусные опухоли у млекопитающих — фиброму и папиллому диких кроликов, из к-рых последняя могла переродиться в карциному. Затем Дж. Биттнер описал в 1936 г. вирус рака молочных желез мышей, а в 1951 г. ЛГросс сообщил о выделении вируса лейкоза мышей. Исследования, проводившиеся в разных странах, показали, что количество О. в. довольно велико и составляет более 200. Среди О. в. имеются как ДНК-, так и РНК-содержащие вирусы.

РНК-содержащие О. в. (онкорнавирусы) представляют наиболее многочисленную группу вирусов, являющихся причиной возникновения злокачественных новообразований у естественных хозяев (см. Ретровирусы). ДНК-содержащие О. в. разделяют на три группы: вирусы папиллом (см. Паповавирусы), вирусы группы герпеса (см. Герпеса вирусы) и вирусы группы оспы (см. Поксвирусы), к-рые обладают свойством вызывать различные опухоли. Среди О. в. имеются вирусы, вызывающие опухоли практически у всех представителей животного мира (см. табл.). Лишь выявление РНК-содержащих О. в. в опухолях человека до сих пор остается неустановленным.

Рис. 1. Схематическое изображение онковирусов. РНК-содержащие онковирусы (1—4): 1 — онковирус типа А, 2 — онковирус типа В, 3 — онковирус типа С, 4 — онковирус типа D; ДНК-содержащие онковирусы (5— 8): 5 — онковирус группы оспы, 6 — онковирус группы герпеса, 7 — аденовирус, 8 — паповавирус.

Рис. 1. Схематическое изображение онковирусов. РНК-содержащие онковирусы (1—4): 1 — онковирус типа А, 2 — онковирус типа В, 3 — онковирус типа С, 4 — онковирус типа D; ДНК-содержащие онковирусы (5— 8): 5 — онковирус группы оспы, 6 — онковирус группы герпеса, 7 — аденовирус, 8 — паповавирус.

По морфологии РНК-содержащие О. в. делят на онковирусы (или ретровирусы) типа А, В, С и D (рис. 1,7—4). О. в. типа А рассматриваются гл. обр. как внутриклеточные предшественники О. в. типов В, Си D. Предполагают также, что среди О. в. типа А существует самостоятельная группа вирусов, роль к-рых неизвестна. О. в. типа В являются возбудителями карцином молочных желез у мышей, а О. в. типа С — лейкозов и сарком у птиц и млекопитающих; О. в. типа D объединяют вирус обезьян Мейзона— Пфайзера, вирус перевиваемых раковых клеток человека, эндогенные вирусы белок и обезьян.

Рис. 2. Электронограммы внеклеточных ДНК-содержащих онковирусов: а — вирус контагиозного моллюска (негативное контрастирование, х 100 000); б— герпес-вирус типа 2 человека (ультратонкий срез, X 100 000), 1 — оболочка вируса, 2 — сердцевина вируса; в — участок поверхности капсида герпесвируса типа 2, стрелками обозначены отдельные капсомеры (позитивное контрастирование, X 600 000); г — вирус папилломы человека, стрелками обозначены капсомеры (негативное контрастирование, X 300 000).

Рис. 2. Электронограммы внеклеточных ДНК-содержащих онковирусов: а — вирус контагиозного моллюска (негативное контрастирование, х 100 000); б— герпес-вирус типа 2 человека (ультратонкий срез, X 100 000), 1 — оболочка вируса, 2 — сердцевина вируса; в — участок поверхности капсида герпесвируса типа 2, стрелками обозначены отдельные капсомеры (позитивное контрастирование, X 600 000); г — вирус папилломы человека, стрелками обозначены капсомеры (негативное контрастирование, X 300 000).

Структура и морфогенез ДНК-содержащих О. в. разнообразны и сходны с субмикроскопической организацией и внутриклеточным развитием инф. вирусов группы оспы, герпеса, аденовирусов, паповавирусов (рис. 1, 5—8 и рис. 2).

Рис. 3. Схематическое изображение структуры РНК-содержащего онковируса типа С: 1 —сердцевина вируса; 2 — оболочка: 3 — головка отростка оболочки; 4 — шип отростка оболочки; 5 — внутренний (подоболочечный) слой; 6 — капсула сердцевины вируса; 7 — молекулы ревертазы; 8 — молекулы РНК; 9 — нуклеоид вируса.

Рис. 3. Схематическое изображение структуры РНК-содержащего онковируса типа С: 1 —сердцевина вируса; 2 — оболочка: 3 — головка отростка оболочки; 4 — шип отростка оболочки; 5 — внутренний (подоболочечный) слой; 6 — капсула сердцевины вируса; 7 — молекулы ревертазы; 8 — молекулы РНК; 9 — нуклеоид вируса.

