腫瘤轉(zhuǎn)移的分子生物學

1、腫瘤轉(zhuǎn)移分子生物學第1頁 當前，腫瘤治療最棘手問題，莫過于腫瘤細胞對傳統(tǒng)治療藥品抗性和腫瘤轉(zhuǎn)移。所以，深入研究腫瘤轉(zhuǎn)移分子機制，有利于我們尋找預防辦法以及早期診療和有效治療新靶點。腫瘤轉(zhuǎn)移過程受很多原因影響，近年來腫瘤分子生物學方面研究提醒，許多基因直接/間接參加/影響腫瘤轉(zhuǎn)移。我們首先按照腫瘤轉(zhuǎn)移過程，作一個大致介紹。 第2頁腫瘤細胞發(fā)生轉(zhuǎn)移，必須要克服多個障礙。腫瘤細胞都必須要逃脫宿主免疫監(jiān)控。在轉(zhuǎn)移起始階段，腫瘤細胞從原發(fā)部位擴散并遷移，這一過程包括到：（1）細胞間作用調(diào)整（2）細胞基質(zhì)粘附調(diào)整（3）腫瘤細胞遷移及侵入周圍組織。 第3頁腫瘤細胞假如要經(jīng)過全身循環(huán)系統(tǒng)就必須先經(jīng)過血管內(nèi)皮進

2、入瘤內(nèi)血管或者進入淋巴管，這個過程稱作“內(nèi)滲”（intravasation）；然后，再從全身循環(huán)中逃逸出來，這個過程稱作“外滲”（extravasation），并最終抵達繼發(fā)部位。在“外滲”過程中，腫瘤細胞處于與原發(fā)灶差異很大微環(huán)境中。所以，若要在繼發(fā)組織中生存并增生，腫瘤細胞必須含有相當強適應能力。 第4頁Chamber 試驗室研究表明，從單個細胞轉(zhuǎn)移到微小轉(zhuǎn)移（micrometastases）直至產(chǎn)生最終肉眼可見轉(zhuǎn)移這個過程中，主要限速步驟在“外滲”過程之后。所以，單個細胞轉(zhuǎn)移或微轉(zhuǎn)移在發(fā)展成為肉眼轉(zhuǎn)移之前，可數(shù)月甚至多年處于休眠狀態(tài)。轉(zhuǎn)移最終形成受很多原因/基因調(diào)控。第5頁1 癌基因、抑

3、癌基因與腫瘤轉(zhuǎn)移 許多癌基因被證實與腫瘤轉(zhuǎn)移過程相關(guān)。比如，在一些人類腫瘤中，經(jīng)常能夠觀察到小GTP結(jié)合蛋白中Ras家族存在有突變，在各種細胞類型出現(xiàn)這種突變時會發(fā)生轉(zhuǎn)移。除Ras以外，其它一些癌基因諸如絲氨酸/蘇氨酸激酶Mos和Rof，以及酪氨酸激酶Src，F(xiàn)ms和Fes異位表示也能夠在受體細胞中誘導出含有轉(zhuǎn)移特征表型。 第6頁另外，在人類腫瘤中，Met和（或）肝細胞生長因子/擴散因子（HGF/SF）異常表示經(jīng)常與腫瘤轉(zhuǎn)移及較差預后相關(guān)。最近，從人類腎乳頭狀癌中分離出活化了Met基因突變使小鼠細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化，并在小鼠模型系統(tǒng)體外試驗中介導了小鼠細胞癌變及轉(zhuǎn)移。當把這種突變基因轉(zhuǎn)入小鼠后，小鼠發(fā)

4、生了乳腺腫瘤。在HGF/SFMet轉(zhuǎn)導路徑被發(fā)覺并證實在轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵作用后，研究者正在尋找可用于治療腫瘤HGF/SFMet轉(zhuǎn)導路徑抑制劑。第7頁許多基因經(jīng)過抑制轉(zhuǎn)移級聯(lián)中不一樣作用點來抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。比如，組織特異性基質(zhì)蛋白酶抑制物（Tissue specific inhibitor of metalloproteinases, TIMP）及纖維蛋白溶酶活化抑制劑（plasmin activator inhibitor, PAI）都顯示含有抑制轉(zhuǎn)移能力。 第8頁一些較傳統(tǒng)腫瘤抑制物被證實參加腫瘤轉(zhuǎn)移后期階段。（1）Nm23被發(fā)覺在轉(zhuǎn)移黑色素瘤細胞中下調(diào)表示，以后這一現(xiàn)象又在很多其它人類腫瘤轉(zhuǎn)移過

5、程中被發(fā)覺。（2）PTEN酪氨酸磷酸酶突變能夠在諸如腦、乳腺、前列腺等部位癌瘤中發(fā)覺，而該酶功效缺失在轉(zhuǎn)移表型產(chǎn)生過程中起一定作用。 第9頁（3）Nf2基因是一個編碼Nf2細胞膜/細胞骨架連接蛋白抑癌基因。 Nf2基因丟失被證實與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)。比如，Nf2基因缺失小鼠易患各種含有轉(zhuǎn)移特征惡性癌腫。（4）p53功效丟失促進腫瘤進展，不但是因為它在血管生成中作用，而且還與其在保持遺傳穩(wěn)定性中主要作用相關(guān)。所以，p53丟失造成了遺傳上改變積累，而這些改變能夠促進腫瘤轉(zhuǎn)移。 第10頁（5）腫瘤轉(zhuǎn)移分子C4.4A是一類與尿激酶型纖維酶原激活物受體（urokinasetypeplasminogenacti

