《細(xì)胞生物學(xué)》教案-細(xì)胞12章 細(xì)胞增殖調(diào)控與癌細(xì)胞21

PAGE《細(xì)胞生物學(xué)》教案 （第21次課2學(xué)時）一、授課題目第十二章細(xì)胞增殖調(diào)控與癌細(xì)胞（Cellproliferation，regulationandcancercell）二、教學(xué)目的和要求1.理解細(xì)胞周期不同時相在形態(tài)上和生物化學(xué)上的變化；2.掌握細(xì)胞周期的調(diào)控3.了解細(xì)胞周期的時間測定.三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：各種調(diào)控因子的作用教學(xué)難點(diǎn)：細(xì)胞周期調(diào)控的機(jī)理四、主要參考資料翟中和．細(xì)胞生物學(xué)，第三版．北京：高等教育出版社，2007五、教學(xué)過程細(xì)胞增殖是通過嚴(yán)格調(diào)控的細(xì)胞周期來實(shí)現(xiàn)的，在細(xì)胞周期的不同階段有一系列檢查點(diǎn)對該過程進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控。不然，不受約束而生成的細(xì)胞將被機(jī)體免疫系統(tǒng)所清除，或者癌變，轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞。癌細(xì)胞不僅表現(xiàn)出增殖失控，同時還具有浸潤和轉(zhuǎn)移的特征，最終導(dǎo)致個體的死亡。第一節(jié)細(xì)胞周期的調(diào)控(Cell-CycleControl)一細(xì)胞周期調(diào)控系統(tǒng)的主要作用=1\*GB4㈠在適當(dāng)時候激活細(xì)胞周期各時相的相關(guān)酶和蛋白，確保細(xì)胞周期向下一個階段進(jìn)行，然后自身失活（正調(diào)控）；=2\*GB4㈡當(dāng)細(xì)胞周期中出現(xiàn)異常時，細(xì)胞會啟動一系列的負(fù)調(diào)控機(jī)制，使細(xì)胞停滯在某個特定的時期，這種調(diào)節(jié)機(jī)制可確保確保每一時相事件的全部完成（負(fù)調(diào)控）；=3\*GB4㈢對外界環(huán)境因子起反應(yīng)（如多細(xì)胞生物對增殖信號的反應(yīng)）通過酪氨酸蛋白激酶受體偶聯(lián)的信號通路完成信號向細(xì)胞內(nèi)的傳遞。二細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)(CellCycleCheckpoint)檢驗(yàn)點(diǎn)（checkpoint）：在細(xì)胞周期中，決定細(xì)胞周期能否繼續(xù)向前運(yùn)轉(zhuǎn)的某一特定時期，稱為檢驗(yàn)點(diǎn)。=1\*GB4㈠細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)是指存在于細(xì)胞周期中特定時期的一種調(diào)控細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)制，主要是確保周期每一時相事件的有序、全部完成并與外界環(huán)境因素相聯(lián)系；=2\*GB4㈡細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)及其作用；G1期檢驗(yàn)點(diǎn)：酵母——Startpoint；動物細(xì)胞——RestrictionPoint。本質(zhì)：周期性活化的蛋白激酶G1/S檢驗(yàn)點(diǎn)：啟動DNA的復(fù)制S期檢驗(yàn)點(diǎn)：檢驗(yàn)DNA復(fù)制是否完畢G2/M檢驗(yàn)點(diǎn)：能否開始分裂中-后期檢驗(yàn)點(diǎn)：紡錘體組裝的檢驗(yàn)三MPF(Maturation-promotingfactor,Mitosis-promotingfactor)卵細(xì)胞成熟促進(jìn)因子(maturationpromotingfactor，MPF）,又稱細(xì)胞有絲分裂促進(jìn)因子(Mitosis-promotingfactor),早期稱為M期促進(