肿瘤的分子基础ppt课件

目 录 肿瘤的分子基础 The Molecular Basis for Tumor Development 1 目 录 1911年，Peyton Rous发现鸡肉瘤病毒可以致癌。 产生“肿 瘤源于体细胞基因改变”的概念。 1947年，Charlotte Auerbach和J. M. Robson证明化学物质 可以引起DNA损伤，破坏基因组稳定性，诱发肿瘤。 1970年代，基因克隆、基因转移等各种基因操作技术迅速 发展，并与肿瘤学（oncology)研究相结合。 1979年发现了第一个细胞癌基因。 癌基因、抑癌基因相继发现，确认“肿瘤是一种基因病（ genetic disease）”。 肿瘤分子研究史: 2 目 录 化学、物理及生物学（病毒）因 素可以致癌 The Chemical, Physical and Biological (Virus) Factors Lead to Cancer 第一节 3 目 录 环境因素可引起DNA损伤，如果机体DNA损伤修 复缺陷，或基因组不稳定性（genome instability） 增加，则易感肿瘤。 个人的遗传特性也决定了肿瘤的易感性。 因此，肿瘤发生与环境因素、内在因素有关。 致癌物（carcinogen）：能引起细胞或生物体发 生肿瘤的物质。 4 目 录 一、一些化学物质可导致癌症 （一）环境中很多化学物质是致癌剂 霉变变食品黄曲霉毒素 亚亚硝胺类类 甲基亚亚硝基脲脲 食品添加剂剂、染料氨基偶氮染料 4二甲基氨基偶氮苯 染料、橡胶芳香胺类类 苯胺 氨基联联苯胺 煤烟、香烟多环环芳烃烃 3甲基胆蒽 苯并芘 化疗药疗药 、杀杀虫剂剂烷烷化剂剂 氮芥 环环氧化物 内酯类酯类 来 源化学致癌物 5 目 录 前列腺癌染料镉镉 肺，皮肤癌农药农药砷 肺，鼻癌镍镍工厂镍镍 肺癌铬铬酸盐盐工厂，电电 镀铬镀铬 铬铬 致癌种类类环环境来源金属 一些金属致癌剂 6 目 录 （二）一些化学致癌物需代谢活化方有致癌作用 直接致癌物(carcinogen)指直接暴露于细胞和机 体便可致癌的因素或分子。 前致癌物(precarcinogen)指需经代谢转化方具有 致癌活性因素或分子。 7 目 录 代谢活化：前致癌物经过一个或多个酶促反应才能 转变成有致癌活性的过程。 代谢酶系：细胞色素P450酶系 存在部位：主要于肝，其次是肾、肺、脑等 组织微粒体。 影响因素：生物种属、遗传因素、年龄和性 别等。 8 目 录 近似致癌剂（proximatecarcinogen）：代谢活化过 程的中间代谢产物。 终致癌剂（ultimatecarcinogen）：最终通过与DNA 反应，带正电荷的亲电子致癌物。 9 目 录 致癌物可与细胞DNA结合， 尤其是与DNA 分子中鸟嘌呤碱基上的N2、N3、N7、O6和O8原 子结合，形成DNA加合物，引起DNA损伤。 （三）DNA加合物的形成是致癌过程的关键 10 目 录 （1）从癌细胞可衍生出癌细胞，这是由DNA所决定的。 （2）放射线或化学物致癌的机理均有DNA损伤突变。 （3）许多癌细胞表现为染色体异常。 （4）癌细胞DNA（癌基因）经转染可转化正常细胞为癌 细胞。 （5）已经分离出对肿瘤易感性高的基因。 DNA是致癌过程中决定性大分子的主要证据有： 11 目 录 化学致癌物可与线粒体DNA相互作用，形成 被致癌物修饰的线粒体DNA。其作用可能会对细 胞能量代谢产生影响。 12 目 录 化学致癌物诱发癌基因、抑癌基因发生 点突变，使后者激活或失活。 （四）化学致癌物可诱发癌基因的激活和 抑癌基因的失活 如: 烷化剂引起GA的碱基改变 苯并芘引起GT改变 13 目 录 促癌剂（promoter）:单独作用并不能致癌， 但在化学致癌物同时使用时可使肿瘤加速生长， 促进癌变。 （五）促癌剂可促进致癌过程 佛波酯（phorbol ester, TPA）直接激活蛋白 激酶C（protein kinase c, PKC）进一步发挥作用。 