Role of Golgi complex calcium pumps and the immune system in the pathogenesis of Gougerot-Hailey-Hailey's familial benign pemphigus

Full Text

Семейная доброкачественная хроническая пузырчатка Гужеро-Хейли-Хейли (болезнь Хейли-Хейли) - редкий хронический аутосомно-доминантный наследственный везикуло-буллезный дерматоз. Более полувека прошло с момента первого описания клинических случаев болезни Хейли-Хейли французским ученым H. Gougerot (1933) [1] и американскими учеными W. Howard и H.E. Hailey (1939) [2]. Ранее этот дерматоз относили к буллезной разновидности фолликулярного дискератоза Дарье или к одной из форм хронической вегетирующей пиодермии [3]. Накопленные клинические наблюдения и изучение болезни на молекулярном уровне позволили выделить семейную доброкачественную хроническую пузырчатку Гужеро-Хейли-Хейли в качестве самостоятельного заболевания. Основным механизмом развития болезни Хейли-Хейли является широко распространенная диссоциация кератиноцитов (акантолиз) су- прабазальных слоев эпидермиса [4]. Ультраструктурное исследование продемонстрировало в акантолитических клетках перинуклеарную агрегацию промежуточных фи- ламентов кератина, оторвавшихся от десмосом [4]. Показано, что такие морфологические изменения возникают в результате мутаций в локусе гена ATP2C1, кодирующего белок 1 секреторно-проводящего пути Ca2+/Mn2+ аденозин- трифосфатазы (human secretory pathway Ca2+/Mn2+ATPase - hSPCA1) аппарата Гольджи [5]. Этот белок необходим для активного транспорта (насоса) ионов кальция и марганца через мембраны аппарата Гольджи и контроля внутриклеточного гомеостаза этих катионов [6]. Описано значительное количество патологических вариантов, рассеянных по всему гену ATP2C1, большинство из которых нонсенс-мутации, мутации со сдвигом рамки считывания и мутации сайта сплайсинга [6], однако считают, что именно гаплонедостаточность hSPCA1 является наиболее вероятным механизмом, лежащим в основе патогенеза болезни Хейли-Хейли [6, 7]. При этом результаты исследований подтверждают высокую аллельную гетерогенность и отсутствие кластеризации мутаций гена ATP2C1 у больных болезнью Хейли-Хейли среди популяций народов разных стран мира, тем самым поддерживая теорию отсутствия локуса гетерогенности при болезни Хейли-Хейли [6]. I. Современное представление о секреторно-прово- дящих путях кальциевых АТФаз, генах и протеинах кальциевых помп аппарата Гольджи (SPCA1) в эукариотических клетках В настоящее время в клетках млекопитающих различают три класса кальциевых (Ca2+) транспортных аденозинтрифосфатаз (АТФаз): плазматической мембраны (plasma membrane Ca2+-transport ATPase, PMCA), сарко(эндо)плазматического ретикулума (sarco(endo) plasmic reticulum Ca2+-transport ATPase, SERCA) и аппарата Гольджи (Golgi-associated secretory pathway Ca2+- transport ATPase, SPCA) (рис. 1) [8]. По своему строению все кальциевые АТФазы представляют собой мономерные белки, различающиеся по молекулярной массе [8]. Главной функцией этих насосов является поддержание гомеостаза кальция в клетках. Концентрация ионов кальция в цитоплазме клеток составляет всего 50-100 нМ (5 • 10-8 - 1 • 10-7 М), тогда как в окружающей клетку среде она равна примерно 3 мМ (3 • 10-3 М) [8]. Насосы поддерживают эту разницу в концентрации путем переноса ионов кальция из клетки во внеклеточную жидкость или внутриклеточные депо кальция за счет энергии гидролиза АТФ (аденозинтрифосфат). Этот процесс в цитоплазме клеток создает возможность регуляции клеточных функций путем увеличения или уменьшения проницаемости клеточных мембран для Ca2+ [8]. Так, высвобождение кальция в цитоплазму является внутриклеточной Кальциевый насос плазматической мембраны Плазматическая мембрана Гладкий эндоплазматический ретикулум Микротрубочки Ядро Митохондрия Рис. 1. Схематическое изображение строения клетки и месторасположения в ней кальциевых помп: 1 - кальциевый насос плазматической мембраны (Plasma Membrane Calcium ATPase, PMCA); 2 - кальциевый насос сарко(эндо)плазматического рети- кулума (sarco(endo)plasmic reticulum Ca-ATPase, SERCA); 3 - кальциевый насос аппарата Гольджи (secretory pathway Ca-ATPase, SPCA). АТФ - адено- зинтрифосфат, АДФ - аденозиндифосфат, Pi - неорганический