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文檔簡介
腫瘤形成的基本理論陳莉南通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院腫瘤形成的基本理論陳莉
腫瘤(tumor,neoplasm)是一類常見病、多發(fā)病,其中惡性腫瘤是目前危害人類健康最嚴(yán)重的一類疾病。在歐美一些國家,癌癥的死亡率僅次于心血管系統(tǒng)疾病而居第二位。在我國,隨著人口的老齡化,腫瘤的發(fā)病率和死亡率都有增加。繼心血管疾病之后,腫瘤是另一威脅人類健康和生命的主要疾病。在世界范圍內(nèi),至少有l(wèi)/3的人在其一生中患上腫瘤;腫瘤是1/4的男性和l/5的女性的死亡原因。腫瘤(tumor,neoplasm)是一類常
據(jù)我國1998年全國衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展情況統(tǒng)計(jì)公報(bào)的資料,城市地區(qū)居民惡性腫瘤死亡率居死因第一位,為139.28/10萬,男性為166.92/10萬,女性為109.99/10萬。農(nóng)村地區(qū)居民惡性腫瘤死亡率居死因第三位,為105.57/10萬,男性為133.02/10萬,女性為77.76/10萬。我國最為常見和危害性嚴(yán)重的腫瘤按照死亡率排列為胃癌、肝癌、肺癌、食管癌、大腸癌、白血病及淋巴瘤、子宮頸癌、鼻咽癌、乳腺癌等。據(jù)我國1998年全國衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展情況統(tǒng)計(jì)公報(bào)目前提出的有關(guān)腫瘤形成的基本理論:1、腫瘤是一種基因病;2、腫瘤是瘤細(xì)胞單克隆性擴(kuò)增的結(jié)果;3、原癌基因的激活和(或)腫瘤抑制基因的失活;4、腫瘤是一個(gè)長期的、分階段的、多種基因突變積累的過程;5、腫瘤的發(fā)生是免疫監(jiān)視功能喪失的結(jié)果。
目前提出的有關(guān)腫瘤形成的基本理論:腫瘤的基本特征一、腫瘤細(xì)胞的基本特征----異型性腫瘤實(shí)質(zhì)(parenchyma)——腫瘤細(xì)胞決定腫瘤的生物學(xué)特征,確定其良惡性識別腫瘤組織起源(histogenesis),腫瘤分類、命名與診斷。
癌細(xì)胞表型的改變通常與其基因型的改變相一致,含有異?;兓驍?shù)量不等的染色體;在顯微鏡下,癌細(xì)胞表現(xiàn)出快速異常失控性生長的特征,表現(xiàn)異型性。腫瘤的基本特征二、腫瘤肉眼形態(tài)大小、色澤、部位、速度、外形、硬度二、腫瘤肉眼形態(tài)大小、色澤、部位、速度、外形、硬度三、腫瘤間質(zhì)(mesenchyma,stroma)循環(huán)血液成分(水、血漿蛋白和各類不同數(shù)量的炎細(xì)胞)結(jié)締組織和血管、淋巴管、骨、軟骨等。細(xì)胞間質(zhì)中大分子物質(zhì)(如膠原蛋白等)。三、腫瘤間質(zhì)(mesenchyma,stroma)腫瘤細(xì)胞生存的微環(huán)境。營養(yǎng)支持腫瘤實(shí)質(zhì);調(diào)節(jié)瘤細(xì)胞與宿主細(xì)胞之間液體、氣體及細(xì)胞等物質(zhì)交換;腫瘤浸潤的屏障。上皮性腫瘤基底膜在腫瘤發(fā)生浸潤時(shí)常有基底膜斷裂、不完整和缺失。
盡管腫瘤間質(zhì)成分基本相同,但不同腫瘤間質(zhì)在數(shù)量上表現(xiàn)有很大的差別,如硬癌、胰腺癌、胃癌,其間質(zhì)成分可以占腫瘤的90%以上,相反如乳腺髓樣癌,除有大量淋巴細(xì)胞外,其它間質(zhì)成分很少。腫瘤細(xì)胞生存的微環(huán)境。四、腫瘤的生物學(xué)行為----異質(zhì)性惡性腫瘤異質(zhì)性(heterogeneity):腫瘤含細(xì)胞表型不盡相同的細(xì)胞亞群,后者在細(xì)胞增殖率、形態(tài)、核型、細(xì)胞表面標(biāo)記物、生化代謝、浸潤轉(zhuǎn)移能力以及對化療、放療等方面的反應(yīng)均不一致。由于腫瘤異質(zhì)性使瘤細(xì)胞亞群雖然是同一轉(zhuǎn)化細(xì)胞克隆的后代,但在細(xì)胞繁殖過程中形成了具有不同生物學(xué)特點(diǎn)的亞克隆,例如2/3的肺癌中常有2種或2種以上癌細(xì)胞表型,甚至同一細(xì)胞中有鱗和腺二種分化現(xiàn)象。腫瘤分化越低,異質(zhì)性越明顯。四、腫瘤的生物學(xué)行為----異質(zhì)性腫瘤形成的基本理論課件第一節(jié)腫瘤是多步驟發(fā)生、多基因突變的演進(jìn)性疾病
參與細(xì)胞生長調(diào)控的蛋白質(zhì)大致分為5類:生長因子(growthfactors,GFs)、生長因子受體(growthfactorreceptorGFR)、細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子(intracellularsignaltransducers)、細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子(nucleartranscriptionfactor)細(xì)胞周期蛋白質(zhì)(cellcycleprotein)。
第一節(jié)腫瘤是多步驟發(fā)生、多基因突變的演進(jìn)性疾病參與細(xì)胞生在細(xì)胞生長、復(fù)制的過程中,可能隨機(jī)地存在著破壞細(xì)胞生長、分裂調(diào)控機(jī)制的基因突變。如果這種突變發(fā)生,所產(chǎn)生的是“基因受損(genedamage)”的子細(xì)胞,當(dāng)“基因受損”不斷累積,細(xì)胞將失控性增長與分裂,顯示其異質(zhì)性的生物學(xué)行為。
這些不是簡單地源于失控性的細(xì)胞生長,而是來自細(xì)胞演化過程中參與細(xì)胞生長調(diào)控的蛋白質(zhì)的紊亂。
腫瘤形成的基本理論課件
腫瘤病因和多步驟發(fā)生、多基因突變的演進(jìn)性機(jī)制
單個(gè)的基因改變尚不足以造成細(xì)胞的完全惡性轉(zhuǎn)化。要使得細(xì)胞完全惡性轉(zhuǎn)化,需要多個(gè)基因的改變,包括幾個(gè)癌基因的激活,兩個(gè)或更多腫瘤抑制基因的失活,以及凋亡調(diào)節(jié)和DNA修復(fù)基因的改變。
所謂腫瘤是一類“多基因疾病”,包括三層含義,①腫瘤的發(fā)生源于遺傳物質(zhì)或基因的改變(geneticchanges);②這種改變是多步驟(multistep)完成的;③所有的基因變化最終導(dǎo)致細(xì)胞的失控性生長。單個(gè)的基因改變尚不足以造成細(xì)胞的完全惡性轉(zhuǎn)化腫瘤形成的基本理論課件
第二節(jié)
腫瘤的遺傳易感性目前發(fā)現(xiàn)不少常見腫瘤有家族史,如乳腺癌、胃腸癌、食管癌、肝癌、鼻咽癌、白血病、子宮內(nèi)膜癌、前列腺癌、黑色素瘤等。根據(jù)遺傳學(xué)原理,當(dāng)某一特定的疾病以可預(yù)測的方式在家系內(nèi)傳遞時(shí),一定存在著遺傳缺陷。然而這一觀察結(jié)果卻引出了一些復(fù)雜的問題:親代的某一遺傳學(xué)缺陷是通過生殖細(xì)胞傳給子代的,理應(yīng)存在于子代的每一個(gè)細(xì)胞中,為何子代體內(nèi)僅一處或幾處發(fā)生腫瘤,而不是全身?家族集聚性腫瘤的存在是否提示更為常見的散發(fā)性腫瘤也具有遺傳學(xué)基礎(chǔ)?抑或散發(fā)性腫瘤與家族集聚性腫瘤各具完全不同的發(fā)生機(jī)制?
