Значение генов, участвующих в регуляции апоптоза, в патогенезе наружного генитального эндометриоза (обзор литературы)

Полный текст

Наружный генитальный эндометриоз (НГЭ) — заболевание, влияющее на качество жизни женщин как со стороны реализации репродуктивной функции, так и со стороны наличия хронического болевого синдрома различной степени тяжести [1]. Отсутствие наступления беременности при регулярной половой жизни регистрируют у более чем 30 % пациенток с НГЭ [2]. Известно, что у больных эндометриозом изменяется гормональный статус, возникает дефицит лютеиновой фазы, нарушается фолликулогенез, а также отмечается дисфункция ооцитов, что может повлиять на качество эмбрионов и объясняет высокий риск невынашивания [3]. В то же время болевой синдром проявляется не только дисменореей, но и диспареунией, болями при дефекации, хроническими тазовыми болями, которые снижают работоспособность, могут привести к временной нетрудоспобности и психологическим проблемам в виде тревожного расстройства [4, 5]. Таким образом, генитальный эндометриоз представляет собой и социальную проблему, обусловливающую необходимость разработки эффективных мер воздействия.

Современная терапия НГЭ направлена лишь на симптоматическое лечение и лишь отдаленно влияет на патогенез заболевания, не исключая риски развития рецидива [6]. Несмотря на длительную историю изучения и ежегодное появление большого количества оригинальных исследований, в настоящее время отсутствует четкое понимание этиологии и патогенеза заболевания [7, 8]. Рассматривают метапластическую, гормональную, иммунную, неопластическую, генетическую теории возникновения заболевания. Теория J.A. Sampson о ретроградной менструации — наиболее широко признанная теория патогенеза НГЭ [7]. Однако существует парадокс: хотя ретроградная менструация широко встречается у женщин репродуктивного возраста, частота НГЭ относительно редка по сравнению с частотой проявления ретроградной менструации [8]. Одна из гипотез заключается в том, что при эндометриозе наблюдаются дефекты иммунной системы, которые являются причиной неспособности или недостаточной эффективности в «распознавании» и элиминации клеток эндометрия в полости малого таза. Воспалительные реакции играют ключевую роль на разных стадиях развития гиперпластических процессов, включая инициацию, продвижение, злокачественное превращение, инвазию и метастазирование.

Одним из механизмов, способствующих выживанию эктопических эндометриоидных клеток в «новой» среде, является нарушение системы апоптоза. Так, при исследовании апоптоза в эутопическом эндометрии и гетеротопиях у пациентов с эндометриозом H.M. Gebel и соавт. [9] сообщили, что апоптоз в клетках эндометрия был значительно снижен у женщин с эндометриозом, то есть количество жизнеспособных, активных клеток, попадающих в брюшную полость, больше у пациенток, у которых развивается эндометриоз. W.P. Dmowski и соавт. [10] показали, что индекс апоптоза в железистом эпителии был значительно ниже у больных эндометриозом по сравнению с женщинами контрольной группы. Это различие было вызвано прежде всего значительным снижением апоптоза во время менструальной, ранней пролиферативной и поздней секреторной фаз менструального цикла у женщин с эндометриозом. Циклическая изменчивость апоптоза у этих женщин была утрачена. Можно предположить, что если снижение апоптоза способствует эктопическому выживанию и имплантации клеток эндометрия, то может существовать обратная корреляция между уровнем апоптоза и тяжестью заболевания. Чтобы проверить эту гипотезу, W.P. Dmowski и соавт. [10] проанализировали значения индекса апоптоза в соответствии со стадией эндометриоза и обнаружили, что существует тенденция к снижению апоптоза с увеличением степени распространенности заболевания, но различия не имеют статистической значимости.

В настоящее время продолжаются исследования, направленные на выявление причин, а также факторов патогенеза для разработки новых высокоспецифичных маркеров неинвазивной диагностики и таргетной терапии данного заболевания для повышения эффективности лечения. Целью данной работы был обзор ассоциации полиморфных вариантов генов проапоптотических и антиапоптотических факторов и НГЭ для определения современных тенденций, контраверсий и наиболее перспективных направлений.

На момент подготовки обзора в августе – сентябре 2020 г. при поиске ключевых слов в PubMed Gene apoptosis и endometriosis определяются около 520 генов. При добавлении homo sapiens остаются 477 кандидатов. Учитывая большое количество факторов, способствующих инициации апоптоза, принято решение рассмотреть наиболее значимые белки и их гены, непосредственно участвующие в данном каскаде реакций, представленные в литературных источниках за последние 10 лет.