6、vatorreceptor,uPAR）有一些共同特征分子。采取RTPCR及Northernblot 方法檢測，人類胎盤組織、皮膚、食管及外周血中白細胞都有C4.4A表示。即使腦、肺、肝、腎、胃、結(jié)腸及淋巴器官起源腫瘤經(jīng)常能夠找到C4.4A mRNA存在，但在以上組織器官中卻不能觀察到C4.4A表示。 有研究表明，惡性黑色素瘤中C4.4A mRNA表示與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)。即使在痣中找不到C4.4A存在或者在原發(fā)黑色素瘤中僅有一小部分瘤細胞表示C4.4A，但在全部轉(zhuǎn)移灶中，C4.4A都為陽性。鑒于人類與大鼠C4.4A高度同源性，及大鼠 C4.4A 表示與腫瘤轉(zhuǎn)移親密關(guān)系，人類 C4.4A 極有可能成為

7、一些腫瘤預后指標及潛在治療靶點。第11頁2 腫瘤細胞播散與相關(guān)因子 粘附分子中鈣黏著蛋白及相關(guān)蛋白如聯(lián)蛋白、聯(lián)蛋白及plakoglobin組成了在轉(zhuǎn)移過程中介導細胞間粘附粘附聯(lián)接。 E鈣黏著蛋白介導粘附作用丟失與膀胱、胰腺及胃部癌腫浸潤/轉(zhuǎn)移有親密關(guān)系。許多參加轉(zhuǎn)移擴散生長因子部分經(jīng)過受體酪氨酸蛋白激酶轉(zhuǎn)導路徑和鈣黏著蛋白/聯(lián)蛋白復合物之間結(jié)合及其隨即發(fā)生連接蛋白酪氨酸磷酸化來調(diào)控 E鈣黏著蛋白/聯(lián)蛋白介導粘附過程。比如，HGF/SF介導內(nèi)皮細胞“擴散”（scattering）就與聯(lián)蛋白酪氨酸磷酸化及鈣黏著蛋白/聯(lián)蛋白內(nèi)部作用相關(guān)。 細胞內(nèi)粘附分子（Intracellular adhesion

8、 molecules, ICAM）中免疫球蛋白家族如ICAM1和ICAM2也是細胞間粘附主要介質(zhì)。這些蛋白表示喪失或因突變而失活將有利于腫瘤播散。高水平ICAM經(jīng)常是乳腺癌預后良好標志物。第12頁3 腫瘤細胞運動和侵襲（一）在腫瘤播散過程中，腫瘤細胞運動和侵潤是必須。各種生長因子對腫瘤細胞遷移含有趨化和（或）化學激動（chemokinetic）作用。這些因子能夠由腫瘤細胞、周圍間質(zhì)細胞和（或）浸潤性白細胞產(chǎn)生，并被這些細胞以自分泌或旁分泌形式排出進而刺激細胞遷移。 比如，（1）自分泌運動因子（autocrine motility factor, AMF）是由一些腫瘤細胞分泌并結(jié)合到同一細胞上A

9、MF受體（gp78），經(jīng)過自分泌方式刺激細胞運動。AMF和（或）gp78 過分表示已被證實與肺、胃、食管及結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移相關(guān)。 第13頁（2）HGF/SF能有力促進含有Met受體表示癌細胞遷移和侵潤。它主要是由間質(zhì)起源細胞合成并以旁分泌形式排出。所以，在很多癌腫，尤其是那些含有侵潤/轉(zhuǎn)移特征腫瘤中，經(jīng)常能夠觀察到HGF/SF和（或）Met水平升高現(xiàn)象。比如，高水平HGF/SF和Met能夠在多形性膠質(zhì)母細胞瘤中，尤其是在侵潤邊界區(qū)域里被發(fā)覺。而低水平HGF/SF和Met通常是在較低惡性度腫瘤，如低惡性度星形細胞瘤中被觀察到。 第14頁（二）在細胞外基質(zhì)（Extracellularmatrix, EC

10、M）蛋白水解過程中，尿激酶型纖維酶原激活物（Urokinasetype plasminogen activator,uPA）/纖維蛋白溶酶網(wǎng)絡及基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrixmetalloproteinase ， MMP）活化在腫瘤細胞侵潤過程中是關(guān)鍵。 第15頁 所以，在患有諸如乳腺、肺、腎臟、結(jié)腸、胃部及軟組織等部位惡性腫瘤病人體內(nèi)， uPA、uPAR和（或）纖維蛋白溶酶活化抑制劑PA1 活性增高或過分表示與腫瘤進展與較差預后相關(guān)。在腦腫瘤中，高水平表示uPA和（或）uPAR能夠在高惡性度腫瘤中，尤其是在腫瘤浸潤邊緣區(qū)域被觀察到，而經(jīng)過利用抑制uPAR合成反義基因治療，能夠抑制裸鼠體內(nèi)膠質(zhì)母

