Preview

Бюллетень сибирской медицины

Расширенный поиск

Экстрацеллюлярный матрикс как информационная клеточная микросреда

https://doi.org/10.20538/1682-0363-2020-4-215-225

Полный текст:

Аннотация

Рассматриваются современные представления о роли экстрацеллюлярного матрикса (ЭЦМ) и клеточных элементов соединительной ткани (СТ) в тканевом гомеостазе в норме и патологии. Работы последних лет отражают смещение интересов при исследовании многих патологических процессов, в частности опухолевого роста, в область состояния  ЭЦМ и клеток СТ, которые рассматриваются как активные компоненты ткани, определяющие процессы пролиферации, дифференцировки клеток, миграции и  апоптоза. К важнейшим свойствам ЭЦМ, привлекающим внимание исследователей,  относится механотрансдукция, ведущая к активации цитоскелетных механизмов и различных сигнальных клеточных путей; моделирование эффектов цитокинов, факторов  роста и гормонов; поддержание ниш стволовых клеток; влияние на возникновение и течение опухолевого процесса, в частности формирование опухолевого поля и преметастатических ниш, а также эпителио-мезенхимальный переход. Важным объектом исследования в настоящее время являются и клетки СТ, в частности фибробласты – основные продуценты компонентов ЭЦМ. Внимание исследователей  привлекают, прежде всего, опухоль-ассоциированные фибробласты, фенотип которых  формируется в ткани задолго до появления опухоли. Расширение представлений о роли ЭЦМ и клеточных элементов СТ в тканевом гомеостазе определяет новые подходы к лечению многих заболеваний – органных склерозов, опухолей и других.

Об авторах

Л. А. Наумова
Сургутский государственный университет (СурГУ)
Россия

д-р мед. наук, профессор, кафедра патофизиологии и общей патологии, МИ

Россия, 628412, Ханты-Мансийский автономный округ – Югра, г. Сургут, ул. Ленина, 1



В. А. Стародумова
Сургутский государственный университет (СурГУ)
Россия

аспирант, кафедра патофизиологии и общей патологии, МИ

Россия, 628412, Ханты-Мансийский автономный округ – Югра, г. Сургут, ул. Ленина, 1



Список литературы

1. Шехтер А.Б., Серов В.В. Воспаление, адаптивная регенерация и дисрегенерации (анализ межклеточных взаимодействий). Архив патологии. 1991; 7: 7–14.

2. Казначеев В.П., Субботин М.Я. Этюды к теории общей патологии. 2-е изд. Новосибирск, 2006: 256.

3. Наумова Л.А. Общепатологические аспекты атрофического поражения слизистой оболочки желудка: особенности клинических и структурно-функциональных проявлений различных морфогенетических вариантов атрофического процесса. URL: https://surgumed.elpub.ru/jour/article/view/176?locale=ru_RU.

4. Walker C., Mojares E., Hernández A Del Río. Role of extracellular matrix in development and cancer progression. Int. J. Mol. Sci. 2018; 19 (10). DOI: 10.3390/ijms19103028.

5. Kaushik S., Pickup M.W., Weaver V.M. From transformation to metastasis: deconstructing the extracellular matrix in breast cancer. Cancer Metastasis Rev. 2016; 35 (4): 655–667. DOI: 10.1007/s10555-016-9650-0.

6. Sun Zhiqi, Guo Shengzhen S., Fässler R. Integrin- mediated mechanotransduction. JBC. 2016; 215 (4): 445–456. DOI: 10.1083/jcb.201609037.

7. Karsdal M.A., Nielsen M.J., Sand J.M., Henriksen K., Genovese F., Bay-Jensen A.C., Smith V., Adamkewicz J.I., Christiansen C., Leeming D.J. Extracellular matrix remodeling: the common denominator in connective tissue diseases. Possibilities for evaluation and current understanding of the matrix as more than a passive architecture, but a key player in tissue failure. Assay Drug Dev. Technol. 2013; 11 (2): 70–92. DOI: 10.1089/adt.2012.474.

8. Houg D.S., Bijlsma M.F. The hepatic pre-metastatic niche in pancreatic ductal adenocarcinoma. Mol. Cancer. 2018; 17 (1): 95. DOI: 10.1186/s12943-018-0842-9.

