干細胞和腫瘤細胞

干細胞和腫瘤細胞第1頁/共49頁干細胞stemcell：機體的許多組織中保留有一部分未分化的細胞，一旦需要，這些細胞便可按發(fā)育途徑先進行細胞分裂，然后分化產(chǎn)生分化細胞。機體中這些未分化的細胞就稱為干細胞。第2頁/共49頁●干細胞分類和特點★根據(jù)干細胞所處的發(fā)育階段分①胚胎干細胞(embryonicstemcell，ES)②成體干細胞(somaticstemcell)。★根據(jù)干細胞的發(fā)育潛能分為：①全能干細胞(totipotentstemcell,TSC)②多能干細胞（pluripotentstemcell）③單能干細胞（unipotentstemcell）第3頁/共49頁★全能干細胞可以分化為機體內(nèi)的任何一種細胞，直至形成一個復雜的有機體。★多能干細胞可以分化為多種類型的細胞，如造血干細胞可以分化為12種血細胞?！飭文芨杉毎荒芊只癁橐环N類型的細胞，而且自我更新能力有限。第4頁/共49頁●干細胞的特點:①干細胞本身不是終末分化細胞,終生保持未分化或低分化特征②干細胞能無限地分裂③干細胞分裂產(chǎn)生的子細胞只能在兩種途徑中選擇其一:或保持親代特征,仍作為干細胞,或不可逆地向終末分化。④在機體的中的數(shù)目、位置相對恒定第5頁/共49頁⑤具有多向分化潛能，能分化成不同類型的組織細胞，造血干細胞、骨髓間充質(zhì)干細胞、神經(jīng)干細胞等成體干細胞具有一定的跨系、甚至跨胚層分化的潛能⑥分裂的慢周期性，絕大多數(shù)干細胞處于G0期，有利于干細胞對外界信號作出正確反應。⑦干細胞具有自穩(wěn)性：具有自我更新能力，并維持自身數(shù)目恒定。第6頁/共49頁⑧在干細胞與分化細胞之間有兩種過渡類型的細胞：短暫增殖細胞和祖細胞。

短暫增殖細胞：增殖能力有限，增值速度比干細胞快。短暫增殖細胞的存在，可以用少量的干細胞產(chǎn)生較多的祖細胞，有利于保護干細胞。祖細胞：失去增殖能力。分化方向已被決定。第7頁/共49頁⑨干細胞通常呈圓形或橢圓形，體積小，核質(zhì)比大。⑩干細胞具有較高的端粒酶活性。不同的干細胞有不同的生化標志?？捎糜趯ふ?、定位干細胞。⑾干細胞的增殖方式有對稱分裂與不對稱分裂兩種。⑿干細胞細胞周期及分化的調(diào)控不同于其他細胞。第8頁/共49頁

●干細胞的功能:

干細胞不是執(zhí)行已分化細胞的功能,而是產(chǎn)生具有分化功能的細胞。第9頁/共49頁●胚胎干細胞（embryonicstemcells，ESC）

是一種經(jīng)人工操作能夠發(fā)育成一個新個體的全能性二倍體細胞。它是從早期胚胎內(nèi)細胞團(innercellmass，ICM)或原始胚胎生殖細胞(embryonicgermcell,EG)經(jīng)體外分化抑制培養(yǎng)分離克隆的。第10頁/共49頁。胚胎干細胞制備第11頁/共49頁

體外與體內(nèi)分化途徑和機制在分子水平上有許多相似之處，而且體外研究更具有優(yōu)點：(1)避免各種內(nèi)源性因素干擾(2)ES細胞始終保持存活、增殖和分化潛能，而在體內(nèi)研究則存在胎死宮內(nèi)、流產(chǎn)可能，使研究半途而廢(3)可制備各種模型，更直觀明了，而且可研究分化過程中的前祖細胞生物學特性。第12頁/共49頁●成體干細胞①造血干細胞(hematopoieticstemcell，HSC)②骨髓間質(zhì)干細胞(mesenhymalstemcell③神經(jīng)干細胞(neuralstemcell，NSCs)④肌肉干細胞(musclestemcell)⑤成骨干細胞(osteogenicstemcell)⑥內(nèi)胚層干細胞(endodermalstemcell)⑦視網(wǎng)膜干細胞(retinalstemcell)等。第13頁/共49頁細胞的增殖、分化、