Рис. 4. Электронограммы внеклеточных РНК-содержащих онковирусов (негативное контрастирование): а — онковирус типа А; 6 — онковирус типа С (вирус саркомы шерстистых обезьян); в — онковирус типа В (вирус рака молочных желез мышей); г — онковирус типа D (вирус перевиваемых клеток рака гортани человека); 1 — оболочка вируса, 2 — сердцевина вируса; X 120 000.

Рис. 4. Электронограммы внеклеточных РНК-содержащих онковирусов (негативное контрастирование): а — онковирус типа А; 6 — онковирус типа С (вирус саркомы шерстистых обезьян); в — онковирус типа В (вирус рака молочных желез мышей); г — онковирус типа D (вирус перевиваемых клеток рака гортани человека); 1 — оболочка вируса, 2 — сердцевина вируса; X 120 000.

Внеклеточные вирионы РНК-содержащих О. в. состоят из оболочки и сердцевины, имеющих достаточно сложное строение, как, напр., у О. в. типа С млекопитающих (рис. 3—4). Для внутриклеточного развития РНК-содержащих О. в. характерны два основных признака: интеграция вирусного ДHК-транскрипта (ДНК-овой копии вирусного РНК-содержащего генома, к-рая синтезируется вирусным ферментом — ревертазой) с геномом клетки и наличие дополнительной стадии дифференцировки (созревания) у выделившегося (или выделяющегося) из клетки О. в. (цветн. рис.).

Рис. 5. Электронограммы поверхности клетки с почкующимися РНК-содержащими онковирусами: а — формирование обычных форм онкогенного вируса (указано стрелками) типа С лейкоза мышей (ультратонкий срез); б — формирование минимальной формы онковируса типа С (1) и обычного внеклеточного онковируса типа С (2) — ультратонкий срез; в — внеклеточная минимальная форма онковируса типа А (негативное контрастирование); г — внеклеточная минимальная форма онковируса типа С (ультратонкий срез, X 100 000).

Рис. 5. Электронограммы поверхности клетки с почкующимися РНК-содержащими онковирусами: а — формирование обычных форм онкогенного вируса (указано стрелками) типа С лейкоза мышей (ультратонкий срез); б — формирование минимальной формы онковируса типа С (1) и обычного внеклеточного онковируса типа С (2) — ультратонкий срез; в — внеклеточная минимальная форма онковируса типа А (негативное контрастирование); г — внеклеточная минимальная форма онковируса типа С (ультратонкий срез, X 100 000).

Помимо обычных РНК-содержащих онкогенных вирусов (рис. 5,а), описаны так наз. минимальные формы РНК-содержащих О. в. (рис. 5, б, в, г), к-рые обнаружены в популяции онковирусов типа А, С и D. Они отличаются меньшей величиной и формируются либо на поверхности клетки, либо в процессе фрагментации внеклеточных онковирусов при неблагоприятных условиях культивирования. В подобных условиях выявляются многочисленные аномальные формы онковирусов, в частности гигантские их формы (рис. 6).

Рис. 6. Электронограммы гигантских форм онкогенных РНК-содержащих вирусов: а — почкование гигантских форм онковируса типа А (1 — гигантский онковирус, 2 — почкующийся обычный онковирус, 3 — оболочка клетки); б — справа — внеклеточная гигантская форма онковируса типа С (3 — оболочка вируса, 2 — сердце-вина вируса); слева — обычный онковирус типа С (ультратонкий срезы, X 70 000).

Рис. 6. Электронограммы гигантских форм онкогенных РНК-содержащих вирусов: а — почкование гигантских форм онковируса типа А (1 — гигантский онковирус, 2 — почкующийся обычный онковирус, 3 — оболочка клетки); б — справа — внеклеточная гигантская форма онковируса типа С (3 — оболочка вируса, 2 — сердце-вина вируса); слева — обычный онковирус типа С (ультратонкий срезы, X 70 000).

Большая роль в становлении современной онковирусологии принадлежит советскому ученому Л. А. Зильберу, впервые высказавшему гипотезу о возможности интегративного взаимодействия опухолевых вирусов и клеток, к-рая впоследствии получила полное и повсеместное признание в качестве вирусо-генетической теории возникновения опухолей (Л. А. Зильбер, 1968).

По мере накопления данных сложилась следующая схема механизма вирусного канцерогенеза. Вирусный генетический материал закрепляется в клетке, становится составной частью клеточного генома. В составе закрепленного вирусного генома имеется ген (гены), продукт к-рого непосредственно отвечает за превращение нормальной клетки в опухолевую (такие гены получили название онкогенов). Продукт онкогена («раковый белок»), образующийся в результате функционирования онкогена, стойко нарушает нормальную регуляцию клеточного деления — клетка становится опухолевой. Что же касается химических и физических канцерогенных факторов, то они усиливают активность до той поры не проявлявших своей опухолевой природы вирусов.