jìn)因子(M-phasepromotingfactor,MPF)，是指M期細(xì)胞中存在的促進(jìn)細(xì)胞分裂的因子TransitionfromG2toM：促使細(xì)胞從G2期進(jìn)入M期=1\*GB4㈠MPF的發(fā)現(xiàn)及其生化實(shí)質(zhì)；細(xì)胞融合與PCC(Prematurechromosomalcondense)；最早做的是上個世紀(jì)70年代，用M期的HeLa細(xì)胞（人的宮頸癌細(xì)胞，人類歷史上第一個被體外培養(yǎng)成功的動物細(xì)胞）；將HeLa細(xì)胞同步化在M期，然后將M期的HeLa細(xì)胞和袋鼠的腎細(xì)胞PtK間期不同時期（G1,S,G2）的細(xì)胞分別融合，觀察其形態(tài)變化；發(fā)現(xiàn)G1期的染色體提前凝聚了，PCC（早熟染色體凝集）：與M期細(xì)胞融合的間期細(xì)胞發(fā)生了形態(tài)各異的染色體凝集，稱之為早熟染色體凝集。不同時相的間期細(xì)胞與M期細(xì)胞融合，產(chǎn)生的PCC形態(tài)各異：G1期PCC為細(xì)單線狀（因DNA未復(fù)制），S期PCC為粉末狀（因DNA由多個部位開始復(fù)制），G2期PCC為雙線染色體狀（說明DNA復(fù)制已完成），這樣的形態(tài)變化可能與DNA復(fù)制狀態(tài)有關(guān)。結(jié)論：既然M期細(xì)胞可以誘導(dǎo)PCC，提示在M期細(xì)胞中可能存在一種誘導(dǎo)染色體凝集的因子，稱為細(xì)胞促成熟因子。（人M期HeLa細(xì)胞與袋鼠(Ptk)G1、S、G2期細(xì)胞融合誘導(dǎo)PCC；發(fā)現(xiàn)染色質(zhì)提前凝聚，稱為早熟染色體凝集，簡稱PCC；G1期為細(xì)單線狀；S期為粉末狀；G2期為雙線染色體狀）（提示:在M期細(xì)胞中存在誘導(dǎo)PCC的因子!!!）M期細(xì)胞與G1（A）、S（B）和G2（C）期細(xì)胞融合誘導(dǎo)早熟染色體凝縮（PCC）爪蟾卵子成熟過程；用非洲爪蟾來做實(shí)驗(yàn)，仍然提出了MPF這個概念；為什么用非洲爪蟾的卵母細(xì)胞來做這個實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槠渎涯讣?xì)胞體積大、肉眼可見，數(shù)量多，最關(guān)鍵的是其卵母細(xì)胞的成熟過程非常有意思，卵原細(xì)胞通過生長，進(jìn)入減數(shù)分裂，通過G1，S期就停留在G2期，因?yàn)閺腉2期到M期，需要一種雌性激素，即需要孕酮的刺激，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞就能順利地進(jìn)入M期，就完成第一次減數(shù)分裂，生成一個極體和一個次級卵母細(xì)胞，次級卵母細(xì)胞就停留在第二次減數(shù)分裂，停留在第二次減數(shù)分裂的中期（M期），要邁過M期，需要精子細(xì)胞的受精過程，精子將其需要的營養(yǎng)物質(zhì)給卵母細(xì)胞，則完成第二次減數(shù)分裂，生成一個極體，同時就生成了一個二倍體的受精卵。注：G2期的細(xì)胞核非常大，很明顯；因?yàn)樵贕2期要合成大量的營養(yǎng)物質(zhì)pr；此時這個體積很大的細(xì)胞核，稱為生發(fā)泡（germinalvesicle,GV）；當(dāng)生發(fā)泡已破裂，細(xì)胞就進(jìn)入了M期；（Amphibianoocyteandearlyembryosoffrogs；fertilization）（處于第六期的爪蟾卵母細(xì)胞(RD前期I)，具GV。此實(shí)驗(yàn)表明：激素（孕酮）誘導(dǎo)卵母細(xì)胞成熟；）MPF的發(fā)現(xiàn)；然后，把成熟卵母細(xì)胞（M期）的細(xì)胞質(zhì)注射到間期卵母細(xì)胞里，人為地沒有激素的作用下，看其生發(fā)泡是否會破裂，結(jié)果發(fā)現(xiàn)生發(fā)泡破裂（GVbrokendown）（實(shí)質(zhì)是核被膜的破裂），細(xì)胞順利從G2期進(jìn)入M期。