фосфат. Пузырьки Гольджи Микрофиламенты Аппарат Гольджи ©Кальциевый насо£ аппарата Гольджи Шероховатый эндоплазматический ретикулум сигнализацией для целого спектра физиологических процессов, контроль за которыми осуществляется путем изменения амплитуды, частоты и субклеточной локализации цитозольного сигнала Са2+ [8]. Внутриклеточные запасы кальция необходимы для процессов нормального синтеза, гликозилирования, сортинга и деструкции белков, а следовательно для участия в процессах нормальной адгезии, дифференцировки и пролиферации клетки [9, 10]. Эндоплазматический ретикулум ранее рассматривали как основное агонистчувствительное депо внутриклеточного Ca2+ [11, 12]. Однако эксперименты с использованием экворина (белок медузы Aequorea victoria, люминесцирующий в присутствии ионов кальция) показали, что комплекс Гольджи также способен функционировать как депо Ca2+ [13]. Мембраны аппарата Гольджи активно накапливают Ca2+, используя как тапсигаргинчувствительные SERCA, так и тапсигар- гиннечувствительные насосы, такие как SPCA [13, 14]. Первая молекулярная идентификация кальциевой помпы аппарата Гольджи произошла в 1989 г. при клонировании дрожжей Saccharomyces cerevisiae (рис. 2) [15]. Выявленные секреторные пути Са2+-помп первоначально получили название PMR1 (plasma membrane ATPase- related) для АТФ-связанной плазматической мембраны [15]. С тех пор гомологичные PMR1 были обнаружены в других грибах, червях, насекомых, млекопитающих и даже в бактериях [10]. Предполагают, что эти насосы представляют собой наиболее древний и широко распространенный класс кальциевых насосов [15]. У млекопитающих кальциевые насосы, подобные PMR1, получили название SPCA1 (secretory pathway Ca2+-transport Рис. 2. Трехмерное изображение аппарата Гольджи (a) [http://www.mjb.pl/golgi-complex] и схематическое изображение в нем кальциевой помпы SPCA1 (б). ATPase) [16]. У человека существует по крайней мере два SPCA-кодирующих гена: ATP2Cl и ATP2C2, кодирующие SPCA1 и SPCA2 соответственно [17]. Анализ аминокислотной последовательности идентифицировал, что SPCA1 (как и дрожжевой PMR1) состоит из высококонсервативных доменов, присущих классу кальциевых АТ- Фаз фосфорилированного типа (P-type ATPase) [10]. Все белки SPCA1 содержат 10 гидрофобных сегментов, которые, как и в SERCA, образуют трансмембранные домены. При этом последовательность аминокислот SPCA1 короче, чем SERCA [18]. Как класс PMCA, класс SPCA/ PMR1 обладает только одним из двух Ca2+-связывающих участков, представленных в SERCA, и может транспортировать едино-временно только один из двух высокоаффинных ионов Ca2+ [7]. Тем не менее насосы SPCA как секреторный аппарат транспортирует из цитозоля (внутриклеточная жидкость) в полость аппарата Гольджи не только ион Ca2+, но и ион Mn2+ за цикл [7]. Эта особенность является отличительной чертой SPCA от насосов SERCA и PMCA [9, 18]. SPCA1 транспортирует ионы Mn2+ с высоким сродством, причем человеческий белок SPCA1 является более селективным по отношению к транспорту Mn2+, чем дрожжевой [19]. Помпы SPCA1 в дрожжевых культурах являются основным путем для удаления избытка Mn2+ из цитоплазмы [10]. Известно, что Mn2+ является важным кофактором для ряда ферментов, таких как супероксиддисмутаза (антиоксидант) и цитозольная аминопептидаза P (участник метаболизма брадикинина) [20, 21]. Высокие концентрации Mn2+ токсичны [22] и обладают нейротоксическим эффектом, приводя к прогрессирующему поражению центральной нервной системы. Возникающие неврологические расстройства могут иметь сходство с паркинсонизмом за счет ингибирования гидроксилирования тирозина, который является конечной стадией синтеза дофамина [10]. Кроме того, на модели клеток феохромоцитомы крысы линии PC-12 продемонстрирована способность Mn2+ участвовать в клеточном апоптозе [10]. Ген ATP2C1, кодирующий SPCA1, локализуется на хромосоме человека 3q21 и состоит из 28 экзонов [23]. На С-терминальном конце пре-мРНК гена ATP2C1 человека активны по крайней мере 4 различных сплайс-варианта, ATP2C1a-d [10, 23]. Так, мутационный анализ у пациентов болезнью Хейли-Хейли показал, что именно изоформа SPCA1c имеет очень ограниченную функциональную активность за счет исключения экзона 