11、細胞瘤形成。 uPAR還能夠與ECM中玻基結(jié)合素相結(jié)合，從而參加ECM所介導粘附過程、細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導、細胞運動及浸潤。uPAR這些作用與它在ECM蛋白水解中所起作用是相互獨立。第16頁基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）家族中各種組員及其抑制劑（TIMP）異常表示可在各種癌腫觀察到，而且常與癌腫浸潤及轉(zhuǎn)移相關(guān)。比如， MMP-2 與 MMP-9 都參加膠質(zhì)細胞瘤進展及其浸潤。許多能夠誘導腫瘤轉(zhuǎn)移生長因子已被證實能夠調(diào)控 uPA-纖維蛋白溶酶網(wǎng)絡和（或）MMP 活性 / 表示。比如， HGF/SF 能夠在各種腫瘤細胞系中誘導 uPA 和 uPAR 表示。在人

12、類神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤受 HGF/SF 刺激后， MT-MMP-1 及 MMP-2 表示 / 活化都上升。 第17頁（三）腫瘤細胞若要發(fā)生遷移及浸潤就必須與細胞外基質(zhì)粘附。細胞粘附分子中整聯(lián)蛋白家族在轉(zhuǎn)移過程中能夠介導ECM及基底膜粘附。各種不一樣整聯(lián)蛋白亞單位都參加腫瘤轉(zhuǎn)移過程。因為各種組織環(huán)境中ECM差異，不一樣腫瘤細胞在浸潤及遷移過程中能夠合成份泌各種不一樣整聯(lián)蛋白。以人類黑色素瘤為例，一些整聯(lián)蛋白如21，31及61表示調(diào)高與腫瘤進展程度及轉(zhuǎn)移能力相關(guān)。 第18頁（四）一旦與 ECM 發(fā)生粘附后，腫瘤細胞運動、浸潤及生存都由整聯(lián)蛋白所介導細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導來調(diào)控。整聯(lián)蛋白介導 FAK 活化引發(fā)各種

13、信號轉(zhuǎn)導分子如 Src, PI3激酶及MAPK1/2激活。它們都是細胞運動及浸潤主要介導者。有趣是，由腫瘤抑制劑PTEN編碼一個胞質(zhì)酪氨酸磷酸酶能夠使PI3激酶產(chǎn)生肌醇脂（inositol lipids）及其它灶性接觸成份（focal contacts）如FAK及Shc等脫磷酸。所以，PTEN過分表示能夠抑制整聯(lián)蛋白介導信號轉(zhuǎn)導。相反，PTEN功效喪失將造成整聯(lián)蛋白調(diào)控癌變及轉(zhuǎn)移產(chǎn)生。 第19頁 許多非整聯(lián)蛋白糖蛋白在腫瘤細胞浸潤及轉(zhuǎn)移中也參加細胞ECM粘附以及其后信號轉(zhuǎn)導路徑活化過程。由同一基因經(jīng)不一樣剪接方式所產(chǎn)生跨膜糖蛋白CD44各種同工型蛋白是ECM成份之一透明質(zhì)酸酶受體，并被證實參加

14、了腫瘤轉(zhuǎn)移。尤其是CD44v3同工型，它胞外部分含有肝素硫酸鹽（heparin sulfate），能夠與肝素硫酸鹽生長因子（heparin sulfate binding growth factor）結(jié)合，并被證實與腫瘤進展及轉(zhuǎn)移有親密關(guān)系。CD44v3還能夠與HGF/SF結(jié)合而且促進由HGF/SF所介導Met受體活化過程。 第20頁4 腫瘤細胞在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)存活腫瘤細胞進入血液循環(huán)后所面正確兩大主要障礙是本身凋亡及宿主免疫監(jiān)控。（1）假如上皮細胞因為整聯(lián)蛋白所介導信號轉(zhuǎn)導丟失而沒有與ECM發(fā)生粘附作用，上皮細胞通常發(fā)生凋亡。這是因為，由整聯(lián)蛋白介導FAK，PI3激酶及AKT（蛋白激酶B，pro

15、tein kinaseB）活化能夠抑制細胞凋亡。腫瘤細胞在與ECM粘附過程中不停發(fā)生本身修飾，并經(jīng)過改變整聯(lián)蛋白、整聯(lián)蛋白相關(guān)信號轉(zhuǎn)導分子和（或）凋亡調(diào)控劑而防止凋亡發(fā)生。 第21頁（2）循環(huán)中腫瘤細胞對宿主免疫細胞尤其易感。但在一些情況下，腫瘤細胞似乎能夠擊退一些參加腫瘤免疫監(jiān)控細胞。比如，一些結(jié)腸癌細胞能夠經(jīng)過表示Fas配體從而誘導含有 Fas受體T細胞發(fā)生凋亡。另外，腫瘤細胞能夠經(jīng)過掩蓋其表面抗原來逃避循環(huán)中淋巴細胞識別。尤其是腫瘤細胞表面糖類，他們經(jīng)常發(fā)生改變，這使得腫瘤細胞能夠逃脫宿主免疫反應。淋巴細胞與腫瘤細胞粘附在免疫識別過程中起著十分主要作用。所以，包含ICAM1等在內(nèi)嗜異染細

