Preview

Морфологические ведомости

Расширенный поиск

ЭПИТЕЛИАЛЬНО-МЕЗЕНХИМНЫЙ ПЕРЕХОД, ТРАНСДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ, РЕПРОГРАММИРОВАНИЕ И МЕТАПЛАЗИЯ: СОВРЕМЕННЫЙ ВЗГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ

https://doi.org/10.20340/mv-mn.17(25).03.14-21

Полный текст:

Аннотация

В статье на основе анализа литературы и результатов собственных наблюдений показано формирование современных взглядов на проблемы метаплазии, трансдифференциации, репрограммирования клеток и эпителиальномезенхимального перехода. Трансдифференциация в статье рассматривается в качестве разновидности метаплазии, которая характеризуется необратимым переходом уже дифференцированных клеток в другой тип, вследствие потери одного фенотипа и получения другого. Метаплазия, в широком аспекте использования термина, означает превращение одного клеточного или тканевого фенотипа в другой и происходит как путем превращения стволовых клеток, так и прямой конверсии уже дифференцированных клеток. Помимо этого, метаплазию можно рассматривать как потенциально обратимое изменение, при котором дифференцированные типы клеток замещаются другими дифференцированными типами клеток, как правило, лучше приспособленных к трансформированным условиям среды. Эпителиально-мезенхимальный переход -процесс изменения эпителиальными клетками эпителиального фенотипа на мезенхимальный, происходящий в эмбриональном развитии, при заживлении ран, а также при патологических процессах, в том числе опухолевой прогрессии и фиброзе. Эпителиально-мезенхимальный переход, метаплазия, трансдифференциация и репрограммирование клеток являются сложными динамическими патофизиологическими процессами, зависящими от взаимодействия скоординированных молекулярных сигнальных путей. Они играют ключевую роль во время эмбрионального развития, позволяя клеткам мигрировать для создания необходимых тканей и развития органов. Это объясняет постнатальные изменения тканей, возникающие при заживлении ран и фиброзе, их участие в инвазии и прогрессии опухолей. Понимание молекулярных механизмов, вовлеченных в эпителиально-мезенхимальный переход, трансдифференциацию, метаплазию и репрограммирование может открыть новые перспективы в изучении канцерогенеза, создании эффективных таргетных лекарственных средств, действующих целенаправленно на определенный сигнальный путь или рецептор. Рассмотренные в настоящей статье особенности метаплазии, трансдифференциации, эпителиально-мезенхимального перехода и клеточного репрограммирования позволяют представить лишь общие контуры событий, которые возникают при межклеточных взаимодействиях через активацию различных молекулярно-генетических путей. Ежегодное открытие новых факторов, участвующих в межклеточных взаимодействиях ставит перед исследователями важные задачи, которые возможно разрешить только при тесном международном сотрудничестве научного сообщества.

Об авторах

М. В. Мнихович
ФГБНУ НИИ морфологии человека
Россия


С. В. Вернигородский
Винницкий национальный медицинский университет имени Н.И. Пирогова
Россия


К. В. Буньков
Смоленский областной институт патологии; Смоленский областной институт патологии
Россия


Список литературы

1. Аруин Л.И. О морфогенезе кишечной метаплазии слизистой оболочки желудка / Под ред. акад. АМН СССР В.Х. Василенко и проф. А.С. Логинова // Актуальные вопросы гасторэнтерологии: Сб. тр. - М., 1972. - С. 103-108.

2. Zeisberg M., Eric G.N. Biomarkers for epithelial-mesenchymal transitions. J. Clin. Invest. 2009; 119(6): 429-1437.

3. Thiery J.P., Sleeman J.P. Complex networks orchestrate epithelial-mesenchymal transitions. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2006; 7(2): 131-142.

4. Hay E.D. An overview of epithelio-mesenchymal transformation. Acta Anat. 1995; 154: 8-20.

5. Пасечник Д.Г. Роль эпителиально-мезенхимального перехода в генезе хронической болезни почек и почечно-клеточного рака (проблемы и перспективы). Науковий вісник міжнародного гуманітарного університету. 2014; 6: 30-33.

6. Kalluri R., Robert A. Weinberg. The basics of epithelial-mesenchymal transition. J. Clin. Invest. 2009; 119(6): 1420-1428.

7. Cowin P., Rowlands T.M., Hatsell S.J. Cadherins and catenins in breast cancer. Curr Opin Cell Biol. 2005; 17(5): 499-508.

8. Bukholm I.K., Nesland J.M., Borresen-Dale A.L. Re-expression of E-cadherin, alpha-catenin and beta-catenin, but not of gamma-catenin, in metastatic tissue from breast cancer patients. J Pathol. 2000; 190(1): 15-19.

9. Zhang X.H., Liang X., Liang X.H. The Mesenchymal-Epithelial Transition During In Vitro Decidualization. Reprod. Sci. 2013; 20(4): 354.-360.

10. Cano A., Perez-Moreno M.A., Rodrigo I. The transcription factor snail controls epithelial-mesenchymal transitions by repressing E-cadherin expression. Nat Cell Biol. 2000; 2(2): 76-83.