Усиление опухолеродных свойств О. в. при заражении животных не-онкогенными вирусами было впервые описано советским вирусологом Н. П. Мазуренко в 1957—1962 гг. и получило наименование вирусновирусного коканцерогенеза (см. Онкогенез).

Помимо РНК-содержащих О. в., попадающих в клетку извне, обнаружены так наз. эндогенные онковирусы, генетическая информация к-рых содержится в геноме всех клеток данного вида животных (в т. ч. и в геноме половых клеток). Клетки природных хозяев всех известных эндогенных вирусов неблагоприятны для размножения этих вирусов. Роль эндогенных онковирусов неизвестна. Советские вирусологи В. М. Жданов и Т. И. Тихоненко высказали предположение, что эти эндогенные онковирусы могут являться одним из факторов клеточной дифференцировки и обмена генетической информации в биосфере.

См. также Вирусы.

Рис. Внутриклеточный цикл развития онкогенного РНК - содержащего вируса (онковируса). На рисунке изображена клетка, в которой онкогенный РНК-содержащий вирус проходит внутриклеточный цикл размножения

Рис. Внутриклеточный цикл развития онкогенного РНК — содержащего вируса (онковируса). На рисунке изображена клетка, в которой онкогенный РНК-содержащий вирус проходит внутриклеточный цикл размножения: 1—внеклеточный онковирус типа С; 2 — адсорбция и проникновение вириона онковируса типа С в клетку; 3— депротеинизация («раздевание») вириона; 4— транскриптивный комплекс, обеспечивающий формирование одно-и двухспиральной вирусной ДНК (1), ДНК (2) на матрице РНК вируса; 5 — линейная двухспиральная ДНК вируса; 6 — кольцевая форма вирусной ДНК, образовавшаяся из линейной ДНК вируса; 7 — проникновение кольцевой формы вирусной ДНК в ядро клетки; 8 — интеграция вирусной ДНК в геном клетки; 9— синтез вирусной РНК; 10 — переход вирусной РНК из ядра клетки в цитоплазму и включение в состав полирибосомы, локализующейся на мембране гранулярного эндоплазматического ретикулума; 11— синтез вирусных гликопротеидов — гп (гп15Е и гп70); 12 — транспорт вирусных гликопротеидов к поверхности клетки; 13 — локализация вирусных гликопротеидов на плазматической оболочке клетки; 14 — переход вирусной РНК из ядра в цитоплазму и включение в состав линейной полирибосомы, синтезирующей белки вирусной сердцевины (15), 16 — транспорт новосинтезированных белков (п10, пЗО, п12, п15) к поверхности клетки; 17 — переход вирусной РНК из ядра в цитоплазму и включение в состав линейной полирибосомы, синтезирующей ревертазу (18); 19 — транспорт вирусной ревертазы к поверхности клетки; 20 — транспорт вирусного рибонуклеопротеида к поверхности клетки; 21 — сборка сердцевины онковируса; 22 — формирование онковируса из отдельных вирусных компонентов [гликопротеидов (1 1—13), белков сердцевины (15, 16) и ревертазы (18, 7Р)] в процессе почкования на поверхности клетки; 23 — превращение внеклеточного онковируса типа А, содержащего сферический нуклеоид, в онковирус типа С с плотным нуклеоидом (24)