第二節(jié)腫瘤的遺傳易感性
“二次打擊學(xué)說”
1971年,Knudson提出了“二次打擊學(xué)說”(Knudson’stwo—hittheory)以回答上述問題。他以一種多發(fā)生于6歲以下兒童的視網(wǎng)膜惡性腫瘤為研究對象。Knudson注意到,腫瘤有時(shí)發(fā)生于雙眼,但大多發(fā)生于單眼;于雙眼發(fā)生腫瘤的兒童,往往其近親也患有此病。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn),雙眼發(fā)病年齡早于單眼發(fā)病者。視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的發(fā)生是不同時(shí)間發(fā)生的兩種細(xì)胞缺陷所致,雙眼患者的第一種細(xì)胞缺陷來自親代遺傳并存在于患者體內(nèi)所有細(xì)胞中;而單眼患者的第一種細(xì)胞缺陷源自發(fā)育過程,且僅存于視網(wǎng)膜細(xì)胞中。無論在單眼或雙眼患者,在第一種細(xì)胞缺陷的基礎(chǔ)上,須加上“獨(dú)立的”第二種細(xì)胞缺陷,視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤才會發(fā)生。所謂“打擊”,即是對基因或DNA的損傷?!岸未驌魧W(xué)說”腫瘤形成的基本理論課件反復(fù)的多次打擊(multihit)。反復(fù)的多次打擊(multihit)。不同的腫瘤可能有不同遺傳傳遞方式。真正直接遺傳的腫瘤只是少數(shù)不常見的腫瘤,遺傳因素在大多數(shù)腫瘤發(fā)生中的作用是對致癌因子的易感性或傾向性。一些癌前病變,如結(jié)腸多發(fā)性腺瘤性息肉病、神經(jīng)纖維瘤病等,它們本身不是惡性腫瘤,但惡變率極高,100%的結(jié)腸家族性多發(fā)性腺瘤性息肉病的病例在50歲以前發(fā)生惡變,成為多發(fā)性結(jié)腸腺癌。這些腫瘤和癌前病變都屬單基因遺傳,以常染色體顯性遺傳的規(guī)律出現(xiàn)。不同的腫瘤可能有不同遺傳傳遞方式。真正直接遺發(fā)生遺傳性基因突變或缺失的都是腫瘤抑制基因,例如Rb、P53、APC等。這類腫瘤的發(fā)生需要二次突變(常染色體遺傳腫瘤的隱性發(fā)病)。其特點(diǎn)為早年(兒童期)發(fā)病,腫瘤呈多發(fā)性,常累及雙側(cè)器官。累及DNA修復(fù)基因:Bloom綜合征(先天性毛細(xì)血管擴(kuò)張性紅斑及生長發(fā)育障礙)時(shí)易發(fā)生白血病及其他惡性腫瘤;毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)癥患者多發(fā)生急性白血病和淋巴瘤;著色性干皮病患者經(jīng)紫外光照射后易患皮膚基底細(xì)胞癌、鱗狀細(xì)胞癌或黑色素瘤。以上三種遺傳綜合征均。累及p53基因Li—Fraumeni綜合征患者易發(fā)生肉瘤、白血病和乳腺癌。結(jié)腸腺瘤易發(fā)生結(jié)腸癌等發(fā)生遺傳性基因突變或缺失的都是腫瘤抑制基因,例如Rb抑癌基因在遺傳學(xué)上屬隱性基因(癌基因是顯性基因),生物學(xué)特征是抑制細(xì)胞增殖。抑癌基因的隱性遺傳學(xué)特征使一對等位基因中的任何一個(gè)基因的丟失或破壞,都不足以使其抑制細(xì)胞增殖的功能失活,因另一個(gè)等位基因的完好仍能產(chǎn)生抑癌基因產(chǎn)物,并發(fā)揮其功能;只有一對等位基因全遭丟失或破壞,才能使其抑制細(xì)胞增殖的功能喪失。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)有力地支持了Knudson的“二次打擊學(xué)說”,也說明腫瘤的發(fā)生是由于一個(gè)等位基因的結(jié)構(gòu)破壞或功能喪失和接踵而至的另一個(gè)等位基因功能減弱或結(jié)構(gòu)受損的結(jié)果。事實(shí)上遺傳因素與環(huán)境因素在腫瘤發(fā)生中起協(xié)同作用,而環(huán)境因素更為重要。決定這類腫瘤的遺傳因素是屬于多基因的。
抑癌基因在遺傳學(xué)上屬隱性基因(癌基因是顯性基因),生第三節(jié)
腫瘤的克隆演化理論和干細(xì)胞學(xué)說
一、腫瘤細(xì)胞的單克隆增生20世紀(jì)80年代末,科學(xué)家們推測,原癌基因和抑癌基因在同一細(xì)胞內(nèi)的先后突變是腫瘤發(fā)生的原因。腫瘤的發(fā)生、發(fā)展果然是一個(gè)細(xì)胞克隆演化的過程。首先,一個(gè)細(xì)胞有了一個(gè)基因突變,使其能在一般正常細(xì)胞不足以分裂的條件下進(jìn)行分裂,繼而子代細(xì)胞也有了同樣的不正常分裂能力,使分裂繼續(xù)下去;隨后,細(xì)胞群中又有某一個(gè)再次發(fā)生基因突變,使其生長、分裂的能力進(jìn)一步加強(qiáng);如此,最終發(fā)展成為惡性腫瘤細(xì)胞。從而使“二次打擊學(xué)說”上升為“克隆演化理論”(clonalevolutiontheory),或“多步驟理論”(multisteptheory)。
第三節(jié)腫瘤的克隆演化理論和干細(xì)胞學(xué)說腫瘤形成的基本理論課件腫瘤形成的基本理論課件1990年Fearon和Vogelstein提出了結(jié)直腸癌發(fā)生的基本模式:遺傳改變的潛在序列為體細(xì)胞的生長提供了有利條件,使它們成為了腫瘤中的優(yōu)勢細(xì)胞,謂之克隆擴(kuò)張。絕大多數(shù)結(jié)直腸癌發(fā)生的起始步驟是粘膜細(xì)胞內(nèi)的APC基因突變,起動細(xì)胞克隆形成粘膜增生,繼之發(fā)生DNA甲基化狀態(tài)(DNAmethylation)改變,使之極易發(fā)生另外突變。
1990年Fearon和Vogelstein提出二、腫瘤干細(xì)胞學(xué)說1、干細(xì)胞的概念干細(xì)胞(stemcells)是一類未分化的原始細(xì)胞,其兩大生物學(xué)特性為:多潛能分化能力和自我更新能力。當(dāng)干細(xì)胞分裂時(shí),一個(gè)子細(xì)胞完全地復(fù)制成母細(xì)胞,而另一個(gè)子細(xì)胞則分化成熟,發(fā)展成特異組織的體細(xì)胞。幾乎每種組織都有自己特異的干細(xì)胞,持續(xù)存在且數(shù)量很少,當(dāng)組織老化或病變損傷時(shí),這些細(xì)胞增殖分化,替代修復(fù)原有細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞的生長繁殖和干細(xì)胞之間有許多驚人的相似之處,從而提出了腫瘤干細(xì)胞(Tumorstemcells)學(xué)說。
二、腫瘤干細(xì)胞學(xué)說2、腫瘤干細(xì)胞學(xué)說的理論基礎(chǔ)為:⑴細(xì)胞發(fā)生癌變必須累積許多突變,一般體細(xì)胞壽命較短,經(jīng)數(shù)個(gè)周期的分裂生長就進(jìn)入正常的程序化死亡,無法累積眾多的突變;只有干細(xì)胞才可能長時(shí)間存活,從而可以接受所有的導(dǎo)致腫瘤的突變。⑵干細(xì)胞幾乎無限的自我更新為發(fā)生基因突變提供了較多的可能。⑶腫瘤與干細(xì)胞一樣,具有分裂增殖、遷移、再生長的能力。⑷
腫瘤組織中僅有極小部分細(xì)胞(干細(xì)胞)能通過接種、培養(yǎng)或轉(zhuǎn)移等方式形成新的腫瘤。2、腫瘤干細(xì)胞學(xué)說的理論基礎(chǔ)為:3、干細(xì)胞與腫瘤自腫瘤干細(xì)胞理論建立以來,從最早的血液系統(tǒng)腫瘤干細(xì)胞到最近的實(shí)體性腫瘤,如肺癌與其他腫瘤干細(xì)胞的確定,這一理論得到了有力的證實(shí)。不同類型腫瘤干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)時(shí)間與文獻(xiàn)
發(fā)現(xiàn)時(shí)間腫瘤干細(xì)胞文獻(xiàn)1994白血病干細(xì)胞Blood2003腦膠質(zhì)瘤干細(xì)胞CancerResearch2003乳腺癌干細(xì)胞PNAS2005肺癌干細(xì)胞Cell2005肝癌干細(xì)胞
國際肝癌會議
3、干細(xì)胞與腫瘤
4、腫瘤干細(xì)胞的特征
(1)必然具備一定的正常組織干細(xì)胞的特征或標(biāo)志,(2)存在其特有的分化增殖傾向(3)該組織的腫瘤特征
如胰腺腫瘤干細(xì)胞的標(biāo)志分子可能為PDX—1,Ptf—1等,同時(shí)也可能表達(dá)一些干細(xì)胞共同的表面分子,如CD34,CD44等?;谀[瘤的突變性質(zhì),胰腺腫瘤干細(xì)胞也有可能表達(dá)胰腺癌高表達(dá)的一些產(chǎn)物分子,如k—ras或Ki—67等。因此尋找腫瘤干細(xì)胞在一定程度上依賴于的正常組織干細(xì)胞的細(xì)胞特征。
4、腫瘤干細(xì)胞的特征長期慢性炎癥與癌發(fā)生密切相關(guān),可能的機(jī)制為炎癥使細(xì)胞因子的釋放,促炎癥的轉(zhuǎn)錄因子上調(diào),導(dǎo)致大量氧自由基的堆積,這些介質(zhì)可引起實(shí)質(zhì)細(xì)胞,包括潛在的干細(xì)胞中DNA的損傷,抑癌基因功能丟失,癌基因過度表達(dá),和促進(jìn)細(xì)胞周期的基因上調(diào),導(dǎo)致細(xì)胞異常增生,進(jìn)爾腫瘤發(fā)生。長期慢性炎癥與癌發(fā)生密切相關(guān),可能的機(jī)制為炎癥使細(xì)胞
5、意義腫瘤干細(xì)胞理論為腫瘤治療提供了新的模式:這一模型跳出以往一味從基因水平來研究腫瘤的框架,從單個(gè)細(xì)胞水平來理解腫瘤形成機(jī)制和生物學(xué)特性。為正確理解腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移機(jī)制、評價(jià)預(yù)后提供了理論基礎(chǔ),提供干細(xì)胞水平的治療靶點(diǎn)。5、意義第四節(jié)癌基因