例如： 14 目 录 二、电离辐射等物理因素可以致癌 机制：主要是产生电离，形成自由基。 电离辐射 电磁波辐射 电子辐射 质子辐射 中子辐射 （短波高频） 15 目 录 对人、动物有感染性。 DNA病毒的DNA可以整合到宿主靶细胞的DNA分子上。 某些病毒基因中含有病毒癌基因（V-oncogene）的序列， 编码的转化蛋白可使细胞癌变。 三、肿瘤病毒也可以致癌 生物性致癌主要指肿瘤病毒，包括DNA肿瘤病 毒及RNA肿瘤病毒。 （一）致癌的病毒有DNA病毒和RNA病毒 肿瘤病毒的特点： 16 目 录 鼠乳腺肿肿瘤病毒B型反转录转录 病毒 鼠肉瘤和白血病病毒 禽肉瘤和白血病病毒 人T细细胞白血病病毒I，II C型反转录转录 病毒 RNA病毒 乙型肝炎病毒肝DNA病毒 EB(Epstein-Barr)病毒疱疹病毒 腺病毒12、18、31腺病毒 多瘤病毒、SV40病毒、人乳头头状瘤 病毒（如HPV-16） 乳头头多瘤空泡病 毒 DNA病毒 成 员员分类类 一些重要的肿瘤病毒 17 目 录 病毒癌基因的产物为蛋白激酶、G-蛋白、 酪氨酸蛋白激酶或受体等，从而通过激活信号 转导途径促进细胞增殖及恶性转化。 1肿瘤病毒模拟信号分子起作用 （二）肿瘤病毒可通过多种方式促进恶性转化 18 目 录 质质膜酪氨酸蛋白激酶小鸡鸡劳劳氏肉瘤病毒src 膜分泌的断裂的PDGF（B链链）猴猴肾肾肉瘤病毒sis 胞核DNA结结合蛋白小鸡鸡髓细细胞瘤病毒29myc 胞核转录转录 因子（AP-1）与fos的 复合物 小鸡鸡禽肉瘤病毒jun 胞核转录转录 因子（AP-1）与jun 的复合物 鼠鼠肉瘤病毒fas 质质膜酪氨酸蛋白激酶猫猫肉瘤病毒fes 质质膜断裂的EGF受体小鸡鸡禽白血病病毒erb-B 质质膜酪氨酸蛋白激酶鼠Abelson鼠白血病病 毒 abl 亚细亚细 胞定 位 癌基因产产物来源反转录转录 病毒癌基因 逆（反）转录病毒的一些癌基因 19 目 录 如：小鼠乳腺肿瘤病毒 （mouse mammary tumor virus, MMTV） 2病毒通过插入激活而致癌 病毒癌基因插入宿主基因后，可通过长末端重 复序列上调生长因子的基因表达，促进细胞增殖。 20 目 录 病毒 宿主 Int 生长因子 gag pol env 插入突变MMTV 后，上调宿主int 基因 LTR MMTV病毒LTR序列上调宿主生长因子基因的表达 21 目 录 病毒癌基因（V-onc）与细胞癌基因差别只是V- onc无内含子，而C-onc常有内含子。有时一些V-onc 序列与V-onc比较，常有碱基替代，缺失。正因为序 列有同源性，一旦V-onc整合至细胞基因后，不需激 活便可产生细胞转化作用。 3许多病毒癌基因与细胞癌基因序列同源 如Rous肉瘤病毒的癌基因v-src编码p60src，具有 TPK活性。 22 目 录 四、个体遗传特性决定肿瘤的易感性 细胞外因素指各种外界物理、化学及生物 学致癌因素-起动因素 癌变过程受细胞内、外因素的影响。 细胞内因素指获得性或遗传性DNA修复或 细胞周期调控缺陷-决定肿瘤的易感性 （susceptibility） 23 目 录 通过遗传获得突变的、且能致癌的关键基因； 遗传获得的突变基因提高个体对环境因素作用 的敏感性； 通过遗传获得的基因对癌变克隆的生长有利。 肿瘤易感性的决定因素： 24 目 录 不同个体的同一个基因在序列上存在微小差异， 即单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)。这种多态性可导致个体间一些代谢相关的酶 、DNA修复酶等活性差异，从而引起不同个体对环境 因素的敏感性不同。 环境-基因相互作用也是重要因素之一。 举例：细胞色素P450(cytochrome P450, CYP) 25 目 录 五、DNA修复缺陷和基因组不稳定性 在癌症的发病中至关重要 遗传性非息肉结肠癌 （hereditary nonpolyposis colon cancer, HNPCC） 一些癌症是由于DNA修复缺陷导致的基因组 不稳定性、易发生断裂、重排等所致。 