27 в SPCA1c [10]. Это, вероятно, приводит к появлению аберрантного белка Са2+- насоса и дефекту трансмембранного 10-го сегмента [10]. Наиболее выраженно в эпидермальных кератиноцитах и в разной степени интенсивности (во многих тканях человека) экспрессируется мРНК ATP2C1 (SPCA1) [7]. Считают, что ген ATP2C1 выполняет жизненно важную функцию - «ведение домашнего хозяйства» (ген «домашнего хозяйства» - housekeeping) [10]. Локализуются белки SPCA1 преимущественно на мембранах трансповерхности аппарата Гольджи и, возможно, в его секреторных везикулах [10]. Кроме того, аппарат Гольджи содержит несколько разных люминальных кальцийсвязанных протеинов, таких как Cab45, CALNUC (nucleobindin), p54/ NEFA и calumenin [10]. Наряду с кальцийсвязанными протеинами эндотелиального ретикулума и секреторных везикул, субклеточные компартаменты аппарата Голь- джи могут выступать в качестве активных накопителей (хранилище) кальция [10]. Интересно, что кератиноциты человека для наполнения кальцием комплекса Гольджи в основном используют кальциевые насосы SPCA1 [10]. Продемонстрировано, что 67% поглощения Са2+ в кера- тиноцитах приходится на тапсигаргиннечувствительные SPCA, что наводит на мысль о присутствии в значительном количестве транскриптов ATP2C1 в этих клетках [10] . Существенный вклад насосов SPCA в поглощении и накоплении кальция в аппарате Гольджи в кератиноци- тах позволяет понять связь мутационного гена ATP2C1 с преимущественным поражением кожи у больных болезнью Хейли-Хейли [5]. В интактных и поврежденных участках кожи пациентов данной патологией не выявлено различий в экспрессии мРНК ATP2C1 [5]. Тем не менее участие гена ATP2C1 в клеточной архитектонике и структуре разных тканей и органов предполагает вероятность развития экстракутанных поражений у больных болезнью Хейли-Хейли, что требует углубленного изучения процесса [5]. Учитывая сложности в воспроизведении модели болезни Хейли-Хейли на животных, изучение механизмов ее развития осуществляется путем проведения экспериментальных работ на культуральных моделях с использованием SPCA1-истощенных кератиноцитов или первичной линии кератиноцитов, полученных от больных болезнью Хейли-Хейли [10]. Кроме того, всесторонний анализ истории клинического развития и результатов молекулярно-биологических исследований, проводимых на биоматериалах пациентов, позволяют понять глубину происходящих событий в организме человека. II. Гаплонедостаточность кальциевых насосов SPCA1 и болезнь Хейли-Хейли Ряд исследователей связывают снижение уровня кальциевого насоса SPCA1 с изменением в регуляции процесса апоптоза и увеличением реактивных форм кислорода у мышей и первичной линии кератиноцитов человека, полученных из кожи пациентов болезнью Хейли-Хейли [24]. Предполагают, что гаплонедостаточность SPCA1 происходит путем нонсенсопосредованного распада мРНК мутантного аллеля [7]. Однако эксперименты с точечными (генными) мутациями в последовательности комплементарной ДНК hSPCA1d и изучением экспрессии ряда мутантных белков (L341P, C344Y, C411R, T570I, G789R) в культуре клеток линии COS-1 (фибробласты зеленой африканской мартышки) продемонстрировали, что низкий уровень экспрессии изучаемых мутантных белков не является результатом снижения уровня мРНК [7]. Вероятно, неконсервативные мутации вызывают структурное расстройство hSPCA1-белка, приводящее либо к ненормальному фолдингу (сворачиванию) белка, либо к дестабилизации правильно сложенного белка, таким образом делая его чувствительным к эндоплазматическому рети- кулоопосредованному контролю качества. Подобное явление наблюдали ранее, когда делеция или специфическая замена нескольких аминокислотных остатков была произведена в N-терминальный конец SERCA1 [7]. При этом мутации не оказывали эффекта на транскрипцию, трансляцию или интеграцию протеина в мембране. Однако индуцированная деградация белка происходила быстрее, чем в диком (природном) типе гена. Выявление подобных мутантных белков, правильно локализованных в аппарате Гольджи в культуре COS-1 клеток, поддерживают гипотезу о том, что аминокислотные замены могут индуцировать аномально быстрыми темпами деградацию (распад) мутантных белков, часть из которых избегает эндоплазматический