腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移.ppt

腫瘤防治：早發(fā)現(xiàn)！早診斷！早治療！,腫瘤 侵襲與轉(zhuǎn)移,2,2019/7/13Henan University of Science and Technology,一、腫瘤生長的生物學(xué) （一）腫瘤生長的動力學(xué) （二）腫瘤的血管形成 （三）腫瘤的演進(jìn)與異質(zhì)化 二、惡性腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移的機(jī)制 （一）局部浸潤的過程 （二）轉(zhuǎn)移的步驟 （三）腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移的機(jī)制,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,3,2019/7/13Henan University of Science and Technology,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,腫瘤是常見病、多發(fā)病，其中惡性腫瘤是威脅人 類健康最嚴(yán)重的疾病之一。 具有局部浸潤和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的能力是惡性腫瘤最主 要的生物學(xué)特性，并且是導(dǎo)致患者死亡的主要原因。 什么是腫瘤？ 腫瘤的生物學(xué)特征有哪些？ 惡性腫瘤是為何發(fā)生浸潤和轉(zhuǎn)移？ 惡性腫瘤的浸潤與轉(zhuǎn)移能否及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)防？ 惡性腫瘤的浸潤過程中是否有特異性標(biāo)記物？ ,4,2019/7/13Henan University of Science and Technology,一、腫瘤生長的生物學(xué) 1. 腫瘤是轉(zhuǎn)化細(xì)胞單克隆增生的結(jié)果。 2.惡性腫瘤的自然史： 特定靶細(xì)胞的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化細(xì)胞的生長局部浸潤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移 3.問題解答最終將是從腫瘤轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制中尋找。瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的過程是瘤細(xì)胞與宿主細(xì)胞之間相互作用的動態(tài)連續(xù)過程，這個(gè)過程是復(fù)雜的、多步驟的。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,5,2019/7/13Henan University of Science and Technology,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,（一）腫瘤生長的動力學(xué) 1.腫瘤細(xì)胞倍增時(shí)間（doubling time)：與正常細(xì)胞相似或更長。 2.生長分?jǐn)?shù)（growth fraction):指腫瘤細(xì)胞群體中處于增殖階段的細(xì)胞比例。 3.腫瘤細(xì)胞的生成與丟失：決定腫瘤能否不斷生長及其長大速度。 4.腫瘤干細(xì)胞（tumor stem cell ) :占腫瘤細(xì)胞總數(shù)的很少部分。如乳腺癌少于2%，急性粒細(xì)胞性白血病在0.1%1%之間。,6,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（二）腫瘤的血管形成 誘導(dǎo)腫瘤血管生產(chǎn)的能力是惡性腫瘤能生長、浸 潤與轉(zhuǎn)移的前提之一。 新生血管對腫瘤生長具有雙重意義：一是獲得營 養(yǎng)和氧的供應(yīng)，二是新生血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌多肽生 長因子（如胰島素樣生長因子和PDGF等），刺激腫 瘤細(xì)胞生長。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,7,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（三）腫瘤的演進(jìn)與異質(zhì)化 1.腫瘤的演進(jìn)（progression )：惡性腫瘤在生長過程中變 得越來越富有侵襲性和獲得更大惡性潛能的現(xiàn)象，包 括生長加快、浸潤周圍組織和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等。 2.腫瘤的異質(zhì)化(heterogeneity )：指由一個(gè)克隆來源的腫 瘤細(xì)胞群在生長過程中形成在侵襲力、生長速度、對 激素的反應(yīng)、對抗癌藥物的敏感性等方面有所不同的 亞克隆的過程。 腫瘤異質(zhì)化是演進(jìn)的基礎(chǔ)！