ОБНБиофизика Biophysics

  • ISSN (Print) 0006-3029
  • ISSN (Online) 3034-5278

Самозащита клеток от повреждений: активизируется ли этот атавистический механизм при развитии разных форм рака?

Код статьи
S30345278S0006302925040165-1
DOI
10.7868/S3034527825040165
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 70 / Номер выпуска 4
Страницы
771-779
Аннотация
В обзоре анализируется гипотеза о сохраняющейся способности различных специализированных клеток млекопитающих защищать себя от летальных повреждений путем реактивации защитного атавистического механизма клеточной пластичности. Развитие такой защиты сопровождается переходом дифференцированных клеток от кислород зависимого к кислород независимому типу метаболизма. Этот переход повышает порог устойчивости клеток к гибели при рак-индуцирующих повреждающих воздействиях. Уровень дифференцировки клеток при этом снижается, а эмбриональные маркеры появляются. Такие незрелые клетки необходимы для регенерации поврежденных тканей. Однако программы регенерации у эмбриона и взрослого организма значительно отличаются. Как следствие, процесс клеточной редифференцировки вынужден развиваться не в эмбриональных условиях, а в условиях «незаживающей раны», что повышает риск инициации ракового процесса.
Ключевые слова
самозащита клеток дедифференцировка эффект Варбурга этиология рака
Дата публикации
11.12.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
30