ретикулоопосре- дованный контроль качества. Выявленная чувствительность эпидермальных клеток к уровню hSPCA1 подтверждает теорию гапло-недостаточности как механизма доминантного наследования болезни Хейли-Хейли [7]. Как было выше указано, гомеостаз ионов кальция играет важную роль в нормальной жизнедеятельности керати- ноцитов [10]. Ранее предполагали, что в нормальной коже градиент Ca2+ в кератиноцитах верхних слоев эпидермиса в 4 раза выше, чем в базальном слое [10]. Высокая экстрацеллюлярная концентрация Ca2+ оказывает важное влияние на процессы дифференцировки, адгезии и подвижности кератиноцитов [10]. В последующем электронно-зондовый микроанализ (EPMA) эпидермиса продемонстрировал, что содержание кальция в кератино- цитах базального слоя выше, чем в верхних слоях нормального эпидермиса [25]. Это удивительный факт, противоположный общепринятому мнению о возрастании уровня кальция с клеточной дифференцировкой от пролиферативного активного базального слоя до рогового слоя [25] . Исследования ряда авторов показали, что при болезни Хейли-Хейли концентрация Ca2+ в клетках базального слоя эпидермиса в пораженных участках кожи значительно ниже по сравнению со здоровой кожей человека [10, 25]. В пораженных участках кожи во всех слоях эпидермиса отмечен и низкий уровень содержания натрия [25]. В интактных участках кожи больных болезнью Хейли- Хейли концентрация Ca2+ в клетках базального слоя и содержания натрия во всех слоях соответствует норме [25]. В пределах нормы и относительно постоянное содержание углерода [25]. Как известно, насос SPC1 также транспортирует ионы марганца в люмен аппарата Гольджи [9, 10]. Однако маловероятно, что болезнь Хейли-Хейли связана с нарушением транспорта Mn2+, так как мутации в кальциевом насосе SERCA2, у которого отсутствует функция транспорта Mn2+, вызывают аналогичные буллезные изменения при болезни Дарье [9]. Хотя имеется очевидное отличие между болезнями Хейли-Хейли и Дарье: мутации в SPCA1 вызывают акантолиз, мутации в SERCA2 - акан- толиз и апоптоз. Возможно, что эти тонкие различия в ке- ратиноцитах могут быть связаны с нарушением Mn2+гомеостаза или наличием разных функций кальциевых помп SPOA1- против SERСA2-контролируемых Са2+- депо [9]. Отсутствие на сегодняшний момент оценки уровня содержания Mn2+ в коже больных болезнью Хейли- Хейли, позволяет утверждать о главенствующей роли ионов Ca2+ в развитии этой болезни [9]. На моделях культуры кератиноцитов, полученных от пациентов болезнью Хейли-Хейли, продемонстрировано, что скорость заполнения аппарата Гольджи и максимальная концентрация в нем ионов Са2+ снижены за счет увеличения цитозольной концентрации кальция [26]. Снижен также кальциевый ответ при увеличении внеклеточного Ca2+ по сравнению с нормальными клетками [26]. При этом суммарная концентрация Ca2+ существенно снижена в поверхностных слоях эпидермиса, а не в базальном слое эпидермиса и дерме [26] . Редукция концентрации люминального (полостного) Ca2+ аппарата Гольджи приводит к формированию функционально дефектных основных молекул межклеточной адгезии, таких как десмосомальные гликопротеины [26]. Неспособность последних структурно поддерживать ин- тактные десмосомы приводит к разрыву межклеточных контактов кератиноцитов [26]. Данное наблюдение объясняет повышенную хрупкость непораженных (на вид «здоровых») участков кожи у больных болезнью Хейли-Хейли [26]. Известно, что регуляция комплекса кальциевых сигнальных путей в кератиноцитах происходит за счет пуринергических рецепторов АТФ, которые передают экстрацеллюлярные кальциевые сигналы и «волны» кальция в цитозоль [25]. При этом активация рецептора Р2Х (прямые кальциевые каналы) приводит к открытию кальциевых каналов; активация рецептора P2Y (G-белок- связанный АТФ-рецептор) вызывает образование инозитол-1,4,5-трифосфата (iP), мессенджера кальциевого сигнала. Продемонстрировано, что стимуляция рецепторов P2Y индуцирует пролиферацию и ингибирует миграцию кератиноцитов человека in vitro [25]. Экспрессия мРНК P2Y2 подавляется в дифференцированных керати- ноцитах [25]. Эти данные позволяют предположить, что пролиферирующие нормальные кератиноциты человека используют P2Y-рецепторы, а дифференцированные