Известно, что развитие запрограммированной клеточной гибели возможно пятью путями, три из которых (основные) — каспазоопосредованные и два — гранзимоопосредованные [11].

Внешний путь реализации апоптоза

Внешний путь реализации апоптоза является наиболее известным механизмом апоптоза (иногда в литературе его описывают как рецептор-опосредованный либо первый путь), который инициируется (рисунок) в результате связывания лиганда смерти (FasL, TNF-á либо TRAIL) с мембранными рецепторами клетки (TRAIL1, TRAIL2, TNFR1, Fas), затем посредством тримеризации происходит взаимодействие с FADD (белок, взаимодействующий с доменом смерти Fas-рецептора), приводящее к рекрутированию прокаспаз-8 и -10, «освобождению» каспаз-инициаторов-8 и -10, активирующих эффекторные каспазы-3 и -7 (CASP3 и CASP7), что провоцирует дальнейший каспазный каскад, который завершается протеолизом субстрата и гибелью клетки. В некоторых ситуациях процессы внешнего пути апоптоза могут пересекаться с внутренним путем через каспаза-8-опосредованный протеолиз BID-белка, содержащего только BH3 (BH3-взаимодействующий агонист гибели домена). Усеченный (сокращенный) BID (tBID) может способствовать высвобождению митохондриального цитохрома и сборке апоптосомы [содержащей около 7 молекул фактора, активирующего апоптотическую протеазу-1 (APAF1), и такое же количество гомодимеров каспазы-9 (CASP3)], которая характерна для внутреннего пути активации процессов апоптоза [11, 12]. Рассмотрим каждый из факторов в соответствии с их ролью в патогенезе НГЭ.

«Лиганды смерти», с которых начинается сигнальная фаза внешнего пути апоптоза, представляют собой белки семейства факторов некроза опухоли (TNF), которые участвуют не только в процессе апоптоза, но и в процессах пролиферации и ангиогенеза, также необходимых при развитии НГЭ [13]. Самый известный из них это фактор некроза опухоли альфа (TNF-á, или кахексин).

TNF-á — провоспалительный цитокин, который играет важную роль в нормальном функционировании репродуктивной системы и в патогенезе некоторых гинекологических заболеваниях, таких как синдром поликистозных яичников и эндометриоз [13]. Установлено его участие в процессах овуляции, регуляции децидуализации на ранних сроках беременности, а также в апоптозе и регенерации ткани эндометрия в течение менструального цикла [14]. Среди пациенток с эндометриозом были выявлены не только высокий уровень содержания TNF-á (как в перитонеальной жидкости, так и в сыворотке крови), но и положительная корреляция со стадиями заболевания [15].

Большое количество однонуклеотидных полиморфизмов (SNPs) в промоторе гена TNF-á могут вносить свой вклад в регуляцию транскрипции. SNPs определяются как геномные вариации или различия между индивидами. Были описаны следующие SNPs в проксимальном промоторе гена TNF-á: замена нуклеотида G на A в положении -238, замена G на A в положении -308, замена C на T в положении -857, замена C на A в положении -863 и замена T на C в положении -1031. Известно, что такие аутоиммунные заболевания, как ревматоидный артрит, неспецифический язвенный колит и болезнь Крона, ассоциированы с полиморфизмами -G308A и -C850T [16]. Отмечена высокая распространенность полиморфизма -С850Т у беременных с преэклампсией и эклампсией. Высока частота С-аллеля при исследовании полиморфизма -1031T/C у пациенток с миомой матки. Среди пациенток с гиперандрогенемией и синдромом поликистозных яичников, напротив, зарегистрирована значимо низкая встречаемость полиморфизма -1031Т/С [17–19].

Большинство исследователей не выявили значимую ценность полиморфизмов -238G>A (в трех исследованиях), -308G>A (в пяти исследованиях), -857C>T (в трех исследованиях) и -863C>A (в четырех исследованиях) гена TNF-á у больных НГЭ [20].

Результаты работ, посвященных изучению промотора SNP гена TNF-á -1031T/C среди пациенток с НГЭ, крайне вариабельны и противоречивы. Авторы анализа популяции Австралии не нашли значимой связи между полиморфизмом данного гена и НГЭ [21]. Часть исследователей подтверждают протективную роль С-аллеля и сообщают о более высокой распространенности Т-аллеля среди больных НГЭ, другие же делают абсолютно противоположные выводы [16, 22–24]. Представлены данные о высокой частоте распространенности у пациенток с НГЭ гаплотипа TNF-á -U01 (-1031T, -863C, -857C), что возможно в результате неравновесного сцепления генов с HLAB*0702 при близком расположении локусов [24]. Такая противоречивость результатов может быть обусловлена различиями в полиморфизмах между популяциями либо неравновесным сцеплением между различными полиморфизмами в близких локусах генов [22]. Безусловно, каждое исследование подчеркивает необходимость дальнейших поисков значимых полиморфизмов, а также увеличения выборки исследуемых.