例如： 26 目 录 肿瘤的生化与细胞学特点 The Biochemical and Cellular Characteristics of Tumor 第二节 27 目 录 肿瘤组织蛋白质、核酸、脂类及核苷酸合成加 强，氨基酸、核苷酸的分解代谢降低。 糖类分解加强，糖的消耗加强，糖酵解加强， 糖类的合成减少。 一、癌组织中糖、氨基酸、核苷酸等代谢 均发生变化 28 目 录 （一）与增殖相关的酶类活性增强 增殖相关的酶主要指核酸及蛋白质合成的酶。 （二）酵解速率增大 恶性肿瘤中则是糖酵解抑制有氧氧化，称为 Crabtree效应。肿瘤无论在有氧、无氧的条件下 均表现为糖酵解活跃，因此与之相关的酶活性均 增强。 29 目 录 （三）糖异生明显下降 当肝细胞癌变后，糖异生有关的酶活性明显 下降，只有正常活性的1。 （四）合成糖原能力下降 肝癌时肝脏利用单糖合成糖原的能力降低， 糖原减少，肝癌者可能发生低血糖。 （五）氨基酸分解代谢减弱 机体为了补充肿瘤组织中蛋白质合成的需求， 肌肉组织中的蛋白质分解加强，这是患者出现消瘦 的原因之一。 30 目 录 （六）核苷酸合成相关的酶活性增强 核苷酸合成相关的酶可能与肿瘤的恶性程 度相关，恶性程度越大，酶的活性越高。 （七）蛋白激酶及磷酸酶的活性均增强 蛋白激酶与细胞增殖相关，磷酸酶的活性 升高可能是一种代偿机制，也许是为了对抗过 高的蛋白激酶活性。 31 目 录 （八）出现胎儿型同工酶 肝癌前病变变葡萄糖醛醛酸转转移酶（O型） 胃肠肠道肿肿瘤谷胱甘肽肽S转转移酶（型） 多种恶恶性肿肿瘤谷胱甘肽肽S转转移酶（P型） 肝癌前病变变、高分化肝癌谷胱甘肽肽S转转移酶（A型） 多种肿肿瘤碱性磷酸酶（非Regan型） 多种肿肿瘤碱性磷酸酶（Regan型） 肝癌DNA聚合酶（r） 肝癌支链链氨基酸转转氨酶（I型） 肝癌糖原磷酸化酶（胎儿型） 肝癌果糖1，6二磷酸酶（肌型） 肝癌、脑脑瘤丙酮酮酸激酶（M2型） 肝癌醛缩醛缩 酶（C型） 肝癌醛缩醛缩 酶（A型） 肾肾癌、乳腺癌己糖激酶（III型） 肝癌己糖激酶（II型） 在肿肿瘤中的表达同工酶 32 目 录 细胞膜通透性增强是肿瘤的特征； 植物凝集素引起的凝集性增加使肿瘤细胞表现 接触抑制； 细胞膜粘附性降低有利于癌的侵袭和转移； 膜表面负电荷增加； 糖蛋白中的糖链改变是肿瘤常见的变化； 膜糖脂组成发生变化； 恶性转化细胞膜上存在肿瘤纤溶酶。 二、癌症时肿瘤细胞膜发生多种改变 33 目 录 三、细胞分化障碍是肿瘤细胞的基本特点 肿瘤细胞分化的特征： 异形性：细胞核变大，大小不等，核形不 整等。 失极性：细胞排列紊乱，细胞核的长轴方 向与 细胞生长轴方向不一致。 幼稚性：出现胚胎时期特点。 34 目 录 分化相关基因按功能分两类： 管家基因（house keeping gene）：多种细胞共有。 奢侈基因（luxury gene）:编码特异性蛋白质， 即 奢侈蛋白（luxury protein），是细胞分 化的标记物，也是肿瘤起源的标记物。 35 目 录 致癌因素使细胞基因组中增殖（proliferation） 有关的基因启动，同时其产物抑制了细胞分化 （differentiation）。 （一）细胞癌基因的激活抑制细胞分化 C-myc高水平的表达就能抑制细胞分化一些 分化诱导剂在促进肿瘤分化的同时，常伴有细 胞癌基因的下调。 例如: 36 目 录 （二）部分抑癌基因失活抑制细胞分化 视网膜母细胞瘤基因（Rb基因）编码蛋白 质能促进视网膜母细胞分化，当Rb基因缺失或 失活可产生视网膜母细胞瘤。 部分拟癌基因是促分化基因，它们的缺失或失 活可导致肿瘤发生。 例如: 37 目 录 在致癌因素作用下，发育的部分组织中保留少 量未分化的干细胞，这些干细胞大量增殖可变 为肿瘤细胞。肿瘤细胞实际上就是增殖过剩的 干细胞，这就是所谓的肿瘤干细胞（tumor stem cell）学说。 （三）肿瘤细胞分化障碍与干细胞发育受阻有关 肿瘤干细胞学说是诱导分化治疗肿瘤的理论基础。 38 目 录 （一）肿瘤细胞表现为细胞周期蛋白过表达 四、细胞周期调控失衡导致肿瘤细胞 失控性增殖 基因扩增、染色体移位、基因重排是过表达 的主要机制。 细胞周期蛋白(cyclins) D1在B淋巴细胞瘤、 乳腺癌、胃癌中表现为过表达。 39 目 录 在诱导细胞分化时，Cdk4常表达下调；若 高表达则可明显抑制细胞分化。 （二）Cdk表达过量抑制细胞分化 在人的一些肿瘤中，已发现有Cdk4、Cdk6的 高表达。 40 目 录 Cdk抑制蛋白（CKIs）与Cyclin竞争性结合 Cdk，拮抗Cyclin的作用，阻止细胞经过“检 测点”（checkpoint），调节细胞周期。 （三）CKI缺失和突变可导致细胞周期失调 41 目 录 CKI家族分类： 具有广泛抑制作用，包括p21、p27和p57。 具有特异性抑制作用，包括p15、p16、p18和p19。 CIP/KIP家族 INK4家族 42 目 录 在正常细胞中，p21与与Cyclin-Cdk结合，抑 制Cyclin-Cdk磷酸化Rb蛋白，阻止细胞进入S期。 p21相同过表达可使细胞阻滞在G1期。 当细胞在S期发生DNA损伤时，p21可通过其C 末端结构域与PCNA直接结合，阻止损伤DNA长链 的复制，但损伤DNA的修复不会被p21抑制。 当DNA损伤后，p53被激活，继而激活p21基因 转录。 43 目 录 p16可与Cyclin D竞争性地结合Cdk4/6，抑制 Cdk4或Cdk6的活性，阻止Rb磷酸化。未磷酸化 的Rb与E2F结合，从而使依赖于E2F转录的基因不 能转录，阻止细胞由G1期进入S期。 p16基因缺失、突变等可能与肿瘤发生有关。 44 目 录 五、癌细胞中的端粒酶处于活性状态 在某些分裂旺盛的正常组织细胞也有表达，但 端粒酶活性极低。 在某些肿瘤组织，如肠癌中端粒酶活性很高。 端粒酶与维持肿瘤细胞的永生性及无限增殖关 系密切。 端粒酶（telomerase） 45 目 录 TRF是一种端粒DNA特异结合蛋白。TRF-1 通过与端区DNA结合，可阻止端粒酶与染色体末 端接触，使端粒酶不能发挥作用。 在肿瘤细胞中，TRF-1与一种类似ADP核糖 聚合酶的分子结合，后者可将TRF1从端粒上拉开 ，使端粒酶与端粒接触进而发挥作用。 端粒重复结合因子 （telomeric repeat binding factors，TRFs） 46 目 录 它们的存在或量变能提示肿瘤的性质，并有 助于了解肿瘤的起源、分化，从而有助于肿瘤的 诊断、分类、预后判断及转导治疗。 六、肿瘤细胞具有比较特异的标记物 肿瘤标记物（tumor marker）是指由肿瘤细胞产 生、与肿瘤性质相关的一类分子，这类分子不存 在于正常成人组织，而是在胚胎或肿瘤组织。 意义： 47 目 录 肿瘤标记物应具有以下特点： 标记物的变化与肿瘤生长、转移等有直接的定性 、定量的关系。 具有特异性，即能与正常细胞、良性肿瘤区别。 检测标记物的方法应简便。 48 目 录 多发发骨髓瘤 多发发骨髓瘤、慢性淋巴性白血病 22.545kD 12kD 蛋白质类质类 本固蛋白 2微球蛋白 库兴综库兴综 合征 胚胎绒绒毛膜、睾丸肿肿瘤 4.5kD 45kD 激素类类 促肾肾上腺皮质质激素 人绒绒毛膜促性腺激素 肝肿肿瘤 骨、肺、白血病、肉瘤 肝、胃、结肠肿结肠肿 瘤 肝、白血病 160kD 95 kD 80 kD 135 kD 34 kD 酶类标记类标记 物 醛缩醛缩 酶 碱性磷酸酶 谷胱甘肽转肽转 移酶 乳酸脱氢氢酶 前列腺特异性抗原 卵巢、子宫宫内膜癌 卵巢、乳腺癌 糖蛋白200kD 糖蛋白 400kD 糖类类抗原标记标记 物 CA125 CA19-9 肝癌 结肠结肠 、肺癌 结肠结肠 、直肠肠、乳腺癌 糖蛋白70kD 80kD 糖蛋白600kD 胚胎性抗原标记标记 物 甲胎蛋白 癌胚抗原 癌胚抗原 相关肿肿瘤性质质 肿瘤标记物分类 