16、胞粘附分子極有可能是腫瘤淋巴細胞粘附過程主要介體。第22頁5 腫瘤細胞與內(nèi)皮細胞粘附當?shù)诌_繼發(fā)組織毛細血管床后，腫瘤細胞便開始沿著內(nèi)皮層移行。內(nèi)皮細胞表示選擇蛋白（selectins）介導了內(nèi)皮細胞與表示有某種唾液酸寡糖（sialylated oligosaccharides）腫瘤細胞之間最早細胞接觸。整聯(lián)蛋白也在轉(zhuǎn)移過程中介導腫瘤細胞內(nèi)皮細胞間粘附。腫瘤轉(zhuǎn)移模式不但由循環(huán)系統(tǒng)解剖所決定，還與擴散腫瘤細胞抵達繼發(fā)組織之特定部位相關(guān)，這一觀點已被廣泛接收。 第23頁 這個由Paget早在1889年就提出“種子與土壤”假說直到最近才開始在分子水平上被充分了解。組織特異性腫瘤細胞是決定轉(zhuǎn)移組織特異性

17、主要原因。已經(jīng)有噬菌體文庫顯示，一些多肽能夠?qū)?（homing）不一樣組織內(nèi)內(nèi)皮層。 最近，有研究證實，含有天冬氨酸甘氨酸精氨酸（NGR）序列多肽經(jīng)過與腫瘤血管所表示氨肽酶N（CD13）結(jié)合，可特異性導向腫瘤血管系統(tǒng)。這些研究使我們對內(nèi)皮細胞在腫瘤特異性轉(zhuǎn)移中作用有了深入了解，而且會對未來開發(fā)有效腫瘤治療方法產(chǎn)生巨大影響。 第24頁6 腫瘤轉(zhuǎn)移后休眠血管生成 腫瘤轉(zhuǎn)移過程限速步驟在于休眠細胞向微小轉(zhuǎn)移發(fā)展轉(zhuǎn)化，這一觀點為今后研究提供了方向。臨床上，轉(zhuǎn)移被認為是極難治療。因為，在原發(fā)腫瘤確診或在開始治療時，出現(xiàn)遠處轉(zhuǎn)移者病情往往已經(jīng)很嚴重。現(xiàn)在普遍認為，腫瘤在早期階段就發(fā)生了微小轉(zhuǎn)移，而肉眼可

18、見轉(zhuǎn)移直到后期階段才發(fā)生。而血管生成在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中含有關(guān)鍵作用。第25頁 Folkman 試驗室在分離血管抑素 (angiostatin) 過程中所做研究工作是最好例證?；加性l(fā)腫瘤而無轉(zhuǎn)移跡象小鼠在原發(fā)灶被切除后出現(xiàn)了轉(zhuǎn)移表現(xiàn)。研究顯示，原發(fā)腫瘤在試驗動物體內(nèi)產(chǎn)生了高水平血管抑素，它能抑制繼發(fā)灶血管形成，因而使微小轉(zhuǎn)移灶保持在無血管、無癥狀休眠狀態(tài)。 第26頁 Chamber試驗小組及其它遍布全球試驗室所做工作已經(jīng)開始揭示轉(zhuǎn)移級聯(lián)組成及參加這一過程很多因子。比如，試驗顯示，利用MMP抑制劑batimastat能夠降低小鼠黑色素瘤發(fā)生肝轉(zhuǎn)移機會，這一現(xiàn)象并不是如以往所構(gòu)想那樣經(jīng)過降低瘤細胞“

19、外滲”，而是經(jīng)過抑制血管生成到達。所以，轉(zhuǎn)移過程后期階段能夠看成一個很好治療窗。轉(zhuǎn)移休眠狀態(tài)中所參加原因發(fā)覺以及對腫瘤宿主相互作用研究，將有利于我們開發(fā)針對腫瘤轉(zhuǎn)移新治療辦法。 第27頁基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)及其組織抑制物(TIMPs)與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移第28頁 我們說，腫瘤進程包含：正常細胞一些基因改變、惡性表型形成、侵襲臨近正常組織、遠距離及全身組織擴散轉(zhuǎn)移。腫瘤細胞生物學特征不一樣于正常細胞，近年來，經(jīng)過對這些細胞及其所依賴細胞外環(huán)境中各種不一樣類型分子與腫瘤間質(zhì)之間相互關(guān)系研究，發(fā)覺了許多新黏附分子、細胞移動分子及各種類型降解酶。腫瘤細胞侵襲與轉(zhuǎn)移成功在很大程度上正是依賴于這些酶降解了

20、一系列組織屏障（屏障主要成份包含有，各型膠原、層粘連蛋白、纖粘連蛋白、彈力蛋白和蛋白多糖等）。在這些降解酶中，對MMPs及其組織抑制因子TIMPs研究最多，二者表示動態(tài)平衡決定了細胞外基質(zhì)降解程度，繼而也決定了腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移。第29頁MMPs MMPs是含有高度同源性能降解基底膜水解酶類，至今已發(fā)覺有23種，在人體內(nèi)最少有19種，組成MMPs超家族。 按照MMPs各組員作用底物特異性，可將它們分為以下幾類：膠原酶，MMP-1、-8、-13；明膠酶，MMP-2、-9；基質(zhì)溶酶，MMP-3、-10、-11；膜型基質(zhì)金屬蛋白酶，MMP-14、-15、-16、-17；以及其它類，MMP-7、-12、-