TNF-á осуществляет свою функцию с помощью рецепторов двух типов: TNFRp55 (тип 1) и TNFRp75 (тип 2) [25]. Опубликовано исследование об увеличении степени распространенности (площади и количества очагов) НГЭ при формировании хирургической модели эндометриоза у мышей, нокаутированных по гену tnfrp55 [25]. Однако за последние 10 лет нами не найдено данных об изучаемых SNPs в локусах TNFRP55 и TNFRP75.

Следующим важным медиатором апоптоза клеток и тканей считается система Fas/FasL (апоптозный антиген 1 и его лиганд), роль которой определена в трансформации нормальной ткани репродуктивных органов (яичников, молочной железы и эндометрия) в течение менструального цикла в ответ на изменение уровня гормонов [26]. Fas — поверхностный рецептор клетки и его лиганд FasL при взаимодействии друг с другом инициируют каскад запрограммированной клеточной гибели. Известно также об участии указанных факторов в процессах клеточной миграции, инвазии, воспаления и пролиферации [27].

Одним из наиболее часто исследуемых полиморфизмов FAS является -670A/G, который снижает активность промотора и соответственно экспрессию данного гена [28]. Известна также ассоциация SNP -844C/T FASL с увеличением базальной экспрессии и транскрипции фактора по сравнению с гомозиготой при Т-аллеле [28]. Исследователи продемонстрировали увеличение риска преэклампсии при наличии полиморфных вариантов FAS -670A/G, FASL -844C/T, FASL -124A/G в гомозиготном состоянии по сравнению с группой контроля [29].

Значимое увеличение уровня сывороточного Fas было показано у пациентов c III–IV стадиями НГЭ по сравнению с больными с I–II стадиями [30]. C.W. Pissetti и соавт. сообщили о повышении частоты встречаемости полиморфизма FAS (Rs3740286 and Rs4064) у пациенток с НГЭ в Бразилии [31]. При анализе других полиморфных вариантов системы Fas/FasL FAS (-1377G>A and -670A>G) и FASL (-843C>T, FASL -844C/T и -124G/A) достоверных различий не получено между больными НГЭ и пациентами группы контроля [26, 29]. Несмотря на отсутствие значимых результатов, S.Z. Akhavan и соавт. отметили увеличение частоты встречаемости гаплотипа ACG (FAS -670A/G, FAS -844C/T и -124G/A соответственно) при НГЭ по сравнению с группой контроля [26]. Авторы пришли к выводу о возможности сочетанного эффекта данных полиморфизмов на гомеостаз иммунной системы, приводящего к повышению устойчивости клеток эндометрия к процессам апоптоза [26].

К факторам инициации запрограммированной клеточной гибели относят также лиганд семейства TNF, вызывающий апоптоз (TRAIL), который имеет два типа проапоптотических рецепторов: TRAIL-рецептор 1 и TRAIL-рецептор 2 [32]. Данный цитокин известен своим участием в некоторых аутоиммунных заболеваниях, таких как аутоиммунный тиреоидит и системная красная волчанка [32, 33]. Вопреки сообщениям о сниженном уровне сывороточного TRAIL у пациенток с НГЭ, при исследовании больных из популяции Кореи не было обнаружено значимой роли полиморфных вариантов TRAIL -49G>A, -615A>G, -662T>C; TRAIL-receptor 1 -626G>C; TRAIL-receptor 2 -72T>G в патогенезе НГЭ [32]. Активация факторов инициации ведет к запуску апоптоза через образование комплекса DISС (death-inducing signaling сomplex — комплекс, индуцирующий смерть). Основным структурным звеном комплекса DISC является адаптивный белок FADD (Fas-associated death domain — Fas-ассоциированный домен смерти), олигомеризация которого необходима для последующей активации прокаспазы-8 в рецепторном комплексе [10]. В исследовании 2012 г. оценивали экспрессию генов FADD в ткани эндометрия во время окна имплантации у пациенток с синдромом поликистозных яичников. Исследователи сообщили, что снижение характеристик апоптоза, как и экспрессии FADD, может объяснить уменьшение рецептивности эндометрия при данном заболевании [34]. В доступных нам источниках литературы сведений об экспрессии генов FADD по НГЭ найдено не было.