49 目 录 治疗疗：把细细胞毒性剂导剂导 向至含标标志物的细细胞 定位：注射放射性的抗体做核筛查筛查 分期：确定病变变范围围 分类类：选择选择 治疗疗以及预测肿预测肿 瘤的形状（过过程 ） 监测监测 ：对对治疗疗效果的预测预测 及是否治愈的检检定 诊诊断：鉴别鉴别 良性和恶恶性肿肿瘤 检检出病人：对对无症状人群的筛查筛查 肿瘤标记物的应用 50 目 录 前列腺前列腺酸性磷酸酶（PAP） 甲状腺（中胚叶肉瘤）降钙钙素（CT） 滋养层细层细 胞、干细细胞人绒绒毛膜促性腺激素(hCG) 肝、干细细胞胎儿甲种球蛋白（AFP） 结肠结肠 、肺、乳腺、胰腺癌胚抗原（CEA） 肿肿瘤的部位标标志物 临床上有用的肿瘤标记物 51 目 录 癌基因、抑癌基因及生长因子 Oncogene, Tumor Suppressor Gene and Growth Factors 第三节 52 目 录 癌基因（oncogene）：RNA病毒中能使正常细胞 发生恶性转化的基因；正常细胞编码关键性调控 蛋白的基因。 病毒癌基因（virus oncogene，v-onc）：RNA肿 瘤病毒中所含的致癌基因。 细胞癌基因（cellular oncogene，c-onc）：生物正 常细胞基因中的癌基因，也称原癌基因（proto- oncogene，pro-onc）。 一、癌基因过度表达或异常激活 可引起肿瘤 （一）癌基因有病毒癌基因和细胞癌基因两类 53 目 录 核内转录调节转录调节 因子myb,myb-et等myb家族 细细胞骨架蛋白类类erb-A,erb-B,fms,mas,trk等erb家族 p28，与PDGF同源sissis家族 DNA结结合蛋白c-myc,l-myc,m-myc,fas,mybmyc家族 为为21kD的小G蛋白，即p21H-ras,K-ras及N-rasras家族 多具有酪氨酸蛋白激酶活性 并与胞膜结结合，多有同源性 abl,fes,fgr,fps,fym,kek,lck,yes,lyn,ros, src,tkl src家族 表达产产物癌基因类别类别 细胞癌基因的分类及功能 54 目 录 正常膀胱上皮的H-ras与人膀胱癌细胞株的 H-ras序列差别只是第一外显子的第12位密码子 内一个碱基不同：正常情况下为GGC，膀胱癌 的为GTC。 （二）细胞癌基因可通过多种机制被激活 1、点突变可激活原癌基因 例如: 55 目 录 基因领域效应（gene territorial effects）:在成簇 排列的基因之间都有一定长度的旁侧序列，当两 个相邻基因之间的间隔序列小于一定长度时，其 中一个基因的转录会被抑制。 基因领域效应可抑制C-onc的表达，使其处于非 激活状态。 肿瘤染色体因基因易位（gene translocation）发 生基因重排（gene rearrangement），则失去基 因领域效应。 2、基因易位也可使原癌基因激活 56 目 录 基因扩增：细胞经过一个细胞周期，DNA复制数 多于一次。 一些肿瘤中发现了癌基因的扩增，如在人的急性 粒性白血病细胞株HL-60细胞中有C-myc大量扩 增，在乳腺癌、结肠癌、胃癌等有C-myb扩增。 3、基因扩增也能激活癌基因 57 目 录 前病毒基因组中长末端重复序列（long terminal repeats, LTRs）内启动子和增强子整合在C-myc， 活化了C-myc。 4、启动子插入也使癌基因激活 58 目 录 转录调控区的CpG岛甲基化可抑制基因转录。 现认为某些癌基因的低甲基化（H-Ras，C-myc） 是细胞癌变的重要特征，低甲基化可导致癌基因 大量表达。 5、低甲基化可使原癌基因激活 59 目 录 抑癌基因（tumor suppressor genes）是一类 抑制细胞增殖的基因，其失活可引起细胞转化。 二、抑癌基因失活可能使细胞向恶性转化 60 目 录 在G1期监视细胞基因组完整性，阻滞DNA损伤细 胞停留在G1期，使细胞有足够的时间进行DNA损 伤修复，抑制肿瘤发生。 