如果將間期細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)注射進(jìn)入間期細(xì)胞，則生發(fā)泡不會破裂；結(jié)果與分析：在成熟的卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，必然有一種物質(zhì)，可以誘導(dǎo)卵母細(xì)胞成熟，將這種物質(zhì)稱作促成熟因子，即MPF.另外發(fā)現(xiàn)，在孕酮的作用下，細(xì)胞仍然能夠順利從G2期進(jìn)入M期；在這個過程中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)孕酮刺激后，G2期的細(xì)胞有蛋白質(zhì)的合成，如果此時用蛋白質(zhì)抑制劑抑制這個合成過程，即使用孕酮刺激，細(xì)胞也不會進(jìn)入M期；這個結(jié)果提示：這個MPF很可能是一種蛋白質(zhì)。（注射實(shí)驗(yàn)表明：在成熟卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，含有誘導(dǎo)卵母細(xì)胞成熟的因子，稱做MPF。）（MasuiandMarkert’sexperiments(J.Exp.Zool.177:142,1971)What’stheroleofhormone?Triggerproteinsynthesis補(bǔ)充：有學(xué)者研究MPF活性與細(xì)胞周期之間的有一定的關(guān)系。1979，MPFactivityundergoesdramatinfluctuationsincleavingeggsthatcorrelatewithchangesinthecellcycle.那其中的原因是什么呢，還是不知道。前面第一批學(xué)者，用細(xì)胞融合提出促有絲分裂因子的概念，第二批學(xué)者，用爪蟾卵母細(xì)胞成熟過程提出了促成熟因子的概念，那么第三批學(xué)者有哪些進(jìn)展呢？=1\*GB2⑴Nursefoundcdc2Inthemid-1970sasapostdocstudyingthefissionyeast裂殖酵母S.pombe稷酒Dividebeforetheyhadreachedfullsize:Mutants-wee:Wee1,wee2（獲得的溫度敏感型的突變株；例如20多度的時候它可以生長，當(dāng)升高溫度到40度時，就不生長了）Thewee2genewaslaterrenamedcelldivisioncycle2(CDC2)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)突變株的酵母細(xì)胞長的不是足夠大的情況下（與野生型相比），就開始分裂增殖，因此就將其稱為wee突變，Wee1,wee2；后來發(fā)現(xiàn)wee2基因，恰好跟細(xì)胞增殖的大小有關(guān)系，后來將其重新命名為細(xì)胞分裂周期2基因，celldivisioncycle2，簡稱CDC2.(如果將cdc2過表達(dá)，則發(fā)現(xiàn)，酵母細(xì)胞進(jìn)行分裂增殖，而且比正常細(xì)胞明顯小很多；如果將cdc2基因缺失，發(fā)現(xiàn)酵母已經(jīng)長到正常的二倍大小了，但是居然剛剛進(jìn)入分裂增殖)（結(jié)果分析：酵母從間期進(jìn)入M期的時間明顯發(fā)生改變）后來發(fā)現(xiàn)cdc2encodesaproteinkinasewith34KDwhoseactivityisrequiredforcellstoenterMphase(p34cdc2)，它是細(xì)胞進(jìn)入M期所必須的。=2\*GB2⑵Hartwellfoundcdc28In1982,NurseandhiscolleaguesfoundthatCDC2wasidenticalinfunctiontoCDC28frombuddingyeast芽殖酵母,S.cerevisiae啤酒,麥酒;在芽殖酵母中有一個基因是CDC28，也與細(xì)胞增殖有關(guān)系，也能讓酵母細(xì)胞從G2期進(jìn)入M期，與cdc2是同源的，也是促進(jìn)細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)的一個激酶。（cdc28如何分離？