Образование каспазы-8 (CASP8) из предшественника после тримеризации FADD преимущественно инициирует дальнейшую передачу сигнала внешнего пути апоптоза. Однако в некоторых случаях CASP8 способна перевести каскад реакций по внутреннему пути [35]. Высокая экспрессия CASP8 определена в образцах коркового вещества яичников, окружающего эндометриомы (размером менее 4 см). Таким образом подтверждена неполноценность апоптоза в ткани яичника у больных эндометриозом в отсутствие повышения экспрессии факторов следующего уровня — каспазы-3 (CASP3) и BID/tBID [40]. В публикации 2013 г. показана связь между SNPs (rs1250248) CASP8 и эндометриозом, но ее корреляция оказалась слабой (p = 0,049) [37]. Исследователи других полиморфизмов CASP8 в рамках НГЭ сообщали об отсутствии значимой ассоциации [30].

Каспаза-10 (CASP10), так же как и CASP8, является фактором — инициатором внешнего пути апоптоза [12]. Последние исследования указывают на способность некоторых полиморфных вариантов приводить к нарушению регуляции апоптоза, вызывающей развитие онкологических заболеваний [38]. Согласно результатам метаанализа 2012 г. вероятность развития рака (особенно молочной железы) повышена у пациенток при наличии rs13006529 T-аллеля (AT+TT) [39]. Данных о роли CASP10 в патогенезе эндометриоза в литературе за последние 10 лет не представлено.

Эффекторными каспазами апоптоза (как внешнего, так и внутреннего путей) считаются CASP3 и CASP7. В то время как функции первого фактора подразумевают высвобождение активных форм кислорода и эффективное осуществление самого процесса, CASP7 необходима для постапоптотического удаления (либо «отслоения») клетки из области внеклеточного матрикса [40]. Сниженная экспрессия фактора CASP3 была выявлена в эндометрии и гетеротопиях пациенток с НГЭ по сравнению с пациентками контрольной группы (p < 0,05) [41]. При этом уровень CASP3 в сыворотке крови был значимо выше у пациенток с НГЭ III–IV стадий по сравнению с пациентками группы НГЭ I–II стадий и группой контроля [42]. Кроме того, чувствительность определения CASP3 в сыворотке больных НГЭ III–IV стадий составила 90 %, а специфичность — 87 %. Данные результаты подтверждают нарушение процессов апоптоза при эндометриозе. Относительно роли функционально активных полиморфизмов CASP3 и CASP7 в настоящее время известны лишь результаты о более частой распространенности SNPs CASP3 и CASP7 у больных раком эндометрия [43]. В доступной литературе не представлено работ, в которых исследовали SNPs CASP3 и CASP7 при НГЭ.

В ряде случаев CASP8 (см. рисунок) активирует BID. Данный фактор (белок семейства BCL2) является связующим звеном между внутренним и внешним путями апоптоза и считается инициатором повреждения митохондрий, вызванного CASP8 [12]. Полиморфизмы гена BID распространены среди пациенток с раком молочных желез и желудка по сравнению с группой контроля (р < 0,05) [44], но данных о влиянии SNPs BID на возникновение НГЭ нет.

 

Рисунок. Схема внешнего и внутреннего пути апоптоза. Адаптировано из работы G. Ichim и соавт. A fate worse than death: apoptosis as an oncogenic process, 2016 [80]

 

В дальнейшем активированный BID, а именно его часть — tBID, перемещается к мембране митохондрий и способствует высвобождению цитохрома С, необходимого для образования апоптосомы [11]. Роль данного цитохрома и апоптосомы рассмотрена ниже в рамках внутреннего пути апоптоза.

Внутренний путь реализации апоптоза

Во внутреннем пути (путь 2) разнообразные стимулы, которые вызывают клеточный стресс или повреждение, обычно активируют один или несколько членов семейства белков BH3 [12]. Активация BH3-белков выше критического порога преодолевает ингибирующий эффект антиапоптотических членов семейства B-клеточной лимфомы-2 (BCL-2) и способствует сборке олигомеров BCL-2X (Bax) и антагониста BCL-2 (Bak) внутри внешней мембраны митохондрии (образование пор).

Наружная мембрана митохондрий в физиологических условиях проницаема для молекул массой до 5 кДа. Во время пермеабилизации (повышения проницаемости) внешней мембраны митохондрии образуются поры (MOMP), которые пропускают белки массой более 100 кДа [45]. Такие поры обеспечивают выход белков межмембранного пространства (см. рисунок), таких как цитохром С и вторичный митохондриальный активатор каспаз Smac/DIABLO. Последний нейтрализует ингибирование каспаз, вызванное семейством белков — ингибиторов апоптоза (IAP), в частности XIAP. При попадании цитохрома С в цитоплазму он взаимодействует с фактором активации апоптотической протеазы 1 (APAF), запуская сборку апоптосомы, которая активирует CASP9. Активная CASP9, в свою очередь, освобождает CASP3 и CASP7, что приводит к гибели клетки [12].