Из дополнительных материалов

Известно, что как ДНК-содержащие, так и РНК-содержащие онкогенные вирусы вызывают опухоли у экспериментальных животных. ДНК-содержащие онкогенные вирусы обнаружены среди вирусов группы оспы, герпеса, аденовирусов, паповавиру-сов, а РНК-содержащие онкогенные вирусы — только среди ретровирусов. Онкогенные вирусы способны вызывать опухоли практически у всех представителей хордовых животных за исключением, как полагали до недавнего времени, человека. В связи с невозможностью использования прямых экспериментальных доказательств были установлены закономерности, на основании к-рых с помощью косвенных методов можно судить об участии вирусов в малигнизации клеток организма человека: регулярное обнаружение вирусов в опухолевых клетках и отсутствие в тканях в норме; способность этих вирусов вызывать опухоли у родственных видов животных и злокачественную трансформацию чувствительных клеток в культуре ткани; их морфологическое, биохимическое или иммунологическое сходство с известными онкогенными вирусами, вызывающими опухоли и лейкозы у млекопитающих и птиц; наличие в опухолевых клетках генетического материала — ДНК или РНК вируса. Наиболее изучены в этом отношении РНК-содержащие онкогенные вирусы, к-рые можно разделить на три основные группы: вирусы, вызывающие лейкозы; вирусы, способные вызывать различные виды сарком и лейкозов, а также злокачественную трансформацию клеток в культуре ткани; вирусы, обусловливающие развитие опухолей молочных желез. При изучении РНК этих вирусов было выявлено наличие в них трех принципиальных групп генов: структурных генов вирионов, ответственных за синтез белков вирусной частицы (ген gag кодирует белки сердцевины вириона, ген env — белки оболочки вириона, ген pol — обратную транскриптазу, или ревертазу); гена, имеющегося только у вирусов, вызывающих саркомы, и непосредственно связанного со способностью вирусов вызывать злокачественную трансформацию клеток (этот ген получил название онкогена); функционального гена, представляющего собой нуклеотидные последовательности, имеющие функциональное значение и необходимые для регуляции транскрипции указанных генов. Биологически активные вирионы содержат полные гены gag, pol env и функциональный ген, однако среди вирусов, вызывающих саркомы и лейкоз, а также злокачественную трансформацию клеток в культуре ткани, имеется большое количество вирусов с дефектами этих генов, размножение таких вирусов возможно только в присутствии других вирусов, вызывающих лейкоз.

Наличие онкогенов характерно не только для ретровирусов: они обнаружены и у ДНК-содержащих вирусов — паповавирусов (полио-мы и SV-40) и аденовирусов. Размер этих генов коррелирует с размерами онкогенов. Доказательство существования в составе генома РНК-содержащих вирусов онкогенов, ответственных за злокачественную трансформацию клеток, открыло новую главу в экспериментальной онкологии. Практически у всех известных трансформирующих ретро-вирусов с помощью методов молекулярной биологии и генетической инженерии были выделены, очищены и клонированы онкогены. Оказалось, что онкогены обладают одним уникальным свойством: при внесении в чувствительные клетки они вызывают наследственную злокачественную трансформацию клеток. Это прямое экспериментальное доказательство того, что единственный ген в составе ретровирусов (а не вирусные частицы в целом) способен трансформировать клетку. Онкогены различаются по тестам молекулярной гибдадизации и синтезируют в зараженных клетках специфический белок.

Отдельную группу составляют онкогены вирусов сарком птиц Рауса, В 77, Фудзинами, У 73, ЭШ, вируса лейкоза мышей Абельсона, нек-рых штаммов вирусов сарком кошек. Продукты этих онкогенов обладают ферментативной (так наз. фосфо-протеинкиназной) активностью, обусловливающей фосфорилирование нек-рых клеточных белков, в т. ч. и тех, к-рые играют важную роль в контакте клеток между собой. По-видимому, изменение структуры этих белков является одним из основных факторов, определяющих образование трансформированного фенотипа клеток.

Продукты другой группы онкогенов — онкогенов вирусов эритробластоза птиц (AEV) и саркомы кошек — являются гликопротеидами и также связаны с поверхностными белками клетки. Продукт онкогена вируса AEV имеет родство с рецептором эпидермального фактора роста.

К третьей группе принадлежат онкогены семейства ras вирусов саркомы крыс Кирстена, Харви и Рашида. Онкогены этой группы активно функционируют во многих опухолях человека. Продукт онкогена этой группы — белок р21 обладает способностью связывать гуаниловые нуклеотиды.

Четвертая группа, к к-рой относятся онкогены вирусов сарком мышей Молони и обезьян (онкоген sis), характеризуется тем, что синтез онкогенов в очень небольших количествах происходит в индуцированных ими опухолевых клетках, причем белок онкогена sis обладает гомологией к тромбоцитарному фактору роста.

К пятой группе принадлежат онкогены (онкоген шус) вирусов мие-лоцитоматоза птиц (МС 29), миело-бластоза птиц и остеосаркомы мышей (FBJ). Продукты этих онкогенов локализованы в ядре. У онкогена туе выявлена способность переводить клетки в так наз. имморта-лизованное состояние, характеризующееся тем, что клетки, оставаясь морфологически нормальными, приобретают способность к неограниченному числу делений при пассировании в культуре ткани, т. е. становятся «вечноживущими».

В большинстве ретровирусов присутствует по одному онкогену, однако в нек-рых имеется по два, в частности в вирусе эритробластоза птиц (AEV), в вирусах острых лейкозов птиц (МН 2, Е 26) и остеосаркомы мышей (FBJ).