21、18、-19、-20、-21、-22。第30頁MMPs存在方式有前酶型、活化酶型以及與組織抑制因子結(jié)合復合物型，其存在方式與腫瘤種類及惡性程度親密相關(guān)。MMPs產(chǎn)生于正常組織細胞（包含有結(jié)締組織細胞、內(nèi)皮細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、胸腺細胞等）和腫瘤細胞中，以前酶形式分泌。它們結(jié)構(gòu)含有高度同源性，其肽鏈中都含有兩個Zn2+、兩個Ca2+和一個半胱氨酸開關(guān)，它能夠封閉或暴露活性中心2價陽離子并維持酶蛋白穩(wěn)定。MMPs普通都含有三個結(jié)構(gòu)域即N-末端前肽域、催化域和C-末端類血紅素域，而后兩個域區(qū)較為保守。 第31頁MMPs活化機制還未明了，普通認為MMP活化是一個由其它MMP及血清蛋白酶介導級聯(lián)水解

22、過程，切除N-末端前肽并將半胱氨酸與鋅離子分離，暴露活性中心而活化；在體外可被一系列有機汞試劑、烷基化試劑、氧化試劑及一些水解酶試劑活化。MMPs功效主要有：降解細胞外基質(zhì)膜有效成份、調(diào)整細胞黏著、作用于細胞外組分或其它蛋白成份而開啟潛在生物學功效、直接或間接參加胚胎發(fā)育、組織模型再塑及創(chuàng)傷修復等正常生理過程。普通認為活化型MMP與其組織抑制因子1:1百分比結(jié)合將造成MMP功效抑制。 第32頁MMPs活性調(diào)整機制包含：A.酶本身代謝調(diào)整、B.天然抑制因子調(diào)整C.轉(zhuǎn)錄調(diào)控。（1）代謝調(diào)整，就是MMPs合成與分解調(diào)整，包含有，前酶合成份泌、前酶前肽域水解、酶活化、酶降解失活。代謝過程中酶活化又有生

23、理激活和病理激活。生理情況下，由血漿纖溶酶系統(tǒng)和間質(zhì)溶解素介導，由MMP級聯(lián)效應激活、尿激酶型或組織型纖溶酶原激活物激活纖溶酶原，活化纖溶酶再激活基質(zhì)金屬蛋白酶。而病理情況下，則是由許多細胞內(nèi)外信息傳導分子誘導而產(chǎn)生病理性激活因子繼而再作用于基質(zhì)金屬酶使之活化。 第33頁（2）抑制因子調(diào)整有特異性和非特異性：A.特異性抑制因子調(diào)整指是MMPs天然抑制物TIMPs對MMPs調(diào)整，普通認為TIMPs特異結(jié)合活化型MMP能夠造成MMP功效失活；B.非特異性抑制因子則是一些蛋白質(zhì)如2巨球蛋白以及一些肽類衍生物或非肽類衍生物，它們以結(jié)合MMPs鋅離子活性中心而使酶失活。（3）轉(zhuǎn)錄調(diào)整機制則還未完全明了。

24、 第34頁TIMPs按照TIMP發(fā)覺先后、分子結(jié)構(gòu)同源以及功效上相關(guān)性可分為四類：TIMP-1,-2,-3,-4。TIMPs廣泛分布于組織及體液中，主要由巨噬細胞和結(jié)締組織產(chǎn)生。TIMP-1,-2,-4以可溶性小分子量多肽形式分泌；而小分子量多肽TIMP-3則是以不溶性形式分泌，而且與分泌細胞和基質(zhì)組分間相互作用機制相關(guān)，當前僅發(fā)覺于細胞外基質(zhì)中；TIMP-4表示更含有組織特異性，其分泌水平在各臟器差異較大，而以心臟最為豐富。 第35頁TIMPs結(jié)構(gòu)含有一定同源性，有兩個功效區(qū)：N-末端功效區(qū)為一個大三環(huán)結(jié)構(gòu)，其中半胱氨酸殘基為與MMPs鋅離子活性中心結(jié)合區(qū)域；C-末端功效區(qū)為一較小三環(huán)結(jié)構(gòu)，

25、該功效區(qū)在TIMPs定位和/或與前MMPs形成復合物方面有主要意義。 第36頁 TIMPs功效主要是天然地抑制MMPs，在調(diào)整細胞外基質(zhì)代謝中起主要作用。其作用方式較為復雜，大多數(shù)情況下是和MMPs以1：1百分比結(jié)合成復合物，使MMPs失活。最近發(fā)覺有TIMPs能夠與MMPsC-末端類血紅素區(qū)作用，而調(diào)整MMPs活性。另外，TIMP-2還在細胞生長、繁殖及刺激血管生成等生理和病理學方面發(fā)揮一定作用；TIMP-3甚至能直接作用于細胞周期調(diào)控，誘導腫瘤細胞凋亡。 第37頁TIMPs調(diào)控機制研究不多。普通認為其表示調(diào)控主要是受細胞內(nèi)一些激酶以及胞內(nèi)外一些激素和一些信息分子、效應分子所誘導。各類TIM

26、Ps表示調(diào)控有差異:TIMP-1調(diào)控有強刺激反應性，在對成纖維細胞研究中發(fā)覺FGF、PDGF、IL-1等均能強調(diào)整其表示，有研究更揭示TIMP-1最少間接收到ras原癌基因調(diào)控；TIMP-2表示調(diào)控與MMP-2相關(guān)，大多與前MMP-2形成復合體形式分泌；TIMP-3與其它TIMPs僅有25%氨基酸同源性，其調(diào)控與細胞周期之間有復雜關(guān)系，為TIMP-3所獨有；而TIMP-4表示則表示出組織器官特異性，詳細機制還不清楚。 第38頁 腫瘤細胞與其所依賴細胞外間質(zhì)之間相互作用，造成細胞外基質(zhì)代謝平衡失調(diào)，從而引發(fā)細胞侵襲轉(zhuǎn)移。細胞外基質(zhì)代謝主要包括到基質(zhì)有效成份生成與降解，在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中這一代謝失衡