BH-белки

Белки из семейства Bcl-2 имеют по меньшей мере одну гомологичную Bcl-2 (BH–Bcl-2 Homolog) область. Эти белки можно разделить на три группы. Первая группа содержит антиапоптотические белки Bcl-xL и Bcl-2, которые включают все четыре (BH1–BH4) домена. Ко второй группе относятся апоптотические белки Bak и Bax с тремя доменами BH (BH1, BH2, BH3). Члены третьей группы BH3, являющиеся также индукторами апоптоза, обладают только одним доменом — BH3. К этой группе относятся белки BID, BIK (Bcl-2-interacting killer), BIM (Bcl-2-like protein 11), PUMA (p53 upregulated modulator of apoptosis), BMF (Bcl-2 modifying factor), NOXA (phorbol-12-myristate-13-acetate-induced protein 1), HRK (Harakiri), BAD (Bcl-2-associated death promoter) [11].

Сверхэкспрессия белков, содержащих только BH3, способствует апоптотической гибели в большинстве типов клеток, но для этого необходимо присутствие факторов либо Bax, либо Bak [46]. Данные события в конце концов приводят к повышению проницаемости внешней мембраны митохондрий и образованию МОМР.

Информации об ассоциации полиморфных вариантов генов факторов BIK, BMF, HRK, BAD с развитием НГЭ на момент публикации в источниках найти не удалось, в связи с чем необходимы дальнейшие исследования. Протеин BID, также участвующий во внешнем каскаде активации апоптоза, был описан выше.

Известно о сниженной экспрессии белка BIM в образцах ткани эндометриоз-ассоциированного рака яичников, а также в очагах эндометриоза, расположенных близко к раковым клеткам, по сравнению с контрольной группой [47]. Однако результатов по изучению полиморфизма гена BID у больных НГЭ нам найти не удалось.

Сниженная экспрессия рецепторов к NOXA определена в железистом эпителии пациенток с гипоплазией эндометрия как проявление нарушения регуляции апоптоза и рецептивности эндометрия, в связи с чем, согласно выводам авторов, происходит неполноценная инвазия цитотрофобласта [48]. NOXA, как и PUMA, активируются транскрипционно р53-зависимым образом, следовательно, повреждение ДНК приводит к усилению синтеза этих белков. Таким образом, снижение активности p53 вызывает нарушение активации внутреннего пути апоптоза [12].

Следующие компоненты в цепочке активации процессов апоптоза также относятся к семейству белков BCL-2, но содержат уже три домена BH (BH1, BH2, BH3). В эту группу входят проапоптотические белки Bax, Bak и Bok, необходимые для МОМР.

Известно, что Bax увеличивает восприимчивость клетки к апоптозу путем ингибирования фактора BCL-2. Экспрессия информационной рибонуклеиновой кислоты (иРНК) BAX в эндометрии здоровых женщин увеличивается на протяжении всего цикла, достигая максимума к поздней секреторной фазе. Данные об экспрессии BAX при НГЭ неоднозначны. В многочисленных исследованиях обнаружена достоверно сниженная экспрессия протеина Bax в эндометрии больных НГЭ по сравнению с уровнем экспрессии в железистом компоненте эндометриоидных кист и в эндометрии здоровых женщин [49]. Наряду со снижением апоптоза в эндометрии пациентов с НГЭ, содержание иРНК проапоптотического гена BAX не изменяется в течение менструального цикла. В то же время в недавней работе A.A. Delbandi и соавт. не найдено значимых отличий между экспрессией Bax в тканях эндометрия и гетеротопий у пациенток с НГЭ и в эндометрии у пациенток контрольной группы. Это открытие может означать, что нарушение регуляции характерно не для всех генов, участвующих в регуляции апоптоза, у пациентов с эндометриозом [50].

R. Depalo и соавт. показали значимо низкую экспрессию проапоптотических белков Bax и Bak в образцах ткани коркового вещества яичников у пациенток с НГЭ по сравнению с пациентками группы контроля. Вместе с фактом избыточной экспрессии антиапоптотического белка сурвивина в группе НГЭ эти результаты демонстрируют снижение чувствительности клеток к спонтанному апоптозу [51].