首先要指出的是,原癌基因、癌基因,腫瘤抑制基因等名稱,實(shí)際上是對細(xì)胞生長、分化起正向或者反向調(diào)節(jié)的基因。在保持機(jī)體的正常功能方面起重要的作用。如果發(fā)生異常改變,則可能引起細(xì)胞的轉(zhuǎn)化和腫瘤的發(fā)生。腫瘤的發(fā)生發(fā)展本質(zhì)上是細(xì)胞原癌基因的激活和抑癌基因的失活和DNA錯配修復(fù)缺陷造成的
第四節(jié)癌基因
一、原癌基因、癌基因及其產(chǎn)物
現(xiàn)代分子生物學(xué)的重大成就之一。1970年Bishop,Varmus及同事們在研究雞肉瘤病毒(Roussarcomavirus,RSV)時(shí),發(fā)現(xiàn)RSV所攜帶的src基因能夠使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞;隨后發(fā)現(xiàn)src基因亦存在于人類的正常細(xì)胞。進(jìn)一步研究表明,生物界有一類在長期的進(jìn)化過程中被保留下來的高度保守基因,調(diào)控著正常細(xì)胞的生命活動,包括細(xì)胞增生、生長因子信號傳遞、細(xì)胞周期進(jìn)展、細(xì)胞存活以及DNA轉(zhuǎn)錄等。一旦這類基因發(fā)生某些錯誤(如突變、缺失、擴(kuò)增或重排等)或功能喪失時(shí),極易導(dǎo)致本來就存在于正常細(xì)胞中的以非激活形式存在的原癌基因(proto-oncogene)轉(zhuǎn)變?yōu)榭墒拐<?xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤的轉(zhuǎn)化基因(transforminggene)或癌基因(oncogene)。一、原癌基因、癌基因及其產(chǎn)物1、癌基因:能導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的核酸片段。
Bishop和
Varmus因此獲得1989年的諾貝爾獎。癌基因由3個(gè)小寫字母命名(如src)(p53-基因,P53-蛋白);逆轉(zhuǎn)錄病毒中的癌基因加前綴V—(如V—src),正常細(xì)胞中的原癌基因加前綴C—(如C—src)。在隨后的20多年里,人們發(fā)現(xiàn)了一百多個(gè)原癌基因及其產(chǎn)物,或是生長因子(如sis)、生長因子受體(如erbB),或是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑上的成分(如ras)、轉(zhuǎn)錄因子(如myc)。上述因子被激活時(shí),正常細(xì)胞可能轉(zhuǎn)化為呈失控性生長的腫瘤細(xì)胞。原癌基因可因多種因素的作用而被激活成為癌基因。癌基因可以理解為具有潛在的轉(zhuǎn)化細(xì)胞能力的基因。
1、癌基因:能導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的核酸片段。2、主要的癌基因,其活化方式和相關(guān)的人類腫瘤分類原癌基因活化機(jī)制相關(guān)人類腫瘤
生長因子
PDGF—β鏈sis過度表達(dá)星形細(xì)胞瘤,骨肉瘤纖維母細(xì)胞生長因子hst-1過度表達(dá)胃癌
int-2擴(kuò)增膀胱癌,乳腺癌,黑色素瘤
生長因子受體
EGF受體家族erb-B1過度表達(dá)肺鱗癌
erb-B2擴(kuò)增乳腺癌,卵巢癌,肺癌和胃癌
erb-B3過度表達(dá)乳腺癌集落刺激因子-1受體fms點(diǎn)突變白血病
ret點(diǎn)突變多發(fā)性內(nèi)分泌腫瘤2A和B,家族性甲重排狀腺髓樣癌,自發(fā)性甲狀腺乳頭狀癌2、主要的癌基因,其活化方式和相關(guān)的人類腫瘤信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白
GTP結(jié)合蛋白ras點(diǎn)突變肺癌、結(jié)腸癌,胰腺癌,多種白血病非受體型酪氨酸激酶abl易位慢性粒細(xì)胞白血病,急性淋巴細(xì)胞白血病核調(diào)節(jié)蛋白轉(zhuǎn)錄活化因子myc易位伯基特淋巴瘤
N-myc擴(kuò)增神經(jīng)母細(xì)胞瘤,小細(xì)胞肺癌
L-myc擴(kuò)增小細(xì)胞肺癌細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白
cyclinD易位套細(xì)胞淋巴瘤周期素?cái)U(kuò)增乳腺癌,肝癌,食道癌周期素依賴激酶CDK4擴(kuò)增或點(diǎn)突變膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,黑色素瘤,肉瘤
信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白二、原癌基因的激活與對靶細(xì)胞的影響
1、原癌基因的激活有兩種方式:
①、發(fā)生結(jié)構(gòu)改變(突變),產(chǎn)生具有異常功能的癌蛋白;
②、基因表達(dá)調(diào)節(jié)的改變(過度表達(dá)),產(chǎn)生過量的結(jié)構(gòu)正常的生長促進(jìn)蛋白?;蛩降母淖兝^而導(dǎo)致細(xì)胞生長刺激信號的過度或持續(xù)出現(xiàn),使細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化。
二、原癌基因的激活與對靶細(xì)胞的影響2、引起原癌基因突變的DNA結(jié)構(gòu)改變有:⑴點(diǎn)突變、移碼突變?nèi)鐁as原癌基因第l外顯子的第12號密碼子從GGC突變?yōu)镚TC,相應(yīng)編碼的氨基酸從甘氨酸變?yōu)槔i氨酸,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生異常蛋白。細(xì)胞中癌基因與抑癌基因所發(fā)生的突變包括生殖細(xì)胞和體細(xì)胞兩種突變。大部分腫瘤所發(fā)生的基因改變都是后天獲得,即體細(xì)胞突變。⑵染色體易位如伯基特淋巴瘤的t(8;14)使得c-myc基因和IgH基因拼接,造成c-myc基因的過度表達(dá)。易位使癌基因被激活,或使抑癌基因失活,從而使細(xì)胞惡變。⑶基因擴(kuò)增腫瘤細(xì)胞內(nèi)一些癌基因在DNA復(fù)制中通過不明機(jī)制變成多個(gè)拷貝,形成雙微體、均染區(qū)和異常顯帶區(qū)。這種擴(kuò)增往往導(dǎo)致基因表達(dá)產(chǎn)物的增加,如神經(jīng)母細(xì)胞瘤的N—myc原癌基因可復(fù)制成多達(dá)幾百個(gè)拷貝,在細(xì)胞遺傳學(xué)上表現(xiàn)為染色體出現(xiàn)雙微小體和均染區(qū)。2、引起原癌基因突變的DNA結(jié)構(gòu)改變有:⑷基因的插入
DNA的插入是引起細(xì)胞基因重排、活化C-onc并增強(qiáng)其表達(dá)水平導(dǎo)致癌變的普遍形式。所插入的基因有外源性和內(nèi)源性兩種。⑸
基因轉(zhuǎn)錄的改變
細(xì)胞核內(nèi)編碼蛋白質(zhì)的改變也是細(xì)胞轉(zhuǎn)化為惡性的重要特征。轉(zhuǎn)化細(xì)胞與正常細(xì)胞的許多差別中的大部是由特異性的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄的相對穩(wěn)定性發(fā)生改變所致。就轉(zhuǎn)化細(xì)胞而言,總mRNA中只有3%是特異的,但僅此水平就足以使所翻譯的蛋白質(zhì)對細(xì)胞的生長和形態(tài)產(chǎn)生多種影響。
⑷基因的插入DNA的插入是引起細(xì)胞基因重排、活化C-3、癌基因?qū)Π屑?xì)胞的影響
突變的癌基因編碼的蛋白質(zhì)(癌蛋白,oncoprotein)與原癌基因的正常產(chǎn)物有結(jié)構(gòu)上的不同,并失去正常產(chǎn)物的生長調(diào)節(jié)作用??赏ㄟ^以下方式影響其靶細(xì)胞:
(1)生長因子增加;(2)生長因子受體增加;(3)產(chǎn)生突變的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白;(4)產(chǎn)生與DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子等;(5)癌基因之間的協(xié)同作用。3、癌基因?qū)Π屑?xì)胞的影響三、新近研究的癌基因㈠Survivin
Survivin是新近發(fā)現(xiàn)的一種抑制細(xì)胞凋亡蛋白(inhibitorofapoptosisprotein,IAP)家族成員,特異性表達(dá)于人和鼠的胚胎發(fā)育組織以及多數(shù)人類腫瘤細(xì)胞。1、Survivin的結(jié)構(gòu)與功能Survivin是1997年AltieriDC等在研究效應(yīng)細(xì)胞蛋白酶受體-1(EPR-1)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。人類Survivin基因全長14.7個(gè)Kb,定位于染色體17q25上,此位點(diǎn)不穩(wěn)定時(shí)可能涉及t(14;18)(q32;21)異位和(或)Bcl22基因的轉(zhuǎn)錄激活。
三、新近研究的癌基因2、Survivin在腫瘤中的表達(dá)Survivin廣泛表達(dá)于人類各種腫瘤組織,而在正常組織中表達(dá)很少。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明,Survivin可在多種轉(zhuǎn)化細(xì)胞中表達(dá),而且在大部分人類常見腫瘤如肺癌,結(jié)腸癌,胰腺癌、前列腺癌和乳腺癌等中表達(dá)。在大多數(shù)腫瘤中Survivin表達(dá)與不良預(yù)后和病人的生存率降低有關(guān)。我們在腦膠質(zhì)瘤和肝癌中進(jìn)行了研究。
2、Survivin在腫瘤中的表達(dá)3、Survivin研究的展望⑴Survivin作為一種抗凋亡基因表達(dá)的調(diào)控,與其他各種凋亡基因的關(guān)系等。⑵
目前已有很多文獻(xiàn)報(bào)道將反義Survivin用于對腫瘤的基因療法,并認(rèn)為由于Survivin在大多腫瘤中表達(dá),而在正常組織中不表達(dá),反義Survivin特異靶向療法有一定的優(yōu)勢。不同來源的腫瘤可能產(chǎn)生并遞呈相同類型的Survivin表位抗原,反義Survivin對此能產(chǎn)生特異性拮抗作用;
CD8+T細(xì)胞和單核來源的樹突狀細(xì)胞可歸巢至原發(fā)的實(shí)體腫瘤部位,這使得樹突狀細(xì)胞作為抗原提呈細(xì)胞將Survivin遞呈給早期CD8+T細(xì)胞成為可能,同時(shí)轉(zhuǎn)移性腫瘤細(xì)胞亦可作為抗原提呈細(xì)胞將Survivin遞呈給免疫系統(tǒng)(淋巴結(jié))的成熟CD8+T細(xì)胞,使其活化為細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞(CTL),釋放入循環(huán)系統(tǒng),歸巢至腫瘤原發(fā)灶,發(fā)揮細(xì)胞毒效應(yīng)而殺傷腫瘤細(xì)胞。
3、Survivin研究的展望㈡ERBB2(HER2)原癌基因HER2編碼的人表皮生長因子受體2(HER2)是一種跨膜受體,具有內(nèi)在酪氨酸激酶活性。胞內(nèi)酪氨酸激酶的磷酸化通過胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)到途徑激活于細(xì)胞生長有關(guān)的基因。HER2的過表達(dá)是許多癌癥中常見的分子事件,并與患者的不良預(yù)后、術(shù)后短期復(fù)發(fā)以及低存活率密切相關(guān)。㈡ERBB2(HER2)2001年,Riou等在172名乳腺癌患者中用Southern印跡法分析HER2基因擴(kuò)增、用免疫組化法測定過表達(dá)的HER2蛋白,結(jié)果發(fā)現(xiàn),盡管有許多腫瘤樣本同時(shí)顯示基因擴(kuò)增和蛋白質(zhì)過表達(dá),但其中有12%的腫瘤樣本雖有蛋白質(zhì)過表達(dá)卻無基因擴(kuò)增。他們用多因素分析法評價(jià)蛋白質(zhì)過表達(dá)于死亡相對風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān),得出HER2基因擴(kuò)增是死亡相對風(fēng)險(xiǎn)的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo),僅有蛋白質(zhì)超表達(dá)而無基因擴(kuò)增這與死亡相對風(fēng)險(xiǎn)并無相關(guān)。他們的結(jié)論是:對乳腺癌患者HER2基因擴(kuò)增較之HER2蛋白過表達(dá)是不良預(yù)后的更好的指標(biāo)。HER2基因擴(kuò)增是第一個(gè)在臨床上用作預(yù)后和化療效果預(yù)測因子的遺傳學(xué)改變的指標(biāo)。2001年,Riou等在172名乳腺癌患者第五節(jié)抑癌基因20世紀(jì)80年代后期,又發(fā)現(xiàn)與原癌基因編碼的蛋白質(zhì)促進(jìn)細(xì)胞生長相反,在正常情況下細(xì)胞內(nèi)的另一類基因的產(chǎn)物能抑制細(xì)胞的生長。謂之抗癌基因(antioncogenes)或腫瘤抑制基因(tumour-suppressorgenes);當(dāng)它們發(fā)生遺傳上的錯誤改變而失活或功能丟失時(shí),細(xì)胞將失去這種重要的負(fù)性調(diào)控物質(zhì),正常細(xì)胞即可能轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤細(xì)胞。自1986年首次分離Rb后,已發(fā)現(xiàn)10余個(gè)抑癌基因,它們以缺失、突變等方式在人類腫瘤的形成中發(fā)揮作用。第五節(jié)抑癌基因一、確定抗癌基因應(yīng)具備以下條件
1、在該惡性腫瘤的相應(yīng)正常組織中必須有正常的表達(dá);2、在該種惡性腫瘤中該基因有所改變,包括點(diǎn)突變、DNA片段或全基因的缺失或表達(dá)缺陷;3、導(dǎo)入該基因到有該基因缺陷的惡性腫瘤細(xì)胞中將部分或全部抑制其惡性表型。
一、確定抗癌基因應(yīng)具備以下條件
二、常見的抑癌基因二、常見的三、抑癌基因失活的調(diào)控
與原癌基因的激活不同的是,腫瘤抑制基因的失活多數(shù)是通過等位基因的兩次突變或缺失(純合子)的方式實(shí)現(xiàn)的。目前了解最多的兩種腫瘤抑制基因是Rb基因和p53基因。它們的產(chǎn)物都是以轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子的方式調(diào)節(jié)核轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞周期的核蛋白。其它的腫瘤抑制基因還有神經(jīng)纖維瘤病-l基因(neurofibromatosisI,NF-1)、結(jié)腸腺瘤性息肉基因(adenomatouspolypsiscoli,APC)、結(jié)腸癌丟失基因(deletedincoloncarcinoma,DCC)、p16基因、Wilm瘤-l基因(WT-1)、PTEN、DPC4等。
三、抑癌基因失活的調(diào)控四、抑癌基因的抗癌機(jī)制1、去磷酸化
抑癌基因的蛋白在細(xì)胞靜止期與G1期都是去磷酸化的,而在S和G2期磷酸化,一般認(rèn)為去磷酸化形式能抑制細(xì)胞增殖。2、與癌蛋白結(jié)合
使癌蛋白失去致癌活性而發(fā)揮抗癌作用。3、參與細(xì)胞間粘著與聯(lián)系
如DCC基因的DNA序列與已知的細(xì)胞粘附分子和其它有關(guān)的細(xì)胞表面糖蛋白相似,維持細(xì)胞間的粘合,DCC基因缺失、或失活導(dǎo)致細(xì)胞間粘附的破壞是惡性轉(zhuǎn)化的重要條件。4、參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)錄
NF1基因序列的一部分與GTP酶激活蛋白質(zhì)基因相似,該基因與信號轉(zhuǎn)錄通道有關(guān),對腫瘤有抑制作用。
四、抑癌基因的抗癌機(jī)制五、新近研究的抑癌基因㈠PTEN/MMAC1/TEP1基因PTEN是1997年美國3個(gè)研究小組先后在染色體10q23發(fā)現(xiàn)的一種具有磷酸酶活性的腫瘤抑制基因。1、PTEN結(jié)構(gòu)和作用PTEN編碼一個(gè)含403個(gè)氨基酸的蛋白,分子量為56KD,分布于胞質(zhì)中。PTEN是一個(gè)高度保守的基因,人、鼠和狗的PTEN蛋白有99.75%同源性,表明其在細(xì)胞生命活動中起重要作用。
PTEN抑制細(xì)胞的遷移、鋪展與粘著
,負(fù)性調(diào)節(jié)細(xì)胞運(yùn)動的作用。誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和抑制細(xì)胞生長,從而抑制腫瘤的生長。
五、新近研究的抑癌基因2、與腫瘤的關(guān)系2、與腫瘤的關(guān)系3、對于PTEN研究的展望
根據(jù)PTEN的抑癌作用機(jī)理,可將野生型PTEN重組后轉(zhuǎn)染腫瘤細(xì)胞,或人工合成模擬PTEN作用途徑的藥物來指導(dǎo)腫瘤的治療。但有關(guān)PTEN還有很多未解決的問題,比如:生長因子特別是TGF-β通過怎樣的機(jī)制下調(diào)PTEN的表達(dá);PTEN的失活與其他癌基因或抑癌基因的關(guān)系如何;PTEN介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)通路中的下游靶分子還需進(jìn)一步闡明等。
3、對于PTEN研究的展望(二)、DPC4一一種新的候補(bǔ)腫瘤抑制基因1996年初Kern報(bào)道了DPC4(deletedinpancreaticcancerlocus4)-一種新的抑癌基因,
1DPC4基因的發(fā)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)和功能:
Hahn鑒定出一種含有51bP的開放閱讀框架表達(dá)序的DPC4基因。30%的胰腺癌有DPC4純合性缺失,22%有突變,提示DPC4以作為一種候補(bǔ)腫瘤抑制基因,與胰腺癌的發(fā)生有極密切的關(guān)系。DPC4基因具有2680bp的轉(zhuǎn)錄單位,編碼552個(gè)氨基酸序列,有11個(gè)外顯子,10個(gè)內(nèi)含子,其核苷酸序列在GenBank的U44378中。(二)、DPC4一一種新的候補(bǔ)腫瘤抑制基因推測DPC4的功能可能是在TGF-β受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)環(huán)路中作為一種轉(zhuǎn)錄因子,其基因缺失、突變導(dǎo)致細(xì)胞過度增殖與生長。因此,弄清TCF—β通路與DPC4的關(guān)系,將有助于揭示DPC4在人類腫瘤中的作用。2DPC4基因與腫瘤
胰腺癌、結(jié)腸直腸癌、膽管癌、肺癌、頭頸部鱗癌(HNSCC)、乳腺癌細(xì)胞、卵巢癌細(xì)胞中均有該基因的缺失或突變。
推測DPC4的功能可能是在TGF-β受體介導(dǎo)的3、對于DPC4研究的展望
腫瘤中DPC4基因的突變分析提示DPC4失活可能局限于胰腺癌和其它胃腸道組織??梢杂靡吧虳PC4取代突變型DPC4或補(bǔ)償其缺失基因;亦可用反義技術(shù)抑制突變DPC4的表達(dá),還可針對DPC4表達(dá)的蛋白產(chǎn)物,用藥物恢復(fù)DPC4(TGF—β)的抑制效應(yīng)。同時(shí)因90%的胰腺癌發(fā)現(xiàn)18q缺失,而只有50%是DPC4基因缺失或突變造成,提示可能附近另有一個(gè)抑癌基因,所以繼續(xù)尋找新的抑癌基因?qū)龠M(jìn)最終揭示胰腺癌的發(fā)病機(jī)理,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)施有效的基因診治方案。3、對于DPC4研究的展望㈢FHIT(fragilehistidinetriad)FHIT于1996年被發(fā)現(xiàn)定位于3p14.2的候選腫瘤抑制基因。人們發(fā)現(xiàn)FHIT基因跨越了最有活性的人類染色體脆性區(qū)域(FRA3B)。而且在直系同源的小鼠中FHIT位點(diǎn)是有脆性的并且非常容易受到致癌物的損傷。此位點(diǎn)在人類癌前病變和癌癥中經(jīng)常發(fā)生刪除現(xiàn)象,在人類的各種主要癌癥中也有FHIT蛋白表達(dá)缺失或減少,特別是那些由環(huán)境致癌物質(zhì)引起的腫瘤,例如吸煙有關(guān)的腫瘤。因此現(xiàn)已基本明確FHIT具有抑癌基因的功能。㈢FHIT(fragilehistidinetriad研究顯示FHIT的改變在癌形成多步驟過程中早期就有發(fā)生。FHIT的滅活可能發(fā)生在腫瘤G1期的早期階段,并且與G2、G3期腫瘤發(fā)展密切相關(guān)。Sard等報(bào)告FHIT基因涉及細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)和細(xì)胞周期的控制,F(xiàn)HIT抑制腫瘤的活性與它促細(xì)胞凋亡功能存在聯(lián)系。Pavelic等和Krivak等分別證明異常的FHIT基因是肺癌和晚期子宮頸癌的不良預(yù)后指標(biāo)??傊诟鞣N主要人類癌癥均有FHIT缺失與腫瘤的高增殖和低凋亡有關(guān),與腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān),與錯配修復(fù)蛋白的缺失有關(guān),與腫瘤進(jìn)展及生存率下降有關(guān)。研究顯示FHIT的改變在癌形成多步驟過程中早㈣其他抑癌基因1、抑癌基因MEN1位于11q13的抑癌基因MEN1(multipleendocrineneoplasiatype1)的雜合性缺失及其突變導(dǎo)致的失活促使了MEN1型彌散性內(nèi)分泌的失調(diào)。2、SMAD4
候選腫瘤抑制基因SMAD4、SMAD2定位于18q21,在大腸癌上常有缺失。SMAD4是候選的胰腺癌抑制基因,一些大腸癌中也檢出了SMAD4的突變,但發(fā)生率很低。SMAD4啟動區(qū)超甲基化在大腸癌的腫瘤生成中不常見。㈣其他抑癌基因3、p57kip2
在人類定位于11p15.5,其蛋白可能不經(jīng)過CDK活性調(diào)控的途徑來作用,但在橫紋肌肉瘤中p57kip2沒有腫瘤抑制功能。4、Caveolin-1可能是一個(gè)抑癌基因。將反義caveolin-1注入NIH3T3細(xì)胞后,細(xì)胞呈現(xiàn)出不錨定的獨(dú)立生長特性,并在免疫缺失鼠體內(nèi)形成腫瘤,顯示過激的p42/44MAP激酶級聯(lián)反應(yīng)。而caveolin-1表達(dá)的上調(diào)能夠介導(dǎo)接觸抑制,同時(shí)對p42/44MAP激酶級聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行負(fù)調(diào)控,抑制腫瘤的生長。3、p57kip25、LUCA15
是一個(gè)假定的腫瘤抑制基因,在ras轉(zhuǎn)化細(xì)胞中表達(dá)下調(diào),說明是通過改變mRNA水平來調(diào)控細(xì)胞增生的。6、AS3
也是一個(gè)候選腫瘤抑制基因,能調(diào)節(jié)前列腺癌細(xì)胞中雄激素誘導(dǎo)的終止增殖作用。7、HSU17714
可能是大腸癌抑制基因。8、pp32
能抑制原癌基因介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化,在良性前列腺組織中表達(dá),而pp32r1和pp32r2在前列腺癌中有表達(dá),它們?nèi)叩倪x擇性表達(dá)可調(diào)節(jié)致癌率。有人根據(jù)大多數(shù)卵巢癌在22q存在缺失推測該處有一個(gè)腫瘤抑制基因。還有人認(rèn)為11q23處有一個(gè)與大腸癌的形成相關(guān)的假定腫瘤抑制基因;1p上也有一個(gè)與甲狀旁腺腫瘤相關(guān)的假定抑癌基因。這些發(fā)現(xiàn)都對癌癥的研究有著重要意義。5、LUCA15是一個(gè)假定的腫瘤抑制基因,在ras轉(zhuǎn)化細(xì)六、與錯配修復(fù)蛋白的缺失有關(guān)——微衛(wèi)星(MicrosatellilteDNA)
一些有遺傳性DNA修復(fù)調(diào)節(jié)基因有突變或缺失的人中,腫瘤的發(fā)病率極高。例如在遺傳性非息肉性結(jié)腸癌綜合征,病人的DNA錯配修復(fù)基因發(fā)生缺失。一段單鏈DNA在復(fù)制時(shí),堿基的錯配(A-T配對變成G-T配對),通常由DNA錯配修復(fù)基因更正。而在上述病人錯配不能更正而可積累起來,造成原癌基因或者腫瘤抑制基因的突變,形成結(jié)腸癌。六、與錯配修復(fù)蛋白的缺失有關(guān)
微衛(wèi)星是指廣泛存在于真核生物基因組中的簡單串聯(lián)重復(fù)序列,以2-6個(gè)核苷酸為重復(fù)單位。微衛(wèi)星代表基因組中的不穩(wěn)定的區(qū)域,比非重復(fù)DNA序列的突變頻率高得多。
微衛(wèi)星不穩(wěn)定(MicrosatellilteinstabilityMSI)是由于錯配修復(fù)基因突變而引起的簡單重復(fù)序列改變,常表現(xiàn)為重復(fù)單位數(shù)量的增加和減少。
這種不穩(wěn)定性具有重要意義,1、不穩(wěn)定導(dǎo)致多態(tài)的等位基因,基因內(nèi)或基因附近簡單重復(fù)序列的長度改變,能改變這些基因的表達(dá)和功能,在人類許多遺傳疾病反應(yīng)出簡單重復(fù)序列的擴(kuò)增。2、序列不穩(wěn)定的增加,可用于診斷某些具DNA錯配修復(fù)缺陷的腫瘤。微衛(wèi)星是指廣泛存在于真核生物基因組中的簡單串微衛(wèi)星不穩(wěn)定的檢測方法⑴收集標(biāo)本,包括正常和病變組織;⑵提取基因組DNA;⑶選取MS標(biāo)記的旁側(cè)序列合成特異性引物;⑷用PCR法擴(kuò)增基因組DNA;⑸擴(kuò)增產(chǎn)物在變性聚丙烯酰胺凝膠上電泳分離,分析結(jié)果。比較病變組織DNA片段的差異,MSIDNA表現(xiàn)為等位帶的移動,帶強(qiáng)度的增加或獲得額外的帶型。微衛(wèi)星不穩(wěn)定的檢測方法第六節(jié)腫瘤是一類細(xì)胞周期疾病
20世紀(jì)90年代細(xì)胞分子生物學(xué)研究闡明,腫瘤是一類多步驟發(fā)生的,多基因突變所致的細(xì)胞克隆、演化性疾病。幾乎所有癌基因、抑癌基因的功能效應(yīng),最終都會聚到細(xì)胞周期機(jī)制上來;許多癌基因、抑癌基因直接參與細(xì)胞周期的調(diào)控,或者本身就是細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制的主要成分。它們的突變導(dǎo)致了細(xì)胞周期失控,包括細(xì)胞周期啟動、運(yùn)行和終止異常,使細(xì)胞進(jìn)入以增殖過多。凋亡過少為主要形式的失控性生長。據(jù)此可說,腫瘤是一類細(xì)胞周期疾病(cellcycledisease)。第六節(jié)腫瘤是一類細(xì)胞周期疾病1.腫瘤細(xì)胞的周期調(diào)控
G1期細(xì)胞對胞外信號作出的反應(yīng)是決定朝向分裂還是退出細(xì)胞周期而進(jìn)入靜止期(Go)。GI期的正常進(jìn)展有賴于有絲分裂原的刺激,也可受抗增生細(xì)胞因子的刺激而終止。失去調(diào)控的癌細(xì)胞傾向于保留在細(xì)胞周期中持續(xù)循環(huán);一旦細(xì)胞通過G1晚期限制點(diǎn),將對胞外生長調(diào)控信號產(chǎn)生不應(yīng)期而代之以自律性程序,并帶著這些信息進(jìn)入有絲分裂。1.腫瘤細(xì)胞的周期調(diào)控
2.細(xì)胞周期監(jiān)控機(jī)制的破壞
腫瘤細(xì)胞在許多方面不同于正常細(xì)胞,如去分化、侵襲性、藥物不敏感性等;這些區(qū)別不是簡單地源于失控性的細(xì)胞生長,而且來自細(xì)胞的演化過程。所謂腫瘤是一類“多基因疾病”,包括三層含義:
①、腫瘤的發(fā)生源于遺傳物質(zhì)或基因的改變;
②、這種改變是多步驟(multistep)完成的;
③、所有的基因變化最終導(dǎo)致細(xì)胞的失控性生長。2.細(xì)胞周期監(jiān)控機(jī)制的破壞細(xì)胞基因組完整性(genomeintegrity)的改變,是腫瘤發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。已知有三種細(xì)胞成分涉及細(xì)胞的遺傳,即DNA(或基因)、紡錘體和紡錘體極DNA監(jiān)控機(jī)制的破壞,將導(dǎo)致染色體重排(rearrangements),如基因缺失(deletions)、擴(kuò)增(amplifications)和移位(translocations)。紡錘體監(jiān)控機(jī)制的破壞將導(dǎo)致有絲分裂過程中染色體不能分開,子代細(xì)胞中染色體的丟失或增加。紡錘體極監(jiān)控機(jī)制的破壞則導(dǎo)致染色體組倍體(ploidy)的改變。這些監(jiān)控機(jī)制的破壞,將導(dǎo)致遺傳的不穩(wěn)定性(geneticinstability),它是所有癌前細(xì)胞和癌細(xì)胞的本質(zhì)特征。這三種基因組完整性的改變,染色體重排、異倍體和多倍體,都常見于腫瘤細(xì)胞的演化過程中。細(xì)胞基因組完整性(genomeintegri第七節(jié)生長因子及其受體與細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的異常
GFs是細(xì)胞內(nèi)外信號傳遞的重要啟始元件之一,GFs與靶細(xì)胞表面的特異性GFR結(jié)合,啟動復(fù)雜而有許多胞質(zhì)和胞核蛋白質(zhì)參與的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng),操縱細(xì)胞的各種生物學(xué)行為,包括細(xì)胞增殖與分化、細(xì)胞存活和細(xì)胞動力學(xué)與形態(tài)學(xué)的改變。腫瘤發(fā)生過程中的各種遺傳改變都對基因編碼的GF和GFR產(chǎn)生明顯的影響。腫瘤細(xì)胞還可以自分泌的GF影響基因的轉(zhuǎn)錄,或破壞正常細(xì)胞基因表達(dá)的調(diào)控。第七節(jié)人們對GF的認(rèn)識是從培養(yǎng)細(xì)胞的研究開始的,向培養(yǎng)基中加入GF可以啟始細(xì)胞離開Go期而進(jìn)入生長周期。GFs與細(xì)胞膜表面或細(xì)胞內(nèi)的GFR結(jié)合,通過激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和(或)通過釋放彌散性的第二信使將信號轉(zhuǎn)遞給整個(gè)細(xì)胞,從而改變諸如基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞形狀、細(xì)胞代謝等細(xì)胞活動。人們對GF的認(rèn)識是從培養(yǎng)細(xì)胞的研究開始的,向腫瘤形成的基本理論課件GFR基因擴(kuò)增將導(dǎo)致每個(gè)細(xì)胞膜表面的受體數(shù)目增多,從而增加了細(xì)胞對配體依賴性轉(zhuǎn)化的敏感性,使之更易于增生。GFR的功能性突變可以在無特異配體的情況下將細(xì)胞生長的信號傳遞到細(xì)胞核。受體蛋白質(zhì)酪氨酸激酶RTK家族包括上皮生長因子受體(EGFR)、血小板衍生的生長因子受體(PDGFR)、神經(jīng)生長因子受體(NGFR)及肝細(xì)胞生長因子受體(HGFR)等,對各種GF具有高度親和力,含有細(xì)胞外配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)保守的酪氨酸激酶催化結(jié)構(gòu)域,這種催化結(jié)構(gòu)域通常由氨基端的ATP結(jié)合區(qū)域和羧基端的磷酸轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域組成受體蛋白質(zhì)絲氨酸/蘇氨酸激酶(RSTK)。GFR基因擴(kuò)增將導(dǎo)致每個(gè)細(xì)胞膜表面的受體數(shù)目第八節(jié)腫瘤發(fā)生是免疫監(jiān)視功能喪失的結(jié)果
一、腫瘤免疫腫瘤免疫反應(yīng)以細(xì)胞免疫為主,體液免疫為輔。參加細(xì)胞免疫的效應(yīng)細(xì)胞主要有CD8+的細(xì)胞毒性T細(xì)胞(cytotoxicTlymphocyte,CTL)、自然殺傷細(xì)胞(NK)和巨噬細(xì)胞。體液免疫機(jī)制參加抗腫瘤反應(yīng)的主要是激活補(bǔ)體和介導(dǎo)NK細(xì)胞參加的ADCC。
第八節(jié)腫瘤發(fā)生是免疫監(jiān)視功能喪失的結(jié)果1、CD8+的細(xì)胞毒性T細(xì)胞
(cytotoxicTlymphocyteCTL)CTL被白細(xì)胞介素2(1L—2)激活后可以通過其T細(xì)胞受體識別瘤細(xì)胞上的人類主要組織相容性復(fù)合體(majorhistocompatibilitycomplex,MHC)I型分子而釋放某些溶解酶將瘤細(xì)胞殺滅。CTL的保護(hù)作用在對抗病毒所致的腫瘤(如EBV引起的伯基特淋巴瘤和HPV導(dǎo)致的腫瘤)時(shí)特別明顯。IL-2被稱為T細(xì)胞生長因子。IL-2主要以自分泌或旁分泌的方式,誘導(dǎo)特異性CTL克隆增殖,殺傷腫瘤細(xì)胞。1、CD8+的細(xì)胞毒性T細(xì)胞肝癌中IL-2R陽性表達(dá)于淋巴細(xì)胞膜及胞漿(CTL)肝癌中IL-2R陽性表達(dá)于淋巴細(xì)胞膜及胞漿(CTL)IL-2腫瘤特異性CTL腫瘤細(xì)胞+滲透性細(xì)胞溶解誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡腫瘤細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明IL-2通過增加肝內(nèi)CTL,增強(qiáng)機(jī)體特異性細(xì)胞免疫,能夠有效的抑制肝癌形成,一旦癌形成后,IL-2激活肝內(nèi)CTL的作用減弱。IL-2腫瘤特異性CTL腫瘤細(xì)胞+滲透性細(xì)胞溶解誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡2、NK細(xì)胞NK細(xì)胞是不需要預(yù)先致敏的能殺傷腫瘤細(xì)胞的淋巴細(xì)胞。由IL—2激活后,NK細(xì)胞可以溶解多種人體腫瘤細(xì)胞,其中有些并不引起T細(xì)胞的免疫反應(yīng),因此NK細(xì)胞是抗腫瘤免疫第一線的抵抗力量。NK細(xì)胞識別靶細(xì)胞的機(jī)制可能是通過NK細(xì)胞受體和抗體介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)。
2、NK細(xì)胞CD57陽性細(xì)胞(×500)CD57陽性細(xì)胞(×500)肝臟NK細(xì)胞的抑癌作用
肝臟NK細(xì)胞屬于大顆粒淋巴細(xì)胞(Largegranularlymphocyte,LGL),位于肝竇內(nèi)。其細(xì)胞毒作用相當(dāng)于淋巴因子激活殺傷細(xì)胞(Lymphokineactivatedkillercell,LAK)。
本實(shí)驗(yàn)用抗CD57來檢測肝臟NK細(xì)胞,結(jié)果表明肝臟NK細(xì)胞的數(shù)量在HCC中顯著低于正常肝組織,而各級HCC中肝臟NK細(xì)胞的數(shù)量無顯著差異。
肝臟NK細(xì)胞的抑癌作用肝臟NK細(xì)胞屬于大顆肝臟NK細(xì)胞抗腫瘤作用的機(jī)制主要有:⑴分泌穿孔素/顆粒酶介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞滲透性溶解;⑵與腫瘤細(xì)胞直接接觸,由其表面的膜型TNF/FasL介導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡;⑶破壞或活化腫瘤微血管系統(tǒng),引起其他效應(yīng)細(xì)胞和淋巴因子滲入到腫瘤組織中,導(dǎo)致腫瘤出血壞死。
肝臟NK細(xì)胞抗腫瘤作用的機(jī)制主要有:⑴分泌穿孔素/顆粒酶介導(dǎo)3、巨噬細(xì)胞巨噬細(xì)胞在抗腫瘤反應(yīng)中與T細(xì)胞協(xié)同作用。T細(xì)胞產(chǎn)生的Y干擾素可激活巨噬細(xì)胞,而巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的腫瘤壞死因子(TNF—α)和活性氧代謝產(chǎn)物在溶解瘤細(xì)胞中起主要作用。此外巨噬細(xì)胞的Fc受體還可與腫瘤細(xì)胞表面的IgG結(jié)合,通過ADCC殺傷腫瘤細(xì)胞。
3、巨噬細(xì)胞CD68陽性細(xì)胞(×500)CD68陽性細(xì)胞(×500)
CD68與CD57陽性細(xì)胞的數(shù)量關(guān)系提示
KC與肝臟NK細(xì)胞在數(shù)量上呈線性正相關(guān)。
CD68陽性細(xì)胞數(shù)
CD57陽性細(xì)胞數(shù)
CD68與CD57陽性細(xì)胞數(shù)量關(guān)系散點(diǎn)圖
CD68與CD57陽性細(xì)胞的數(shù)量關(guān)系提示CD68陽性
KC和肝臟NK細(xì)胞的相互作用
肝臟NK細(xì)胞來源于骨髓,NK前體細(xì)胞在肝臟的歸巢、分化和活化依賴于肝竇內(nèi)功能正常的KC的存在。⑴KC可促進(jìn)NK前體細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞間的黏附作用;⑵KC分泌的TNF-α及干擾素-β(interferon-β,IFN-β)能促進(jìn)NK前體細(xì)胞的分化和活化,增強(qiáng)NK細(xì)胞的細(xì)胞毒作用;⑶KC分泌的IL-1等細(xì)胞因子具有淋巴細(xì)胞趨化因子樣作用,可使肝臟NK細(xì)胞向腫瘤局部集中。KC和肝臟NK細(xì)胞的相互作用肝臟NK細(xì)胞來活化的肝臟NK細(xì)胞能分泌大量的細(xì)胞因子如IFN-β、IFN-γ、IL-2、GM-CSF等,通過這些細(xì)胞因子調(diào)節(jié)KC的功能,發(fā)揮抗腫瘤作用。說明KC在肝臟NK細(xì)胞的歸巢、分化和活化中發(fā)揮著重要作用,且兩者在抗腫瘤中存在協(xié)同作用?;罨母闻KNK細(xì)胞能分泌大量的細(xì)胞因子如IF二、引起機(jī)體免疫反應(yīng)的腫瘤抗原為兩類:⑴腫瘤特異性抗原只存在于腫瘤細(xì)胞中;⑵腫瘤相關(guān)抗原存在于腫瘤細(xì)胞和某些正常細(xì)胞中。腫瘤相關(guān)抗原可用于制備活性T細(xì)胞或抗體,用于腫瘤的免疫治療。
腫瘤相關(guān)抗原可分為兩類:
①腫瘤胚胎抗原:在正常情況下出現(xiàn)在發(fā)育中的胚胎組織而不見于成熟組織,但可見于癌變組織。
②腫瘤分化抗原:指正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞都具有的與分化程度有關(guān)的某些抗原。二、引起機(jī)體免疫反應(yīng)的腫瘤抗原為兩類:三、腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體的免疫監(jiān)視的可能機(jī)制。1、免疫抑制作用免疫監(jiān)視機(jī)制在抗腫瘤中的作用的最有力的證據(jù),是在免疫缺陷病患者和接受免疫抑制治療的病人中惡性腫瘤的發(fā)病率明顯增加。如在器官移植的受者和AIDS病患者中發(fā)生淋巴瘤的可能也大大增加。惡性腫瘤患者隨著病程的發(fā)展和病情惡化每伴有免疫功能普遍下降,這在晚期患者尤為突出。相反有些腫瘤,如神經(jīng)母細(xì)胞瘤、惡性黑色素瘤和絨毛膜上皮癌等腫瘤患者,由于機(jī)體免疫功能增高可發(fā)生自發(fā)消退。但是大多數(shù)的惡性腫瘤發(fā)生于免疫機(jī)能正常的人群,這些腫瘤能逃脫免疫系統(tǒng)的監(jiān)視并破壞機(jī)體的免疫系統(tǒng)的機(jī)制還不完全清楚。