Библиография

  1. 1. Schwartsburd H. M. Adaptive self-defence of mature cells against damage is based on the Warburg effect, dedifferentiation of cells, and resistance to cell death. Biophysics, 69 (4), 667–673 (2024).DOI: 10.1134/S0006350924700751
  2. 2. Yun M. H. Changes in regenerative capacity through lifespan. Int. J. Mol. Sci., 16 (10), 25392–25432 (2015).DOI: 10.3390/ijms161025392
  3. 3. Еремичев Р. Ю. и Макаревич П. И. Рецепция повреждения и активация роста соединительной ткани: ключевые регуляторные этапы регенерации у человека. Цитология, 66 (3), 207–222 (2024).DOI: 10.31857/S004137712403001.
  4. 4. Schwartsburd P. M. Un-healing wound in tissues adjacent to cancer as a result of competitive interactions between the embryonic and mature tissue repair programs. Med. Hypothesis, 73 (6), 1041–1044 (2009).DOI: 10.1016/j.mehy.2009.03.054
  5. 5. Jessen R., Mirsky R., and Arther-Farray P. The role of cell plasticity in tissue repair: adaptive cellular reprogramming. Dev. Cell, 34 (6), 613–620 (2015)DOI: 10.1016/j.devcel.2015.09.005
  6. 6. Rock A. Q. and Srivastava M. The gain and loss pf plasticity during development and evolution. Trends Cell Biol., S0962-8924(25)00030-3 (2025).DOI: 10.1016/j.tcb.2025.01.008 (E-pub ahead of print)
  7. 7. Yamanaka S. Shiny Yamanaka. Cell, 187 (13), 3229–3230 (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.05.040
  8. 8. Guo Y., Wu W., Yang X., and Fu X. Dedifferentiation and in vivo reprogramming of committed cells in wound repair (Review). Mol. Med. Reports, 26 (6), 369 (2020).DOI: 10.3892/mmr.2022.12886
  9. 9. Hageman J. H., Heinz M. C., Kretzschmar R., van der Vaart J., and Clevers H. Intestinal regeneration: Regulation by the microenvironment. Devel. Cell, 54, 435–446 (2020). DOI: 101016/j.devcel.2020.07.009
  10. 10. Rao S. and Ayres J. Resistance and tolerance defences in cancer: Lessons from infection diseases. Seminars Immun., 32, 54–61 (2017). DOI: 10.1016/j.smim.2017.08.004
  11. 11. Semenza G. L. Hypoxia-inducible factors 1: Regulator of mitochondrial metabolism and mediator of ischemic precondition. Biochem. Biophys. Acta, 1813 (7), 1263–1268 (2016). DOI: 10.1016/j/bbamar.2010.08.06
  12. 12. Kwon E. L. and Kim Y. J. What is the fetal programming? A lifetime health is under the control of in utero health. Obstet. Gynecol. Sci., 60, 506–520 (2017).DOI: 10.5468/oqs.2017.60.6.506
  13. 13. Zhang Z., Deng X., Liu Y., Liu Y., Sun L., and Chen F. PKM2, function, expression and regulation. Cell Biosci., 9, 52 (2019). DOI: 10.1186/s13578-019-0317-8
  14. 14. Schwartsburd P. М. and Aslanidi K. B. Hypoxic cancer cells protect themselves against damage: Search for a single-cell indicator of this protective response. Novel Appr. Cancer Study, 7 (4), 000668 (2023).DOI: 1031031/NACS.2023.07.000668
  15. 15. Warburg O., Wind F., and Negelein E. The metabolism of tumours in the body. J. Gen. Physiol., 8 (6), 519–530 (1927).
  16. 16. Jiang H., Jedoui M., and Ye J. The Warburg effect drives dedifferentiation through epigenetic reprogramming. Cancer Biol. Med., 20 (12), 891–897 (2023).DOI: 10.20892/j.issn.2095-3941.2023.0467
  17. 17. Riester M., Xu Q., Moreira A., Zheng J., Michor F., and Downey R. The Warburg effect: persistence of stem-cell metabolism in cancers as a failure of differentiation. Annals Oncol., 29 (1), 264–270 (2018).DOI: 10.1093/annonc/mdx645
  18. 18. Chen Z., Liu M., Li L., and Chen L. Involvement of the Warburg effect in non-tumour diseases processes. J. Cell Physiol., 233 (4), 2839–2849 (2018).DOI: 10.1002/jcp.25998
  19. 19. Saller B. S., Wohrle S., Fischer L., Dufossez C., Ingerl I. L., Kessler S., Mateo-Tortola M., Gorka O., Lange F., Cheng Y., Neuwirt E., Marada A., Koentges C., Urban C., Aktories P., Reuther P., and Giese S. Acute suppression of mitochondrial ATP production prevents apoptosis and provides an essential signal for NLRP3 inflammasome activation. Immunity, 58 (1), 90–107 (2025). DOI: 10.1016/j.immuni.2024.10.012
  20. 20. Go S., Kramer T. T., Verhoeven A. J., Oude Elferink R. P. J., and Chang J. C. The extracellular lactate-to-pyruvate ratio modulates the sensitivity to oxidative stress-induced apoptosis via the cytosolic NADH/NAD+ redox state. Apoptosis, 26 (1-2), 38–51 (2021). DOI: 10.1007/s10495-020-01648-8
  21. 21. Gwangwa A., Joubert A. M., and Visagise M. H. Crosstalk between Warburg effect, redox regulation and autophagia. Cell Mol. Biol. Lett., 23, 20 (2018).DOI: 10/1186/s11658-018-0088-y
  22. 22. Schwartsburd P. M. Lipid droplets: Could they be involved in cancer growth and cancer-microenvironment communication? Cancer Commun., 42 (2), 83–87 (2022). DOI: 10.1002/cac2.12257
  23. 23. Лаборд С . Р ак (Атомиздат, М., 1979).
  24. 24. Шапот В. С. Биохимические аспекты опухолевого роста (Медицина, М., 1975).
  25. 25. Proal A. D. and VanElzakker M. B. Pathogens hijack host cell metabolism: Intracellular infection as a driver of the Warburg effects in cancer and other chronic inflammatory conditions. Immunometabolism, 3 (1), e210003 (2021). DOI: 10.20900/immunometab20210003
  26. 26. Wang L. W., Shen H., Nobre L., Ersing I., Paulo J. A., Trudeau A., Wang Z., Smith N. A., Ma Y., Renstadler B., Nomburg J., Sommermann T., Cahir-McFarlaud E., Gygi S., Montha V. K., Weekes M. P., and Gewurz B. E. Epstein-Barr-Virus-induced one carbon metabolism drives B cell transformation. Cell Metabol., 30 (3), 539–555 (2019). DOI: 10.1016/j.cmet.2019.06.003