Онкогены являются составной частью вирусного генома и подчиняются основным закономерностям репликации ретровирусов. Содержащийся в составе вируса фермент обратная транскриптаза присутствует в цитоплазме зараженных клеток и участвует в синтезе ДНК-копии вирусного генома, к-рая затем переносится в ядро и интегрирует с клеточным геномом. После интеграции вирусные гены начинают функционировать как обычные клеточные гены. Интеграция с клеточным геномом носит неспецифический характер и имеет ряд особенностей. Непосредственно перед интеграцией вирусная ДНК образует кольцевую структуру, при этом концевые функциональные последовательности замыкаются. Такая структура, называемая провирусом, сходна с так наз. мобильными диспергированными генами, описанными Г. П. Георгиевым и В. А. Гвоздевым с соавт. Одно из основных свойств генов такого типа заключается в способности перемещаться как внутри хромосомы, так и между хромосомами. Эти перемещения оказывают существенное влияние на активность соседствующих генов. Поэтому интеграция и передислокация провируса могут изменять функциональную активность многих клеточных генов. Описанный путь передачи генетической информации через стадию ДНК расширил основные положения вирусогенетической концепции, разработанной Л. А. Зильбером.

Т. о., различные РНК-содержащие вирусы, обладающие общим свойством вызывать злокачественную трансформацию клеток, осуществляют этот процесс благодаря специальным генам (онкогенам), отличающимся друг от друга по генетической структуре и механизмам функционирования.

Использование молекулярных зондов, специфичных для вирусных онкогенов, показало, что их гомологи присутствуют в нормальных клетках практически всех видов животных, включая и насекомых. Тем самым было подтверждено высказанное ранее Фогтом (P. Vogt) и А. Д. Альт-штейном предположение о клеточном происхождении онкогенов. Свойства клеточных онкогенов (или протоонкогенов) оказались в целом сходными с вирусными, однако обнаружен и ряд существенных отличий.

Клеточные онкогены имеют структуру, похожую на структуру других клеточных генов. Как правило, в виде единственной копии они локализованы на определенных хромосомах, имеют большие размеры, чем вирусные онкогены, но размеры кодируемых ими РНК в целом соответствуют или несколько превышают размеры РНК, специфичных для вирусных онкогенов. При сравнении нуклеотидных последовательностей вирусных и клеточных онкогенов также не обнаружено существенной разницы между ними, за исключением незначительных различий в концевых структурах. Продукты онкогенов в нормальных клетках (онкобелки) имеют несколько большие размеры, чем продукты вирусных онкогенов, но обладают тем же видом ферментативной активности, что и продукты вирусных онкогенов. Онкогены нормальных клеток являются слабо экспрессируемыми генами, и в большинстве нормальных клеток содержание продукта онкогена в 100—1000 раз меньше, чем в клетках, трансформированных вирусом. Нек-рые из них могут селективно экспрессироваться на разных стадиях эмбриогенеза или дифференцировки клеток. Основное отличие вирусных онкогенов от клеточных заключается в том, что последние не обладают способностью трансформировать клетки в культуре ткани, но вместе с тем нек-рые из клеточных онкогенов, выделенные из спонтанных опухолей или из опухолей, индуцированных химическими канцерогенами, вызывали злокачественную трансформацию клеток в культуре ткани.

Т. о., аналоги всех вирусных онкогенов имеются как в нормальных, так и в опухолевых клетках. Во многих опухолевых клетках описаны характерные изменения в структуре клеточных онкогенов, к-рые, по-видимому, непосредственно связаны со злокачественной трансформацией. Доказано существование нескольких типов таких изменений. Первое из них — появление мутаций в онкогене, выявленное в клеточных линиях, полученных из клеток рака мочевого пузыря человека. В этих линиях выявляется повышенная экспрессия клеточного онкогена ras (гомолога гена вируса саркомы мышей Харви), обусловленная точечной мутацией в этом гене, при этом аминокислота глицин в положении 12 заменяется на валин. Это изменение является одним из основных в последующей цепи превращений нормальной клетки в опухолевую. Другой тип изменений онкогена в опухолевых клетках — увеличение его транскрипционной активности, напр, в лимфомах бурсы цыплят, где происходит резкое усиление синтеза клеточного онкогена туе (гомолога гена вируса миелоцитомато-за птиц). Эти опухоли возникают у цыплят при заражении вирусом лимфатического лейкоза птиц, в к-ром отсутствует онкоген, но имеются структурные гены вируса (см. выше), а также функциональные последовательности (обозначаемые LTR), включающие сигналы контроля синтеза РНК (промоторы). В лимфомах бурсы цыплят активация синтеза myc-гена происходит за счет присоединения LTR из вируса лимфоидного лейкоза к онкогену туе.

Другой вид активации клеточного онкогена, обнаруженный в лимфомах кур и человека, заключается в последовательном «включении» нескольких клеточных онкогенов, начальным- этапом к-рого является транслокация фрагментов хромосом.

