Эндостатин

Эндостатин представляет собой природный С-концевой фрагмент массой 20 кДа , полученный из коллагена XVIII типа . Сообщается, что он действует как антиангиогенный агент, аналогичный ангиостатину и тромбоспондину .
широкого спектра действия Эндостатин является ингибитором ангиогенеза и может препятствовать проангиогенному действию факторов роста, таких как основной фактор роста фибробластов (bFGF/FGF-2) и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). [ 1 ]
Фон
[ редактировать ]Эндостатин является эндогенным ингибитором ангиогенеза. Впервые он был обнаружен секретируемым в среде неметастазирующих клеток мыши из клеточной линии гемангиоэндотелиомы в 1997 году, а затем был обнаружен у людей, например, в тромбоцитах . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Он производится путем протеолитического расщепления коллагена XVIII, члена семейства мультиплексинов, который характеризуется прерываниями тройной спирали , образующими множество доменов, с помощью протеаз, таких как катепсины. [ 5 ] Коллаген является компонентом эпителиальных и эндотелиальных базальных мембран. Эндостатин, как фрагмент коллагена 18, демонстрирует роль ЕСМ в подавлении неоангиогенеза . [ 3 ] Проангиогенные и антиангиогенные факторы также могут создаваться путем протеолиза во время каскадов свертывания крови. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Эндогенные ингибиторы ангиогенеза присутствуют как в нормальных тканях, так и в раковых тканях. [ 9 ] В целом, снижение эндостатина регулирует многие сигнальные каскады, такие как передача сигналов эфрина, TNF-α и NFκB, а также каскады коагуляции и адгезии. [ 10 ] Другие антиангиогенные факторы, производные коллагена, включают аррестен, канстатин, тумстатин, антиангиогенный фрагмент α6-коллагена IV типа и рестин. [ 11 ]
Структура
[ редактировать ]Мономерный эндостатин человека представляет собой глобулярный белок, содержащий две дисульфидные связи: Cys162-302 и Cys264-294. [ 12 ] Он плотно складывается, имеет цинксвязывающий домен на N-конце белка и обладает высоким сродством к гепарину благодаря 11-основному фрагменту аргинина. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] Эндостатин также связывает все протеогликаны гепарансульфата с низким сродством. [ 16 ] [ 17 ] Олигомерный эндостатин (тример или димер) связывается преимущественно с ламинином базальной пластинки. [ 18 ]
Биологическая активность
[ редактировать ]Исследования in vitro показали, что эндостатин блокирует пролиферацию и организацию эндотелиальных клеток в новые кровеносные сосуды. [ 19 ] В исследованиях на животных эндостатин ингибировал ангиогенез и рост как первичных опухолей, так и вторичных метастазов. [ 3 ]
Механизм действия
[ редактировать ]Эндостатин подавляет ангиогенез многими путями, влияя как на жизнеспособность клеток, так и на их движение. Эндостатин подавляет гены контроля клеточного цикла и антиапоптоза в пролиферирующих эндотелиальных клетках, что приводит к гибели клеток. [ 20 ] Эндостатин блокирует экспрессию проангиогенных генов, контролируемую N-концевой киназой c-Jun (JNK), препятствуя активации TNFα JNK. [ 21 ] Он уменьшает рост новых клеток, ингибируя циклин D1. В результате клетки арестовываются во время фазы G1 и вступают в апоптоз. [ 22 ] [ 23 ] Изменение трансдукции сигнала FGF эндостатином ингибирует миграцию эндотелиальных клеток за счет разрушения адгезий между клетками и матриксом, межклеточных адгезий и реорганизации цитоскелета. [ 24 ] Связывая интегрин α5β1 с клетками эндотелия, он ингибирует сигнальные пути киназ Ras и Raf и снижает активность ERK-1 и p38. [ 25 ] Связывание эндостатина и кластеризация интегринов вызывают совместную локализацию с кавеолином-1 и активируют нерецепторные тирозинкиназы семейства Src, участвующие в регуляции пролиферации, дифференцировки и подвижности клеток. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] Другие взаимодействия с рецепторами включают рецептор VEGF-R2/KDR/Flk-1 на эндотелиальных клетках пупочной вены человека. [ 30 ]