,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,8,2019/7/13Henan University of Science and Technology,二、惡性腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移的機(jī)制 （一）局部浸潤的過程 第一步：腫瘤細(xì)胞之間的粘附力減弱:cadherin 、Fn 細(xì)胞間連接； 第二步：腫瘤細(xì)胞與基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)粘附力增強(qiáng)： Ln受體 , Fn受體 ； 第三步：腫瘤細(xì)胞降解基底膜與細(xì)胞外基質(zhì)， Cathepsin- D, u-PA溶解 Ln、Fn ； 第四步：腫瘤細(xì)胞的移出：阿米巴運(yùn)動游出 。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,9,2019/7/13Henan University of Science and Technology,局部浸潤的機(jī)制示意圖,10,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（二）轉(zhuǎn)移的步驟 腫瘤細(xì)胞同質(zhì)型粘附降低，從原發(fā)灶脫離； 腫瘤細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）發(fā)生異質(zhì)型粘附增加； ECM降解；腫瘤細(xì)胞與ECM中大分子作用，分泌蛋白降解酶類降解ECM成分，形成腫瘤細(xì)胞移動的通道，并以此為誘導(dǎo)血管生成的基礎(chǔ)； 腫瘤細(xì)胞運(yùn)動性增強(qiáng)在粘附降解的過程中移動，穿透ECM，并穿透血管壁的基底膜進(jìn)入循環(huán)； 在循環(huán)中運(yùn)行逃避免疫系統(tǒng)識別與破壞； 到達(dá)繼發(fā)部位后，在有新生血管形成的前提下增殖，形成轉(zhuǎn)移灶。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,11,2019/7/13Henan University of Science and Technology,轉(zhuǎn)移的機(jī)制示意圖,12,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（三）腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移的機(jī)制 1.瘤細(xì)胞同質(zhì)型粘附下降 同質(zhì)型（homotypic）粘附：是指同種細(xì)胞間的粘附，主要由存在于細(xì)胞表面的粘附分子（cell adhesion molecule CAM）所介導(dǎo)。 同質(zhì)型粘附下降，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞從瘤體上脫落，所以CAM在腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移中起重要作用。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,13,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（1）鈣粘蛋白（Cadherin） 鈣粘蛋白是鈣依賴性跨膜糖蛋白，是一組依賴細(xì)胞外Ca2+的CAM，介導(dǎo)Ca2+依賴性細(xì)胞間粘附，通過同類或同分子親和反應(yīng)相結(jié)合。鈣粘蛋白參與建立和維持細(xì)胞間連接，可能是最重要的形成細(xì)胞間聯(lián)系的細(xì)胞粘附因子之一。 已克隆了4種鈣粘蛋白，一級結(jié)構(gòu)相似，由723-748個(gè)氨基酸組成，每個(gè)鈣粘蛋白分子包含一個(gè)信號肽，一個(gè)含三個(gè)重復(fù)結(jié)構(gòu)的細(xì)胞外區(qū)，一個(gè)跨膜錨定作用的高疏水區(qū)，還有一個(gè)較長的胞內(nèi)尾部。不同組織不同種族之間鈣粘蛋白的同源性為50%-60%。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,14,2019/7/13Henan University of Science and Technology,根據(jù)基因克隆免疫學(xué)特征及分布組織不同，將鈣粘蛋白家族分為三個(gè)亞類: E-Cad：見于成熟上皮細(xì)胞; N-Cad：成熟神經(jīng)組織及肌肉組織; P-Cad：起初在胎盤及上皮基底層發(fā)現(xiàn)，后來發(fā)現(xiàn)發(fā)育過程中在其它組織也有短暫表達(dá)。 近來又發(fā)現(xiàn)新的亞類，如內(nèi)皮細(xì)胞鈣粘蛋白和橋連粘附蛋白（desmoglein），以及V-Cad，M-Cad，B-Cad，R-Cad，T-Cad等。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,15,2019/7/13Henan University of Science and Technology,鈣粘蛋白選擇性地與同種分子親和性結(jié)合，這種粘附反應(yīng)是利用其細(xì)胞外結(jié)構(gòu)中“組-丙-頡”（HAV）序列來識別和介導(dǎo)的，鈣粘蛋白的功能依賴于胞漿內(nèi)結(jié)構(gòu)與細(xì)胞骨架元件之間的作用。