三、腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體的免疫監(jiān)視的可能機(jī)制。2、腫瘤細(xì)胞缺乏激發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答所必需的成分①腫瘤細(xì)胞的免疫原性弱及抗原調(diào)變(antigenmodulation);②MHC抗原表達(dá)喪失或減少,會使瘤細(xì)胞避開CTL的攻擊;CTL攻擊腫瘤細(xì)胞時(shí)要識別瘤細(xì)胞膜上的I型MHC抗原。③協(xié)同刺激分子及粘附分子表達(dá)下降。在腫瘤細(xì)胞表達(dá)MHC抗原時(shí),如果缺乏協(xié)同刺激因子,瘤細(xì)胞仍然可以逃避CTL的攻擊。為了解決這一問題、正進(jìn)行用轉(zhuǎn)染了協(xié)同因子B—7的自身腫瘤細(xì)胞免疫病人的研究;④腫瘤細(xì)胞表面“抗原覆蓋”或被封閉,腫瘤產(chǎn)物抑制免疫反應(yīng)。如由許多腫瘤分泌的TGF—β就是一種潛在的免疫抑制劑。⑤腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)免疫細(xì)胞凋亡。某些黑色素瘤和肝細(xì)胞癌表達(dá)Fas配體,可以與表達(dá)Fas的T細(xì)胞結(jié)合而使CTL凋亡。
2、腫瘤細(xì)胞缺乏激發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答所必需的成分3、基因表達(dá)異??蓪?dǎo)致基因產(chǎn)物的量或定位的改變,使細(xì)胞正常表型轉(zhuǎn)化為癌性表型,出現(xiàn)腫瘤特異性或腫瘤相關(guān)性抗原。①突變的癌基因與抑癌基因編碼的蛋白質(zhì)②轉(zhuǎn)化病毒癌基因編碼的蛋白質(zhì)③體細(xì)胞突變產(chǎn)生的獨(dú)特型抗原蛋白。④共同腫瘤抗原⑤正常自身成分的異常表達(dá)3、基因表達(dá)異常腫瘤是多步驟發(fā)生、多基因突變的演進(jìn)性疾?。?/p>
腫瘤的遺傳易感性;
腫瘤的克隆演化理論和干細(xì)胞學(xué)說;
癌基因激活和抑癌基因失活;腫瘤是一類細(xì)胞周期疾??;
生長因子及其受體與細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的異常;
腫瘤發(fā)生是免疫監(jiān)視功能喪失的結(jié)果。
腫瘤是多步驟發(fā)生、多基因突變的演進(jìn)性疾?。荒[瘤形成的基本理論陳莉南通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院腫瘤形成的基本理論陳莉
腫瘤(tumor,neoplasm)是一類常見病、多發(fā)病,其中惡性腫瘤是目前危害人類健康最嚴(yán)重的一類疾病。在歐美一些國家,癌癥的死亡率僅次于心血管系統(tǒng)疾病而居第二位。在我國,隨著人口的老齡化,腫瘤的發(fā)病率和死亡率都有增加。繼心血管疾病之后,腫瘤是另一威脅人類健康和生命的主要疾病。在世界范圍內(nèi),至少有l(wèi)/3的人在其一生中患上腫瘤;腫瘤是1/4的男性和l/5的女性的死亡原因。腫瘤(tumor,neoplasm)是一類常
據(jù)我國1998年全國衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展情況統(tǒng)計(jì)公報(bào)的資料,城市地區(qū)居民惡性腫瘤死亡率居死因第一位,為139.28/10萬,男性為166.92/10萬,女性為109.99/10萬。農(nóng)村地區(qū)居民惡性腫瘤死亡率居死因第三位,為105.57/10萬,男性為133.02/10萬,女性為77.76/10萬。我國最為常見和危害性嚴(yán)重的腫瘤按照死亡率排列為胃癌、肝癌、肺癌、食管癌、大腸癌、白血病及淋巴瘤、子宮頸癌、鼻咽癌、乳腺癌等。據(jù)我國1998年全國衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展情況統(tǒng)計(jì)公報(bào)目前提出的有關(guān)腫瘤形成的基本理論:1、腫瘤是一種基因??;2、腫瘤是瘤細(xì)胞單克隆性擴(kuò)增的結(jié)果;3、原癌基因的激活和(或)腫瘤抑制基因的失活;4、腫瘤是一個(gè)長期的、分階段的、多種基因突變積累的過程;5、腫瘤的發(fā)生是免疫監(jiān)視功能喪失的結(jié)果。
目前提出的有關(guān)腫瘤形成的基本理論:腫瘤的基本特征一、腫瘤細(xì)胞的基本特征----異型性腫瘤實(shí)質(zhì)(parenchyma)——腫瘤細(xì)胞決定腫瘤的生物學(xué)特征,確定其良惡性識別腫瘤組織起源(histogenesis),腫瘤分類、命名與診斷。
癌細(xì)胞表型的改變通常與其基因型的改變相一致,含有異?;兓驍?shù)量不等的染色體;在顯微鏡下,癌細(xì)胞表現(xiàn)出快速異常失控性生長的特征,表現(xiàn)異型性。腫瘤的基本特征二、腫瘤肉眼形態(tài)大小、色澤、部位、速度、外形、硬度二、腫瘤肉眼形態(tài)大小、色澤、部位、速度、外形、硬度三、腫瘤間質(zhì)(mesenchyma,stroma)循環(huán)血液成分(水、血漿蛋白和各類不同數(shù)量的炎細(xì)胞)結(jié)締組織和血管、淋巴管、骨、軟骨等。細(xì)胞間質(zhì)中大分子物質(zhì)(如膠原蛋白等)。三、腫瘤間質(zhì)(mesenchyma,stroma)腫瘤細(xì)胞生存的微環(huán)境。營養(yǎng)支持腫瘤實(shí)質(zhì);調(diào)節(jié)瘤細(xì)胞與宿主細(xì)胞之間液體、氣體及細(xì)胞等物質(zhì)交換;腫瘤浸潤的屏障。上皮性腫瘤基底膜在腫瘤發(fā)生浸潤時(shí)常有基底膜斷裂、不完整和缺失。
盡管腫瘤間質(zhì)成分基本相同,但不同腫瘤間質(zhì)在數(shù)量上表現(xiàn)有很大的差別,如硬癌、胰腺癌、胃癌,其間質(zhì)成分可以占腫瘤的90%以上,相反如乳腺髓樣癌,除有大量淋巴細(xì)胞外,其它間質(zhì)成分很少。腫瘤細(xì)胞生存的微環(huán)境。四、腫瘤的生物學(xué)行為----異質(zhì)性惡性腫瘤異質(zhì)性(heterogeneity):腫瘤含細(xì)胞表型不盡相同的細(xì)胞亞群,后者在細(xì)胞增殖率、形態(tài)、核型、細(xì)胞表面標(biāo)記物、生化代謝、浸潤轉(zhuǎn)移能力以及對化療、放療等方面的反應(yīng)均不一致。由于腫瘤異質(zhì)性使瘤細(xì)胞亞群雖然是同一轉(zhuǎn)化細(xì)胞克隆的后代,但在細(xì)胞繁殖過程中形成了具有不同生物學(xué)特點(diǎn)的亞克隆,例如2/3的肺癌中常有2種或2種以上癌細(xì)胞表型,甚至同一細(xì)胞中有鱗和腺二種分化現(xiàn)象。腫瘤分化越低,異質(zhì)性越明顯。四、腫瘤的生物學(xué)行為----異質(zhì)性腫瘤形成的基本理論課件第一節(jié)腫瘤是多步驟發(fā)生、多基因突變的演進(jìn)性疾病
參與細(xì)胞生長調(diào)控的蛋白質(zhì)大致分為5類:生長因子(growthfactors,GFs)、生長因子受體(growthfactorreceptorGFR)、細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子(intracellularsignaltransducers)、細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子(nucleartranscriptionfactor)細(xì)胞周期蛋白質(zhì)(cellcycleprotein)。
第一節(jié)腫瘤是多步驟發(fā)生、多基因突變的演進(jìn)性疾病參與細(xì)胞生在細(xì)胞生長、復(fù)制的過程中,可能隨機(jī)地存在著破壞細(xì)胞生長、分裂調(diào)控機(jī)制的基因突變。如果這種突變發(fā)生,所產(chǎn)生的是“基因受損(genedamage)”的子細(xì)胞,當(dāng)“基因受損”不斷累積,細(xì)胞將失控性增長與分裂,顯示其異質(zhì)性的生物學(xué)行為。
這些不是簡單地源于失控性的細(xì)胞生長,而是來自細(xì)胞演化過程中參與細(xì)胞生長調(diào)控的蛋白質(zhì)的紊亂。
腫瘤形成的基本理論課件
腫瘤病因和多步驟發(fā)生、多基因突變的演進(jìn)性機(jī)制
單個(gè)的基因改變尚不足以造成細(xì)胞的完全惡性轉(zhuǎn)化。要使得細(xì)胞完全惡性轉(zhuǎn)化,需要多個(gè)基因的改變,包括幾個(gè)癌基因的激活,兩個(gè)或更多腫瘤抑制基因的失活,以及凋亡調(diào)節(jié)和DNA修復(fù)基因的改變。
所謂腫瘤是一類“多基因疾病”,包括三層含義,①腫瘤的發(fā)生源于遺傳物質(zhì)或基因的改變(geneticchanges);②這種改變是多步驟(multistep)完成的;③所有的基因變化最終導(dǎo)致細(xì)胞的失控性生長。單個(gè)的基因改變尚不足以造成細(xì)胞的完全惡性轉(zhuǎn)化腫瘤形成的基本理論課件
第二節(jié)
腫瘤的遺傳易感性目前發(fā)現(xiàn)不少常見腫瘤有家族史,如乳腺癌、胃腸癌、食管癌、肝癌、鼻咽癌、白血病、子宮內(nèi)膜癌、前列腺癌、黑色素瘤等。根據(jù)遺傳學(xué)原理,當(dāng)某一特定的疾病以可預(yù)測的方式在家系內(nèi)傳遞時(shí),一定存在著遺傳缺陷。然而這一觀察結(jié)果卻引出了一些復(fù)雜的問題:親代的某一遺傳學(xué)缺陷是通過生殖細(xì)胞傳給子代的,理應(yīng)存在于子代的每一個(gè)細(xì)胞中,為何子代體內(nèi)僅一處或幾處發(fā)生腫瘤,而不是全身?家族集聚性腫瘤的存在是否提示更為常見的散發(fā)性腫瘤也具有遺傳學(xué)基礎(chǔ)?抑或散發(fā)性腫瘤與家族集聚性腫瘤各具完全不同的發(fā)生機(jī)制?