27、表現(xiàn)為對細胞外基質(zhì)有效成份降解增強。盡管胞外基質(zhì)成份復雜，且包括降解酶種類較多，但人們發(fā)覺MMPs在對胞外基質(zhì)有效成份降解過程中起著關(guān)鍵作用。越來越多研究表明，惡性表型和侵襲轉(zhuǎn)移表型細胞均高表示MMPs水平。 第39頁 在形成細胞外基質(zhì)兩大部分(即基底膜和間質(zhì))中，基底膜組成一道阻滯屏障，該屏障以基膜膠原即IV型膠原為主要成份，故對其降解成為細胞侵襲與轉(zhuǎn)移關(guān)鍵步驟，IV型膠原酶(MMP-2，MMP-9)所以被研究得最多。不一樣種類腫瘤，尤其是乳腺癌其惡性程度與MMP-2、MMP-9過多表示有正相關(guān)。同時有些研究還發(fā)覺，MMP-2、MMP-9與TIMPs尤其是TIMP-1,-2相互作用結(jié)果與腫瘤

28、細胞侵襲與轉(zhuǎn)移有相關(guān)性，MMP-2/TIMP-2比值甚至作為一些腫瘤惡性程度及預后判斷一項指標。 第40頁 在MMPs超家族其它組員及TIMPs與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移研究中，發(fā)覺有些MMP可表現(xiàn)與惡性表型和侵襲轉(zhuǎn)移表型相關(guān)高表示水平，而有些MMP表示則與此無相關(guān)性，有甚至檢測不到表示，展現(xiàn)經(jīng)典不均一性，而且也展現(xiàn)功效上差異。 第41頁 對TIMPs研究也顯示類似結(jié)果。普通認為，TIMPs天然抑制MMPs，在一些條件下卻表現(xiàn)出調(diào)整MMPs活性，這是經(jīng)過與后者類血紅素結(jié)合區(qū)作用而實現(xiàn)，在有些情形下更表現(xiàn)出促腫瘤進程，如Baker等發(fā)覺，低濃度TIMPs開啟MMP-2活化，TIMP-1等不能抑制MT1-MM

29、P；TIMP-1,-2發(fā)揮類似生長因子作用，TIMP-3在腫瘤細胞循環(huán)周期中發(fā)揮特有誘導細胞凋亡作用，TIMP-4既能抑制腫瘤侵襲也能抑制腫瘤轉(zhuǎn)移，其在心臟中高表示可能說明了有些器官組織極少惡性變部分機理。第42頁 總而言之，MMPs及TIMPs與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移關(guān)系十分復雜，從理論上講二者間動態(tài)平衡改變是腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移成功關(guān)鍵原因。高表示MMPs水平和相對低表示TIMPs水平在很多惡性表型和侵襲轉(zhuǎn)移表型腫瘤研究中得到了證實。但在對有些腫瘤研究中，這一現(xiàn)象卻得不到驗證，尤其是TIMPs作用愈加復雜，往往表現(xiàn)相悖結(jié)果。所以對不一樣腫瘤表型要作詳細相關(guān)分析。第43頁抑癌基因與腫瘤轉(zhuǎn)移 腫瘤轉(zhuǎn)移是一個由多

30、種基因參與過程。在此過程中，一方面是許多正常細胞基因過分表達，如IV型膠原蛋白酶，識別細胞外基質(zhì)某些整合蛋白、轉(zhuǎn)基因子及其受體、各種生長因子及其受體如bFGF等，從而使得細胞更具粘附性、浸潤性、運動性及繁殖能力；其次是一些抑癌基因和轉(zhuǎn)移抑制基因丟失和失活。 第44頁作為抑癌基因通常必須滿足以下兩個條件：該基因在與腫瘤對應正常組織中表示，但在該腫瘤中則存在缺點，如在直腸癌中，DCC、p53、RB、NF1、APC/MCC等抑癌基因出現(xiàn)等位基因丟失；假如導入該基因，則腫瘤生長受抑或部分受抑。 第45頁到當前為止，已發(fā)覺有各種抑癌基因，大致可分為以下幾類：A. 跨膜受體類，如DCC基因；B. 胞質(zhì)調(diào)整

31、因子或結(jié)構(gòu)蛋白類，如PTEN、NF2；C. 轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄調(diào)整因子類，如VHL、p53；D. 細胞周期因子類，如p16、p15、p21；E. DNA損傷修復因子類，如MLH、ATM等；F. 其它類。第46頁 細胞粘附能力下降是腫瘤轉(zhuǎn)移原因之一。正常細胞表面存在各種介導細胞之間、細胞與細胞外基質(zhì)(ECM)之間粘附分子，如神經(jīng)細胞黏附分子(NCAM)、E-鈣黏著蛋白(E-cadherin)、選凝素，細胞經(jīng)過其粘附分子胞外部分和ECM發(fā)生粘附、識別，然后經(jīng)過粘附分子胞內(nèi)部分與骨架蛋白(、 連環(huán)蛋白catenin、黏著斑蛋白vinculin、根蛋白radixin等)相連，從而將細胞外信號轉(zhuǎn)入胞內(nèi)，調(diào)整