损伤不能修复，则诱导细胞凋亡，即抑制细胞生 长从而避免产生具有癌变倾向的突变细胞。 p53蛋白 61 目 录 第一，p53蛋白通过诱导p21WAP1/Cip1基因转录，抑制各 型Cyclin-Cdk复合体对Rb的磷酸化，使Rb处于非磷 酸化状态，从而抑制细胞G1期S期转换。 第二，通过诱导GADD45基因表达，引起G1期停滞，修复 DNA损伤。 第三，p53蛋白与TATA结合蛋白（TATA box binding protein, TBP）结合，抑制c-fos、c-jun、PCNA及 p53自身基因的转录，抑制细胞增殖。 第四，p53蛋白与复制因子A相互作用，抑制DNA复制。 p53蛋白诱导G1期停滞途径： 62 目 录 生长因子（growth factor, GF）是一类能促 进细胞增殖的肽类，通过与质膜上的特异受体发 挥作用。 三、生长因子是一类能促进细胞增殖 的肽类 生长因子发挥作用的方式有几种： 内分泌（endocrine） 旁分泌（paracrine） 自分泌（autocrine） 63 目 录 对对某些细细胞同时时有促进进 和抑制作用 肾肾、血小板转转化生长长因子（TGF） 类类似于EGF转转化细细胞或肿肿瘤细细胞 的条件培养基 转转化生长长因子（TGF ） 促进间进间 充质质及胶质细质细 胞 生长长 血小板血小板衍生生长长因子（ PDGF） 对对交感及某些感觉觉神经经 原有营营养作用 鼠唾液腺神经经生长长因子（NGF） 刺激T细细胞生长长条件培养基白细细胞介素2（IL-2） 刺激T细细胞生成白介素2条件培养基白细细胞介素1（IL-1） 促进进多种细细胞增殖各种细细胞成纤维细纤维细 胞生长长因子（ FGFs）（至少9个家族成 员员） 调节调节 早成红细红细 胞增殖肾肾、尿液红细红细 胞生长长素 刺激多种上皮和内皮细细 胞生长长 鼠唾液腺上皮生长长因子（EGF） 功能来源生长长因子 生长因子的分类和功能 64 目 录 酪氨酸蛋白激酶受体途径 Ras-MAPK途径 PI3K途径 磷脂酶C途径 Wnt途径 Hedgehog途径 TGF-途径 四、癌基因信号途径异常与肿瘤异常 增殖和分化相关 癌基因及生长因子相关的信号途径为： 65 目 录 （一）某些癌基因产物/生长因子通过PI3K途径 调节细胞生长 磷脂酰肌醇-3激 酶（PI3K）有两 个亚基，一个为 p85调节亚基，另 一个为p110催化 亚基 。 66 目 录 Wnt接受外信号，APC失活或相伴随的Axin失活 ，使-连接素稳定、并在细胞核内积聚。-连接 素通过与Tcf/LEF等转录因子相结合共同发挥作 用，促进下游分子细胞周期蛋白D1、CuyC等的 表达。 （二）Wnt途径调节胚胎的发育和成形 无信号时，APC促进-连接素（-catenin）降解 ，阻止其进入核内。 67 目 录 Hedgehog(Hh)信号控制组织或器官形态发生。 （三）Hedgehog (Hh)途径的两个调控蛋白 是抑癌蛋白 哺乳动物hh基因主要有3个成员： Shh、Ihh、Dhh 68 目 录 在静止状态，Ptc结合Smo，抑制Smo的活性； 当Hh途径被激活时，Hh结合Ptc-Smo复合物，使Smo 活性释放、发挥对Hu途径靶基因的转录调节作用。 Hh信号途径反应受两个跨膜蛋白Ptc和Smo调 控。Ptc是一种12次跨膜蛋白，Smo结构与FZ相 似，为一7次跨膜蛋白，均属抑癌蛋白。 69 目 录 转化生长因子（Transforming growth factor- ，TGF-）信号途径对某些细胞（如成纤维细胞 ）起促进分裂的作用，但对大多数上皮细胞的生长 起抑制作用。 （四）TGF-途径抑制大多数细胞生长 TGF-受体是一Ser/Thr蛋白激酶。受体的底物 为Smad家族蛋白。Smad与TOXO共同激活时能抑 制促细胞生长的基因表达，对细胞的生长、凋亡起 调控作用。Smad抑制myc的表达；myc抑制Smad的 抑制生长作用。 70 目 录 肿瘤细胞中常表现为促进增殖的信号增强。 （五）癌基因/生长因子信号转导异常与肿瘤 异常增殖相关 1. 癌细胞能分泌更多的生长因子 2. 生长因子受体数量增多 3. 信号途径分子异常激活 71 目 录 细胞凋亡（apoptosis）又称程序性细胞死亡 （programmed cell death），是一种早期以染色 体浓缩，晚期以细胞浆、细胞核裂解，或出现凋 亡小体为特征性表现的细胞死亡。 五、肿瘤细胞异常增殖是细胞凋亡 减弱的结果 肿瘤异常生长是增殖亢进而死亡减少的结果。 72 目 录 （一）Bcl-2是一种抗凋亡基因 最早发现多数非何杰金滤泡状B细胞淋巴瘤 存在染色体易位（t（14;18），是原位于18号 染色体的Bcl-2基因被置于14号染色体珠蛋白重链 基因调控序列的控制下，从而引起Bcl-2高表达， 细胞凋亡明显被抑制。 73 目 录 p53表达增高或激活时，可增强p21转录，使 p21蛋白水平升高。抑制CKI活性，阻滞G1/S的过 渡，提供DNA修复充足的时间。 （二）p53是一种促凋亡基因 p53还能诱导多种促凋亡蛋白的表达。 p53还可与Bcl-2基因的5-调控序列的p53阴性 反应元件(p53 negative response element, PNRE)相 互作用，抑制Bcl-2的表达。 74 目 录 细胞癌变多步骤、多因素 多个不同的癌相关基因的异常激活或失活 原癌基因激活和抑癌基因失活同时存在 六、细胞癌变是多基因、多步骤、 多因素的复杂过程 多基因协同假说： 75 目 录 从正常上皮细胞到上皮细胞过度增生可能涉及FAP、 MCC基因的突变或缺失； 从上皮细胞过度增生到早期腺瘤可能与DNA低甲基化 相关； 从早期腺瘤到中期腺瘤涉及K-ras突变； 从中期腺瘤到晚期腺瘤涉及DCC基因丢失； 从晚期腺瘤到结、直肠腺癌涉及p53基因缺失； 转移癌还涉及nm基因的突变、血管生长因子基因表达 增高等。 结、直肠癌发生发展的6个阶段相关的基因或因素 76 目 录 第四节 肿瘤的侵袭与转移 The Invasion and Metastasis of Tumor 77 目 录 肿瘤细胞与细胞外基质的粘附、结合。 肿瘤细胞外基质的蛋白水解酶的降解。 肿瘤细胞转移至被水解的基质区进一步生长 、扩散。 肿瘤侵袭和转移的3个过程： 78 目 录 一、肿瘤细胞与细胞外基质的粘附是 转移的必要条件 一方面，粘附作用对转移起抑制作用； 一方面，粘附是转移的先决条件。 细胞粘附分子(cell adhesion molecules，CAMs) 是一类介导细胞-细胞、细胞-细胞外基质粘附 的跨膜蛋白。 粘附对肿瘤细胞的转移具双重性： 79 目 录 整合素家族（integrin family）： 61与肿瘤的侵袭性 有关。 免疫球蛋白样粘附分子超家族（adhesion molecules of the immunoglobulin super family）：介导癌转移。 选择素家族（selectin family） 钙依赖粘附素家族（cadherin family）：抑制肿瘤的侵 袭及转移。 其它家族 粘附分子家族： 80 目 录 细胞外基质是癌细胞转移的组织屏障，蛋白 水解酶降解这种屏障。 二、细胞外基质降解为肿瘤的转移 形成通道 多种蛋白酶协同作用，并以级联反应的形式促 进基质降解和细胞转移。 81 目 录 基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMPs）包括：胶原酶（collagenases）、明 胶酶（gelatinases）、间质溶解蛋白等。 （一）基质金属蛋白酶类增强癌细胞的侵袭能力 侵袭性恶性肿瘤的MMPs表达呈高水平。当 MMPs的抑制物TIMPs表达增加时，癌细胞 的侵袭能力弱。 82 目 录 丝氨酸蛋白酶包括: 纤溶酶、纤溶酶激活剂（PA ）、组织蛋白酶G和白细胞弹力蛋白酶等。 PA有尿激酶型PA（urokinase-type PA, uPA）和 组织型PA（tissue-type PA, tPA）两型。 