但這種作用是間接的與三種胞漿連鎖蛋白（catenin）、結(jié)合，這些分子與鈣粘蛋白一起位于細(xì)胞的粘附小帶(zonule adherin)上，參與連接的形成與穩(wěn)定。 鈣粘蛋白也是重要的形態(tài)分子，E-Cad作用于形成完整的上皮層，P-Cad則在基底層起作用，這些鈣粘蛋白的存在對于保持上皮和內(nèi)皮結(jié)構(gòu)很重要，其表達(dá)改變將導(dǎo)致細(xì)胞-細(xì)胞間正常連接完整性的喪失。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,16,2019/7/13Henan University of Science and Technology,目前認(rèn)為與腫瘤浸潤、轉(zhuǎn)移關(guān)系最密切的是E-Cad。許多研究證實(shí)E-Cad與腫瘤浸潤、轉(zhuǎn)移呈負(fù)相關(guān)，可能由于E-Cad能促進(jìn)瘤細(xì)胞的同質(zhì)型粘附不易使瘤細(xì)胞從瘤體上脫落。 體外試驗(yàn)表明，有E-Cad表達(dá)的腫瘤細(xì)胞株無浸潤性，而浸潤型表型的腫瘤細(xì)胞株則無E-Cad表達(dá)。E-Cad表達(dá)與腫瘤細(xì)胞分化之間有密切關(guān)系，分化好的細(xì)胞E-Cad正常，分化差的細(xì)胞E-Cad不表達(dá)。編碼E-Cad的基因是腫瘤抑制基因，此基因突變或缺失導(dǎo)致細(xì)胞過度增生，細(xì)胞形態(tài)及分化異常。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,17,2019/7/13Henan University of Science and Technology,轉(zhuǎn)染E-Cad cDNA可抑制腫瘤細(xì)胞的浸潤轉(zhuǎn)移。Vleminchix等給高浸潤性細(xì)胞株轉(zhuǎn)染E-Cad cDNA，使其浸潤性降低，體內(nèi)形成腫瘤后分化亦較未轉(zhuǎn)染的細(xì)胞好。轉(zhuǎn)染E-Cad反義RNA到E-Cad高表達(dá)的細(xì)胞株中，使E-Cad表達(dá)下調(diào)，并促使浸潤。 Biawy報(bào)道67%舌鱗癌E-Cad表達(dá)下降。E-Cad（-）者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移發(fā)生率遠(yuǎn)高于E-Cad（+）者。以攜帶E-Cad mRNA的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染高侵襲性的癌細(xì)胞，可使其侵襲性消失。因此認(rèn)為E-Cad是一種抑制侵襲轉(zhuǎn)移的因子。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,18,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（2）瘤細(xì)胞表面電荷增加 瘤細(xì)胞表面電荷增加時(shí)瘤細(xì)胞間的排斥力增大，促使瘤細(xì)胞從瘤體上脫落。瘤細(xì)胞表面電荷大小可以通過電泳速度表現(xiàn)出來。細(xì)胞電泳率的大小與轉(zhuǎn)移呈負(fù)相關(guān)。所以細(xì)胞電泳速度被認(rèn)為是篩選不同浸潤和轉(zhuǎn)移潛能瘤細(xì)胞的初篩標(biāo)記。 此外溶解性酶的釋放，細(xì)胞間隙壓力的增加，也有利于瘤細(xì)胞從瘤體上脫落下來。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,19,2019/7/13Henan University of Science and Technology,2. 瘤細(xì)胞異質(zhì)型粘附的增加 異質(zhì)型（heterotypic）粘附是指瘤細(xì)胞與宿主細(xì)胞、或宿主基質(zhì)的粘附。瘤細(xì)胞脫離瘤體，浸潤到基底膜或穿過基底膜遭遇宿主基質(zhì)和宿主細(xì)胞，這一過程就是異質(zhì)型粘附的過程。這一過程有利于瘤細(xì)胞穿過基質(zhì)、血管壁的基底膜，有利于瘤細(xì)胞在血管內(nèi)聚積。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,20,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（1）整合素（Integrin） 是一組介導(dǎo)異質(zhì)粘附的細(xì)胞粘附分子。 整合素：由/亞單位通過非共價(jià)鍵相連的異二聚體，是一類細(xì)胞表面糖蛋白，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)18種亞單位和11種亞單位，可形成20多種整合素。 整合素配體：型、型膠原、LN、FN、Vitronectin 、endotoxin、ICAM-1、VCAM-1。 整合素與相鄰細(xì)胞上或ECM中相應(yīng)配體相結(jié)合，參與細(xì)胞信號傳導(dǎo)及細(xì)胞骨架改變。在細(xì)胞生長、分化、形成連接和維持極性等方面起重要作用。