  27. 27. Pouyssegur J., Marchiq I., Parks S. K., Durivault J., Zdralevic M., and Vucetic M. ‘Warburg effect’ controls tumour growth, bacterial, viral infections and immunity – Genetic deconstruction and therapeutic perspectives. Seminars Cancer Biol., 86 (Pt 2), 334–346 (2022).DOI: 10.1016/semcancer.2022.07.004
  28. 28. Wizenty J. and Sigal M. Gastric stem cell biology and Helocobacter pylori infection. Curr. Top Microbiol Immunol., 444, 1–24 (2023).DOI: 10.1007/978-3-031-47331-9_1
  29. 29. Schwitalla S., Fingerle A. A., Cammareri P., Nebelsiek T., Goktuna S. I., Ziegler P. K., Canli O., Heijmans J., Huels D. J., Moreaux G., Rupec R. A., Gerhard M., Schmid R., Barker N., Clevers H., Lang R., Neumann J., Kirchner T., Taketo M. M., Brik G., Sansom O. J., Arkan M. C., and Greten F. R. Intestinal tumorigenesis initiated by de-differentiation and acquisition of stemcell-like properties. Cell, 152 (1–2), 25–38 (2013).DOI: 101016/j.cell.2012.12.012
  30. 30. Ragdale H. S., Clements M., Tang W., Deltcheva E., Andrea S., Lai A., Chang W. Y., Pandrea M., Andrew I., Game L., Uddin I., Ellis M., Enver T., Riccio A., Marguerat S., and Parrinello S. Injury primes mutation-bearing for dedifferentiation upon aging. Curr. Biol., 33 (6), 1082–1098 (2023). DOI: 10.1016/j.cub.2023.02.013
  31. 31. Макрушин А. В. и Худолей В. В. Опухоль как атавистическая адаптивная реакция на условия окружающей среды. Журн. общ. биологии, 52 (5), 717–720 (1991).
  32. 32. Byun Y., Youn Y.-S., Lee Y.-J., Choi Y.-H., Woo S.-Y., and Kang J. L. Interaction of apoptotic cells with macrophages upregulates COX-2/PGE2 and HGF expression via a positive feedback loop. Mediators Inflam., 2014, 463524 (2014). DOI: 10.1155/2014/463524
  33. 33. C lement N., Glorian M., Raymondjean M., Andréani M., and Limon I. PGE2 amplifies the effects of IL-1β on vascular smooth muscle cell de-differentiation: A consequence of the versatility of PGE2 receptors 3 due to the emerging expression of adenylyl cyclase 8. J. Cell Physiol., 208 (3), 495–505 (2006).DOI: 10.1002/jcp.20673
  34. 34. Cheng H., Huang H., Guo Z., and Li Z. Role of prostaglandin E2 in tissue repair and regeneration. Theranostics, 11 (18), 8836–8854 (2021). DOI: 10.7150/thno.63396
  35. 35. McCarty M. F. Minimizing the cancer-promoting activity of COX-2 as a central strategy in cancer prevention. Med. Hypotheses, 78 (1), 45–57 (2012).DOI: 10.1016/j.mehy.2011.09.039
  36. 36. Tang C., Sun H., Kadoki M., Han W., Ye X., MakushevaY., Deng J., Feng B., Qiu D., Tan Y., Wang X., Guo Z., Huang C., Peng S., Chen M., Adachi Y., Ohno N., Trombetta S., and Iwakura Y. Blocking dectin-1 prevents colorectal tumorigenesis by suppressing prostaglandin E2 production in myeloid-derived suppressor cells and enhancing IL-22 binding protein expression. Nature Commun., 14 (1), 1493 (2023).DOI: 10.1038/s41467-023-37229-x
  37. 37. Nguyen N. T. B., Gevers S., Kok R. N. U., Burgering L. M., Neikes H., Akkerman N., Betjes M. A., Ludikhuize M. C., Gulersonmez C., Stigter E. C. A., Vercoulen Y., Drost J., Clevers H., Vermeulen M., van Zon J. S., Tans S. J., Burgering B. M. T., and Colman M. J. R. Lactate controls cancer stemness and plasticity through epigenetic regulation. Cell Metabol., 37, 1–17 (2025). DOI: 10.1016/j.cmet.2025.01.002
  38. 38. Andreucci E., Peppicelli S., Ruzzolini J., Bianchini F., Biagioni A., Papucci L., Magnelli L., Mazzanti B., Stecca B., and Calorini L. The acidic tumour microenvironment drives a stem-like phenotype in melanoma. J. Mol. Med., 98 (10), 1431–1446 (2020).DOI: 101007/s00109-020-01959-y
  39. 39. Potter V. Phenotypic diversity in experimental hepatomas: the concept of partially blocked ontogeny. The 10th Walter Hubert lecture. Br. J. Cancer, 38, 1-23 (1978).
  40. 40. Dvorak H. F. Tumor: wound that do not heal. Similarities between tumor stroma generation and wound healing. New Engl. J Med., 315, 1650–1656 (1986).
  41. 41. Лебедев К. А. и Понякина И. Д. Иммуно-физиологические механизмы возникновения и поддержания опухолевого роста у человека. Физиология человека, 36 (4), 5–14 (2010).
  42. 42. Pensotti A., Bizzarri M., and Bertolaso M. The phenotypic reversion of cancer: Experimental evidences on cancer reversibility through epigenetic mechanisms (Review). Oncol. Reports, 51 (3), 48 (2024).DOI: 10.3892/or.2024.8707
  43. 43. Hamaguchi R., Isowa M., Narui R., Morikawa H., Okamoto T., and Wada H. How does cancer occur? How should it be treated? Treatment from the perspective of alkalization therapy based on science-based medicine. Biomedicines, 12 (10), 2197 (2024).DOI: 10.3390/biomedicines12102197
  44. 44. Liao M., Yao D., Wu L., Luo C., Wang Z., Zhang J., and Liu B. Targeting the Warburg effect: A revisited perspective from molecular mechanisms to traditional and innovative therapeutic strategies in cancer. Acta Pharmaceutica Sinica B, 14 (3), 953–1008 (2024).DOI: 10.1016/j.apsb.2023.12.003
  45. 45. Uray I. P., Dmitrovsky E., and Brown P. H. Retinoids and rexinoids in cancer prevention: from laboratory to clinic. Semin. Oncol., 43 (1), 49–64 (2016).DOI: 10.1053/j.seminoncol.2015.09.002
  46. 46. Xin F., Luan Y., Cai J., Wu S., Mai S., Gu J., Zhan H., Li K., Lin Y., Xiao X., Liang J., Li Y., Chen W., Tan Y., Sheng L., Lu B., Lu W., Gao M., Qiu P., Su X., Yin W., Hu J., Chen Z., Sai K., Wang J., Chen F., Chen Y., Zhu S., Liu D., Cheng S., Xie Z., Zhu W., and Yan G. The anti-Warburg effect elicited by the cAMP-Pc1α pathway drives differentiation of glioblastoma cells into astrocytes. Cell Rep., 18 (2), 468–481 (2017).DOI: 10.1016/j.celrep.2016.12.037
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека