外科學與分子生物學

外科學與分子生物學

Surgery&molecularbiology

于穎彥上海消化外科研討所Definition:是在分子程度論述核酸與蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用，論述基因表達與調(diào)控機理的科學DNA分子雙螺旋構(gòu)造：goldenhelixCrick(物理學家),Watson(生物學家).Nature,1953

1962年榮獲諾貝爾生理學與醫(yī)學獎

現(xiàn)代分子生物學誕生DNA：deoxyribonucleicacid：

是具有保管、復制信息，并可在細胞與細胞之間，親代與子代之間傳送信息的生物大分子

構(gòu)造：兩條緞帶樣構(gòu)造環(huán)繞成梯形雙螺旋構(gòu)造，呈致密線圈狀存在于細胞核的染色體內(nèi)。緞帶構(gòu)造是核糖與磷酸構(gòu)成的骨架；內(nèi)部階梯是堿基對

堿基對：A-T，C-G

A:adenineT:thymine

C:cytosineG:guanine

DNA的半保管復制：子代DNA雙鏈一條來自親代，另一條為新合成的互補鏈，子鏈是母鏈的準確抄本，由此構(gòu)成了遺傳保守性

DNA半保管復制分子生物學中心法那么centraldogma：DNA指點RNA合成，RNA指點蛋白質(zhì)合成，而特異性蛋白質(zhì)又反過來催化DNA、RNA合成DNA的每條單鏈由很多字母組成：ATGCTCGAATAAATGTGAATTTGA

以上字母組成多個詞：ATGCTCGAATAAATGTGAATTTGA

以上單詞構(gòu)成了句子：[ATGCTCGAATAA][ATGTGAATTTGA]

以上句子就是基因

基因：是負載特定遺傳信息的DNA分子片段。是編碼一個RNA分子所必需的DNA序列，RNA是充任DNA與蛋白質(zhì)合成間的信使，DNA發(fā)布制造蛋白質(zhì)〔Protein〕的命令基因組〔genome〕：構(gòu)成細胞DNA的大約60億個堿基，組成的全套基因。除了同卵雙胞胎外，每個各體堿基序列均不一樣，使得每一各體都有各自的特點染色體：chromosome：

是基因的載體，人類體細胞含46條染色體，44條為常染色體，另兩條為性染色體，在女性為XX，男性為XY突變：Mutation,即構(gòu)成基因的DNA字母發(fā)生改動GenemutationGenemutation單核苷酸多態(tài)性：singlenucleotidepolymorphism,SNP

即構(gòu)成基因的DNA字母發(fā)生改動。與基因突變的差別在于，突變在群體中的發(fā)生頻率小于1%，而多態(tài)性在群體中的出現(xiàn)頻率大于1%

Geneexpression真核生物的基因由編碼序列和非編碼序列組成。前者稱為外顯子〔exon〕；后者稱為內(nèi)含子〔intron〕。兩者相嵌陳列。內(nèi)含子被切掉后外顯子拼接起來轉(zhuǎn)錄為基因產(chǎn)物。每一個基因首位和末位外顯子外側(cè)均有一段不被轉(zhuǎn)錄與翻譯的非編碼區(qū)，參與轉(zhuǎn)錄與翻譯的調(diào)控。此區(qū)含有與RNA聚合酶結(jié)合并啟動基因轉(zhuǎn)錄的啟動子〔promotor〕，使基因高效轉(zhuǎn)錄的加強子〔enhancer〕，使轉(zhuǎn)錄終止的終止子〔terminator〕Regulationofgeneexpression基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控外科分子生物學的提出20世紀80年代外科已能有效的控制創(chuàng)傷與感染外科研討的主體轉(zhuǎn)向腫瘤研討外科的優(yōu)勢：最易獲得人類腫瘤資料研討內(nèi)容細胞增殖與凋亡Cellproliferationandapoptosis腫瘤為主要研討對象，提示細胞周期失控的類型與機制，為分子診斷與基因治療提供根據(jù)目的外科疾病的基因診斷與基因治療原癌基因：protooncogene，本來存在于正常細胞中，表示C-myc

癌基因：oncogene，具有使正常細胞轉(zhuǎn)化為腫瘤的基因，或稱transforminggene。由小寫字母表示，如myc

腫瘤抑制基因：

tumorsupressorgene

抗癌基因：antioncogene

他們的失活或功能喪失，使細胞周期失去負性調(diào)控，正常細胞轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤細胞

OncogeneTumorsuppressorgeneDNA損傷：

生物體的內(nèi)外環(huán)境可呵斥DNA損傷，引起堿基序列改動或斷裂，假設(shè)不加以糾正，那么將轉(zhuǎn)錄翻譯出錯誤蛋白質(zhì)，是衰老、疾病、癌癥發(fā)生的緣由

腫瘤抑制基因功能喪失腫瘤是一類細胞周期疾病〔cellcycledisease〕

細胞周期的調(diào)控運用：腫瘤的發(fā)病機制研討腫瘤發(fā)病機制研討：腫瘤是多步驟多基因突變的疾病基因診斷：以探測基因存在，分析基因類型和缺陷以及功能能否正常從而到達診斷疾病的方法