獲得了一些溫度敏感突變株；分離相關(guān)功能的基因：提取野生型酵母的RNA→反轉(zhuǎn)錄成cDNA（complementary）→重組到載體上→構(gòu)建cDNA文庫→將重組載體轉(zhuǎn)染突變型的酵母細(xì)胞，如果重組的基因?qū)ν蛔冃偷慕湍讣?xì)胞沒有修復(fù)作用，則不能長出克隆，如果能長出克隆，說明此基因與酵母增殖有關(guān)則可以分離、測序；=3\*GB2⑶TimHuntfoundcyclinin1983WhenthegelwasdevelopedonFriday23July1982,Ifoundthatthestrongestbandearlyonsuddenlygotverymuchweakerataboutthetimewhentheeggswereabouttodivideintwo.Thiswasastunning,startingdiscovery.”用海膽卵細(xì)胞為材料，受精以后，用35S標(biāo)記的一個氨基酸作為蛋白質(zhì)合成的前體，與海膽的受精卵孵育，不同時間點(diǎn)取樣，電泳，進(jìn)行放射性顯影，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原來有些亮度較強(qiáng)的帶，在某些時間點(diǎn)變?nèi)趿?，說明卵裂過程中的蛋白質(zhì)是周期性的出現(xiàn)與消失，因此就成這種蛋白為周期蛋白（cyclin）(MPF隨Cyclin濃度變化而變化))ribonucleotidereductase核(糖核)苷酸還原酶(cyclin:inseaurchineggsthatisdestroyedateachcleavagedivision)(EvansT,RosenthalET,YoungblomJetal.Cyclin:aproteinspecifiedbymaternalmRNAinseaurchineggsthatisdestroyedateachcleavagedivision.Cell,1983,33(2):389-96.)=4\*GB2⑷Whatistherelationshipbetweencyclinsorcdc2andMPF?MPFpurification:1988(Xenopusegg);MPF=32kD+45kD;MPFhasproteinkinaseactivity.以非洲爪蟾卵細(xì)胞為材料，分離純化MPF，發(fā)現(xiàn)MPF是一個復(fù)合體，有兩個蛋白質(zhì)組成，一個亞基是32kD，另一個亞基是45kD，還發(fā)現(xiàn)MPF具有蛋白激酶活性。但是與cdc2和cyclin是什么關(guān)系，還是不清楚。后來，用cdc2抗體，能夠與cdc2結(jié)合在一起，當(dāng)與MPF孵育后，發(fā)現(xiàn)cdc2抗體也能與32kD的亞基結(jié)合在一起，說明cdc2與32KD的亞基使同源物；用同樣的方法，也驗(yàn)證了cyclinB與45KD的亞基是同源物；結(jié)果分析：MPF是一個二聚體，其中一個亞基是激酶，另一個亞基是周期蛋白如果將體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)取一些注射到卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)卵母細(xì)胞仍能夠從間期進(jìn)入M期。4.MPF是一種使多種底物蛋白磷酸化的蛋白激酶；由M期Cyclin-Cdk(Cyclin-dependentproteinkinase)形成的復(fù)合物。MPF=(CDK1=p34cdc2)+cyclinB（MPF是由cyclin與cdk形成的復(fù)合物，CDK具有催化活性，而cyclin具有調(diào)節(jié)功能，是一個調(diào)節(jié)亞基）p34cdc2激酶的發(fā)現(xiàn)及其與MPF的關(guān)系（已知）非洲爪蟾卵：MPF＝p32＋p45；MPF是激酶裂殖酵母：cdc2（基因）→p34cdc2（蛋白）p34cdc2激酶→調(diào)控G2/M轉(zhuǎn)換；p34cdc2＋p56cdc13。cdc即細(xì)胞分裂周期之縮寫。芽殖酵母：cdc28（基因）→p34cdc28（蛋白）p34cdc28激酶→調(diào)控G1/S和G2/M轉(zhuǎn)換；p34cdc28≈p34cdc2（同源物）。p34cdc2≈p32（同源物）。海膽卵：含量隨細(xì)胞周期進(jìn)程變化而變化的蛋白質(zhì)即周期蛋白（cyclin），cyclinB是MPF的另一種主要成分；cyclinB≈p56cdc13（同源物）。