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,21,2019/7/13Henan University of Science and Technology,根據(jù)作用方式分三類： 介導(dǎo)細(xì)胞與ECM的粘附反應(yīng)： 介導(dǎo)細(xì)胞-細(xì)胞間粘附反應(yīng)： 既介導(dǎo)細(xì)胞-細(xì)胞又介導(dǎo)細(xì)胞-ECM的粘附反應(yīng)： 在整合素配體中多含有RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬 氨酸）序列，這一序列是整合素的結(jié)合位點(diǎn)。含有 RGD序列的多肽具有抑制細(xì)胞-細(xì)胞外蛋白（如FN、 LN）的粘附反應(yīng)，并具有抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的作用。 整合素分子結(jié)構(gòu)或表達(dá)水平的改變與腫瘤細(xì)胞浸潤 轉(zhuǎn)移行為密切相關(guān)。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,22,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（2）LN受體（LN-R） 瘤細(xì)胞只有通過基底膜才能產(chǎn)生浸潤與轉(zhuǎn)移。LN是基底膜的重要組成部分，瘤細(xì)胞通過其表面的LN-R與基底膜中的LN結(jié)合而穿過基底膜。 80年代初就發(fā)現(xiàn)了LN的67KD受體能識別LN分子的2鏈，研究證實(shí)了LN-R能促進(jìn)瘤細(xì)胞的粘連性和移動性，其高表達(dá)與乳癌，肺癌，結(jié)腸癌等許多腫瘤的浸潤轉(zhuǎn)移能力呈正相關(guān)。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,23,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（3）CD44及其變體 也稱為Hermes抗原，H-CAM、Pag-1抗原，細(xì)胞外基質(zhì)受體（ECM-）。 CD44V1-10，分子量約85-160KD，目前研究較多的是CD44v6。 CD44是一種淋巴細(xì)胞表面的歸巢（homing）受體，在多種高轉(zhuǎn)移性癌中高表達(dá)。CD44原為淋巴細(xì)胞和小靜脈內(nèi)皮細(xì)胞有關(guān)的分子，CD44陽性的瘤細(xì)胞也可能因此獲得淋巴細(xì)胞的偽裝，更易進(jìn)入淋巴結(jié)形成轉(zhuǎn)移。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,24,2019/7/13Henan University of Science and Technology,CD44的功能： 1）作為透明質(zhì)酸受體（C-C, C ECM間的黏附）； 2）為淋巴細(xì)胞歸巢分子； 3）賦予腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移潛能； 4）參與正常免疫應(yīng)答(Tc活動和炎癥反應(yīng)）。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,25,2019/7/13Henan University of Science and Technology,腫瘤細(xì)胞表達(dá)的CD44刺激腫瘤生長的途徑： 1）固定腫瘤細(xì)胞，為克隆形成提供場所； 2）腫瘤細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞相互作用產(chǎn)生生長因子及血管生成因子，促進(jìn)腫瘤生長； 3）腫瘤細(xì)胞通過ECM的蛋白聚糖獲得隱蔽的生長因子，逃避免疫監(jiān)視； 4）CD44還可識別宿主組織的額外配體，直接刺激腫瘤細(xì)胞增殖； 5）CD44的胞漿內(nèi)部分與細(xì)胞骨架蛋白作用，傳導(dǎo)細(xì)胞分裂信號。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,26,2019/7/13Henan University of Science and Technology,Culty等進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，乳癌細(xì)胞CD44表達(dá)與其浸潤能力呈正相關(guān)，只有CD44高表達(dá)的細(xì)胞株才有結(jié)合降解透明質(zhì)酸鹽的能力，H3標(biāo)記的透明質(zhì)酸鹽降解率與CD44含量和細(xì)胞浸潤生物學(xué)潛能密切相關(guān)，CD44結(jié)合降解透明質(zhì)酸鹽能力可被抗CD44抗體Hermes-1阻斷。介導(dǎo)降解透明質(zhì)酸鹽是CD44在腫瘤細(xì)胞浸潤過程中主要功能之一。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,27,2019/7/13Henan University of Science and Technology,Washington等免疫組化分析表明，CD44表達(dá)與胃癌浸潤表型及生存期有關(guān)，認(rèn)為CD44高表達(dá)是浸潤表型及預(yù)后差的指標(biāo)。