9. Humphries J.D., Chastney M.R., Askari J.A., Humphries M.J. Signal transduction via integrin adhesion complexes. Cur. Opin. Cell Biol. 2019; 56: 14–21. DOI: 10.1016/j.ceb.2018.08.004.

10. Сандбо Н., Смольянинова Л.В., Орлов С.Н., Дулин Н.О. Регуляция дифференцировки и функционирования миофибробластов сигнальной системой цитоскелета. Успехи биологической химии. 2016; 56 (13): 259–282.

11. Kechagia J.Z., Ivaska J., Roca-Cusachs P. Integrins as biomechanical sensors of the microenvironment. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2019; 20 (8): 457–473. DOI: 10.1038/s41580-019-0134-2.

12. Habbig S., Bartram M.P., Müller R.U., Schwarz R., Andriopoulos N., Chen S., Sägmüller J.G., Hoehne M., Burst V., Liebau M.C., Reinhardt H.C., Benzing T., Schermer B. NPHP4, a cilia-associated protein, negatively regulates the Hippo pathway. JBC. 2011; 193 (4): 633–642. DOI: 10.1083/jcb.201009069.

13. Chacón-Martínez C.A., Koester J., Wickström S.A. Signaling in the stem cell niche: regulating cell fate, function and plasticity. The Company of Biologists. 2018; 145 (15). DOI: 10.1242/dev.165399.

14. Pennings S., Liu K.J., Qian H. The stem cell niche: interactions between stem cells and their environment. Stem Cells Int. 2018; 1–2: 1–2. DOI: 10.1155/2018/4879379.

15. Miller C., Crampin E., Osborne J. Maintaining the stem cell niche in multicellular models of epithelia. arXiv:1811.10781v1 [q-bio.TO] 27. 2018. https://arxiv.org/pdf/1811.10781.

16. Lucas B., Pérez L.M., Gálvez B.G. Importance and regulation of adult stem cell migration. J. Cell Mol. Med. 2018; 22 (2): 746–754. DOI: 10.1111/jcmm.13422.

17. Semba S., Kodama Y., Ohnuma K., Mizuuchi E., Masuda R., Yashiro M., Hirakavwa K., Yokozaki H. Direct cancer-stromal interaction increases fibroblast proliferation and enhances invasive properties of scirrhous-type gastric carcinoma cells. Br. J. Cancer. 2009; 101 (8): 1365–1373. DOI: 10.1038/sj.bjc.6605309.

18. Gonzalez D.M., Medici D. Signaling mechanisms of the epithelial-mesenchymal transition. Science Signaling. 2014; 7 (344): re8. DOI: 10.1126/scisignal.2005189.

19. Ye X., Weinberg R.A. Epithelial-mesenchymal plasticity: a central regulator of cancer progression. Trends Cell Biol. 2015; 25 (11): 675–686. DOI: 10.1016/j.tcb.2015.07.012.

20. Li H., Xu F., Li S., Zhong A., Meng X., Lai M. The tumor microenvironment: an irreplaceable element of tumor budding and epithelial-mesenchymal transition- mediated cancer metastasis. Cell Adh. Migr. 2016; 10 (4): 434–446. DOI: 10.1080/19336918.2015.1129481.

21. Chen C., Zimmermann M., Tinhofer I., Kaufmann A.M., Albers A.E. Epithelial-to-mesenchymal transition and cancer stem(-like) cells in head and neck squamous cell carcinoma. Cancer Lett. 2013; 338 (1): 47–56. DOI: 10.1016/j.canlet.2012.06.013.

22. Hao J., Zhang Y., Deng M., Ye R., Zhao S., Wang Y., Li J., Zhao Z. MicroRNA control of epithelial-mesenchymal transition in cancer stem cells. Int. J. Cancer. 2014; 135 (5): 1019–1027. DOI: 10.1002/ijc.28761.

23. Liu X., Fan D. The epithelial-mesenchymal transition and cancer stem cells: functional and mechanistic links. Current Pharmaceutical Design. 2015; 21 (10): 1279–1291. DOI: 10.2174/1381612821666141211115611.