ке- ратиноциты - P2X-рецепторы для реагирования на АТФ- стимул [25]. Изучение локализации АТФ-рецепторов (P2Y1, P2Y2, P2X1 и Р2Х7) в поврежденных участках кожи больных болезнью Хейли-Хейли позволило выявить аномальное их распределение [25]. Самое главное - это отсутствие рецептора P2Y2 в плазматической мембране. Внутриклеточная локализация данного рецептора позволяет предположить потерю его функциональной способности в поврежденных кератиноцитах. Кроме того, Р2Х7-рецептор (рецептор гибели клетки путем апоптоза) продемонстрировал интенсивное окрашивание в плазматической мембране акантолитических клеток. Это наводит на мысль о том, что апоптотический сигнальный путь может осуществляться через Р2Х7- рецептор. Изменение градиента эпидермального кальция и нарушение экспрессии АТФ-рецептора приводит к нарушению процесса дифференциации. В совокупности все эти процессы повышают склонность к образованию пузырей и дефекту дифференцировки цитокератинов, в частности цитокератинов 14 и 10 [25]. Экспериментальная работа с применением культуральной модели болезни Хейли-Хейли (SPCA1-истощенные кератиноциты - первичная культура нормальных кератиноцитов человека, трансфицированная геном ATP2C1 siRNA (small interfering RNA, малая интерферирующая РНК) продемонстрировала увеличение плотно прилегающих соединений, формирующих белки клаудины 1 и 4 (основные компоненты плотных контактов в формировании параклеточного барьера) даже при низкой концентрации кальция [27]. Однако кальциевый насос SPCA1, способный регулировать уровни клаудинов 1 и 4, не оказывает влияния на уровни других десмосомальных белков (например, кадгерины, десмоплакины, десмоглеины, плако- глобин). Это свидетельствует о существовании разных механизмов регуляции белковых компонентов десмосо- мального аппарата [27]. Необычные результаты экспериментальной работы на культуральных моделях болезни Хейли-Хейли были продемонстрированы и другими авторами при изучении влияния гена ATP2C1 на конечную дифференцировку кератиноцитов [28]. Известно, что ин- волюкрин (белок кератиноцитов рогового слоя) экспрессируется в ответ на повышение внутриклеточной концентрации Ca2^ [28]. Однако, несмотря на аномально высокий цитозольный уровень Ca2^ при данной патологии, обнаружено выраженное снижение экспрессии эн- волюкрина как при низких, так и высоких внеклеточных концентрациях Ca2^ по сравнению с контролем нормальных кератиноцитов. Снижение экспрессии данного белка в «страдающих» кератиноцитах, по-видимому, вызвана снижением в нем уровня мРНК. Последний рассматривают как результат усиления разрушения белкового мРНК. Кроме того, выявленная повышенная AP-1 (активирующий протеин-1) промоторная активность Ca2^-чувствительного инволюкрина предполагает компенсаторно повышенный промоутер в условиях усиления деградации мРНК. Полученные данные позволяют по новому оценить нарушения дифференцировки кера- тиноцитов при болезни Хейли-Хейли во взаимосвязи с процессами Ca2^-сигнализации [28]. Если SPCA1- истощенные кератиноциты демонстрируют увеличение плотно прилегающих соединений, формирующих белки клаудины 1 и 4, то реактивные формы кислорода провоцируют микроРНК-опосредованное снижение регуляции трансмембранного рецепторного белка человека (Notch homolog 1, translocation-associated - Drosophila, Notch1), внутриклеточного белка-ингибитора циклинзависимой киназы 1A (p21 CWaf1/Cip1) и различную экспрессию изоформ p63-связывающего белка в кератиноцитах больных болезнью Хейли-Хейли [29]. Отмечено, что белки Notch1 и p63 являются частью регуляторной сигнальной сети, функция которой необходима для контроля пролиферации и дифференцировки кератиноцитов, клеточной адгезии [29]. Ряд исследователей предполагают, что экспрессия Notch1 и p63 может подавляться выраженным синтезом miR-125b (микроРНК, обладающие онкоген- ными свойствами), возрастание которого происходит под действием окислительного стрессзависимого механизма [30] . Это наводит на мысль, что окислительная стресс- опосредованная индукция miR-125b может играть определенную роль в патогенезе семейной пузырчатки, регулируя экспрессию факторов, играющих важную роль в пролиферации и дифференцировке кератиноцитов [30]. Кроме того, малоизвестно, что