Эндостатин может препятствовать активности определенных металлопротеиназ . [ 31 ] Несколько исследований были сосредоточены на последующих эффектах приема эндостатина. Эти исследования показали, что эндостатин может существенно влиять на 12% генов, используемых эндотелиальными клетками человека. Хотя передача сигналов эндостатина может влиять на это огромное количество генов, последующие эффекты оказываются на удивление ограниченными. Прием эндостатина, по-видимому, влияет только на ангиогенез, поступающий из патогенных источников, таких как опухоли. Эндостатин, по-видимому, не влияет на процессы, связанные с ангиогенезом, такие как заживление ран и репродукция. Такой результат возможен, поскольку патогенный ангиогенез обычно включает передачу сигналов через интегрины, на которые непосредственно влияет эндостатин. [ 1 ]
Рак
[ редактировать ]Хотя этот процесс действия эндостатина до конца не изучен, в нем участвуют металлопротеазы и эндопептидазы, которые переваривают компоненты внеклеточного матрикса . Таким образом из компонентов матрикса производятся несколько сходных эндогенных ангиогенных факторов. Например, деградация перлекана может привести к образованию эндорепеллина, который действует как антиангиогенный фактор. Считается, что в совокупности эти продукты балансируют регуляцию между проангиогенными и антиангиогенными факторами вне эпителиальных и эндотелиальных слоев. [ 32 ]
Среди ингибиторов ангиогенеза эндостатин имеет широкий спектр мишеней противоракового спектра, что увеличивает его значимость, поскольку синтетические ингибиторы обычно имеют единственную мишень и борются с токсичностью. [ 33 ] Эндостатин имеет несколько характеристик, которые могут быть полезны при терапии рака. Прежде всего, эндогенный эндостатин был описан как «наименее токсичный противораковый препарат для мышей». Более того, у людей не наблюдается ни резистентности, ни токсичности к эндостатину. [ нужна ссылка ] Кроме того, по оценкам, эндостатин влияет на 12% генома человека. Это раскрывает широкий спектр активности, направленной на предотвращение ангиогенеза. Это сильно отличается от мономолекулярной терапии и может изменить способ разработки методов лечения рака: лекарства могут быть разработаны для воздействия на широкий спектр генов, а не на один конкретный белок. Однако эндостатин влияет не на все опухоли. Например, рак, который может иметь чрезвычайную проангиогенную активность через VEGF, может преодолеть антиангиогенное действие эндостатина. [ 1 ]
Возможное лечение рака
[ редактировать ]Эндостатин в настоящее время изучается в рамках исследований рака . Предыдущие результаты показали, что эндостатин может быть полезен в сочетании с другими лекарствами, но сам по себе эндостатин не дал значительного улучшения прогрессирования опухоли/заболевания.
Фаза I
[ редактировать ]В фазе I клинического исследования эндостатина из 19 пациентов, проходивших лечение, 12 были исключены из исследования врачами из-за продолжающегося прогрессирования заболевания. [ 34 ] Двое пациентов продолжили лечение, а остальные выбыли самостоятельно. Исследование, призванное в первую очередь продемонстрировать безопасность, действительно показало, что препарат безопасен и хорошо переносится (в использованных дозировках).
Фаза II
[ редактировать ]В ходе клинического исследования фазы II эндостатина проходили лечение 42 пациента с эндокринными опухолями поджелудочной железы или карциноидными опухолями. [ 35 ] Из 40 пациентов, у которых можно было оценить радиологический ответ, ни у одного не наблюдался частичный ответ на терапию, как это определено критериям Всемирной организации здравоохранения .