1．

核酸分子雜交根據(jù)堿基互補原那么，利用核苷酸單鏈作為分子探針檢測待測基因的過程。Southernblot;northernblot;dotblot;insituhybridization，F(xiàn)ISH

2．

聚合酶鏈反響〔polymerasechainreaction,PCR〕：由DNA聚合酶催化，利用極微量DNA片段擴增，經(jīng)過多個循環(huán)周而復始，使目的DNA片段到達擴增

3．

DNA芯片技術(shù)在固相膜片上制成成千上萬個寡核苷酸點陣，以待測樣本DNA、RNA用熒光標志后與之雜交，利用激光共聚焦顯微鏡對芯片掃描，計算機進展信息分析

1．

人類基因組方案：humangenomeproject,HGP

由美國科學家提出，目的是將細胞內(nèi)基因組DNA序列全部分析出來。美國1990年正式啟動，英、法、德、日、中等國科學家共同參與，2003年4月已宣布完成人類基因組序列圖后基因組方案或功能基因組學：post-genomeproject,functionalgenomics研討基因組中各基因的功能，目前知功能的基因僅占小部分，大量基因功能尚待闡明HomogenizationPCR：polymerasechainreaction是在模板DNA、引物、四種脫氧核苷酸〔dNTP〕存在條件下由耐熱DNA聚合酶在體外酶促合成雙鏈DNA反響。其特異性取決于引物和模板DNA的特異性PCRPCRPCR

SouthernblotInsituhybridizationMicroarrayGenediagnosistechnique:microarray基因治療：genetherapy,指將人的正?；蚧蛴兄委熥饔玫幕蚪?jīng)過一定方式導入人體靶細胞以糾正基因的缺陷或發(fā)揚治療作用

向免疫細胞導入細胞因子基因，加強機體免疫功能。包括腫瘤壞死因子類、干擾素類、白細胞介素類〔基因增補〕導入主要組織相容性復合物抗原基因〔MHC〕，提高腫瘤抗原性，誘導特異性細胞毒性殺傷作用導入抑癌基因。如野生型P53基因，誘導腫瘤凋亡并喪失致瘤性遏制癌基因的表達。采用反義核苷酸序列在癌基因表達時與mRNA特異性結(jié)合，以阻遏癌基因表達〔基因封鎖〕導入自殺基因，將某些病毒、細菌中的前藥轉(zhuǎn)換酶基因——自殺基因?qū)氚┘毎?，自殺基因編碼的酶類將藥物前體在癌細胞內(nèi)轉(zhuǎn)換為毒性產(chǎn)物，到達殺傷腫瘤目的外科學與免疫學

Surgery&immunology

免疫系統(tǒng)的組成

免疫系統(tǒng)，immunesystem：參與免疫應對，執(zhí)行免疫功能的獨立解剖學構(gòu)造。包括免疫器官、免疫細胞和免疫分子Thymus,bonemarrowLymphnode,spleen，mucosaassociatedlymphoidtissue(MALT)T、Blymphocyte,naturalkillercell,antigen-presentingcellImmunoglobulin,complement,cytokine,adhesionmolecule，MHC(HLA)免疫系統(tǒng)組成免疫應對的根本機理

免疫應對是由多種免疫細胞和免疫分子參與的復雜過程，根據(jù)參與主要免疫細胞的不同分為T細胞介導的細胞免疫應對和B細胞介導的體液免疫應對。免疫應對效應可維護機體免受抗原異物的損害，但某種情況下也可導致本身組織的損傷免疫應對三時相：識別相、激活相、效應相T細胞介導的細胞免疫效應機制CD8+Tcell活化需求雙信號①TCR特異性識別MHCI分子-抗原肽復合物②共刺激信號或第二信號+CD4+T細胞分泌的細胞因子

T細胞殺傷靶細胞效應細胞與靶細胞結(jié)合——殺傷①顆粒胞吐機制：穿孔素、顆粒酶、絲氨酸酯酶等②受體介導機制：Fas-FasL途徑；TNF途徑B細胞介導的細胞免疫效應機制巨噬細胞加工抗原B細胞識別抗原決議簇抗原肽_MHCII分子復合物〔第一信號〕