Castella 等用免疫組化方法檢測14例早期胃癌，37例晚期胃癌，18例胃周圍轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)。結(jié)果表明浸潤程度與CD44表達(dá)沒有明顯關(guān)系，但腸型胃癌轉(zhuǎn)移灶CD44V6陽性率比彌漫型胃癌轉(zhuǎn)移灶中CD44V6陽性率顯著增高，說明CD44V6表達(dá)可能與腸型胃癌，而不是彌漫型胃癌的轉(zhuǎn)移有關(guān)。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,28,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（4）路易斯寡糖（SLEX） SLEX在正常成人分布于粒細(xì)胞，單核細(xì)胞表面。在腫瘤分布于上皮性腫瘤細(xì)胞表面如肺癌，胃癌，結(jié)腸癌等。SLEX可分泌入血，腫瘤病人血清中可查到SLEX。最近研究指出，腫瘤細(xì)胞表面唾液酸化的SLEX作為血管內(nèi)皮細(xì)胞上的E-選擇素的配體，是結(jié)腸癌早期診斷、癌浸潤、預(yù)后不良的一個(gè)指標(biāo)。結(jié)腸癌細(xì)胞表面SLEX抗原結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變化是導(dǎo)致轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素。所以檢測血清或腫瘤組織中SLEX可以有效監(jiān)測腫瘤，尤其是結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,29,2019/7/13Henan University of Science and Technology,1. 開始黏附選擇素與糖蛋白 EP selectin -Ec-CD34 SLEX-腫瘤細(xì)胞-L selectin 2. 腫瘤細(xì)胞通過selectin 的結(jié)合或介導(dǎo)selectin間的相互作用 3. 受體間相互作用出現(xiàn)牢固黏附 4. 腫瘤細(xì)胞與Ec表面同形分子（CD31）相互作用介導(dǎo)細(xì)胞間的移出。,30,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（5）免疫球蛋白超家族（Ig-SF） Ig-SF包括許多有共同結(jié)構(gòu)特征的分子，這一結(jié)構(gòu)包含170-210氨基酸組成7-9個(gè)折疊，每個(gè)單位在兩條鏈之間由二硫鍵形成穩(wěn)定復(fù)合物。Ig-SF大部分成員參與細(xì)胞間識別（包括那些有免疫功能的分子，如MHA、CD4、CD8和T細(xì)胞受體，參與N發(fā)育（N-CAM，L1）、白細(xì)胞交流（ICAM-1，VCAM-1，PECAM-1）和信息傳遞（CSF-1受體，血小板源性生長因子受體）。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,31,2019/7/13Henan University of Science and Technology,CEA CEA是一種高度糖基化的細(xì)胞表面糖蛋白，分子量為180KD。近年來對CEA基因及蛋白結(jié)構(gòu)分析表明，CEA是Ig-SF的成員之一，是一種重要的細(xì)胞粘附分子，可能有細(xì)胞識別和相互作用的功能，作為粘附分子，CEA可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞間的結(jié)合。 Hostetter等給予外源性的CEA后，促進(jìn)結(jié)、直腸癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛能。Benchimol等觀察到產(chǎn)生CEA多的細(xì)胞株比產(chǎn)生CEA少的細(xì)胞株聚集得快，這種聚集可被CEA抗體完全抑制。將CEA的cDNA轉(zhuǎn)染結(jié)腸癌細(xì)胞株，測定細(xì)胞株CEA表達(dá)水平，再將表達(dá)CEA不同的細(xì)胞株注射入裸鼠脾臟，結(jié)果表明，CEA高表達(dá)的細(xì)胞株肝臟轉(zhuǎn)移明顯高于CEA低表達(dá)者，并且有肝轉(zhuǎn)移的裸鼠血清CEA亦明顯升高。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,32,2019/7/13Henan University of Science and Technology,N-CAM N-CAM是一種同種親和性鈣依賴性細(xì)胞-細(xì)胞粘附分子，起初表達(dá)于N系統(tǒng)。N-CAM的表達(dá)隨發(fā)育而改變，N-CAM可降低細(xì)胞的粘附性，使細(xì)胞呈“漂浮”狀態(tài)。 N-CAM在惡性發(fā)展過程中可能的機(jī)制是：涉及細(xì)胞生長的接觸抑制。轉(zhuǎn)化N-CAM的細(xì)胞株喪失接觸抑制，用抗N-CAM抗體則可抑制腫瘤的生長。