11. Hajra K.M., Chen D.Y., Fearon E.R. The SLUG zinc-finger protein represses E-cadherin in breast cancer. Cancer Res. 2002; 62(6): 1613-1618.

12. Nieto M.A. The snail superfamily of zinc-finger transcription factors. Nat Rev Mol Cell Biol.2002; 3(3): 155-166.

13. Pedersen K.B., Nesland J.M., Fodstad O., Maelandsmo G.M. Expression of S100A4, E-cadherin, alpha- and beta-catenin in breast cancer biopsies. Br J Cancer. 2002; 87(11): 1281-1286.

14. Yang M.H., Wu K.J. TWIST activation by hypoxia inducible factor-1 (HIF-1): implications in metastasis and development. Cell Cycle. 2008; 7(14): 2090-2096.

15. Herreros A.G., Peiro S., Nassour M., Savagner P. Snail family regulation and epithelial mesenchymal transitions in breast cancer progression. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2010; 15(2): 135-147.

16. Jiang Y.G., Luo Y., He D.L. Role of Wnt/beta-catenin signaling pathway in epithelial-mesenchymal transition of human prostate cancer induced by hypoxia-inducible factor-1alpha. Int J Urol. 2007; 14(11): 1034-1039.

17. Batlle E., Sancho E., Franci C. The transcription factor snail is a repressor of E-cadherin gene expression in epithelial tumour cells. Nat Cell Biol. 2000; 2(2): 84-89.

18. Kurrey N.K., Bapat S.A. Snail and Slug are major determinants of ovarian cancer invasiveness at the transcription level. Gynecol Oncol. 2005; 97(1): 155-165.

19. Scherbakov A.M., Andreeva O.E., Shatskaya V.A., Krasil'nikov M.A. The relationships between snail and estrogen receptor signaling in breast cancer cells. Journal of cellular biochemistry.2012; 113(6): 2147-2155.

20. Vega S., Morales A.V., Ocana O.H. Snail blocks the cell cycle and confers resistance to cell death. Genes Dev. 2004; 18(10): 1131-1143.

21. Lamouille S., Jian Xu., Derynck R. Molecular mechanisms of epithelial-mesenchymal transition. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2014; 15(): 178-196.

22. Российский онкологический портал профессионального общества [Электронный ресурс] Новости онкологии 06.03.2014/URL: http//www.rosoncoweb.ru/news/oncology/2014/03/06/ (Дата обращения: 06.03.2014)

23. Hood J.D., Cheresh D.A. Role of integrins in cell invasion and migration. Nat Rev Cancer. 2002; 2(2): 91-100.

24. Лазаревич Н.Л., Флейшман Д.И. Тканеспецифические транскрипционные факторы в прогрессии эпителиальных опухолей. Биохимия. 2008; 73(5): 735-750.

25. Eberhard D. Tosh D. Transdifferentiation and metaplasia as a paradigm for understanding development and disease. Cellular and molecular life sciences CMLS. 2008; 65(1): 33-40.

26. Kupffer C. Epithel und Drüsen des menschlichen Magens. Festschr. Arztl. Ver., München, 1883: 22.

27. Virchow. Uber Metaplasie. Virch. Arch. 1884: 97.

28. Beresford W.A. Direct transdifferentiation: Can cells change their phenotype without dividing? Cell Differ. Dev. 1990; 29: 81-93.

29. Chia-Ning Shen. Zoë D. Burke, David Tosh. Transdifferentiation, Metaplasia and Tissue Regeneration. Review. Organogenesis. 2004; 1(2): 36-44.

30. Eguchi G. Introduction: Transdifferentiation. Semin. Cell Biol. 1995; 6: 105-108.

31. Tosh D. Slack JMW How cells change their phenotype. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2002; 3: 187-94.

32. Stemmermann G.N. Intestinal metaplasia of the stomach. A status report. Cancer. 1994; 74: 556-564.

33. Chan C.W.M., Newton W.A., Yinget L. Gastrointestinal differentiation marker Cytokeratin 20 is regulated by homeobox gene CDX1. PNAS. 2009; 106(6): 1936-1941.

34. Fukamachi H. Runx3 controls growth and differentiation of gastric epithelial cells in mammals. Dev. Growth and Differ. 2006; 48(1)1-13.

35. Mutoh Hiroyuki, Sakurai Shinji, Satoh Kiichi. Development of Gastric Carcinoma from Intestinal Metaplasia in Cdx2-transgenic Mice. Cancer Research. 2004; 64: 7740-7747.

36. Eda A., Osawa H., Yanaka I. Expression of homeobox gene CDX2 precedes that of CDX1 during the progression of intestinal metaplasia. J. Gastroenterol. 2002; 37(2): 94-100.

37. Samuel K., Kent M. Chu, John Moon Ching Luk. Expression of CDX2 and Li-cadherin in intestinal metaplasia and adenocarcinoma of the stomach. Proc. Amer. Assoc. Cancer Res. 2004; 45: 4242.