衰老與凋亡第六節(jié)腫瘤細胞第14頁/共49頁腫瘤是細胞在基因水平上失去對生長的調(diào)控，導致異常增生。良性腫瘤：生長緩慢，邊界明顯。惡性腫瘤：即癌，生長快、具有遷移性。腫瘤由實質(zhì)和間質(zhì)構(gòu)成，實質(zhì)是腫瘤細胞，間質(zhì)由結(jié)締組織和血管組成。第15頁/共49頁

癌細胞所謂癌細胞實際上是一種突變的體細胞，這種突變體脫離了細胞社會關于增殖和存活的控制，因此可以無限制的增殖產(chǎn)生腫瘤。第16頁/共49頁

癌的類群根據(jù)癌變涉及的細胞類型的不同，癌分為三個類群：①癌(carcinomas),是最常見的一種類型，主要是從組織的外表面和內(nèi)表面生長的癌。如肺癌、乳腺癌和結(jié)腸癌等第17頁/共49頁②瘤(sarcomas),主要是源于中胚層形成的支持組織（骨、軟骨、脂肪、結(jié)締組織和肌組織等）中形成的癌。③淋巴瘤(lymphomas)和白血病(leukemias),是由淋巴和血液產(chǎn)生的癌。白血病主要是指癌細胞已經(jīng)大量進入血液中。第18頁/共49頁●癌細胞的主要特征metastaticlungtumorinliver第19頁/共49頁1、癌細胞的形態(tài)特征核質(zhì)比顯著高于正常細胞，可達1:1出現(xiàn)巨核、雙核或多核，染色體呈非整倍體線粒體多型性、腫脹、增生細胞骨架紊亂細胞表面特征改變，產(chǎn)生腫瘤相關抗原第20頁/共49頁★癌細胞的染色體的變化正常細胞在生長和分裂時能夠維持二倍體的完整性，而癌細胞常常出現(xiàn)染色體異常，主要是非整倍性,有染色體的缺失或增加。第21頁/共49頁

一般來說，正常細胞中染色體整倍性的破壞，會激活導致細胞程序性死亡的信號，引起細胞的程序性死亡。但是癌細胞染色體整倍性的破壞，不會進入程序性死亡，因這種細胞對程序性死亡的信號已不再敏感了。這也是癌細胞區(qū)別于正常細胞的一個重要指標。第22頁/共49頁★細胞骨架的變化正常細胞的細胞質(zhì)中有高度組織化的細胞骨架網(wǎng)絡結(jié)果，而癌細胞中的細胞骨架不僅少而且雜亂無章第23頁/共49頁第24頁/共49頁2、生理特征細胞周期失控遷移性接觸抑制喪失定著依賴性喪失第25頁/共49頁去分化現(xiàn)象對生長因子需要量降低代謝旺盛線粒體功能障礙可移植性第26頁/共49頁

★對生長因子的依賴性體外培養(yǎng)的正常細胞通常對血清有依賴性，即在培養(yǎng)基中補充一定濃度的血清，而血清的作用是提供生長因子，如表皮生長因子、胰島素等。而癌細胞由于它的生長周期已不受信號的控制，所以對血清就失去依賴性第27頁/共49頁

無論是活體內(nèi)的癌細胞還是體外培養(yǎng)的癌細胞，它們最重要的特性是失去了生長的控制。第28頁/共49頁★去分化現(xiàn)象

已知腫瘤細胞中表達的胎兒同功酶達20余種。胎兒甲種球蛋白（甲胎蛋白）是胎兒所特有的。但在肝癌細胞中表達，因此可做肝癌早期檢定的標志特征。第29頁/共49頁

★細胞表面變化腫瘤細胞的表面常常出現(xiàn)一些變化，包括增加了一些新合成的特殊成份、消失了某些原有的成份。某些癌細胞能夠合成一些新的表面蛋白，由于這些新出現(xiàn)的蛋白具有抗原性，所以常稱為腫瘤相關抗原（tumor-associatedantigens）。第30頁/共49頁