結(jié)論：MPF＝催化亞基單位（CDK）＋調(diào)節(jié)亞單位（Cyclin）。CDK為周期蛋白（cyclin）依賴性蛋白激酶=2\*GB4㈡MitoticCyclin-Cdk復(fù)合物的活化與功能。1.活化=1\*GB3①隨Cyclin濃度變化而變化；=2\*GB3②激酶與磷酸酶的調(diào)節(jié)，活化的MPF可使更多的MPF活化；形成一個非常精密的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；MPF在G2期大多數(shù)時候是沒有活性的，發(fā)揮活性或活性最大是細(xì)胞進(jìn)入M期；精細(xì)調(diào)控使得細(xì)胞對內(nèi)外環(huán)境的適應(yīng)性更有好處，對生命活動的正常進(jìn)行更有好處。（當(dāng)CDK與cyclin結(jié)合后形成一個二聚體，并沒有活化，MPF沒有活性；還需要兩種激酶，一個是CDK活化激酶（CAK），另一個是CDK抑制性的激酶，在這兩種激酶作用下在CDK的三個氨基酸殘基上帶上磷酸基團(tuán)，MPF仍然沒有活性；最后被細(xì)胞里的磷酸酶（CDC25家族:CDC25a,b,c）將CDK上的磷酸基團(tuán)水解掉，得到的MPF才是有活性的。）（首先必須結(jié)合cyclin，第二必須被激酶和磷酸酶催化）（cdc2激酶沒有活性，與cyclin結(jié)合后，在CAK（161）與wee1(抑制性的激酶)（14,15）作用下，使得cdc2激酶的蘇氨酸的14,161位，酪氨酸的15位帶上磷酸基團(tuán)后，仍然沒有活性；在cdc25作用下，將14,15位的磷酸基團(tuán)水解掉，就生成一個有活性的MPF）（CDK1的調(diào)節(jié)與活化;CAK=CDK1-ActivitingKinase）（ActiveMPFactivateMPFagain；）（cdc25活化MPF以后，MPF可使更多的cdc25去活化MPF，這是一個正反饋調(diào)控過程）2.FunctionsofMPF:G2-Mtransition功能啟動細(xì)胞從G2期進(jìn)入M期的相關(guān)事件?；罨腗-Cdk=1\*GB2⑴誘導(dǎo)紡錘體裝配；inducetheassemblyofthemitoticspindle;=2\*GB2⑵觸發(fā)染色體的凝聚；triggerchromosomecondensation=3\*GB2⑶核被膜解體；nuclearenvelopebreakdown=4\*GB2⑷細(xì)胞骨架重排；cytoskeletonrearrangement=5\*GB2⑸高爾基、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)重新組織；reorganizationofGolgi,ER理解需把握以下三點(diǎn)：=1\*GB2⑴所有過程都與M-Cdk磷酸化相應(yīng)的靶蛋白有關(guān)系；AlloftheseprocessesarethoughttobetriggeredwhenM-Cdkphosphorylatesspecificproteins;=2\*GB2⑵M-Cdk不是單獨(dú)作用，Polo樣激酶和Aurora激酶也對早期的有絲分裂有貢獻(xiàn)；M-Cdkdoesnotactalong.ThePolo-likekinaseandtheAurorakinasealsomakeimportantcontributionstothecontrolofearlymitoticevents.=3\*GB2⑶Polo樣激酶和Aurora激酶的活化要依賴M-Cdk的；ActivationofPolo-likekinasesandAurorakinasesdependsonM-Cdk.思考題：一位教授在實(shí)驗(yàn)室分離得到兩株突變酵母，cdc25-和wee1-，但忘了標(biāo)記這兩株酵母分別是什么突變，根據(jù)細(xì)胞周期調(diào)控的相關(guān)知識，你只需用一臺光學(xué)顯微鏡觀察野生型、突變型酵母的增殖形態(tài)，便可輕易給這位教授解決這個難題。=1\*GB2⑴突變株1和突變株2分別是什么突變？為什么？