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,33,2019/7/13Henan University of Science and Technology,V-CAM-1（INCAM10） VCAM（vascular cell adhesion molecule-1）或INCAM（ inducible cell adhesion molecule）是血管內(nèi)皮細(xì)胞中細(xì)胞因子誘導(dǎo)的粘附分子，屬Ig-SF成員，是VLA-4（4/1）的受體。 V-CAM-1的功能是介導(dǎo)白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞之間的粘附反應(yīng)，許多惡性細(xì)胞中也有VLA-4表達(dá)，因此V-CAM-1在這些有VLA-4表達(dá)的腫瘤中作為腫瘤細(xì)胞粘附受體。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,34,2019/7/13Henan University of Science and Technology,ICAM-1 是相對分子質(zhì)量為9000的糖蛋白，是免疫球蛋白粘附因子家族成員，可與整合素L/2和 Mac-l 連接，主要參與細(xì)胞與細(xì)胞之間的連接，與腫瘤轉(zhuǎn)移關(guān)系密切。除介導(dǎo)粘附外，實(shí)驗(yàn)證實(shí)ICAM-1可從腫瘤細(xì)胞表面脫落，進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)形成可溶性分子，可助腫瘤細(xì)胞逃逸CTL 和NK細(xì)胞的免疫監(jiān)視效應(yīng)，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生與轉(zhuǎn)移。 裸鼠人肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移模型 LDI-20D中，轉(zhuǎn)移形成前后，癌組織ICAM表達(dá)水平差別顯著，轉(zhuǎn)移建立后ICAM表達(dá)明顯上調(diào)。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,35,2019/7/13Henan University of Science and Technology,3. 細(xì)胞外基質(zhì)降解 細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）主要由膠原，糖蛋白，蛋白多糖和氨基葡萄糖組成。ECM 以基底膜和間質(zhì)結(jié)締組織的形式存在，膠原是ECM的主要成分，、型膠原主要存在于間質(zhì)結(jié)締組織中，型膠原則主要存在于基底膜。ECM中的糖蛋白包括LN，F(xiàn)N和ND（接觸蛋白）等。ECM是腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的天然屏障，腫瘤從原位增殖到浸潤轉(zhuǎn)移的演進(jìn)過程中必須具備降解ECM的能力。能溶解ECM 的酶主要是蛋白水解酶，它們的活性均與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移有關(guān)。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,36,2019/7/13Henan University of Science and Technology,37,2019/7/13Henan University of Science and Technology,四類蛋白水解酶 基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP ） 絲氨酸蛋白酶 半胱氨酸蛋白酶（ Caspases 家族） 天門冬氨酸蛋白酶 他們幾乎能降解ECM中的所有成分，是近年腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移研究中的熱點(diǎn),腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,38,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（1）基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix metalloprotinase MMP） 是一組鋅離子依賴性內(nèi)肽酶（ 間質(zhì)膠原酶明膠酶間充質(zhì)溶解素），大小各異底物不盡相同，但至少都含有信號肽，前肽，催化區(qū)3個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)。酶催化區(qū)和前肽區(qū)具有高度保守性。 經(jīng)典型MMP 以水溶性酶原形式分泌至細(xì)胞外，需要在激活劑作用下，脫去前肽才具酶活性。 新型MMP 則不同，間質(zhì)溶解素可直接以活性酶形式分泌至細(xì)胞外。膜型 MMP （membrane type MMP MT-MMP）則結(jié)合于胞膜上，它們的共同特征是在前肽區(qū)和催化區(qū)間有一含RXKR序列的插入?yún)^(qū)，可能與其活化有關(guān)。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,39,2019/7/13Henan University of Science and Technology,MMP的調(diào)節(jié) 三個(gè)水平調(diào)控MMP 的表達(dá)和活性 1.