4.3. Определение функциональной важности генов, гиперметилированных при раковых заболеваниях

Стремительность, с которой стали обнаруживаться гиперметилированные гены при раке, представляет собой исследовательскую проблему, вызывающую опасения. Частое гиперметилирование промотора данного гена не гарантирует само по себе функционального значения для сайленсинга сопутствующего гена, что обычно бывает при потере функции, обусловленной генетической мутацией. Это имеет место особенно в том случае, когда гиперметилированный ген не является известным классическим супрессором опухоли и когда нет свидетельста тому, что этот ген также может часто мутировать при различных видах рака. Итак, обязательно, чтобы рассматриваемый ген изучался таким образом, чтобы важность потери функции определялась и с точки зрения процессов, контролируемых кодируемым белком, и с точки зрения последствий этого для развития опухоли. Есть несколько возрастающих по значению стадий таких исследований, очерченных в табл. 24.4; целью этих исследований является строгое документирование роли в образовании раковых заболеваний.

Первая, это, конечно, документирование гиперметилирования и его последствий для состояния экспрессии гена, включая способность гена подвергаться реэкспрессии при деметилировании промотора. Вторая — наличие гиперметилирования и сайленсинга данного гена должны быть хорошо установлены как в первичных пробах из опухолей, так и в культуре опухолевых клеток. Третья, как объясняется ниже, часто необходимо знать, в какой точке развития опухоли осуществляется сайленсинг гена (рис. 24.4). Четвертая — следует напрямую оценить, насколько канцерогенной является потеря функции гена. Можно начать с рутинного изучения культур клеток через оценку влияния восстановления гена на свойства клеток, такие как индукция апоптоза, эффект клонирования на мягком агаре, и влияние на канцерогенность клеток, растущих как ксенотрансплантат (гетеротрансплантат) в безтимусовых мышах. Пятая должна быть определена функция кодируемого белка либо через предварительные сведения относительно типа белка — через распознование его предполагаемых функций исходя из природы его структуры, или через изучение биологических свойств белка на моделях культур клеток. В конечном счете, однако, должен быть сделан шестой шаг, который может часто включать в себя трангенные нокаутные подходы, чтобы установить роль гена как гена-супрессора опухоли и чтобы понять, каковы функции кодируемых белков в развитии, обновлении клеток у взрослого организма и т.д. Изучение нокаутных мышей оказались чрезвычайно полезными для подтверждения функции HIC-1 как гена-супрессора опухоли, после того как он был идентифицирован посредством отбора тех участков генома раковых клеток, которые утратили гетерозиготность (W.Y. Chen et al., 2003, 2004). Эти сомнения и особенно шестой этап, показывают, насколько важно обнаружить гены, эпигенетически сайленсированные при раке, но создают широкий фронт работы, который следует рассмотреть исследователям в этой области.

^{Таблица 24.4. Этапы документирования важности гиперметилированного гена для опухолеобразования}

^{1. Обосновать метилирование промотора островка CpG и скоррелировать с транскрипционным сайленсингом гена и способностью отменять сайленсинг деметилирующими препаратами в культуре клеток}

^{2. Обосновать корреляцию гиперметилирования промотора со специфичностью к этому изменению в раковых клетках (культура клеток и первичные опухоли) против аналогов среди нормальных клеток и случаев изменения гиперметилирования в первичных опухолях}

^{3. Обосновать положение измененного метилирования для развития опухоли рака данного типа}

^{4. Обосновать потенциальное значение генного сайленсинга при опухолеобразовании при помощи изучения реинсерции генов в культуре клеток и влияния на клонирование на мягком агаре, при росте опухолевых клеток в голых мышиных эксплантах и т.п.}

^{5. Установить функцию белка, кодируемого сайленсным геном — либо через известные свойства либо путем тестирования активности узнаваемых белковых мотивов в культуре и т.п.}

^{6. Обосновать супрессорную активность и функцию гена при обновлении клетки и т.п., особенно для совершенно неизвестных генов, посредством изучения нокаутных мышей.}