Вывод исследования заключался в следующем: «Лечение эндостатином не привело к значительной регрессии опухоли у пациентов с распространенными нейроэндокринными опухолями».
Фаза III
[ редактировать ]Клиническое исследование III фазы было проведено на 493 пациентах с гистологически или цитологически подтвержденным НМРЛ стадий IIIB и IV с ожидаемой продолжительностью жизни >3 месяцев. Пациентов лечили препаратом Эндостар (резус-эндостатин, YH-16), рекомбинантным эндостатином, в сочетании с винорелбином и цисплатином (стандартная химиотерапевтическая схема ). Добавление Эндостара к стандартной химиотерапевтической схеме у этих пациентов с распространенным НМРЛ привело к значительному и клинически значимому улучшению частоты ответа, медианы времени до прогрессирования и уровня клинической пользы по сравнению с только химиотерапевтическим режимом. [ 36 ]
Клиническое значение
[ редактировать ]Эндостатин также может быть полезен в качестве терапевтического средства при воспалительных заболеваниях, таких как ревматоидный артрит , а также болезнь Крона , диабетическая ретинопатия , псориаз и эндометриоз , путем уменьшения инфильтрации воспалительных клеток посредством вторжения в ангиогенез. [ 37 ] Пациенты с синдромом Дауна , по-видимому, защищены от диабетической ретинопатии благодаря дополнительной копии хромосомы 21 и повышенной экспрессии эндостатина. [ 38 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Фолкман, Дж. (2006). «Антиангиогенез в терапии рака - эндостатин и его механизмы действия». Эксп. Сотовый Res . 312 (5, часть 2): 594–607. дои : 10.1016/j.yexcr.2005.11.015 . ПМИД 16376330 .
- ^ Кусто, С; Барон, Б; Феличе, А; Серия, E (5 июля 2022 г.). «Сравнительный профиль общего белка и шести ангиогенно-активных факторов роста в трех продуктах тромбоцитов» . GMS Междисциплинарная пластическая и реконструктивная хирургия DGPW . 11 (Doc06): Doc06. дои : 10.3205/iprs000167 . ПМЦ 9284722 . ПМИД 35909816 .
- ^ Jump up to: а б с О'Рейли, MS; Бём, Т.; Шинг, Ю.; Фукай, Н.; Васиос, Г.; Лейн, WW; Флинн, Э.; Биркхед-младший; Олсен, БР; Фолкман, Дж. (1997). «Эндостатин: эндогенный ингибитор ангиогенеза и роста опухолей» . Клетка . 88 (2): 277–85. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81848-6 . ПМИД 9008168 .
- ^ Стендкер, Л; Шрейдер, М.; Кансе, С.М.; Юргенс, М.; Форссманн, В.Г.; Присснер, К.Т. (1997). «Выделение и характеристика циркулирующей формы эндостатина человека». ФЭБС Летт . 420 (2–3): 129–33. Бибкод : 1997FEBSL.420..129S . дои : 10.1016/S0014-5793(97)01503-2 . ПМИД 9459295 . S2CID 9852143 .
- ^ Фельбор, У; и др. (2000). «Секретируемый катепсин L генерирует эндостатин из коллагена XVIII» . ЭМБО Дж. 19 (6): 1187–94. дои : 10.1093/emboj/19.6.1187 . ПМК 305660 . ПМИД 10716919 .
- ^ Браудер, Т.; Фолкман Дж.; Пири-Шеперд, С. (2000). «Система гемостаза как регулятор ангиогенеза» . Ж. Биол. Хим . 275 (3): 1521–4. дои : 10.1074/jbc.275.3.1521 . ПМИД 10636838 .
- ^ Ма, Л; Холленберг, доктор медицины; Уоллес, Дж.Л. (2001). «Высвобождение эндостатина тромбоцитами, индуцированное тромбином, блокируется антагонистом рецептора-4, активируемого протеиназой (PAR4)» . Бр. Дж. Фармакол . 134 (4): 701–4. дои : 10.1038/sj.bjp.0704312 . ПМК 1573005 . ПМИД 11606309 .