При исследовании генов BAX и BAK обнаружена значимая ассоциация между SNP -284G/A промотора BAX и раком молочной железы, что позволяет рассматривать данный полиморфизм как фактор риска развития онкологического процесса [52]. Сообщений о функционально значимых SNPs BAK, BOK, ассоциированных с НГЭ, в литературе не представлено.

Гомеостаз системы апоптоза достигается путем антагонистического влияния последней группы белков BCL-2. Известно, что BCL-2 и его формы (BCL-XL, MCL1, BCL2A1, BCL-W и BCL-B) содержат четыре домена BH и блокируют апоптоз. Антиапоптотические белки BCL-2 препятствуют развитию апоптоза, предотвращая BH3-индуцированную олигомеризацию проапоптотических членов Bax и/или Bak во внешних митохондриальных мембранах и последующую пермеабилизацию [12].

Антиапоптотические белки BCL-2 по-разному связываются с белками, содержащими только BH3. Некоторые белки, включающие только BH3 (например, BID и BIM), взаимодействуют почти со всеми антиапоптотическими белками BCL-2, тогда как другие (например, NOXA) взаимодействуют лишь с некоторыми членами семейства BCL-2, что обосновывает особенность их действия. В настоящее время факторы BCL2A1, BCL-W и BCL-B считаются вспомогательными в реализации внутреннего пути апоптоза. В используемых источниках отсутствуют работы об их роли в НГЭ.

Установлено, что антиапоптотический BCL-2 необходим для выживания как железистых клеток, так и клеток стромы. Протеин BCL-2 экспрессируется в железистых клетках [49]. Пиковый уровень его экспрессии наблюдается в поздней пролиферативной фазе менструального цикла. Отмечено, что экспрессия BCL-2 в миометрии остается стабильной на протяжении всего цикла. В эндометрии здоровых женщин экспрессия антиапоптотического BCL-2 выше в клетках базального слоя эндометрия, в то время как экспрессия проапоптотических Fas и CASP3 — в клетках функционального слоя [53].

BCL-2 является одним из самых изучаемых факторов апоптоза. Согласно результатам исследований наиболее высокий уровень экспрессии наблюдается в стромальных клетках эндометриоидных гетеротопий, при этом в железистых клетках отсутствует циклическое изменение экспрессии. Препятствуя апоптозу, BCL-2 приводит к аномальной способности клеток к выживанию вне полости матки [51, 54]. Особенность эндометриоза яичников заключается в низкой экспрессии BCL-2 по сравнению с гетеротопиями, но высокой экспрессией BAX, что, однако, не приводит к дальнейшему каскаду реакций клеточной гибели [54].

Следующий антагонист апоптоза — BCL-XL, повышенная экспрессия иРНК которого выявлена в гетеротопиях по сравнению с эндометрием пациенток с НГЭ и группы контроля. При этом отношение уровней экспрессии для Bcl-xL/Bcl-xS (антиапоптотический/проапоптотический фактор) было значительно выше в эндометрии женщин с НГЭ по сравнению с эндометрием женщин контрольной группы [54]. Полученные результаты подтверждают высокую устойчивость к апоптозу и выживаемость клеток эндометрия при эндометриозе.

Цитоплазматические факторы

После пермеабилизации, вызванной белками BH-3, перечисленными выше, происходит миграция цитохрома С и DIABLO в цитоплазму с целью активации APAF и формирования апоптотической апоптосомы и взаимодействия с CASP9 [11, 12]. В настоящее время получены результаты относительно роли некоторых факторов в патогенезе НГЭ.

Известно, что цитохром С — проапоптотический фактор, необходимый для образования апоптосомы. Существуют данные о регистрации повышенной экспрессии цитохрома С при тестировании некоторых лекарственных средств на моделях НГЭ в качестве маркера эффективности процессов апоптоза [55].

В работе O. Leavy продемонстрировано отсутствие экспрессии протеина APAF1 в эндометрии у больных НГЭ на фоне повышенной экспрессии эстрогеновых бета-рецепторов [56]. В связи с чем могут быть обоснованы предположения о подавлении апоптоза при гиперэстрогенемии у пациенток с НГЭ [15].

В проведенном Z.Y. Zhang и соавт. метаанализе полиморфных вариантов CASP9 получены следующие данные: в то время как носительство T-аллеля rs4645981 и T-аллеля rs4645981 может увеличивать риск развития рака, A-аллель rs1052576, A-аллель rs1052576, T-аллель rs2308941 и T-аллель rs2308941 ассоциированы со снижением распространенности заболевания [56]. Информации о роли CASP9 в патогенезе эндометриоза в литературе не найдено.