uPA与肿瘤转移有关, 活性受其抑制剂（PAI）调 节。 （二）丝氨酸蛋白酶uPA与肿瘤转移间密切相关 83 目 录 半胱氨酸蛋白酶包括：组织蛋白酶B、H、L等。 肿瘤组织中组织蛋白酶B（cathepsin B, CB） 通 过催化肽键水解，促使肺癌扩散、转移。 （三）半胱氨酸蛋白酶CB增强细胞转移能力 84 目 录 组织蛋白酶D（cathepsinD, CD）属天冬氨酸蛋 白酶类，通常只存在于溶酶体中。 CD的主要作用： （四）天冬氨酸蛋白酶CD降解细胞外基质 和基底膜 降解细胞外基质和基底膜，并可激活其它蛋 白酶，进而促进转移。 CD也常作为预后判断的标志物，表达高则 预后差。 85 目 录 三、肿瘤细胞运动是转移的基本条件 鼠淋巴瘤 (RAW117-H10) 鼠肝窦窦内皮细细胞200C3b样样因子 旁分泌型 产产生细细胞通过过G 蛋白发挥发挥 作用 人恶恶性黑色素瘤（A2058）125自趋趋化素 (autotoxin， ATX） 人纤维纤维 肉瘤（HT1080） 大鼠乳腺癌（MTLn3） 产产生细细胞通过过G蛋 白及磷脂酶C（ PLC）发挥发挥 作用 鼠恶恶性黑色素瘤(B16F1)55自分泌运动动因子 (autocrine motitily factor，AMF) 自分泌型 靶细细胞及作用产产生细细胞分子量/kD运动动因子类类 型 86 目 录 ras系统包括N-ras、K-ras和H-ras ras活化不仅能使许多细胞癌变，同时还能 使癌细胞具有转移的活性。 四、有多个基因与转移相关 （一）很多癌基因具有诱发或促进癌细胞转移 的潜能 肿瘤转移基因包括ras、myc、mos、raf、fes 、erb-B-2等。 例如： 87 目 录 肿瘤转移抑制基因有nm23、WDNM1、WDNM2 、Timp-1、E-cad、MHC-H-2K、Kiss-1等。 （二）某些基因具有抑制癌细胞转移的能力 nm23基因有两种，即nm23-H1和nm-23-H2。 nm23-H1的作用是抑制肿瘤转移，而nm23-H2可 能与肺癌的分化程度相关。 例如： 88 目 录 结结直肠肠癌负负相关E-Cad NIH3T3负负相关TIMP-1 黑色素瘤负负相关nm23 人乳腺癌负负相关 人结肠结肠 癌正相关PLM59 淋巴细细胞癌正相关Tiam1 人乳腺癌、结结直肠肠癌正相关CD44 人食管癌、直肠肠癌等正相关突变变型DCC 人乳腺癌、肺癌正相关突变变型p53 大鼠结肠结肠 癌正相关erb-B2 NIH3T3正相关mos fes fms src 神经纤维经纤维 瘤正相关myc NIH3T3正相关ras 肿肿瘤细细胞类类型与转转移的关系基因 与肿瘤转移相关的基因 89 目 录 血管生成与肿瘤 Vascular formation and Tumor 第五节 90 目 录 一、多种生成因子促进血管生成 释释放、激活生长长因子，重塑基质质MMPS 内皮细细胞连连接分子PECAM(CD31) 补补充平滑肌细细胞PDGF 诱导诱导 血管生成TNF- 刺激细细胞外基质产质产 生和促进进血管生成因 子释释放 二聚化多肽肽TGF- 诱导诱导 血管生成，形成，刺激血管生成FGF 强诱导诱导 因子二聚化糖蛋白VEGF家族（5种） 作用结结构血管生成相关因子 91 目 录 血管生成因子和抑制因子共同控制血管生成的 程度。大多数抑制物以活性形式存在，部分需细胞 外蛋白水解酶作用后成为活性形式。 主要有血管抑制素（angiostatin），内皮稳定 素(endostatin)及血小板抑制4（PF-4）等。 二、内源性血管生成抑制因子 抑制血管生成 92 目 录 缺氧能诱导相关的缺氧诱导因子(hypoxia inducing factor， HIF)，缺氧可通过HIF使 VEGF的过表达，因而刺激血管新生。 三、缺氧能刺激血管生成因子的高表达 抑制肿瘤血管新生可抑制肿瘤生长，它可 能具有高效、迅速、副作用小，也不会产生抗 药物等优点。 93