регуляторный фактор интерферона 6 (IRF6 - белок, функция которого связана с образованием соединительной ткани) также вовлечен в процесс пролиферации и дифференцировки кератиноци- тов [31]. Результаты экспериментальной работы ряда авторов продемонстрировали, что на фоне нормального уровня SERCA2 происходит редукция (снижение) p63 и повышение уровня IRF6 в эпидермальной ткани больных болезнью Хейли-Хейли и SRCA1-дефицитных (истощенных) кератиноцитах [31]. Это свидетельствует о том, что ранее продемонстрированный компенсаторный механизм кальциевых насосов при болезни Дарье (SPCA1 для дефицитного SERCA2) не существует при болезни Хейли-Хейли (SERCA2 для дефицитного SPCA1) [31]. Более того, нарушение экспрессии p63 и IRF6, по-видимому, связано с гаплонедостаточностью SPCA1. При этом снижение уровня p63 является результатом выраженной экспрессии IRF6. Это предполагает существование механизма с вовлечением белков SPCA1, p63 и IRF6, которые могут играть роль в патогенезе болезни Хейли-Хейли [31] . Анализ результатов многочисленных исследований позволяет предположить, что хронический окислительный стресс комплекса Гольджи и/или эндоплазматической сети, являющийся результатом гаплонедостаточности SPCA1, может приводить к активации окислительного стрессового ответа кератино- цитов с преобладанием проапоптотического пути (хотя и не обязательно аутоапоптоза), приводящего к развитию акантолитических заболеваний кожи у человека, с преобладанием pro-survival-пути (выживания, самосохранения), ведущего к развитию опухолей у мышей [24]. Тем не менее выявленные общие черты в развитии двух фенотипически разных состояний позволяют предположить о существовании риска развития рака у пациентов болезнью Хейли-Хейли, особенно в случаях длительно существующих очагов поражения с последующей их трансформацией в плоскоклеточный рак или меланому [24]. Это подтверждается и клиническими наблюдениями [3236]. Интересно, что к росту заболеваемости плоскоклеточным раком у возрастных мышей приводят гетерогенные мутации гена ATP2C1, который, как известно, является основным геном у мышей, участвующим в гибели нуль-мутантных Spca1- - 10,5-дневных эмбрионов [37]. Однако исследования, проводимые на мышиных моделях ATP2C1+-, продемонстрировали отсутствие каких-либо доказательств болезни Хейли-Хейли, которые могли быть связаны с поздним началом ее клинических проявлений [37]. Это дает основание подтвердить существование дополнительных генетических или иных (негенетических) факторов, способствующих клиническим проявлениям болезни Хейли-Хейли [38, 39]. III. Иммунная система при болезни Хейли-Хейли: взгляд в будущее Роль иммунной системы в патогенезе болезни Хейли- Хейли в настоящее время активно исследуется. Выявление иммунных комплексов в области формирования пузыря и в цитоплазме акантолитических клеток, а также слабоаффинных антител (IgG) к антигенам межклеточной субстанции эпидермиса в клинически интактных участках кожи больных болезнью Хейли-Хейли наводит на мысль об участии иммунной системы в развитии данного буллезного генодерматоза [40]. Природа выявленных иммунных комплексов пока неизвестна, однако любой вид иммунных комплексов, который локализуется в межклеточных пространствах многослойного плоского эпителия, может оказывать токсическое воздействие и приводить к разрушению межклеточных структур, в том числе десмосом, развитию акантолиза и образованию пузырей [40]. В местах локализации IgG можно наблюдать и фиксацию С3-компонента комплемента с одновременной фиксацией С3- и С4d-компонентов комплемента в зоне базальной мембраны [40]. Изолированное выявление комплемента без фиксации в той же локализации иммуноглобулина объясняется тем, что активация системы комплемента происходит не только при образовании иммунных комплексов, но и при ряде форм повреждения тканей и микробной инвазии. Отложения иммунных комплексов, содержащих иммуноглобулины и ранние компоненты комплемента, свидетельствуют о развитии иммунопатологического процесса и соответствуют состоянию пораженной кожи [41]. Кроме того, наличие в дерме пораженного участка кожи больных болезнью Хейли-Хейли воспалительного инфильтрата, представленного Т-лимфоцитами, и эффективность