Вторичный митохондриальный активатор каспаз Smac/DIABLO необходим для ингибирования белков — ингибиторов апоптоза (IAPs). Содержание Smac в сыворотке крови оказалось достоверно ниже в группе пациенток с эндометриоз-ассоциированным раком яичников по сравнению с пациентками группы контроля и больными НГЭ [58]. В настоящее время разрабатываются лекарства Smac-миметики, блокирующие IAPs с целью лечения прежде всего раковых заболеваний [59].

К непосредственным регуляторам внутреннего пути апоптоза также относят семейство ингибиторов белков апоптоза (IAPs).

Белки семейства ингибиторов апоптоза участвуют в подавлении функционирования как проапоптотических факторов семейства BCL-2, так и эффекторных CASP3, -7 и -9. Восемь белков семейства IAP [NAIP (BIRC1), cIAP1 (BIRC2), cIAP2 (BIRC3), XIAP (BIRC4), сурвивин (BIRC5), BRUCE (BIRC6), ML-IAP (BIRC7) и ILP2 (BIRC8)] были идентифицированы у людей. Сверхэкспрессия IAPs защищает от ряда проапоптотических стимулов при злокачественных заболеваниях [60]. Предполагают, что, помимо своего участия в процессах апоптоза, они также играют роль в дифференцировке клеток, пролиферации, передаче сигналов при иммунном ответе, нарушение которых отмечается при НГЭ [61].

Известно о связи NAIP (BIRC5) и ML-IAP (BIRC7) с трансформацией эндометриоидных клеток в клетки карциномы [62]. Тем не менее в доступных источниках сообщений о непосредственной ассоциации SNPs NAIP (BIRC1), как и BRUCE (BIRC6), ILP2 (BIRC8), с развитием НГЭ нет.

Участие cIAP1 (BIRC2), cIAP2 (BIRC3), XIAP (BIRC4) и сурвивина в патогенезе НГЭ показали T. Uegaki и A. Watanabe. Авторы выявили, что экспрессия данных факторов и их иРНК была значительно выше в очагах эндометриоза по сравнению с эндометрием. Данные результаты подтверждают преобладание антиапоптотических процессов при НГЭ [63].

Способствующее прогрессированию очагов НГЭ локальное нарушение механизмов апоптоза подтверждается высоким уровнем экспрессии XIAP (BIRC4) в образцах коркового вещества яичников, окружающего эндометриомы, по сравнению с образцами здоровых женщин группы контроля [64]. В то же время использование XIAP (BIRC4) в качестве биомаркера ограничено ввиду отсутствия значимой разницы уровня этого показателя в периферической крови [65].

В качестве потенциального биомаркера НГЭ рассматривают сурвивин. Так, чувствительность определения степени экспрессии иРНК BIRC5 в периферической крови для диагностики эндометриоза составила 97,2 %, а специфичность — 65,5 % с учетом всех пациенток с НГЭ [66]. Что касается пациенток с I–II степенями НГЭ по классификации AFS, чувствительность метода составила 100 %, а специфичность — 79,3 %, тогда как в группе пациенток с эндометриозом III–IV степеней по классификации AFS — 95,8 и 65,5 % соответственно. Кроме того, чувствительность и специфичность для общей группы могут быть увеличены при дополнительном определении уровня сывороточного СА-125 и экспрессии иРНК VEGF [67].

Опубликовано лишь одно исследование 2012 г. об одинаковом распределении SNP -241C/T (p = 0,854), -235G/A (p = 0,951) и -31G/C (p = 0,904) у пациентов с эндометриозом и пациентов контрольной группы [68]. Кроме того, не было обнаружено различий в концентрации сывороточных антител к сурвивину между группами, что подразумевает необходимость дальнейшего изучения данного фактора.

Каспаза-2-зависимый путь апоптоза

Третий путь зависит от присутствия CASP2, которая может быть активирована p53 при стойком повреждении ДНК [69]. В результате двухцепочечных разрывов цепи ДНК активируются киназы, мутировавшие при атаксии и телеангиэктазии (ATM) и связанные с ATM рецепторы (ATR), которые в свою очередь фосфорилируются и активируют несколько белков-мишеней, включая киназу контрольной точки 1 (Chk1) и киназу контрольной точки 2 (Chk2). Chk2 активирует путь p53, что может привести к остановке клеточного цикла и к активации ДНК-зависимой протеинкиназы (DNA-PK) [69]. При выраженном повреждении DNA-PK образует комплекс с индуцированным P53 белком, содержащим домен смерти (PIDD), и прокаспазой-2. Этот комплекс (PIDDоsome) фосфорилирует и активирует CASP2. Активированная цитозольная CASP2 расщепляет Bid до tBid, которая индуцирует MOMP, активацию CASP9 и CASP3 и в конечном счете апоптоз [70].