- ^ Рим, Тайвань; Парк, CS; Ким, Э.; Ким, СС (1998). «Фрагменты 1 и 2 человеческого протромбина ингибируют рост клеток BCE, индуцированный bFGF». Биохим. Биофиз. Рез. Коммун . 252 (2): 513–6. дои : 10.1006/bbrc.1998.9682 . ПМИД 9826562 .
- ^ Нюберг, П.; Се, Л.; Каллури, Р. (2005). «Эндогенные ингибиторы ангиогенеза» . Рак Рез . 65 (10): 3967–79. дои : 10.1158/0008-5472.CAN-04-2427 . ПМИД 15899784 .
- ^ Абдоллахи, А.; Ханфельдт, П.; Меркер, К.; Гроун, Х.; Дебус, Дж.; Ансорж, В.; Фолман, Дж.; Хлатки, Л.; Хубер, ЧП (2004). «Антиангиогенная сигнальная сеть эндостатина» . Мол. Клетка . 13 (5): 649–63. дои : 10.1016/S1097-2765(04)00102-9 . ПМИД 15023336 .
- ^ Асадиан, С.; Теодоро, JG (2008). «Регуляция антиангиогенных факторов коллагенового происхождения с помощью p53». Экспертное мнение. Биол. Там . 8 (7): 941–50. дои : 10.1517/14712598.8.7.941 . ПМИД 18549324 . S2CID 72058014 .
- ^ Джон, Х.; Форссманн, WG (2001). «Определение структуры дисульфидных связей эндогенного и рекомбинантного ингибитора ангиогенеза эндостатина методом масс-спектрометрии». Быстрая коммуникация. Масс-спектр . 15 (14): 1222–8. Бибкод : 2001RCMS...15.1222J . дои : 10.1002/rcm.367 . ПМИД 11445906 .
- ^ Хоэнестер, Э.; Сасаки, Т.; Олсен, БР; Тимпл, Р. (1998). «Кристаллическая структура ингибитора ангиогенеза эндостатина при разрешении 1,5 А» . ЭМБО Дж . 17 (6): 1656–64. дои : 10.1093/emboj/17.6.1656 . ПМЦ 1170513 . ПМИД 9501087 .
- ^ Дин, Ю.Х.; Джавахериан, К.; Ло, КМ; Чопра, Р.; Бём, Т.; Ланчиотти, Дж.; Харрис, бакалавр; Ли, Ю.; Шапиро, Р.; Хоэнестер, Э.; и др. (1998). «Цинк-зависимые димеры наблюдаются в кристаллах эндостатина человека» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 95 (18): 10443–8. Бибкод : 1998PNAS...9510443D . дои : 10.1073/pnas.95.18.10443 . ПМК 27913 . ПМИД 9724722 .
- ^ Дикселиус, Дж.; Кросс, М.; Мацумото, Т.; Сасаки, Т.; Тимпл, Р.; Классон-Уэлш, Л. (2002). «Эндостатин регулирует адгезию эндотелиальных клеток и организацию цитоскелета». Рак Рез . 62 (7): 1944–7. ПМИД 11929807 .
- ^ Каруманчи, ЮАР; Джа, В.; Рамчандран, Р.; Карихалоо, А.; Циокас, Л.; Чан, Б.; Дханабал, М.; Ханаи, Джи; Венкатараман, Г.; Шрайвер, З.; и др. (2001). «Глипиканы клеточной поверхности представляют собой рецепторы эндостатина с низким сродством» (PDF) . Мол. Клетка . 7 (4): 811–22. дои : 10.1016/S1097-2765(01)00225-8 . ПМИД 11336704 . S2CID 43358048 .