противовоспалительной или иммуносупрессивной терапии (глюкокортикостероиды, метотрексат, циклоспорин, дап- сон, такролимус) указывают на патогенетическую роль клеточного иммунитета [42, 43]. Так, на фоне приема циклоспорина выявлено снижение общего количества Т-лимфоцитов (CD3+) в эпидермисе и дерме [44]. При этом супрессия Т-хелперов (CD4+) сопровождалась ростом Т-супрессоров (CD8+), клеток Лангерганса и CD1+- клеток, экспрессирующих HLA-DR [44]. Высказывают предположение, что, несмотря на молекулярные дефекты межклеточной адгезии на протяжении всего эпидермального пласта кожного покрова у больных болезнью Хейли-Хейли, манифестация патологического процесса возникает только под действием внешних факторов (например, трение, ушиб, УФ-облучение или инфекция), которые провоцируют иммуномодулирующий цитоки- новый (интерлейкины - IL-2, IL-4, IL-8, фактор некроза опухолей, а и у-интерферон) и лимфоцитарно-воспалительный ответ [45]. Кроме того, проводимые экспериментальные исследования по изучению молекулярных основ развития болезни Хейли-Хейли подтверждают важную роль провоспалительных цитокинов IL-6 и IL-8 в регуляции экспрессии гена ATP2C1 в гомеостазе и/или воспалении кожи [45]. Если участие клеточного иммунитета в развитии болезни Хейли-Хейли очевидно, то роль гуморального ответа остается пока загадкой. В литературе имеются лишь единичные сообщения о выявлении в сыворотке больных болезнью Хейли-Хейли циркулирующих IgG-аутологичных антител к антигенам межклеточной субстанции волосяных фолликулов, цитоплазмы кератиноцитов, сарколеммы гладкой мускулатуры кожи, эпителия пищевода обезьяны и мочевого пузыря крысы [40, 46-49]. Недавно представлены сведения о наличии десмоглеин- и десмоколлинспецифических антител у женщин, страдающих болезнью Хейли-Хейли [50, 51]. При этом IgG-антитела были специфичны для десмо- глеинов 1, 3 и десмоколлинов 1, 2, которые, как известно, являются антигенами-мишенями при аутоиммунной пузырчатке [50, 51]. Интересно, что при динамическом наблюдении случая болезни Хейли-Хейли с наличием десмоглеинспецифических антител обнаружены IgG- аутологичные антитела к межклеточной субстанции многослойного эпителия в титре 1:400 только спустя месяцы при неоднократно ранее проводимых исследованиях с отрицательными результатами [50]. Данное наблюдение позволяет подтвердить мнение ряда авторов [40, 47, 51] о роли антител к антигенам межклеточной субстанции в развитии и течении болезни Хейли-Хейли. При этом пусковым механизмом, вероятно, вторичного аутоиммунного процесса, могут служить генетически деструктивные кератиноциты [45]. Известно, что кера- тиноциты обладают способностью индуцировать иммунную реакцию в ответ на эпидермальную агрессию со стороны внутренней и/или внешней среды [45, 52]. Иммунная реакция осуществляется за счет врожденного и адаптивного иммунитета посредством ряда цитокинов, таких как TLR7 и TLR9 (Toll-like receptor families) [52]. Считают, что нарушение иммунного ответа, ведущее к хронической активации TLR, может являться пусковым механизмом аутоиммунных процессов [52]. Предполагают, что подобный феномен может наблюдаться и при болезни Хейли-Хейли в ответ на потерю клеток к межклеточной адгезии [45]. Кератиноциты с заложенной деструктивной генетической программой при данной патологии могут служить началом вторичного аутоиммунного ответа vis-a-vis к некоторым белковым антигенным детерминантам межклеточного сцепления. Известно, что вторичный аутоиммунный ответ (выработка аутоантител) как феномен аутоиммунного процесса возникает, например, после клеточной деструкции, вызванной вирусом [45]. Таким образом, клинические наблюдения и результаты ряда экспериментальных работ свидетельствуют о возможном участии иммунной системы в развитии болезни Хейли-Хейли. Однако, какова истинная ее роль при данном генетически детерминированном состоянии, предстоит еще выяснить. Заключение Болезнь Хейли-Хейли - наследственный везикулобуллезный дерматоз, передающийся аутосомно-доми- нантным путем с различной генетической пенетрантно- стью. Достигнутые за последние годы успехи в изучении генетических причин и молекулярных механизмов заболевания продемонстрировали важную роль внутриклеточного кальция