Доказано наличие в опухолевых клетках еще двух типов изменений онкогенов. В нек-рых линиях, полученных из лейкозных клеток человека (в частности, К 562), имеют место внутренние перестройки в онкогене abi (гомолог гена вируса лейкоза Абельсона), что и приводит к увеличению синтеза измененного продукта этого гена. В линии клеток HL 60, полученной из лейкозных промиелоцитов человека, наблюдается более чем 10-кратная амплификация (увеличение числа копий) гена туе с одновременным возрастанием его транскрипционной активности.

Следовательно, клетки в норме содержат гомологи вирусных онкогенов, к-рые в различных опухолях могут дифференцированно экспрессироваться с помощью различных механизмов, выполняя т. о. одну из ключевых ролей в начальных этапах превращения нормальной клетки в опухолевую.

Доказательства присутствия трансформирующих генов в опухолях животных и человека были получены в опытах по трансфекции, основанных на внесении ДНК опухолей в чувствительные клетки мышей, в результате к-рой происходила их злокачественная трансформация. Положительные результаты получены для ДНК, выделенной из опухолевой ткани при раке легкого, кишечника, мочевого пузыря, печени, молочной железы, лимфомах, нек-рых видах лейкозов, нейробластомах и ряде сарком. С помощью методов молекулярной гибридизации показано, что в большинстве случаев активный трансформирующий ген опухолей человека представлен одним из онкогенов семейства ras. В ряде других опухолей трансформирующие гены еще не идентифицированы, но они отличаются от всех известных вирусных онкогенов.

Если биологически активный ген ras выделить из состава ДНК и внести в клетку без остальной части клеточной ДНК, то его способность к осуществлению трансформации клетки резко падает. Ее можно восстановить при внесении вместе с геном ras в чувствительные клетки генов-иммортализаторов типа онкогена туе или ранних генов аденовирусов и паповавирусов (см. выше). Это свидетельствует о том, что иммортализация клеток является необходимой предпосылкой их малигнизации. Таким образом, первичные этапы, связанные с превращением клеток в опухолевые, обусловлены последовательной активацией нескольких клеточных генов, среди к-рых главная роль принадлежит аналогам вирусных онкогенов, что согласуется с положением о много-этапности и многофакторности процесса развития злокачественной опухоли.

Следовательно, изучение онкогенов внесло в онкологию принципиально новую и важную информацию для понимания природы злокачественных опухолей: наличие в составе клеток специальных генов (гомологичных трансформирующим генам РНК-содержащих онко генных вирусов), к-рые в определенных условиях способны перестраивать свою программу таким образом, что размножение клеток выходит из-под контроля и приводит к развитию опухоли.

Иначе складывается ситуация с РНК-содержащими вирусами, к-рые не имеют онкогена, но вызывают различные формы лейкозов у экспериментальных животных. Получены данные, свидетельствующие о том, что вирусы подобного тина способны вызывать лейкозы и у человека. От больных с Т-клеточным лейкозом выделен ретровирус, к-рый по биохимическим и морфологическим признакам сходен с классическими вирусами, вызывающими лейкозы у животных. Вирус оказался способным трансформировать лимфоциты нормальных доноров, но наибольший эффект наблюдался в том случае, если использовали лимфоциты родственников больных. Вирус обладал высокой тропностью и был способен размножаться только в Т-лимфоцитах человека. Он получил обозначение HTLV (human Т-cell leucemia virus) и был выделен одновременно в лабораториях Галло (R. С. Gallo) в США и Хинумы (Y. Hinuma) в Японии. У больных с синдромом приобретенного иммунного дефицита (СПИД) из крови выделен HTLV-подобный вирус, а в Т-лимфоцитах обнаружен интегрированный вирусный геном. Следовательно, два родственных (сходных) вируса, взаимодействуя с Т-лимфоцитами человека, способны вызывать два разных заболевания — лейкоз и СПИД.

До сих пор остается неясным механизм действия вируса опухолей молочных желез мышей. Основная особенность этого вируса по сравнению с другими РНК-содержащими онкогенными вирусами заключается в том, что в составе функциональных последовательностей (LTR) этого вируса имеются участки, позволяющие вирусу синтезировать в клетках дополнительный белок, функция к-рого пока не установлена. Кроме того, в составе функциональных последовательностей вируса обнаружены участки, контролирующие чувствительность к гликокортикоид-ным гормонам.

Последняя группа РНК-содержащих онкогенных вирусов — так наз. вирусы D-типа, выделенные из опухолевых клеток человека и обезьян и являющиеся лишь «пассажирами» в них, несмотря на большое сходство с онкогенными ретровирусами. Наиболее интересен тот факт, что нек-рые представители вирусов этой группы могут вызывать у обезьян заболевание, сходное по клинической картине со СПИД.