- ^ Сасаки, Т; Ларссон, Х.; Крюгер, Дж.; Салмивирта, М.; Классон-Уэлш, Л.; Линдал, У.; Хоэнестер, Э.; Тимпл, Р. (1999). «Структурная основа и потенциальная роль связывания гепарина / гепарансульфата с эндостатином, ингибитором ангиогенеза» . ЭМБО Дж . 18 (22): 6240–8. дои : 10.1093/emboj/18.22.6240 . ПМЦ 1171687 . ПМИД 10562536 .
- ^ Джавахериан, К.; Парк, Ю.Ю.; Пикл, ВФ; ЛаМонтань, КР; Сджин, РТТ; Гиллис, С.; Ло, К. (2002). «Ламинин модулирует морфогенные свойства эндостатинового домена коллагена XVIII» . Ж. Биол. Хим . 277 (47): 45211–8. дои : 10.1074/jbc.M206358200 . ПМИД 12237301 .
- ^ Фолкман Дж.; Каллури, Р. (2004). «Рак без болезни» . Природа . 427 (6977): 787. Бибкод : 2004Natur.427..787F . дои : 10.1038/427787a . ПМИД 14985739 .
- ^ Ситири, М.; Хирата (2001). «Ю» . ФАСЕБ Дж . 15 (6): 1044–53. дои : 10.1096/fj.99-1083com . ПМИД 11292666 .
- ^ Инь, Г; Лю, В.; Ан, П.; Ли, П.; Дин, И.; Планельес, В.; Шварц, Э.М.; Мин, В. (2002). «Перенос гена эндостатина ингибирует ангиогенез суставов и образование паннуса при воспалительном артрите» . Мол. Там . 5 (5, часть 1): 547–54. дои : 10.1006/mthe.2002.0590 . ПМИД 11991745 .
- ^ Дханабал, М.; Волк, Р.; Рамчандран, Р.; Саймонс, М.; Сухатме, вице-президент (1999). «Клонирование, экспрессия и активность эндостатина человека in vitro». Биохим. Биофиз. Рез. Общий . 258 (2): 345–52. дои : 10.1006/bbrc.1999.0595 . ПМИД 10329390 .
- ^ Ханаи, Дж.; Дханабал, М.; Каруманчи, ЮАР; Альбанезе, К.; Уотерман, М.; Чан, Б.; Рамчандран, Р.; Пестель, Р.; Сухатме, вице-президент (2002). «Эндостатин вызывает арест G1 эндотелиальных клеток посредством ингибирования циклина D1» . Ж. Биол. Химия 277 (19): 16464–9. дои : 10.1074/jbc.M112274200 . ПМИД 11815623 .
- ^ Дикселиус, Дж; Ларссон, Х.; Сасаки, Т.; Холмквист, К.; Лу, Л.; Энгстрем, А.; Тимпл, Р.; Уэлш, М.; Классон-Уэлш, Л. (2000). «Индуцированная эндостатином передача сигналов тирозинкиназы через адаптерный белок Shb регулирует апоптоз эндотелиальных клеток». Кровь . 95 (11): 3403–11. дои : 10.1182/blood.V95.11.3403 . ПМИД 10828022 .
- ^ Судхакар, А.; Сугимото, Х.; Ян, К.; Лайвли, Дж.; Зейсберг, М.; Каллури, Р. (2003). «Человеческий тумстатин и человеческий эндостатин проявляют различную антиангиогенную активность, опосредованную интегринами альфа v бета 3 и альфа 5 бета 1» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 100 (8): 4766–71. Бибкод : 2003PNAS..100.4766S . дои : 10.1073/pnas.0730882100 . ПМЦ 153630 . ПМИД 12682293 .
- ^ Татосян, А.Г.; Мизенина, О.А. (2000). «Киназы семейства Src: строение и функции». Биохимия . 65 (1): 49–58. ПМИД 10702640 .
- ^ Томас, С.М.; Брюгге, Дж.С. (1997). «Клеточные функции, регулируемые киназами семейства Src». Анну. Преподобный Cell Dev. Биол . 13 : 513–609. дои : 10.1146/annurev.cellbio.13.1.513 . ПМИД 9442882 .