24. Hollier B.G., Evans K., Mani S.A. The epithelial-to-mesenchymal transition and cancer stem cells: a coalition against cancer therapies. J. Mammary Gland Biol. Neoplasia. 2009; 14 (1): 29–43. DOI: 10.1007/s10911-009-9110-3.

25. Förster S., Gretschel S., Jöns T., Yashiro M., Kemmner W. THBS4, a novel stromal molecule of diffuse-type gastric adenocarcinomas, identified by transcriptome-wide expression profiling. Mod. Pathol. 2011; 24 (10): 1390–1403. DOI: 10.1038/modpathol.2011.99.

26. West J., Bianconi G., Severini S., Teschendorff A.E. Differential network entropy reveals cancer system hallmarks. Scientific Reports. 2012; 802. DOI: 10.1038/srep00802.

27. Spinelli F.M., Vitale D.L., Demarchi G., Cristina C., Alaniz L. The immunological effect of hyaluronan in tumor angiogenesis. Clin. Transl. Immunology. 2015; 4 (12): 1–9. DOI: 10.1038/cti.2015.35.

28. Augsten M. Cancer-associated fibroblasts as another polarized cell type of the tumor microenvironment. Front Oncol. 2014; 4: 62. DOI: 10.3389/fonc.2014.00062.

29. Kasashima H., Yashiro M., Nakamae H., Masuda G., Kinoshita H., Morisaki T., Fukuoka T., Hasegawa T., Sakurai K., Toyokawa T., Kubo N., Tanaka H., Muguruma K., Ohira M., Nakane T., Hino M., Hirakawa K. Bone marrow-derived stromal cells are associated with gastric cancer progression. Br. J. Cancer. 2015; 113 (3): 443–452. DOI:

30. 1038/bjc.2015.236.

31. Gascard Ph., Tlsty Th.D. Carcinoma-associated fibroblasts: orchestrating the composition of malignancy. Genes Dev. 2016; 30 (9): 1002–1019. DOI: 10.1101/gad.279737.116.

32. Shi Y., Du L., Wang Y. Tumor-assiciated mesenchymal stem/stromal cell: emerging therapeutic targets. Nat. Rev. Drug Discov. 2017; 16: 35–52. DOI: 10.1038/nrd.2016.193.

33. Miki D., Zhu P., Zhang W., Mao Y., Feng Zh., Huang H., Zhang H., Li Y., Liu R., Zhang H., Qi Y., Zhu J.-K. Efficient generation of diRNAs requires components in the posttranscriptional gene-silencing pathway. Scientific Reports. 2017; 7: 301. DOI: 10.1038/s41598-017-00374-7.

34. Cohen N., Shani O., Raz Y., Sharon Y., Hoffman D., Abramovitz L., Erez N. Fibroblast drive an immunosuppressive and growth-promoting microenvironment in breast cancer via secretion of сhitinase 3-like 1. Oncogene. 2017; 36 (31): 4457–

35. DOI: 10.1038/onc.2017.65.

36. Dhanota N., Arora S.K. Cancer stem cells: a cause or a consequence of field cancerization. International Journal of Translational Research. 2018; 1 (1): 14–16.

37. De Filippis R.A., Fordyce C., Patten K., Chang H., Zhao J., Fontenay G.V., Kerlikowske K., Parvin B., Tlsty Th. D. stress signaling from human mammary epithelial cells contributes to phenotypes of mammographic density. Cancer Res. 2014; 74 (18): 5032–5044. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-13-3390.

38. Kang N., Shah V.H., Urrutia R. Membrane-to-nucleus signals and epigenetic mechanisms for myofibroblastic activation and desmoplastic stroma: potential therapeutic targets for liver metastasis? Mol. Cancer Res. 2015; 13 (4): 604–612. DOI: 10.1158/1541-7786. MCR-14-0542.

39. Afik R., Zigmond E., Vugman M., Klepfish M., Shimshoni E., Pasmanik-Chor M., Shenoy A., Bassat E., Halpern Z., Geiger T., Sagi I., Varol C. Tumor macrophages are pivotal constructors of tumor collagenous matrix. J. Exp. Med. 2016; 213 (11): 2315–2331. DOI: 10.1084/jem.20151193.