（cdc25-突變后，MPF活化受到延遲，細(xì)胞生長就過度了；而wee1-突變后，細(xì)胞還沒生長到一定程度，MPF就提前活化了，細(xì)胞就提前分裂）=2\*GB2⑵兩株突變酵母的哪一周期時相發(fā)生了改變？這一時相是變長還是變短？突變株1G2期變長，突變株2G2期變短。3Howtocontroltheseparationofchromosomes?進(jìn)入M期后，涉及到粘連素的降解以及如何知道微管與染色體的動粒都相連了？為什么APC能啟動中期向后期的轉(zhuǎn)換？=1\*GB2⑴TheAPC/Ctriggerssister-chromatidseperationandthecompletionofmitosis.=2\*GB2⑵APC/C(anaphase-promotingcomplex后期促進(jìn)復(fù)合體,orcyclosome):ubiquitinligasefamily泛素連接酶家族.（Spindleattachmentcheckpoint;cohesin粘連素；separase分離素；Secruin封閉素;Ubiquitin泛素）（泛素連接酶是APC）沒有結(jié)合微管的染色體會阻止姐妹染色單體的分離；即：它會募集Mad2與Cdc20結(jié)合而抑制APC的活性，cohesin不能降解，姐妹染色單體不能分離；Unattachedchromosomesblocksister-chromatidseperation;Theinapproriatelyattachedkinetochores著絲粒somehowgenerateadiffusiblesignalthatbindCdc20-APC/CactivitySeveralproteins,includingMad2arerecruitedtounattachedkinetochores,andcanbindandinhibiteCdc20-APC/C.（Mad2proteinsonunattachedkinetochores,JCB1998）(mammaliancell,stainingwithanti-Mad2)4M-cyclininactivion:controlofproteolysis蛋白質(zhì)水解bycdc20-APC.Cellexistfrommitosis即細(xì)胞進(jìn)入M期后，涉及到MPF活性的關(guān)閉問題。通過cdc20-APC結(jié)合，APC活化，在E1和E2的幫助下，將多聚泛素鏈連接到cyclin上，則cyclin被降解。則cyclin沒活性了，細(xì)胞就退出分裂期。如果這些檢驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生問題，導(dǎo)致中期向后期提前，可能一個染色體的動粒還沒連接到微管上，就向后期轉(zhuǎn)換，則一個細(xì)胞染色體多，另一個細(xì)胞染色體少，導(dǎo)致人的21號染色體多了一條，則導(dǎo)致先天愚型兒童，智商很低，大概只有20－30；但是極個別情況下，21三體對音樂、繪畫有天賦。（1/700，發(fā)病概率）5G1checkpointMechanismscontrollingcell-cycleentryands-phaseinitiationinanimalcells.Asimplifiedmodelofonewaythatmitogensstimulatecelldivisionmitogen分裂素,促細(xì)胞分裂劑,促有絲分裂劑

(Rb是一種腫瘤抑制蛋白，抑制細(xì)胞增殖；E2F是一種轉(zhuǎn)錄因子；)（如果Rb突變，則細(xì)胞增殖不受調(diào)控，細(xì)胞發(fā)生癌變）（例如兒童視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤：視網(wǎng)膜在眼底感光，是一個高度分化的細(xì)胞，如果其中的Rb蛋白突變，則視網(wǎng)膜大量增殖，不感光了，就會失明，如果不做手術(shù)，會從眼睛里長出來）6Thediversityofcyclin-Cdkcomplex.G1-cyclins:促使細(xì)胞通過G1checkpointG1/S-cyclins:在G1末結(jié)合Cdks促使細(xì)胞DNA復(fù)制S-cyclins:結(jié)合S-Cdk啟動DNA復(fù)制M-cyclins:促使細(xì)胞進(jìn)入mitosis.Variouscyclin-Cdkcomplexesareregulatedby:=1\*GB2⑴在不同時相各種cyclins的合成與降解=2\*GB2⑵cyclin-cdk復(fù)合物被不同kinase和phosphatase作用=3\*GB2⑶CDK還受到一些抑制蛋白（CKI）的調(diào)控7inhibitionofcellcycleprogress細(xì)胞至少可通過兩種機(jī)制阻止細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)=1\*GB2⑴Bindingofcdkinhibitorproteins(CKIs/CDIs)=2\*GB2⑵TurnoffcyclinandCdkgeneexpression.DNAdamageandp53(mdm2:ubiquitinligase)(DNA斷裂后，激活A(yù)TM/ATRkinaseactivation→Chk1/chk2kinaseactivation→磷酸化P53→與mdm2脫離，啟動P21基因轉(zhuǎn)錄，與CDK形成復(fù)合體，則CDK沒有活性，則DNA復(fù)制就停下來進(jìn)行細(xì)胞修復(fù))（P53和P21是抑制細(xì)胞增殖，稱為抑癌基因或腫瘤抑制基因）（IftheDNAdamagecannotrepaired,p53activatesthetranscriptionofgenesthattriggercelldeathviaapoptosis）(P53:Guardianofthegenome)Replicativecellsenescence細(xì)胞衰老inhumanfibroblasts人成纖維細(xì)胞seemstobecausedbychangesinstructureofthetelomeres端粒.Thisactivatesthep53-dependentcellcyclearrest細(xì)胞周期停滯ascausedbyothertypeofDNAdamageTheproteinkinaseschk1andchk2alsoblockcellcycleprogressionbyphosphorylationofcdc25family.WhethermiR-21contributedtothedegradationofcdc25AintheDNAdamagecheckpoint.(RKO(結(jié)腸腺癌細(xì)胞);人大腸癌細(xì)胞DLD1)四Cyclin-Cdk復(fù)合物的多樣性及細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)=1\*GB4㈠Cyclin-Cdk復(fù)合物的多樣性；Cyclin-Cdk——調(diào)控細(xì)胞周期的引擎：不同的周期蛋白與不同的CDK結(jié)合，構(gòu)成不同的Cyclin-Cdk；不同的Cyclin-Cdk在不同的時相表現(xiàn)活性，影響不同的下游事件。=2\*GB4㈡G1Cyclin-Cdk復(fù)合物對Rb蛋白磷酸化而調(diào)控G1檢驗(yàn)點(diǎn)；=3\*GB4㈢MitoticCyclin-Cdk復(fù)合物激活A(yù)naphasePromotingComplex(APC)，調(diào)控紡錘體裝配檢驗(yàn)點(diǎn)；1.APC介導(dǎo)選擇性降解的靶蛋白與Ubiquitin結(jié)合（通過泛素依賴性途徑降解）2.APC主要介導(dǎo)兩類蛋白降解:AnaphaseInhibitors和MitoticCyclin。前者維持姐妹染色單體粘連，抑制后期啟動；后者的降解意味著有絲分裂即將結(jié)束，即染色體開始去凝集，核膜重建。3.Cdc20和Mad2蛋白位于動粒上，在染色體結(jié)合有絲分裂紡錘體前將不能從動粒上釋放，由于Mad2與Cdc20結(jié)合而抑制APC的活性。故只有所有染色體都與紡錘體結(jié)合后，APC才具活性，才能啟動細(xì)胞向后期轉(zhuǎn)換。=4\*GB4㈣周期細(xì)胞M-Cyclin的調(diào)控；=5\*GB4㈤細(xì)胞周期調(diào)控模型總結(jié)。