Th細胞活化產(chǎn)生多種細胞因子〔第二信號〕

B細胞增殖、分化為漿細胞，產(chǎn)生免疫球蛋白〔antibody〕MHC基因DendriticcellandtumorantigenNK細胞介導的細胞免疫效應機制特點：無須抗原刺激，無MHC限制，不依賴抗體，為自然殺傷性質(zhì)識別靶細胞：與靶細胞膜結(jié)合的IgGFc段；LFA-1與靶細胞膜ICAM-1相互作用殺傷靶細胞①穿孔素、顆粒酶機制②TNF機制③NK細胞毒因子免疫記憶機制：immunologicalmemory機體對胸腺依賴性抗原再次刺激時表現(xiàn)出比初次刺激更為劇烈的應對反響，需求T、B細胞的共同參與T細胞免疫記憶：終生存在。即初次免疫應對終了后有長壽性記憶T細胞存活，濾泡樹突狀細胞可繼續(xù)低程度堅持抗原B細胞免疫記憶：與T細胞免疫記憶類似，初次應對后有長壽性記憶B細胞存活，需求濾泡樹突狀細胞可繼續(xù)低程度堅持抗原及抗原特異性CD4+T細胞協(xié)調(diào)免疫調(diào)理：immuneregulation指機體多種要素對免疫應對過程的正負調(diào)理作用，以使免疫應對適度，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定例如APC外表MHC分子與黏附分子具有調(diào)理作用可溶性免疫分子具有調(diào)理作用Fas-FasL系統(tǒng)具有調(diào)理作用免疫調(diào)理以抗感染免疫為例抗感染免疫是機體識別、去除病原體的生理性防御機制。免疫學根本實際是建立在感染免疫根底上抗感染免疫特點：天然免疫和獲得性免疫共存；病原體不同，免疫機制也不同；病原體可發(fā)生免疫逃避或抵抗；不恰當?shù)拿庖咄瑯右饟p傷與疾病天然免疫：各種屏障，吞噬細胞，NK細胞，補體、細胞因子等獲得性免疫：T細胞免疫應對，B細胞免疫應對；免疫記憶〔immunologicalmemory〕感染的免疫效應機制感染：免疫效應機制抗感染免疫腫瘤免疫學：tumorimmunology研討腫瘤的免疫源性、機體免疫功能與腫瘤發(fā)生開展關(guān)系、機體抗腫瘤效應機制以及免疫診斷和免疫治療的科學腫瘤抗原是惡性轉(zhuǎn)化細胞中出現(xiàn)的蛋白與多肽分子總稱腫瘤特異性抗原：tumor-specificantigen，TSA，指正常細胞不存在，腫瘤細胞所獨有的抗原。如黑色素瘤抗原基因產(chǎn)物〔melanoma-antigen-encodinggene,MEGE〕腫瘤相關(guān)抗原：tumor-associationantigen，TAA,指可存在于正常細胞或胚胎組織，腫瘤細胞表達增高，如AFP，CEA，CA19-9等TumorantigenTumorimmune抗腫瘤免疫應對:細胞免疫占主導位置；體液免疫起一定作用；NK細胞起一定作用腫瘤的免疫治療：immunotherapy

機理：提高腫瘤免疫源性；激發(fā)機體抗腫瘤免疫應對才干

免疫治療分類：自動免疫療法：activeimmunotherapy,即激活機體抗腫瘤免疫才干，如毒或滅活瘤苗；基因修飾瘤苗；腫瘤抗原肽疫苗等被動免疫療法：passiveimmunotherapy,即向宿主轉(zhuǎn)移有抗腫瘤活性的治療因子或細胞，如單克隆抗體；抗體偶聯(lián)物；淋巴細胞，TNF等自動免疫療法中腫瘤抗原的制備腫瘤細胞作為疫苗：加熱、凍融、放射線照射等處置，使瘤細胞滅活，堅持抗原性，以非特異性刺激因子作為左劑結(jié)合注射于患者體內(nèi)進展自動免疫治療抗原肽作為疫苗：生化技術(shù)純化腫瘤細胞抗原肽或根據(jù)肽序列人工合成抗原肽，結(jié)合MHCI分子作為疫苗腫瘤免疫治療腫瘤的免疫監(jiān)視與免疫逃逸免疫監(jiān)視：immunesurveillence,指機體免疫系統(tǒng)可以識別并消滅表達新抗原的“異己〞成分或突變細胞，堅持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定免疫逃逸：immuno-evasion，指機體免疫系統(tǒng)無法識別、消滅突變的細胞。是腫瘤進展、轉(zhuǎn)移的根底緣由①腫瘤抗原性低下；MHCI類分子表達減少、缺乏②腫瘤細胞自分泌免疫抑制因子TGF-β、IL-10③宿主T細胞發(fā)育或功能缺陷④宿主血清中的封鎖因子⑤免疫豁免，即腫瘤細胞表達FasL，引起CTL凋亡Transplantrejection同種異體器官移植排異反響產(chǎn)活力制排異反響：由受體免疫系統(tǒng)識別供體的異體抗原引發(fā)的一系列免疫反響，最終呵斥移植器官的功能喪失。MHC〔MajorHistocompatibilityComplex,主要組織相容性復合物〕，在人類指HLA(HumanLeucocyteAntigen,人類白細胞抗原)HLAI類抗原可出如今大多數(shù)有核細胞；而HLAII類抗原僅見于抗原遞呈細胞〔AntigenPrensentingCell,APC〕，如樹突狀細胞、單核細胞和B淋巴細胞臨床抗排異治療藥物的作用機制幾種免疫抑制劑特性以及作用靶點------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------稱號特性作用靶點------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------環(huán)孢霉素A〔CsA〕土壤