酶原合成：生長因子和細(xì)胞因子等活性介質(zhì)(EGF, TGF-等是酶原合成階段最主要的調(diào)節(jié)因子)，它們不僅能促進(jìn)或抑制MMP mRNA的轉(zhuǎn)錄，而且能影響其半衰期。 2.酶原活化：組織金屬蛋白酶抑制劑（tissue inhibitor of metalloproteinase TIMP）可以通過抑制MMP內(nèi)源性物質(zhì)而抑止MMP的活性。 3.抑制劑抑制：,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,40,2019/7/13Henan University of Science and Technology,各種MMP之間具有一定的底物特異性，但不是絕對的。同一種MMP可降解多種ECM成分，而某一種ECM成分又可以被多種MMP降解。但不同酶的降解效率可有不同。 MMP的眾多調(diào)控因素構(gòu)成微妙的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，正是這種精確的調(diào)控機(jī)制保證了機(jī)體內(nèi)生理狀態(tài)下細(xì)胞遷移的ECM重構(gòu)；反之就成為腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移等病理過程發(fā)生的原因。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,41,2019/7/13Henan University of Science and Technology,MMP與腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移的關(guān)系 MMP 與腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的關(guān)系正被MMP 基因轉(zhuǎn)染技術(shù)所證實(shí)，將基質(zhì)溶素和MT1-MMP 完整cDNA導(dǎo)入無轉(zhuǎn)移潛能的或轉(zhuǎn)移潛能較弱的細(xì)胞后，受染細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移率大大提高。反之將MMP 的反義核酸序列導(dǎo)入高侵襲轉(zhuǎn)移潛能的細(xì)胞后，可使其侵襲轉(zhuǎn)移表型減弱。通過調(diào)節(jié)MMP 抑制劑的水平，也證實(shí)了MMP 在腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中的作用。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,42,2019/7/13Henan University of Science and Technology,MMP 在人體腫瘤中表達(dá)較復(fù)雜，不同的研究結(jié)果也不盡相同，腫瘤細(xì)胞及其附近間質(zhì)細(xì)胞中均有表達(dá)的報(bào)道。間質(zhì)細(xì)胞主要是指（成）纖維細(xì)胞，內(nèi)皮細(xì)胞，巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等。腫瘤周邊的間質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生MMP，提示腫瘤細(xì)胞可以通過可溶性介質(zhì)或膜結(jié)合分子與間質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行信息交換，協(xié)同產(chǎn)生和調(diào)節(jié)MMP，這在腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移機(jī)制中具有重要意義。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,43,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（2）胱氨酸蛋白酶 胱氨酸蛋白酶包括Cathepsin B、D、H 等，Cathepsin D 能降解基底膜、間質(zhì)、型膠原、蛋白聚糖、肌動蛋白、肌球蛋白、FN，從而促進(jìn)許多腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。組織蛋白酶基因表達(dá)與腫瘤惡性程度平行。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,44,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（3）半胱氨酸蛋白酶Caspase 家族 至今已發(fā)現(xiàn)有14種Caspase，分為3組。 1. Caspase-2，-8，-9，是細(xì)胞凋亡的起始Caspase（啟動者）， 2. Caspase-3，-6，-7，執(zhí)行細(xì)胞凋亡，是效應(yīng)Caspase（執(zhí)行者）。 (這兩組Caspase 在細(xì)胞凋亡中缺一不可) 3. Caspase-1，-4，-5，與細(xì)胞凋亡的關(guān)系不是很密切，可能與多種炎癥因子的成熟有關(guān)。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,45,2019/7/13Henan University of Science and Technology,（4）絲氨酸蛋白酶（纖溶酶原激活劑，As） 包括白細(xì)胞彈性蛋白酶和組織蛋白酶G，As可使纖溶酶原轉(zhuǎn)變?yōu)槔w溶酶，纖溶酶的底物較為廣泛，可降解ECM 的許多成分，包括FN、LN蛋白聚糖的蛋白質(zhì)核心。纖溶酶還可激活一些前金屬蛋白酶及潛伏彈性蛋白酶。已證明As在許多腫瘤，尤其是肝癌、乳腺癌、卵巢癌、肺癌中高度表達(dá)，它參與降解基質(zhì)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,46,2019/7/13Henan University of Science and Technology,4. 腫瘤運(yùn)動性增強(qiáng) （1）移動素（Motogen） 可以刺激腫瘤細(xì)胞移動性的不同方面，包括：遷移、趨化性、化學(xué)激動作用、吞噬動力學(xué)等。移動素分為三大類： 刺激腫瘤細(xì)胞移動與浸潤的因子:如移動刺激因子、單核細(xì)胞源性分散因子、膠原性移動因子和自分泌移動因子（AMF）。 刺激生長與移動的因子:如肝細(xì)胞生長因子（HGF）、分散因子、內(nèi)皮生長因子（EGF）和IL-1，3，6。 刺激移動但抑制生長的因子:如轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）和干擾素（INF）。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,47,2019/7/13Henan University of Science and Technology,自分泌移動因子（AMFs） AMFs 是一類由多種腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白因子，各自有特異的糖蛋白受體，信號傳導(dǎo)受G蛋白調(diào)節(jié)，最近發(fā)現(xiàn)AMFs還可以旁分泌方式作用，此時(shí)稱之為旁分泌移動因子（PMF），調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長及移動。 肝細(xì)胞生長因子（HGF） 于1984年由Nakamura首先識別，可刺激肝細(xì)胞合成DNA，后來發(fā)現(xiàn)HGF是由成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的一種蛋白因子，也稱之為播散因子（scatter facter）。HGF 可與細(xì)胞膜上HGF 受體結(jié)合刺激細(xì)胞移動和增殖。HGF是一跨膜蛋白因子，含有一個(gè)酪氨酸激酶的結(jié)構(gòu)功能區(qū)，這一結(jié)構(gòu)功能區(qū)由原癌基因 c-met編碼。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,48,2019/7/13Henan University of Science and Technology,5. 腫瘤新生血管是轉(zhuǎn)移阻力最小的通道 腫瘤長到1-2mm3 時(shí)，為保證快速增殖必須新生血管支持。由腫瘤誘導(dǎo)產(chǎn)生的血管，其基底膜薄而且易斷裂，腫瘤細(xì)胞很容易進(jìn)入這種血管。所以新生血管的形成十分有利于腫瘤的轉(zhuǎn)移，而一切有利于腫瘤新生血管形成的細(xì)胞因子也均有利于腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。這些細(xì)胞因子包括酸性或堿性纖維母細(xì)胞生長因子（aFGF、bFGF）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）又叫血管通透因子（VPF）、表皮生長因子/轉(zhuǎn)化生長因子（EGF/TGF）。除此之外IL-8、GM/M-GSF、IGF-1、IFN2、促血管素（angiotropin）、P 物質(zhì)等能促進(jìn)腫瘤新生血管形成。,腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移,49,2019/7/13Henan University of Science and Technology,Uchida S等研究顯示VEGF表達(dá)與食管癌的浸潤程度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移高度相關(guān)。VEGF促進(jìn)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的機(jī)制除了與它參與腫瘤新生血管形成，使血管通透性增加外，還與它能誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞金屬蛋白酶和間質(zhì)膠原酶的產(chǎn)生有關(guān)。研究表明腫瘤微血管數(shù)目和微血管密度直接與腫瘤浸潤和轉(zhuǎn)移有關(guān)，誘發(fā)腫瘤血管生成是具有轉(zhuǎn)移潛能的腫瘤細(xì)胞特性之