в регуляции межклеточных взаимодействий в эпидермисе. Предполагают, что увеличение концентрации цитозольного кальция и ее уменьшение в аппарате Гольджи приводит к снижению гликозилирова- ния и дефектному расположению молекул межклеточной адгезии (десмосомальные протеины) эпидермиса [10]. Результатом последнего является повреждение десмосо- мального аппарата, приводящего к развитию основного гистопатологического признака болезни Хейли-Хейли акантолизу. Новая генетическая концепция, выдвинутая на основании выявленных молекулярных конформаций, позволяет объяснить разнообразие клинических проявлений болезни Хейли-Хейли, причина которой лежит в гетерогенных мутациях гена ATP2C1 (кальцийзависимая аденозинтрифосфатаза), кодирующего аденозинтрифос- фат-питающие кальциевые насосы [5]. Так, возникшие на ранней стадии нормального эмбриогенеза пост- зиготные мутации de novo, благодаря соматической рекомбинации, приводят к локализованной популяции гетерозиготных клеток, что способствует локализованным (сегментарным) проявлениям болезни [53, 54]. При этом вне поражений кожа клинически и генетически является здоровой. В этих случаях заболевание имеет склонность к раннему проявлению и доброкачественному течению, а также протекать при отсутствии семейного анамнеза, без передачи последующим поколениям [53]. Постзи- готные мутации, возникшие на ранних стадиях развития у гетерозиготных зародышей (эмбрионов), приводят в сегментарной области к потере гетерозиготности с формированием гомозиготного или гемизиготного состояния на фоне уже основных мутаций [53, 55-57]. В этих случаях заболевание имеет более тяжелое течение с выраженными клиническими проявлениями с последующей (в более поздние сроки) генерализацией патологического процесса по всему кожному покрову. Считают, что развитие болезни Хейли-Хейли у гетерозиготных лиц ограничивается поражением только кожи [53, 54]. Тогда как потеря гетерозиготности обеих «функциональных» аллелей гена ATP2C1 у гомозиготных лиц может приводить к угрожающему для жизни состоянию с вовлечением всего кожного покрова, внутренних органов и систем вплоть до летального исхода [55, 53]. Тем не менее точная причина мутации гена ATP2C1 , который отвечает за метаболические расстройства как на клеточном, так и субклеточном уровнях, остается неясной. Отсутствие корреляции клинической картины с типом мутаций, а также в большинстве случаев семейной предрасположенности, позволяет предположить существование дополнительных патогенетических (механических, физических, токсических, аллергических, бактериальных) факторов, способствующих манифестации болезни. Некоторые из этих факторов, включая иммунный ответ, могут также являться причиной мутаций гена. Отмечено, что гормональный статус и эпигенетические факторы (например, лекарственные препараты, аллергены) оказывают существенное влияние на клинические проявления болезни Хейли-Хейли [58-60]. Безусловно, патогенетический механизм формирования и развития акантолиза сложен и требует внесения определенной ясности: не исключено, извращение структуры молекул адгезии может быть связано или с антителами, направленными против молекул адгезии, или происходить в результате мутаций в гене ATP2C1 ; возможно, существование одновременно того и другого механизмов. Принимая во внимание возможность участия самых различных механизмов возникновения болезни Хейли-Хейли, эта проблема нуждается в развитии и дальнейшем исследовании. Приобретенные знания в результате глубокого изучения молекулярно-биологических механизмов генетически детерминированного состояния подводят исследователей к разработке более совершенных методов диагностики болезни Хейли-Хейли и созданию новых лекарственных препаратов или схем ее лечения, способствующих положительному клиническому эффекту.

About the authors

Natalia V. Makhneva

M.F. Vladimirsky Moscow Regional Research and Clinical Institute

Email: makhneva@mail.ru
MD, PhD, DSc, prof. 129110, Moscow, Russia

E. S Chernysh

M.F. Vladimirsky Moscow Regional Research and Clinical Institute

129110, Moscow, Russia

L. V Beletskaya

M.F. Vladimirsky Moscow Regional Research and Clinical Institute

129110, Moscow, Russia

References

Supplementary files