Следовательно, вне зависимости от того, каков окончательный итог взаимодействия ретровирусов с клеткой, оно осуществляется при участии двух геномов — вирусного и клеточного. В тех случаях, когда вирус имеет онкоген, происходит интеграция вирусного генома с клеточным, и вирусный онкоген перестраивает программу клетки путем синтеза собственных продуктов, направляющих клетку на неконтролируемый рост. В других случаях часть вирусного генома может активировать другие клеточные гены (прежде всего онкогены клетки), к-рые приводят либо к неконтролируемому делению (развитие опухоли), либо к изменению в дифференцировке клеток (различные виды лейкозов). Активация клеточных онкогенов, по-видимому, возможна и в результате воздействия других факторов (химические канцерогены, различные гормоны и факторы окружающей среды).

Успехи в понимании природы опухолевого роста и роли в этом процессе РНК-содержащих онкогенных вирусов в основном связаны с изучением молекулярных процессов, происходящих в трансформированных клетках. В отношении ДНК-содержащих онкогенных вирусов и особенно их роли в этиологии опухолей человека конкретная информация отсутствует. Одна важная особенность объединяет между собой онкогенные вирусы группы герпеса, аденовирусы и паповавирусы: в составе генома этих вирусов, молекулярная масса к-рых варьирует от 100 X 106 до 3 X 106, имеются специальные гены, осуществляющие иммортализацию клеток (см. выше), т. е. заражение клеток этими вирусами может приводить к их конверсии и предтрансформирован-ному состоянию, а затем действие ряда других факторов может вывести зараженные клетки из-под контроля деления и дифференцировки. Кроме того, в составе ДНК-содержащих вирусов выявлены последовательности, к-рые могут усиливать транскрипцию других клеточных генов после интеграции вирусной ДНК в клеточный геном.

Большой интерес представляют собой вирусы группы папиллом. До недавнего времени полагали, что эти вирусы вызывают доброкачественные опухоли типа папиллом, причем в зараженных клетках выявляли геном этих вирусов в неинтегрированной форме. Выделено два новых папилломатозных вируса, связанных со злокачественными опухолями половых органов. В этих опухолях (в отличие от доброкачественных) вирусный геном интегрирован с клеточной ДНК. Характерно, что интегрированная ДНК обнаруживалась только в опухолях половых органов, но никогда не выявлялась в опухолях другой локализации.

Таким образом, основным достижением в изучении механизма онкогенеза является обнаружение онкогенов, играющих ключевую роль в процессах превращения нормальных клеток в опухолевые.

См. также Онкогенез, Опухоли, Онкология экспериментальная.

Таблица. Онкогенные вирусы позвоночных и вызываемые ими заболевания (или обнаружение вируса)

Семейство

Подсемейство

Род

Представители

Вызываемое заболевание (или обнаружение вируса)

ДНК-содержащие вирусы

Poxviridae

Chordo-poxv irinae

Lepopoxvirus

Вирус миксомы кроликов

Миксоматоз у кроликов

Вирус фибромы кроликов

Фиброма Шоупа у кроликов; для новорожденных
кроликов характерна генерализованная форма

Вирус фибромы белок

Фиброма у белок

Вирус фибромы зайцев

Фиброма у зайцев

Не классифицирован

Обезьяний опухолевый вирус Яба

Доброкачественные опухоли кожи у обезьян

Herpesviri-

dae

Alphaher-

pesvirinae

Герпесвирус человека типа 2

Обнаружен при раке шейки матки у женщин

Герпесвирус человека типа 4 (вирус Эпстайна—Барра)

Обнаружен при лимфоме Беркитта и раке носоглотки у человека

Gammaher-

pesviridae

Герпесвирус фазановых типа 2 (вирус болезни Марека)

Болезнь Марека у кур (лимфоматоз)

Герпесвирус обезьян саймири

Лейкозы и ретику-локлеточные саркомы у нек-рых видов обезьян

Герпесвирус lago-morphi типа 1

Лимфомы у кроликов

Adenoviridae

Mastadenovirus

Аденовирусы человека типов 3, 7, 11, 12, 13, 14, 16, 21,
31

Саркомы и злокачественные лимфомы у хомячков, мышей и крыс

Аденовирусы обезьян

Саркомы и злокачественные лимфомы у хомячков, мышей и крыс

Аденовирусы крупного рогатого скота

Опухоли у хомячков

Аденовирусы собак

Саркомы и злокачественные лимфомы у хомячков, мышей и крыс

Aviadenovirus

Аденовирус CELO

Саркомы и злокачественные лимфомы у хомячков, мышей и

KpoIC

Papovaviridae

Papillomavirus

Папилломавирус типа 1

Папилломы (бородавки) у человека

Папилломавирус типа 2

Папилломы Шоупа у кроликов

Папилломавирус типа 3

Папилломы у крупного рогатого скота

Папилломавирус типа 4

Папилломы у собак

Папилломавирус типа 5

Папилломы у хомяков

Polyomavirus

Полиомавирус типа 1

Опухоли (саркомы) у новорожденных крыс, мышей, хомячков,
фибромы у кроликов

Полиомавирус типа 2 (обезьяний ва-куолизирующий вирус ОВ
40)