- ^ Уэри, К.К.; Мариотти, А.; Сурзоло, К.; Джанкотти, ФГ (1998). «Необходимость кавеолина-1 и связанной с ним киназы Fyn для передачи сигналов интегрина и зависимого от закрепления роста клеток» . Клетка . 94 (5): 625–34. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81604-9 . ПМИД 9741627 .
- ^ Викстрем, ЮАР; Алитало, К.; Кески-Оя, Дж. (2002). «Эндостатин связывается с интегрином альфа5бета1 и кавеолином-1 и активирует Src через тирозилфосфатазно-зависимый путь в эндотелиальных клетках человека». Рак Рез . 62 (19): 5580–9. ПМИД 12359771 .
- ^ Ким, Ю.; Хван, С.; Ким, Ю.; Пюн, Б.; Ким, Т.; Ли, С.; Го, Ю.С.; Квон, Ю. (2002). «Эндостатин блокирует передачу сигналов, опосредованную фактором роста эндотелия сосудов, посредством прямого взаимодействия с KDR/Flk-1» . Ж. Биол. Хим . 277 (31): 27872–9. дои : 10.1074/jbc.M202771200 . ПМИД 12029087 .
- ^ Фелбор, У.; и др. (2000). «Секретируемый катепсин L генерирует эндостатин из коллагена XVIII» . ЭМБО Дж. 19 (6): 1187–94. дои : 10.1093/emboj/19.6.1187 . ПМК 305660 . ПМИД 10716919 .
- ^ Марнерос, АГ; Олсен, БР (2005). «Физиологическая роль коллагена XVIII и эндостатина» . Журнал ФАСЭБ . 19 (7): 716–28. doi : 10.1096/fj.04-2134rev . ПМИД 15857886 . S2CID 24259395 .
- ^ Карамузис, М.В.; Мосхос, SJ (2009). «Применение эндостатина в лечении солидных опухолей». Экспертное мнение. Биол. Там . 9 (5): 641–8. дои : 10.1517/14712590902882118 . ПМИД 19368526 . S2CID 73212482 .
- ^ «Больницы Бостона сообщают о первых результатах клинического исследования эндостатина» (пресс-релиз). ScienceDaily.com: Институт рака Дана-Фарбер. 13 ноября 2000 года . Проверено 12 июля 2006 г.
- ^ Кульке М.Х .; и др. (2006). «Исследование фазы II рекомбинантного человеческого эндостатина у пациентов с распространенными нейроэндокринными опухолями» . Дж. Клин. Онкол . 24 (22): 3555–3561. дои : 10.1200/JCO.2006.05.6762 . ПМИД 16877721 .
- ^ Результаты III фазы исследования резус-эндостатина (YH-16) у пациентов с распространенным немелкоклеточным раком легких (НМРЛ) (Ю. Сунь, Дж. Ван, Ю. Лю, X. Сонг, Ю. Чжан, К. Ли, Ю. Чжу, Ц. Чжоу, Л. Ю и К. Яо) [1]
- ^ Инь, Г.; Лю, В.; Ан, П.; Ли, П.; дин, И.; Планельес, В.; Шварц, Э.М.; Мин, В. (2002). «Перенос гена эндостатина ингибирует ангиогенез суставов и образование паннуса при воспалительном артрите» . Мол. Там . 5 (5, часть 1): 547–54. дои : 10.1006/mthe.2002.0590 . ПМИД 11991745 .
- ^ Рём С., Фолкман Дж. (март 2009 г.). «Роль эндогенных ингибиторов ангиогенеза при синдроме Дауна». Дж. Краниофак. Сург . 20 (Приложение 1): 595–6. дои : 10.1097/SCS.0b013e3181927f47 . ПМИД 19795527 . S2CID 21576950 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Эндостатин Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Программа PBS Nova исследует эндостатин в 2001 году.