32、細胞生長。所以，上述過程任一步驟缺失將使細胞粘附能力下降，促使腫瘤發(fā)生與轉(zhuǎn)移。當前已發(fā)覺有各種抑癌基因編碼蛋白與細胞粘附相關(guān)，它們失活將使細胞轉(zhuǎn)移潛能增加。 第47頁下面以與細胞粘附相關(guān)幾個抑癌基因為例，簡明說明它們與腫瘤轉(zhuǎn)移關(guān)系。(1) DCC基因 該基因含有1.4Mbp和29個外顯子，其表示產(chǎn)物為190kD跨膜磷蛋白，膜外有1100個氨基酸，膜內(nèi)有324個氨基酸。值得注意是DCC氨基酸序列與NCAM及其它相關(guān)細胞表面糖蛋白含有同源性，這提醒DCC功效丟失可能造成細胞間接觸、粘附能力下降，從而提升癌細胞轉(zhuǎn)移能力。 第48頁(2)NF2基因 該基因位于染色體22q12，其編碼產(chǎn)物merlin為

33、66kD細胞骨架相關(guān)蛋白，與其它骨架相關(guān)蛋白含有同源性，介導細胞骨架蛋白與細胞膜連接，參加細胞骨架信號傳導調(diào)整及細胞間接觸，提醒NF2與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)。 試驗發(fā)覺22qLOH與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。 第49頁(3)PTEN基因 該基因為新發(fā)覺抑癌基因，位于10q23.3，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為515kb mRNA。其蛋白產(chǎn)物含有一酪蛋白磷酸酶功效區(qū)和約175個氨基酸左右與骨架蛋白tenasin、auxilin同源區(qū)域。 PTEN可能經(jīng)過去磷酸化參加細胞調(diào)控。磷酸化和去磷酸化是調(diào)整細胞活動主要方式，許多癌基因產(chǎn)物都是經(jīng)過磷酸化而刺激細胞生長。所以，PTEN可能與酪氨酸激酶競爭共同底物，在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起主要作用。

34、 第50頁細胞間黏附分子-1與胃癌侵襲轉(zhuǎn)移關(guān)系細胞間黏附分子-1（ICAM-1）是體內(nèi)主要免疫活性分子，參加機體免疫過程，尤其是在炎癥、腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著極為主要作用。ICAM-1經(jīng)過與其對應配體結(jié)合，介導腫瘤細胞與不一樣細胞、基質(zhì)黏附，最終使瘤細胞逃防止疫監(jiān)視，利于侵襲轉(zhuǎn)移。 第51頁我們說，腫瘤轉(zhuǎn)移是指瘤細胞脫離原發(fā)瘤，隨淋巴、血流、腔道抵達靶組織并生長增生形成繼發(fā)瘤過程。在這一階梯過程中，腫瘤細胞經(jīng)過黏附分子與宿主不一樣細胞以及細胞外基質(zhì)、基底膜相互接觸黏附，使瘤細胞延長生存、免于吞噬、利于侵襲。第52頁ICAM-1是由19號染色體基因編碼一個單鏈跨膜糖蛋白，屬黏附分子免疫球蛋白超家族（

35、IgSF）組員之一。含有5段細胞外免疫球蛋白樣位點以及一個較短胞質(zhì)尾巴結(jié)構(gòu)，其分子量為76000-114000KD，可隨分布細胞種類不一樣而有差異，這種差異主要由該分子糖基化程度不一樣造成。正常情況下，體內(nèi)一些細胞，如非活化血管內(nèi)皮細胞、淋巴細胞、胸腺上皮細胞、成纖維細胞及甲狀腺上皮細胞都有低水平基礎(chǔ)表示。各種細胞因子如IL-1、IFN-、TNF-及內(nèi)毒素等可上調(diào)其表示。 第53頁ICAM-1在體內(nèi)有兩種形式：一個為膜型，結(jié)構(gòu)上分成胞外區(qū)、跨膜區(qū)、胞質(zhì)區(qū)；另一個是可溶型(sICAM-1)，存在于血循環(huán)中。ICAM-1天然配體為淋巴細胞功效相關(guān)抗原-1(LFA-1，CD11a/CD18)及巨噬細

36、胞相關(guān)復合體(Mac-1，CD11b/CD18)，二者是整合素家族組員，分別表示在白細胞及吞噬細胞、大顆粒淋巴細胞表面。有些人報道ICAM-1亦是鼻病毒受體分子。 第54頁ICAM-1/LFA-1黏附途徑是細胞間相互作用和傳達信息一個關(guān)鍵途徑。生理狀態(tài)下，這種黏附與T、B細胞激活，抗原遞呈細胞功能調(diào)節(jié)及白細胞移動、淋巴細胞再循環(huán)有關(guān)。sICAM-1亦具有與LFA-1結(jié)合能力，并被認為是膜型ICAM-1競爭抑制劑。一方面能發(fā)揮與膜型ICAM-1相似信號刺激效應，其次能減弱淋巴細胞對表達膜型分子靶細胞黏附，在生理及病理過程中發(fā)揮效應。 具有淋巴結(jié)高轉(zhuǎn)移力胃癌細胞林可能是經(jīng)過低表達ICAM-1，減弱

