Неканоническая активность ретиноевой кислоты в отношении активации протеинкиназ в трансформированных клетках различного происхождения

Введение. Неканоническая активность ретиноевой кислоты (РК) обнаружена сравнительно недавно и заключается в быстрой активации внутриклеточных сигнальных путей с помощью механизмов, не связанных с транскрипционной активностью ядерных рецепторов РК. Отдельные данные свидетельствуют о том, что неканоническая активность может стимулировать процессы малигнизации и участвовать в формировании резистентности опухолевых клеток к терапевтическому воздействию РК. Однако о механизмах неканонической активности известно достаточно мало. Непонятно, насколько этот эффект универсален, происходит ли РК-зависимая активация различных сигнальных протеинкиназ в одних и тех же клетках, и насколько активация этих киназ взаимосвязана.

Материалы и методы: культивирование клеток немелкоклеточного рака легкого и нейробластомы в стандартных условиях и при инкубации с полностью транс-ретиноевой кислотой (all-trans retinoic acid, ATRA); иммуноблоттинг.

Результаты. В работе исследовали влияние ATRA на активацию протеинкиназ Akt и Erk1 / 2 в зависимости от времени инкубации. Анализ выявил РК-зависимую активацию обеих киназ во всех исследуемых линиях клеток немелкоклеточного рака легкого и нейробластомы. Активация как Akt, так и Erk1 / 2 возникала при 5 мин инкубации, что соответствует нетранскрипционной (неканонической) активности РК, однако дальнейшая кинетика активации двух киназ существенно различалась.

Заключение. Мы показали, что ATRA вызывает краткосрочную активацию протеинкиназ Erk1 / 2 и Akt в клетках немелкоклеточного рака легкого и нейробластомы. Различия в кинетике РК-зависимой стимуляции двух киназ свидетельствуют о том, что их активация реализуется с помощью независимых механизмов.

1. Bushue N., Wan YJ.Y. Retinoid pathway and cancer therapeutics. Adv Drug Deliv Rev 2.010;62(13):1285—98. DOI: 10.1016/j.addr.2010.07.003. PMID: 20654663.

2. Connolly R.M., Nguyen N.K., Sukumar S. Molecular pathways: current role and future directions of the retinoic acid pathway in cancer prevention and treatment. Clin Cancer Res 2013;19(7):1651—9. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-12-3175. PMID: 23322901.

3. Garattini E., Gianni M., Terao M. Retinoids as differentiating agents in oncology: a network of interactions with intracellular pathways as the basis for rational therapeutic combinations. Curr Pharm Des 2007;13(13):1375—400. PMID: 17506722. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17506722.

4. Soprano D.R., Qin P., Soprano K.J. Retinoic acid receptors and cancers. Annu Rev Nutr 2004;24:201-21. DOI: 10.1146/an-nurev.nutr.24.012003.132407. PMID: 15189119.

5. Freemantle S.J., Spinella M.J., Dmitro-vsky E. Retinoids in cancer therapy and chemoprevention: promise meets resistance. Oncogene 2003;22(47):7305—15. DOI: 10.1038/sj.onc.1206936. PMID: 14576840.

6. Persaud S.D., Lin Y.W., Wu C.Y. et al. Cellular retinoic acid binding protein I mediates rapid non-canonical activation of Erk1/2 by all-trans retinoic acid. Cell Signal 2013;25(1):19—25. DOI: 10.1016/j.cellsig.2012.09.002. PMID: 22982089.

7. Persaud S.D., Park S.W., Ishigami-Yuasa M. et al. All trans-retinoic acid analogs promote cancer cell apoptosis through nongenomic Crabp1 mediating Erk1/2 phosphorylation. Sci Rep 2016;6:22396. DOI: 10.1038/srep22396. PMID: 26935534.

8. Quintero Barceinas R.S., Garcia-Regala-do A., Arechaga-Ocampo E. et al. All-trans retinoic acid induces proliferation, survival, and migration in A549 lung cancer cells by activating the Erk signaling pathway through a transcription-independent mechanism. Biomed Res Int 2015;2015:404368. DOI: 10.1155/2015/404368. PMID: 26557664.

9. Alsayed Y., Uddin S., Mahmud N. et al. Activation of Rac1 and the p38 mitogenactivated protein kinase pathway in response to all-trans-retinoic acid. J Biol Chem 2001;276(6):4012—9. DOI: 10.1074/jbc.M007431200. PMID: 11060298.

10. Masia S., Alvarez S., de Lera A.R. et al. Rapid, nongenomic actions of retinoic acid on phosphatidylinositol-3-kinase signaling pathway mediated by the retinoic acid receptor. Mol Endocrinol 2007;21(10):2391 —402. DOI: 10.1210/me.2007-0062. PMID: 17595318.

11. Piskunov A., Rochette-Egly C. A retinoic acid receptor RARa pool present in membrane lipid rafts forms complexes with G protein aQ to activate p38MAPK. Oncogene 2012;31(28):3333—45. DOI: 10.1038/onc.2011.499. PMID: 22056876.

12. Garcia-Regalado A., Vargas M., Garcia-Carranca A. et al. Activation of Akt pathway by transcription-independent mechanisms of retinoic acid promotes survival and invasion in lung cancer cells. Mol Cancer 2013;12:44. DOI: 10.1186/1476-4598-12-44. PMID: 23693014.

13. Bruck N., Vitoux D., Ferry C. et al. A coordinated phosphorylation cascade initiated by p38MAPK/MSK1 directs RARalpha to target promoters. EMBO J 2009;28(1):34-47. DOI: 10.1038/emboj.2008.256. PMID: 19078967.