Введение к работе
Актуальность работы. В самых разных разделах биологии накапливается материал, свидетельствувдий о ведущей роли структурных перестроек мембран в регуляции процессов деления, дафферен-цировки, функционирования клеток. Впервые гипотеза о структурно-мембранном механизме регуляции жизнедеятельности клетки была высказана С.В.Коневым в 1965 году и в дальнейшем развита его школой (Конев, 1965; 1987). Значительный вклад в развитие сходных представлений внесли и другие исследователи ( Changeux et al. [967; Чернавский и др., 1977; Sackman , 1978; Намеот , 1984).
Обширный фактический материал свидетельствует о том, что 5иологические мембраны обладают свойством кооперативной системы і способны претерпевать генерализованные структурные переходы іеяду несколькими дискретными физическими состояниями. Кооиера-жвность структурных переходов в значительной мере обусловлена іаличием в мембране твердо-упругого каркаса (Конев, Мажуль, .977; Волков, Чернавснай, IS8I).
Прекрасным подтверждением этих представлений являются дан-ые о том, что в мембранах опухолевых клеток значительно снижена нутримолекулярная динамика белков (Лажуль и др., 1985). 3 то же ремя показано, что структурно-динамическое состояние мембраяяо-о каркаса клетки в значительной стеяени зависит от состояния ежклеточных контактов, а адгезионные свойства клеток модифици-ущтся структурным состоянием мембран (Маауль, 1985).
По-видимому, взаимообусловленное изменение структурно-дша-аческого состояния мембран л межклеточных контактов монет оире-элять основные особенности поведения опухолевой ткани. Т.е., эрошо экспериментально аргументированное представлешш о роли вменений адгезионных свойств клеток для явлении бластог.гагенеза Прогрессии ОПУХОЛИ ( Сошап , 1944; Abercrombie et al. , 553; Маленков, Модянова, I97I-I987; Лобанов, 1987) получает інкретное молекулярно-биологическое обоснование.
Результаты многочисленных экспериментов по индукции опухо-|й у животных показывает, что развитие большинства опухолей яв-ется двухстадийшш процессом. На первой стадии канцерогенеза, торая называется инициацией, возникают генетические, как прави-, необратимые изменения в небольшом числе клеток, на второй адии - промоции - происходит длительное нарушение регуляции олифератпвных процессов и избирательное разшокение пнщииро-
ванных клеток. Вещества, реализующие каждую из этих стадий, выступают в роли инициаторов и промоторов канцерогенеза.
Выяснение механизмов и закономерностей действия промоторов необходимо для создания современной теории канцерогенеза. Чрезвычайно важно и своевременное выявление веществ, обладающих про-моторной активностью.
Большинство исследователей, занимающихся изучением механизма действия промоторов канцерогенеза, считают, что наиболее вероятной мишенью для промоторов канцерогенеза являются клеточные мембраны и примембранные компоненты ( Borzsonyi et al. , 1984).
Отличительным свойством промоторов является пороговый характер и органоспецифичность действия. В моделях in vitro , которые обычно используются для изучения первичного эффекта промоторов на клетки, эти особенности действия не улавливаются.
Учитывая вышеприведенные факты, кажется, что одним из плодотворных подходов к выяснению механизма и закономерностей действия промоторов канцерогенеза может явиться изучение структурно-динамического состоянш мембран и адгезии клеток при действии промоторов in vivo .
Лель и задачи работы. Целью настоящей работы являлось изучение действия промоторов канцерогенеза на адгезию клеток и структурную динамику мембранных белков органов-мишеней, а также разработка теоретических основ для создания экспрессного метода определения промоторной активности химических соединений различной природы.
Поставленную цель предполагалось достигнуть в результате
решения следующих задач:
-
Исследовать действие промоторов канцерогенеза и их неактивных аналогов на адгезию клеток и структурно-динамическое состояние мембранных белков.
-
Изучить действие соединений, обладающих антипромоторной и антибластомогенной активностью на межклеточную адгезию и структурно-динамическое состояние мембранных белков.
-
Разработать экспресс-метод скрининга химических соединений, обладающих промоторной активностью.
Научная новизна работы. Показано, что в механизмах адгезии клеток в ткани in vivo важную роль играет шшшсекуядная равновесная динамика мембранных белков. Впервые установлено, что промоторы канцерогенеза in vivo обладают способностью снижать
- З -
силу межклеточной адгезии низе порога устойчивости ткани к спонтанному бластомогенезу.
С помощью метода ТФКТ показано, что промоторы канцерогенеза изменяют структурно-динамическое состояние мембранних белков в клетках-мишенях.
Установлено, что сверхмалые концентрации (10 І.І) промотора канцерогенеза печени фенобарбитала, проявляющие антипромоторяый эффект, в противополокность высоким концентрациям, усиливают адгезию клеток и увеличивают уровень внутримолекулярной динамики структурных мембранных белков.
Селен и контактин, обладающие антибластомогенной активностью, также способны компенсировать снижение межклеточной адгезии, вызванное промоторами канцерогенеза, и "растормаживать" динамику структуры мембранных белков гепатоцитов.
Практическое значение работы. Обнаруженное явление изменения межклеточной адгезии при действии промотора канцерогенеза позволило разработать экспресс-способ определения промоторной активности различных химических соединений, защищенный авторскіш свидетельством.. Способ позволяет определить пороговую дозу промотора, его органотропность и условия реализации промотирующего действия.
Показано, что при одновременном действии различных промоторов канцерогенеза суммарный эффект на адгезій клеток оргала-:.д-шени равен сумме эффектом по-отдельяости.
Апробация работа. .'Материалы диссертации доложены на симпо-зиуме "Молекуляріше и клеточные механизмы старения" (Киев, 1981); Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы оценки фармакологической активности химических соединений" (Ногинск, І98І); конференции отдела химического канцерогенеза НІШ канцерогенеза БОЩ ШІ СССР ОМосква, 1984); заседании Канцерогенного комитета (І.Іоск-ва, 1985); ІУ Рабочем совещании по ускоренно:.;/ выявлешш химических канцерогенов (Москва, IS86); секции Ученого совета ШЫ по БЙХС "Молекулярные основы биологических испытаний" (Ст.Купавна, Е986); 4-м Всесоюзном съезде онкологов (Ленинград, I93G); I школе-семинаре "Регуляция тканевого гомеостаза. Нетоксическая профилактика и терапия хронических патологий (Кобулети, 1937).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных ра-5от (в том числе I признана изобретением).
Структура диссертации, диссертация состоит из введения, об-