40. Лазарев А.Ф., Бобров И.П., Черданцева Т.М., Климачев В.В., Брюханов В.М., Авдалян А.М., Лубенников В.А., Гервальд В.Я. Тучные клетки и опухолевый рост. Сибирский онкологический журнал. 2011; 4 (46): 59–63.

41. Рыков В.А. Опухолевое поле. Архив патологии. 1981; 10: 67–69.

42. Stearman R., Dwyer-Nield L., Grady M.C., Malkinson A.M., Yeraci M.W. A macrophage gene expression signature defines a field effect in the lung tumor microenvironment. Cancer Res. 2008; 68 (1): 34–43. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-07-0988.

43. Curtius K., Wright N.A., Graham T.A. An evolutionary perspective on field cancerization. Nat. Rev. Cancer. 2017; 18 (1): 19–32. DOI: 10.1038/nrc.2017.102.

44. Braakhuis B.J.M., Brakenhoff R.H., Leemans C.R. Second field tumor: a new opportunity for cancer preventing? The Oncologist. 2005; 10 (7): 493–500. DOI: 10.1634/theoncologist.10-7-493 theoncologist.alphamedpress.org/content/10/7/493.

45. Redente E.F., Orlicky D.J., Bouchard R.J. Tumour signaling to the bone marrow changes to the phenotype of monocytes and pulmonary macrophages during urethane-induced primary lung tumourogenesis in A/J mice. Am. J. Pathol. 2007; 170

46. (2): 693–708. DOI: 10.2353/ajpath.2007.060566.

47. Франк Г.А. Рецидив злокачественной опухоли: понятие, сущность, терминология. Архив патологии. 2006; 3: 23–26.

48. Tabor M.P., Brakenhoff R.H., Ruijter-Schippers H.J., van der Wal J.E. et al. Multiple head and neck tumor frequently original from a single preneoplastic lesion. Am. J. Pathol. 2002; 161: 105–106. DOI: 10.1016/S0002-9440(10)64266-6.

49. Christensen S.R. Recent advances in field cancerization and management of multiple cutaneous squamous cell carcinomas. Journal List. F1000Research. 2018; 7: 690. DOI: 10.12688/f1000research.12837.1.

50. Pereira A.L., Magalhães L., Moreira F.C., Reis- das-Mercês L., Vidal A.F., Ribeiro-Dos-Santos A.M., Demachki S., Anaissi A.K.M., Burbano R.M.R., Albuquerque P., Dos Santos S.E.B., de Assumpção P.P., Ribeiro-Dos-Santos Â.K.C. Epigenetic field cancerization in gastric cancer: microRNAs as promising biomarkers. Journal of Cancer. 2019; 10 (6): 1560–1569. DOI: 10.7150/jca.27457.

51. Кит О.И., Франциянц Е.М., Геворкян Ю.А., Комарова Е.Ф., Сальникова М.М., Малейко М.Л. Состояние стероидного гомеостаза опухолевой ткани различных морфологических форм рака желудка. Паллиативная медицина и реабилитация. 2011; 4: 35–38.

52. Doglioni G., Parik S., Fendt S.M. Interactions in the (pre)metastatic niche support metastasis formation. Frontiers in Oncology. 2019; 9: 219. DOI: 10.3389/fonc.2019.00219.

53. Guo Ya., Ji X., Liu J., Fan D., Zhou Q., Chen Ch., Wang W., Wang G., Wang H., Yuan W., Ji Zh., Sun Zh. Effects of exosomes on pre-metastatic niche formation in tumors. Mol. Cancer. 2019; 18 (39): 39. DOI: 10.1186/s12943-019-0995-1.


Для цитирования:


Наумова Л.А., Стародумова В.А. Экстрацеллюлярный матрикс как информационная клеточная микросреда. Бюллетень сибирской медицины. 2020;19(4):215-225. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2020-4-215-225

For citation:


Naumova L.A., Starodumova V.A. Еxtracellular matrix as a cellular information microenvironment. Bulletin of Siberian Medicine. 2020;19(4):215-225. (In Russ.) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2020-4-215-225

Просмотров: 46


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


ISSN 1682-0363 (Print)
ISSN 1819-3684 (Online)