Проблемы и перспективы молекулярной генетики. Том 1 - Свердлов Е.Д.
ISBN 5-02-002753-7
Скачать (прямая ссылка):
Уже давно в качестве диагностического маркера лейкемии человека использовали так называемую филадельфийскую хромосому, которая возникает в результате хромосомной транслокации t(9; 22)(q34; qll). При этом происходит соединение онкогена аЫ с 5 '-концевым экзоном гена Ъсг. В результате экспрессируется новый химерный белок bcr/abl с молекулярной массой 190 ООО. Чтобы установить наличие или отсутствие взаимосвязи между возникновением нового гена и острой лейкемией у человека, химерный ген человека bcr/abl вводили в зиготы мышей и получали трансгенных животных. У последних быстро развивалось заболевание, сходное с таковым человека, и они погибали вскоре после рождения. Таким образом, на модели трансгенных животных была впервые установлена причинная связь между возникновением филадельфийской хромосомы и острой лейкемией человека (см. обзор: Тарантул, Мудрик, 1991).
С помощью трансгеноза большие успехи были получены при изучении и моделировании лимфомогенеза. Моделирование различных типов злокачественных лимфом с использованием трансгенных мышей было начато еще в 1985 г., когда Адамс с соавт. осуществили первые эксперименты по получению животных с геном с-тус, находящимся под контролем различных
202
Таблица 2. Синергизм генов при возникновении лимфом, выявляемый с помощью скрещивания у двойных трансгенных животных
Трансген Синергичный г ен Тип лимфомы
с-тус v-abl пре-В -клеточная
с-тус pim-1 пре-В -клеточная
с-тус N-ras про- и пре-В-клеточная
с-тус bcl-2 В-клеточная
N-myc bcl-2 В- и Т-клеточные
toll casein kinase Ha Т-клеточная лейкемия/лимфома
pim-2 c-myc Т-клеточная/пре-В-клеточная
pim-I E2a-Phx-I Т-клеточная
с-тус hmi-1, pim-1 пре-В-клеточная
с-тус Notch-1 Т-клеточная
с-тус p53 В-клеточная
с-тус til-1 Т-клеточная
pim-1 c-myc, N-myc Т-клеточная
pim-1, L-myc gfi-1 /pal-1 Т-клеточная
с-тус, pim-1 bmi-1 В- и Т-клеточные
с-тус, pim-1 gfi-l/pal-1 T -клеточная
промоторов (Adams, Cory, 1991). У трансгенных мышей с геном с-тус и эн-хансерами генов иммуноглобулинов через несколько недель после рождения образовывались мультицентрические лимфосаркомы. Наблюдаемая картина соответствовала тем патологиям, которые наблюдаются у человека с транслоцированным геном с-тус. Трансгеноз может быть использован и для изучения участия в лимфомогенезе тех генов, которые были выявлены нами как высокоэкспрессирующиеся в лимфомах человека и обезьян (Tarantul et al., 2000, 2001). Лимфомогенез, как и другие формы онкогенеза, является многоэтапным процессом. Одним из убедительных подтверждений этому явились эксперименты на так называемых двойных трансгенных мышах, получаемых в результате скрещивания разных трансгенных животных. Эти эксперименты показали наличие синергизма между большим числом различных генов (табл. 2). В совокупности многочисленные и разнообразные результаты, полученные на модели трансгенных мышей (т.е. в системе in vivo), послужили веским подтверждением данных, которыми располагали исследователи относительно роли отдельных генов и их кооперации в таком сложном онкологическом процессе, как лимфомогенез у человека.
БОЛЕЗНЬ АЛЬЦГЕЙМЕРА
Другим примером моделирования патологий человека может служить болезнь Альцгеймера (БА), которая является наиболее распространенной причиной прогрессирующей деменции в пожилом возрасте. Была показана важная роль в этом мутаций в трех генах: АРР, пресенилинах 1 и 2 (PSEN 1 и 2). Первые попытки смоделировать БА у млекопитающих заключались в получении трансгенных мышей, экспрессирующих ген АРР, несущий мутации, приводящие к развитию заболевания у человека (Games et al., 1995).
203
Такие мыши развивались нормально, но с возрастом накапливали множественные отложения нерастворимого амилоида, а также в ряде случаев демонстрировали отклонения в поведении. Трансгенные мыши, несущие мутантный ген АРР, были недавно использованы для разработки нового подхода к терапии БА - Р-амилоидной иммунизации (Morgan et al., 2000; Janus et al.,
2000).
Важная роль пресенилинов в процессинге АРР была также продемонстрирована на моделях “knock-in”, когда эндогенный PSEN 1 мыши был заменен на человеческий, несущий мутацию (Nakano et al., 1999), и “knock-out”, с полной потерей гена PSEN 1 (De Strooper et al.,1998). В первом случае у животных в возрасте 16-20 недель наблюдали накопление Ар~42(43), зависимое от дозы гена, у нокаутированных же по PSEN 1 мышах почти полностью ингибировался процессинг АРР.
В нашей работе, в экспериментах по созданию трансгенных мышей, несущих мутантную форму PSEN 1 C410Y под контролем промотора CMV (универсального промотора, определяющего интенсивную экспрессию трансгена), мы отмечали высокий уровень эмбриональной гибели, по всей видимости связанный с токсичным действием гена в условиях гиперэкспрессии. Недавно было показано также, что гиперэкспрессия PSEN может вызывать апоптоз в моделях трансфецированных клеточных культур и трансгенных дрозофил (Weihl et al.,1999; Araki et al., 2000; Ye, Fortini, 1999).
Кроме того, недавно была получена трансгенная линия мышей, экспрессирующих антитела к фактору роста нервов (NGF), у которых вдвое был снижен уровень NGF в мозге. При анализе фенотипа животных обнаружились возрастные патологии, включающие накопление, как нерастворимого амилоида, так и гиперфосфорилированного тау, нейрональную гибель и нарушения поведения. На сегодняшний день это пока наиболее адекватная модель БА, демонстрирующая важную роль сигнального каскада NGF в процессе нейродегенерации (Capsoni et al., 2000).