Опухоли (фибросаркомы, нефробла-стомы, эпендимомы и др.) у
новорожденных хомячков

РНК-содержащие вирусы

Retroviridae

Oncovirinae

Онковирусы типа С Подрод онковирусов типа С млекопитающих

Онковирус сарком и лейкозов мышей (подвиды: вирус лейкоза
мышей Граф-фи, Гросса, Молони, Раушера, Френд и ДР*)

Одни штаммы вызывают лейкозы,другие — саркомы у мышей

Retroviridae

(продолжение)

Oncovirinae

(продолжение)

Онковирусы типа С Подрод онковирусов типа С млекопитающих
(продолжение)

Онковирусы сарком и лейкозов кошек (подвиды: вирусы
кошачьих лейкозов подгрупп А, В и С)

Лейкозы у кошек; фибросаркомы и ли-посаркомы у кошек,
собак, кроликов, нек-рых видов обезьян

Онковирус типа С бабуинов

Лейкоз у обезьян

Онковирус типа С короЕ

Лейкоз у крупного рогатого скота

Подрод онковирус типа С птиц

Онковирус лейкоза и сарком птиц

Лейкоз (лимфоматоз) у кур, саркома (Рауса) у кур, фазанов,
цесарок, уток, индюков и др.

Онковирус ретикулоэндотелиоза

Ретикулоэндотелиоз у кур

Онковирусы типа В

Онковирус опухоли молочных желез мышей

Аденокарциномы у мышей

Онковирус опухоли молочных желез морских свинок

Опухоли молочных желез у морских свинок

Примечание: прочерк — таксономическое подразделение не
определено.

Библиография: Абелев Г. И. и др. Опухолевый рост как проблема биологии развития, М., 1979; Агеенко А. И. Механизм вирусного Онкогенеза, М., 1978; Атлас вирусной цитопатологии, под ред. Б.М. Жданова, М., 1975; Быковский А. Ф. и Клицунова Н.Б. Строение необычных («минимальных») форм онкорнавирусов типа А и С, Докл. АН СССР, т. 224, № 1, с. 226, 1975; Жданов В. М., Быковский А. Ф. и Ильин К. В. Онкогенные вирусы типа D, М., 1979; 3ильбер Л. А. и др. Эволюция вирусогенетической теории возникновения опухолей, М., 1975; Лапин Б. А. и др. Гемобластозы приматов и роль вирусов в их возникновении, М., 1979; Альтштейн А. Д. Онкогены опухолеродных вирусов, Журн. Все-союз. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева, т. 18, № 6, с. 630, 1973; Георгиев Г. П. О механизме онкогенеза: промоторная гипотеза, Молек. биол., № 15, с. 261, 1981; Зильбер Л. А., Ирлин И. С. и Киселев Ф.Л. Эволюция вирусогенетической теории возникновения опухолей, М., 1975; Киселев Ф. Л. Новый ретровирус HTLV, ассоциированный с Т-клеточным лейкозом/лимфомой человека, Эксперим. онкол., т. 6, № 3, с. 3, 1984; Киселев Ф. Л. и др. Молекулярные механизмы вирусного и невирусного канцерогенеза, М., 1983; Лапин Б. А. и др. Гемобластозы приматов и роль вирусов в их возникновении, М., 1979; Онкогенные вирусы, Атлас, под ред. А. Ф. Быковского, М., 1983; Bishop J. М. Retroviruses and cancer genes, Advanc. Cancer Res., v. 37, p. 1, 1982, bibliogr.; Cooper G. M. Cellular transforming genes, Science, v. 217, p. 801, 1982; Vogt P. K. The emerging genetics of RNA tumor viruses, J. nat. Cancer Inst., v. 48, p. 3, 1972.

И. Г. Баландин, А. Ф. Быковский, Ф. Л. Киселев.


Обращаем ваше внимание, что информация, представленная на сайте, носит ознакомительный и просветительский характер и не предназначена для самодиагностики и самолечения. Выбор и назначение лекарственных препаратов, методов лечения, а также контроль за их применением может осуществлять только лечащий врач. Обязательно проконсультируйтесь со специалистом.


Материал подготовлен в соответствии с редакционной политикой

Смотрите также:

 

Свежие материалы