第二節(jié)腫瘤的遺傳易感性
“二次打擊學(xué)說”
1971年,Knudson提出了“二次打擊學(xué)說”(Knudson’stwo—hittheory)以回答上述問題。他以一種多發(fā)生于6歲以下兒童的視網(wǎng)膜惡性腫瘤為研究對象。Knudson注意到,腫瘤有時(shí)發(fā)生于雙眼,但大多發(fā)生于單眼;于雙眼發(fā)生腫瘤的兒童,往往其近親也患有此病。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn),雙眼發(fā)病年齡早于單眼發(fā)病者。視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的發(fā)生是不同時(shí)間發(fā)生的兩種細(xì)胞缺陷所致,雙眼患者的第一種細(xì)胞缺陷來自親代遺傳并存在于患者體內(nèi)所有細(xì)胞中;而單眼患者的第一種細(xì)胞缺陷源自發(fā)育過程,且僅存于視網(wǎng)膜細(xì)胞中。無論在單眼或雙眼患者,在第一種細(xì)胞缺陷的基礎(chǔ)上,須加上“獨(dú)立的”第二種細(xì)胞缺陷,視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤才會發(fā)生。所謂“打擊”,即是對基因或DNA的損傷。“二次打擊學(xué)說”腫瘤形成的基本理論課件反復(fù)的多次打擊(multihit)。反復(fù)的多次打擊(multihit)。不同的腫瘤可能有不同遺傳傳遞方式。真正直接遺傳的腫瘤只是少數(shù)不常見的腫瘤,遺傳因素在大多數(shù)腫瘤發(fā)生中的作用是對致癌因子的易感性或傾向性。一些癌前病變,如結(jié)腸多發(fā)性腺瘤性息肉病、神經(jīng)纖維瘤病等,它們本身不是惡性腫瘤,但惡變率極高,100%的結(jié)腸家族性多發(fā)性腺瘤性息肉病的病例在50歲以前發(fā)生惡變,成為多發(fā)性結(jié)腸腺癌。這些腫瘤和癌前病變都屬單基因遺傳,以常染色體顯性遺傳的規(guī)律出現(xiàn)。不同的腫瘤可能有不同遺傳傳遞方式。真正直接遺發(fā)生遺傳性基因突變或缺失的都是腫瘤抑制基因,例如Rb、P53、APC等。這類腫瘤的發(fā)生需要二次突變(常染色體遺傳腫瘤的隱性發(fā)病)。其特點(diǎn)為早年(兒童期)發(fā)病,腫瘤呈多發(fā)性,常累及雙側(cè)器官。累及DNA修復(fù)基因:Bloom綜合征(先天性毛細(xì)血管擴(kuò)張性紅斑及生長發(fā)育障礙)時(shí)易發(fā)生白血病及其他惡性腫瘤;毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)癥患者多發(fā)生急性白血病和淋巴瘤;著色性干皮病患者經(jīng)紫外光照射后易患皮膚基底細(xì)胞癌、鱗狀細(xì)胞癌或黑色素瘤。以上三種遺傳綜合征均。累及p53基因Li—Fraumeni綜合征患者易發(fā)生肉瘤、白血病和乳腺癌。結(jié)腸腺瘤易發(fā)生結(jié)腸癌等發(fā)生遺傳性基因突變或缺失的都是腫瘤抑制基因,例如Rb抑癌基因在遺傳學(xué)上屬隱性基因(癌基因是顯性基因),生物學(xué)特征是抑制細(xì)胞增殖。抑癌基因的隱性遺傳學(xué)特征使一對等位基因中的任何一個(gè)基因的丟失或破壞,都不足以使其抑制細(xì)胞增殖的功能失活,因另一個(gè)等位基因的完好仍能產(chǎn)生抑癌基因產(chǎn)物,并發(fā)揮其功能;只有一對等位基因全遭丟失或破壞,才能使其抑制細(xì)胞增殖的功能喪失。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)有力地支持了Knudson的“二次打擊學(xué)說”,也說明腫瘤的發(fā)生是由于一個(gè)等位基因的結(jié)構(gòu)破壞或功能喪失和接踵而至的另一個(gè)等位基因功能減弱或結(jié)構(gòu)受損的結(jié)果。事實(shí)上遺傳因素與環(huán)境因素在腫瘤發(fā)生中起協(xié)同作用,而環(huán)境因素更為重要。決定這類腫瘤的遺傳因素是屬于多基因的。
抑癌基因在遺傳學(xué)上屬隱性基因(癌基因是顯性基因),生第三節(jié)
腫瘤的克隆演化理論和干細(xì)胞學(xué)說
一、腫瘤細(xì)胞的單克隆增生20世紀(jì)80年代末,科學(xué)家們推測,原癌基因和抑癌基因在同一細(xì)胞內(nèi)的先后突變是腫瘤發(fā)生的原因。腫瘤的發(fā)生、發(fā)展果然是一個(gè)細(xì)胞克隆演化的過程。首先,一個(gè)細(xì)胞有了一個(gè)基因突變,使其能在一般正常細(xì)胞不足以分裂的條件下進(jìn)行分裂,繼而子代細(xì)胞也有了同樣的不正常分裂能力,使分裂繼續(xù)下去;隨后,細(xì)胞群中又有某一個(gè)再次發(fā)生基因突變,使其生長、分裂的能力進(jìn)一步加強(qiáng);如此,最終發(fā)展成為惡性腫瘤細(xì)胞。從而使“二次打擊學(xué)說”上升為“克隆演化理論”(clonalevolutiontheory),或“多步驟理論”(multisteptheory)。
第三節(jié)腫瘤的克隆演化理論和干細(xì)胞學(xué)說腫瘤形成的基本理論課件腫瘤形成的基本理論課件1990年Fearon和Vogelstein提出了結(jié)直腸癌發(fā)生的基本模式:遺傳改變的潛在序列為體細(xì)胞的生長提供了有利條件,使它們成為了腫瘤中的優(yōu)勢細(xì)胞,謂之克隆擴(kuò)張。絕大多數(shù)結(jié)直腸癌發(fā)生的起始步驟是粘膜細(xì)胞內(nèi)的APC基因突變,起動細(xì)胞克隆形成粘膜增生,繼之發(fā)生DNA甲基化狀態(tài)(DNAmethylation)改變,使之極易發(fā)生另外突變。
1990年Fearon和Vogelstein提出二、腫瘤干細(xì)胞學(xué)說1、干細(xì)胞的概念干細(xì)胞(stemcells)是一類未分化的原始細(xì)胞,其兩大生物學(xué)特性為:多潛能分化能力和自我更新能力。當(dāng)干細(xì)胞分裂時(shí),一個(gè)子細(xì)胞完全地復(fù)制成母細(xì)胞,而另一個(gè)子細(xì)胞則分化成熟,發(fā)展成特異組織的體細(xì)胞。幾乎每種組織都有自己特異的干細(xì)胞,持續(xù)存在且數(shù)量很少,當(dāng)組織老化或病變損傷時(shí),這些細(xì)胞增殖分化,替代修復(fù)原有細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞的生長繁殖和干細(xì)胞之間有許多驚人的相似之處,從而提出了腫瘤干細(xì)胞(Tumorstemcells)學(xué)說。
二、腫瘤干細(xì)胞學(xué)說2、腫瘤干細(xì)胞學(xué)說的理論基礎(chǔ)為:⑴細(xì)胞發(fā)生癌變必須累積許多突變,一般體細(xì)胞壽命較短,經(jīng)數(shù)個(gè)周期的分裂生長就進(jìn)入正常的程序化死亡,無法累積眾多的突變;只有干細(xì)胞才可能長時(shí)間存活,從而可以接受所有的導(dǎo)致腫瘤的突變。⑵干細(xì)胞幾乎無限的自我更新為發(fā)生基因突變提供了較多的可能。⑶腫瘤與干細(xì)胞一樣,具有分裂增殖、遷移、再生長的能力。⑷
腫瘤組織中僅有極小部分細(xì)胞(干細(xì)胞)能通過接種、培養(yǎng)或轉(zhuǎn)移等方式形成新的腫瘤。2、腫瘤干細(xì)胞學(xué)說的理論基礎(chǔ)為:3、干細(xì)胞與腫瘤自腫瘤干細(xì)胞理論建立以來,從最早的血液系統(tǒng)腫瘤干細(xì)胞到最近的實(shí)體性腫瘤,如肺癌與其他腫瘤干細(xì)胞的確定,這一理論得到了有力的證實(shí)。不同類型腫瘤干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)時(shí)間與文獻(xiàn)
發(fā)現(xiàn)時(shí)間腫瘤干細(xì)胞文獻(xiàn)1994白血病干細(xì)胞Blood2003腦膠質(zhì)瘤干細(xì)胞CancerResearch2003乳腺癌干細(xì)胞PNAS2005肺癌干細(xì)胞Cell2005肝癌干細(xì)胞
國際肝癌會議
3、干細(xì)胞與腫瘤
4、腫瘤干細(xì)胞的特征
(1)必然具備一定的正常組織干細(xì)胞的特征或標(biāo)志,(2)存在其特有的分化增殖傾向(3)該組織的腫瘤特征
如胰腺腫瘤干細(xì)胞的標(biāo)志分子可能為PDX—1,Ptf—1等,同時(shí)也可能表達(dá)一些干細(xì)胞共同的表面分子,如CD34,CD44等?;谀[
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