CurrentmodelforregulationoftheeukaryoticcellcyclePassagethroughthecycleiscontrolledbyG1,S-phase,andmitoticcyclin-dependentkinasecomplexes(CdkCs)highlightedingreen.Thesearecomposedofaregulatorycyclinsubunitandacatalyticcyclin-dependentkinasesubunit.Proteincomplexes(orange)intheCdc34pathwayandAPCpathwaypolyubiquitinatespecificsubstratesincludingtheS-phaseinhibitor,anaphaseinhibitor,andmitoticcyclins,markingthesesubstratesfordegradationbyproteasomes.Thesepathwaysthusdrivethecycleinonedirectionbecauseoftheirreversibilityofproteindegradation.Proteolysisofanaphaseinhibitorsinactivatestheproteincomplexesthatconnectsisterchromatidsatmetaphase.五細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)的阻遏（細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)調(diào)控）=1\*GB4㈠細(xì)胞至少可通過兩種不同機(jī)制阻遏細(xì)胞周期的運(yùn)轉(zhuǎn)：Cdk抑制蛋白(CDI)阻止Cyclin-Cdk復(fù)合物的裝配或活性；周期調(diào)控系統(tǒng)組分停止合成。=2\*GB4㈡CDI包括CIP/KIP家族和INK4家族，其作用是抑制Cyclin-Cdk復(fù)合物的裝配或活性，而將細(xì)胞阻止在不同的檢驗(yàn)點(diǎn)。如DNA受損后，細(xì)胞將停留于G1Checkpoint讓DNA修復(fù)或者凋亡。（停留于G1）=3\*GB4㈢周期調(diào)控系統(tǒng)組分停止合成，如G0細(xì)胞，大部分Cyclin和Cdk都消失，這在多細(xì)胞生物尤其明顯。第二節(jié)癌細(xì)胞癌癥是一種嚴(yán)重威脅人類生命安全的疾病。動物體內(nèi)細(xì)胞分裂調(diào)節(jié)失控而無限增殖的細(xì)胞稱為腫瘤細(xì)胞(tumorcell)。具有轉(zhuǎn)移能力的腫瘤稱為惡性腫瘤（malignancy）。上皮組織的惡性腫瘤稱癌。癌細(xì)胞是細(xì)胞分化過程中，正常細(xì)胞分化機(jī)制失控的細(xì)胞，成為“不死”的永生細(xì)胞。癌細(xì)胞與正常細(xì)胞不同的是，不同類型的分化細(xì)胞都具有相同的基因組；而癌細(xì)胞的細(xì)胞類型與特征相近，但基因組卻發(fā)生不同形式的突變。一、癌細(xì)胞的基本特征1、無限增殖：細(xì)胞生長與分裂失去控制，具有無限增殖能力，成為“永生”細(xì)胞。2、具有侵潤性和擴(kuò)散性細(xì)胞：癌細(xì)胞的細(xì)胞間粘著性下降，具有侵潤性和擴(kuò)散性，這是癌細(xì)胞的基本特征。在分化程度上癌細(xì)胞低于良性腫瘤細(xì)胞，且失去了許多原組織細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能3、細(xì)胞間相互作用改變（識別改變；表達(dá)水解酶類；產(chǎn)生新的表面抗原）4、蛋白質(zhì)表達(dá)譜系或蛋白活性改變（胚胎細(xì)胞蛋白、端粒酶活性升高）5、mRNA轉(zhuǎn)錄譜系的改變（少數(shù)基因表達(dá)不同；突變位點(diǎn)不同，表型多變）（染色體非整倍性）6、體外培養(yǎng)的惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞的特征；失去接觸抑制。惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞同癌細(xì)胞一樣具有無限增殖的潛能；在體外培養(yǎng)時貼壁性下降；失去接觸抑制；培養(yǎng)時對血清依賴性降低；當(dāng)將惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞注入易感動物體內(nèi)，往往會形成腫瘤。