37、了LFA-1介導效應細胞黏附，從而逃防止疫監(jiān)視，利于轉(zhuǎn)移。 第55頁Yasuda等研究發(fā)覺，開始階段瘤細胞同時高表示ICAM-1及1整合素，當后者與對應細胞外基質(zhì)或特異性抗體結(jié)合后，瘤細胞對ICAM-1表示顯著下調(diào)，而培養(yǎng)基中sICAM-1濃度顯著升高。深入試驗發(fā)覺這一改變是因為1整合素在完成與基質(zhì)如纖維連結(jié)蛋白、層連蛋白、I型膠原結(jié)合后，經(jīng)過酪氨酸激酶信號傳導路徑介導阻止了瘤細胞對ICAM-1深入表示。該種酪氨酸激酶位于細胞質(zhì)中，被稱為非受體型局部黏附激酶(focal adhesion kinase, FAK)，F(xiàn)AK在整合素參加下可本身磷酸化，所產(chǎn)生磷酸化位點能與含SH2結(jié)構(gòu)域(Src同源

38、序列2，能專一地與磷酸酪氨酸結(jié)構(gòu)模塊結(jié)合)胞內(nèi)蛋白結(jié)合，從而將由整合素促發(fā)各種信號連接起來，在細胞黏附運動中發(fā)揮作用。因為腫瘤細胞表面ICAM-1表示下降，從而逃避了淋巴細胞黏附、殺傷。 第56頁由此推測，同一瘤細胞在遷移黏附不一樣階段，在周圍組織不一樣細胞、基質(zhì)接觸刺激下表示不一樣黏附分子，而且相互調(diào)整，各司其職。在某一階段，腫瘤細胞高表示ICAM-1，經(jīng)過ICAM-1/LFA-1與浸潤淋巴細胞結(jié)合，從而伴隨淋巴細胞遷移脫離母瘤進入血循環(huán)，并在穿越血管時免受傷害，易于在毛細血管內(nèi)或淋巴竇滯留和坐床，形成轉(zhuǎn)移灶。當腫瘤細胞受到細胞外基質(zhì)刺激時，又經(jīng)過表示1整合素等黏附分子與對應基質(zhì)結(jié)合，激活酪

39、氨酸激酶通路，進而改變基因表示及其對應產(chǎn)物修飾，使膜型ICAM-1表示下降，而sICAM-1分泌增加，并競爭性抑制ICAM-1/LFA-1路徑，使淋巴細胞不能黏附于瘤細胞表面，中止了激活靜止淋巴細胞所必需信號，從而使瘤細胞防止了細胞毒效應。伴隨腫瘤生長，脫落于腫瘤細胞sICAM-1不停進入周圍組織和血液循環(huán)，形成一個保護腫瘤免遭機體免疫系統(tǒng)攻擊防御環(huán)境，最終造成病情惡化和不良預后。第57頁 總之，ICAM-1/sICAM-1是IgSF中一員，在胃癌侵襲轉(zhuǎn)移不一樣階段，癌細胞各有其對應表示水平。目標在于介導與不一樣細胞、基質(zhì)黏附，最終使癌細胞逃防止疫監(jiān)視，完成侵襲轉(zhuǎn)移。 第58頁血管抑素及其抑瘤

40、作用研究進展 第59頁血管抑素(angiostatin)最初是從荷瘤小鼠血清及尿液中分離得到一個蛋白質(zhì)，分子量為38ku，它與纖溶酶原一段內(nèi)部片段一致，包含纖溶酶原連續(xù)5個Kringle結(jié)構(gòu)中前4個。體外試驗表明，這種蛋白質(zhì)含有抑制內(nèi)皮細胞增殖活性。在體內(nèi)，它能抑制包含小鼠Lewis肺癌在內(nèi)各種腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。1994年，哈佛醫(yī)學院Folkman試驗室在Cell雜志上報道了一個新能夠抑制血管生長因子Angiostatin，隨即又發(fā)覺了Endostatin。小鼠試驗表明，這兩種蛋白能有效地抑制血管生成和癌癥繼續(xù)，成為當前較為看好兩種抑癌新藥。美國FDA已經(jīng)同意Folkman開始這兩種藥品人體試驗

41、。 第60頁腫瘤生長依賴于血管生成。體積在12mm3以下瘤體可經(jīng)過滲透作用從周圍組織中取得營養(yǎng)，維持本身生存，但它深入生長則要依賴形成新生血管以取得充分營養(yǎng)供給。血管生成不但為腫瘤提供了生長所必需營養(yǎng)，同時也為腫瘤細胞擴散提供了主要路徑。 第61頁臨床觀察中人們發(fā)覺了腫瘤團塊本身能夠抑制腫瘤生長現(xiàn)象，有一些癌癥，如乳腺癌、結(jié)腸癌、骨肉瘤，切除病灶后可促使其轉(zhuǎn)移，加重患者病情；在一些晚期癌癥患者身上還可發(fā)覺原發(fā)灶對繼發(fā)灶抑制現(xiàn)象；一個腫瘤能夠抑制另一個腫瘤轉(zhuǎn)移，如乳腺癌能抑制黑色素瘤轉(zhuǎn)移；另外，還發(fā)覺黑色素瘤原發(fā)灶自行退化可引發(fā)快速轉(zhuǎn)移；原發(fā)灶部分切除后，促進殘余病灶快速生長等。在動物試驗中能更確切地觀察到上述現(xiàn)象。人們試圖從免疫、營養(yǎng)、活性因子產(chǎn)生及手術(shù)中腫癌細胞逃逸等很多