Среди участников данного механизма апоптоза отмечают CASP2 и ее предполагаемую роль в контроле количества ооцитов, а также фактор p53 [69, 71].

Результатом активации P53 являются остановка клеточного цикла и репликации ДНК, при выраженном стрессе — запуск апоптоза. У данного фактора широкие возможности индуцирования процессов апоптоза кроме «собственного» каспаза-2-опосредованного метода — через внешний каскад путем взаимодействия с факторами Fas и TRAIL, а также при помощи белков BCL-2 (Bax, NOXA, PUMA и BID) [71].

Снижение экспрессии иРНК p53 в образцах гетеротопий по сравнению с экспрессией в эндометрии здоровых женщин показано во многих исследованиях [64, 72]. Однако данные по функциональным полиморфизмам промотора TP53 неоднозначны. Большинство исследователей согласны, что связь между эндометриозом и полиморфизмами TP53 Glg11Lys и TP53 Arg248Trp-Gln [73] отсутствует. В то же время существуют оригинальные исследования и метаанализ 2015 г., демонстрирующие, что TP53 Arg72Pro повышает риск развития НГЭ в различных популяциях [74]. Тем не менее исследователи на выборках популяции из Индии не подтверждают данного предположения [75]. Получены данные об ассоциации полиморфизма 16 bp duplication в гене TP53 и предрасположенности к НГЭ [76]. Сложившаяся ситуация диктует необходимость дальнейших исследований более крупных выборок.

Гранзимоопосредованные (каспазонезависимые) пути апоптоза

Апоптоз также может запускаться посредством прямой активации CASP3 с помощью гранзима B (GZMB). И наконец, фрагментация ДНК, вызванная гранзимом A (GZMA), также может приводить к запрограммированной клеточной гибели [77].

Кодируемые генами GZMA препропротеины секретируются натуральными киллерами и цитотоксическими Т-лимфоцитами и после протеолиза образуют активные протеазы, которые индуцируют апоптоз клеток-мишеней. Эти белки также стимулируют синтез цитокинов и разрушение белков внеклеточного матрикса, способствуя как процессам хронического воспаления, так и репарации [78].

В настоящее время проведено небольшое исследование 2020 г. с определением экспрессии гена GZMB в периферической крови, а также однонуклеотидного полиморфизма (s8192917 G>A) у пациенток с НГЭ и в контрольной группе. Хотя уровень GZMB был выше у пациентов с генотипом GG, но различия были недостоверны [79].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в представленном обзоре рассмотрены основные этапы и участники процессов апоптоза с точки зрения их возможной роли в патогенезе эндометриоза.

За прошедшие годы был достигнут большой прогресс в раскрытии молекулярных основ апоптоза. Дальнейшее изучение этих процессов необходимо для понимания нюансов координации клеток и формирования реакции на их собственное уничтожение. Возможно, что именно нарушение формирования такой реакции окажется ключевым в изучении не только апоптоза, но и связанных с ним заболеваний, таких как НГЭ. В обзоре приведены результаты исследований за последние 10 лет, посвященных анализу полиморфных вариантов генов, регулирующих апоптоз при НГЭ. Эндометриоз является распространенным многофакторным заболеванием, возникающим в результате взаимодействия между множеством локусов генов и окружающей средой. Широкий анализ генов, участвующих в сложной регуляторной системе апоптоза, может привести к идентификации факторов предрасположенности к заболеванию, лучшему пониманию этиологии и возможности прогнозирования его течения.

Об авторах

Нелли Юрьевна Андреева

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Email: nelly8352@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-1928-1266
SPIN-код: 3355-2646

аспирант, мл. науч. сотр. отдела гинекологии и эндокринологии 

Россия, 199034, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, 3

Мария Игоревна Ярмолинская

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта; Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: m.yarmolinskaya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6551-4147
SPIN-код: 3686-3605
Scopus Author ID: 7801562649
ResearcherId: P-2183-2014

профессор РАН, доктор медицинских наук, профессор, руководитель отдела гинекологии и эндокринологии, руководитель центра Диагностика и лечение эндометриоза, профессор кафедры акушерства и гинекологии университета

Россия, 199034, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д.3; 191015, Санкт-Петербург, ул. Кирочная, д.41.

Татьяна Эдуардовна Иващенко

Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта

Автор, ответственный за переписку.
Email: tivashchenko2011@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8549-6505
Scopus Author ID: 7004724202

доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории пренатальной диагностики врожденных и наследственных болезней

Россия, 199034, Санкт-Петербург, Менделеевская линия, 3

Список литературы

Дополнительные файлы