癌細胞表面另一種重要的變化是間隙連接減少，如將熒光染料注入正常的細胞后，染料很快向周圍細胞擴散，但是將熒光染料注入癌細胞，則只停留在被注射的細胞內(nèi)，這一實驗說明癌細胞之間的通訊連接有了缺陷。第31頁/共49頁★代謝變化

代謝旺盛，腫瘤組織的DNA和RNA聚合酶活性均高于正常組織，核酸分解過程明顯降低，DNA和RNA的含量均明顯增高。

蛋白質(zhì)合成及分解代謝都增強，但合成代謝超過分解代謝，甚至可奪取正常組織的蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物，結(jié)果可使機體處于嚴重消耗的惡病質(zhì)（cachexia）狀態(tài)。第32頁/共49頁

★蛋白質(zhì)合成的變化一些惡性腫瘤常常會合成和分泌一些蛋白酶。分泌的蛋白酶能夠降解細胞的某些表面結(jié)構(gòu)，降低了細胞粘著。正因為癌細胞失去了粘著特性，使得癌細胞具有在體內(nèi)轉(zhuǎn)移的能力。第33頁/共49頁★線粒體功能障礙即使在氧供應充分的條件下也主要是糖酵解途徑獲取能量。第34頁/共49頁

★可移植性正常細胞移植到宿主體內(nèi)后，由于免疫反應而被排斥，多不易存活。但是腫瘤細胞具有可移植性，如人的腫瘤細胞可移植到鼠類體內(nèi)，形成移植瘤。第35頁/共49頁3、體外培養(yǎng)的癌細胞生長特性

正常細胞在體外培養(yǎng)時，細胞通過分裂增殖并鋪滿培養(yǎng)器皿的表面形成單層(monolayer)后即停止分裂，這種現(xiàn)象稱作接觸抑制(contactinhibition)。在相同條件下培養(yǎng)的惡性細胞(malignantcells)對密度依賴性生長抑制失去敏感性，因而不會在形成單層時停止生長，而是相互堆積形成多層生長的聚集體第36頁/共49頁第37頁/共49頁

定著依賴性喪失。

正常真核細胞，除成熟血細胞外，大多須粘附于特定的細胞外基質(zhì)上才能抑制凋亡而存活，稱為定著依賴性（anchoragedependence）腫瘤細胞失去定著依賴性，可以在瓊脂、甲基纖維素等支撐物上生長。第38頁/共49頁4、癌細胞轉(zhuǎn)移(metastasis)

惡性腫瘤細胞能夠突破其所在環(huán)境的束縛，進入淋巴管或血管在體內(nèi)轉(zhuǎn)移，在新的部位產(chǎn)生致死性的二級腫瘤第39頁/共49頁第40頁/共49頁

在腫瘤組織中只有極少數(shù)的腫瘤細胞能夠進行轉(zhuǎn)移：①腫瘤細胞侵襲周圍的組織和血管②腫瘤細胞經(jīng)由循環(huán)系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)移③在新的部位生長形成腫瘤。第41頁/共49頁Metastasis.

第42頁/共49頁★惡性腫瘤的形成涉及多個基因的改變抑癌基因與原癌基因

在正常的二倍體細胞中，每一種抑癌基因都有兩個拷貝，只有當兩個拷貝都丟失了或兩個拷貝都失活了才會使細胞失去增殖的控制，只要有一個拷貝是正常的，就能夠正常調(diào)節(jié)細胞的周期。原癌基因編碼的蛋白使細胞生長不受控制，并促進細胞癌變。大多數(shù)癌基因都是由與細胞生長和分裂有關的正?；?原癌基因)突變而來。

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