38. Gehring W.J., Affolter M., Bürglin T. "Homeodomain proteins". Annual review of biochemistry. 1994; 63: 487-526.

39. Babu М.М., Luscombe N.M., Aravind L., Gerstein M., Teichmann S.A. Structure and evolution of transcriptional regulatory networks. Curr. Opin. Struct. Biol. 2004; 14(3): 283-291.

40. Mutoh H., Sakurai S., Satoh K. Cdx1 induced intestinal metaplasia in the transgenic mouse stomach: comparative study with Cdx2 transgenic mice. Gut. 2004; 53: 1416-1423.

41. Patri'cia Mesquita, Almeida Raquel, Nuno Lunet. Metaplasia - A Transdifferentiation Process that Facilitates Cancer Development: The Model of Gastric Intestinal Metaplasia. Critical Reviews TM in Oncogenesis. 2006; 12(1-2): 3-26.

42. Dimmler A., Brabletz T. Transcription of Sonic Hedgehog, a Potential Factor for Gastric Morphogenesis and Gastric Mucosa Maintenance, Is Up-regulated in Acidic Conditions. Laboratory investigation. 2003; 83(12): 1829-1837.

43. Трумэн Д. Биохимия клеточной дифференцировки. М.: Мир, 1976. - 188 с.

44. Gutierrez-Gonzalez L., Wright N.A. Biology of intestinal metaplasia in 2008: More than a simple phenotypic alteration. Dig. Liver Dis. 2008; 40: 510-522.

45. Kirchner T., Müller S., Hattori T., Mukaisyo K., Papadopoulos T., Brabletz T., Jung A. Metaplasia, intraepithelial neoplasia and early cancer of the stomach are related to dedifferentiated epithelial cells defined by cytokeratin-7 expression in gastritis / A. Jung // Virchows Arch. 2001; 439(4): 512-522.

46. Houghton J., Stoicov С., Nomura S. Gastric cancer originating from bone marrow-derived cells. Science. 2004; 306: 1568-1571.

47. Wilmut I., Schnieke A.E., McWhir J. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells. Nature. 1997; 385(6619): 810-813.

48. Cowan C.A., Atienza J., Melton D.A. Nuclear reprogramming of somatic cells after fusion with human embryonic stem cells. Science. 2005; 309: 1369-1373.

49. Tada M., Takahama Y., Abe K. Nuclear reprogramming of somatic cells by in vitro hybridization with ES cells. Curr. Biol. 2001; 11: 1553.

50. Gretchen V. Breakthrough of the year: Reprogramming cells. Science. 2008; 322: 1766-1767.

51. Takahashi K., Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 2006; 126(4): 663-676.

52. Shinya Y. Induced Pluripotent Stem Cells: Past, Present, and Future. Cell Stem Cell. 2012; 10(6): 678-684

53. Wong A.P., Rossant J. Generation of Lung Epithelium from Pluripotent Stem Cells. Current pathobiology reports. 2013; 1(2): 137-145.

54. Tilanthi M.J. MicroRNA-mediated in vitro and in vivo Direct Reprogramming of Cardiac Fibroblasts to Cardiomyocytes. Circ Res. 2012; 110(11): 1465-1473.

55. Ankur S., Shalu S. Adhesion strength-based, label-free isolation of human pluripotent stem cells. Nature Methods. 2013; 10: 438-444.

56. Mou H., Zhao R., Sherwood R., Ahfeldt T., Rajagopal J. Generation of multipotent lung and airway progenitors from mouse ESCs and patient-specific cystic fibrosis iPSCs. Cell stem cell. 2012; 10(4): 385-397.

57. Sheng C., Zheng Q., Wu J. Generation of dopaminergic neurons directly from mouse fibroblasts and fibroblast-derived neural progenitors. Cell Res; 2012; 22: 769-772.

58. Lin Cheng. Generation of neural progenitor cells by chemical cocktails and hypoxia. Cell Research. 2014; 24: 665-679.

59. Richard P., Halley-Stott, Vincent Pasque, Gurdon J.B. Nuclear reprogramming. Development. 2013; 140: 2468-2471.


Для цитирования:


Мнихович М.В., Вернигородский С.В., Буньков К.В. ЭПИТЕЛИАЛЬНО-МЕЗЕНХИМНЫЙ ПЕРЕХОД, ТРАНСДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ, РЕПРОГРАММИРОВАНИЕ И МЕТАПЛАЗИЯ: СОВРЕМЕННЫЙ ВЗГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ. Морфологические ведомости. 2017;25(3):14-21. https://doi.org/10.20340/mv-mn.17(25).03.14-21

For citation:


Mnikhovich M.V., Vernigorodsky S.V., Bun’Kov K.V. EPITHELIAL-MESENCHYMAL TRANSITION, TRANSDIFFERENTIATION, REPROGRAMMING AND METAPLASIA: MODERN VIEW ON THE PROBLEM. Morphological newsletter. 2017;25(3):14-21. (In Russ.) https://doi.org/10.20340/mv-mn.17(25).03.14-21

Просмотров: 39


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1812-3171 (Print)
ISSN 2686-8741 (Online)