第十四章_細(xì)胞分化與基因表達(dá)調(diào)控

1、第十四章第十四章 細(xì)胞分化與基因表達(dá)調(diào)控細(xì)胞分化與基因表達(dá)調(diào)控v 細(xì)胞分化（細(xì)胞分化（cell differentiation ）(重點(diǎn)）重點(diǎn)）v 癌細(xì)胞（癌細(xì)胞（cancer cell）第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞分化細(xì)胞分化 細(xì)胞分化的基本概念細(xì)胞分化的基本概念 影響細(xì)胞分化的因素影響細(xì)胞分化的因素一. 細(xì)胞分化的基本概念 細(xì)胞分化(cell differentiation)：在個(gè)體發(fā)育中，由一種相同的細(xì)胞類型經(jīng)過(guò)細(xì)胞分裂逐漸產(chǎn)生在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上具有穩(wěn)定性差異的不同細(xì)胞類群的過(guò)程。細(xì)胞分化是個(gè)體正常行使功能的基礎(chǔ)細(xì)胞分化是個(gè)體正常行使功能的基礎(chǔ)雞不同細(xì)胞中基因表達(dá)的檢測(cè)結(jié)果細(xì)胞類型基因細(xì)胞總（雜

2、交）細(xì)胞總（雜交）輸卵管細(xì)胞成紅細(xì)胞胰島細(xì)胞輸卵管細(xì)胞成紅細(xì)胞胰島細(xì)胞卵清蛋白基因+-珠蛋白基因+-+-胰島素基因+-+分化的細(xì)胞雖然結(jié)構(gòu)功能不同，但遺傳信息相同。分化的細(xì)胞雖然結(jié)構(gòu)功能不同，但遺傳信息相同。(一)細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果 不同類型的細(xì)胞在發(fā)育過(guò)程中表達(dá)一套特異的基因，并且表達(dá)產(chǎn)物決定細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能。 （二）組織特異性基因與管家基因（二）組織特異性基因與管家基因 持家基因持家基因(house-keeping genes)：又稱：又稱管家基因，是指所有細(xì)胞中均要表達(dá)的一管家基因，是指所有細(xì)胞中均要表達(dá)的一類基因，其產(chǎn)物是對(duì)維持細(xì)胞基本生命活類基因，其產(chǎn)物是對(duì)維持細(xì)胞基

3、本生命活動(dòng)所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶動(dòng)所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因與核糖體蛋白基因等。系基因與核糖體蛋白基因等。 始終保持著低水平的甲基化并且一直處于始終保持著低水平的甲基化并且一直處于活性轉(zhuǎn)錄狀態(tài)。活性轉(zhuǎn)錄狀態(tài)。 組織特異性基因組織特異性基因：（：（tissue-specific genes），或稱奢侈基因（），或稱奢侈基因（luxury genes），），是指不同的細(xì)胞類型進(jìn)行特異性表達(dá)的基因，是指不同的細(xì)胞類型進(jìn)行特異性表達(dá)的基因，其產(chǎn)物賦予各種類型細(xì)胞特異的的形態(tài)結(jié)構(gòu)其產(chǎn)物賦予各種類型細(xì)胞特異的的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與特異的生理功能。如卵清蛋白基因、特征與特異的生理功能。如

4、卵清蛋白基因、上皮細(xì)胞的角質(zhì)蛋白基因和胰島素基因等。上皮細(xì)胞的角質(zhì)蛋白基因和胰島素基因等。 調(diào)節(jié)基因調(diào)節(jié)基因:（regulatory gene）少量，組合）少量，組合調(diào)控（激活、阻遏）調(diào)控（激活、阻遏） 細(xì)胞分化實(shí)質(zhì)：細(xì)胞分化實(shí)質(zhì)：組織特異性基因在時(shí)間與空組織特異性基因在時(shí)間與空間上的差異表達(dá)。間上的差異表達(dá)。（三）組合調(diào)控引發(fā)組織特異性基因的表達(dá)（三）組合調(diào)控引發(fā)組織特異性基因的表達(dá) 多種調(diào)控蛋白共同調(diào)控完成分化多種調(diào)控蛋白共同調(diào)控完成分化調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白n 調(diào)控組合理論上啟動(dòng)分化的細(xì)胞類型調(diào)控組合理論上啟動(dòng)分化的細(xì)胞類型2n主導(dǎo)基因（起決定作用的主導(dǎo)基因（起決定作用的1-2種）種）+其他調(diào)

5、控基因其他調(diào)控基因 一種類型細(xì)胞分化一種類型細(xì)胞分化 啟動(dòng)誘導(dǎo)分化更多的細(xì)胞類型啟動(dòng)誘導(dǎo)分化更多的細(xì)胞類型 器官形成器官形成 MyoDMyoD可使來(lái)自皮膚結(jié)締組織的成纖維細(xì)可使來(lái)自皮膚結(jié)締組織的成纖維細(xì)胞表現(xiàn)出骨骼肌細(xì)胞的特征。胞表現(xiàn)出骨骼肌細(xì)胞的特征。 組合調(diào)控，可將一種類型的細(xì)胞轉(zhuǎn)化成另組合調(diào)控，可將一種類型的細(xì)胞轉(zhuǎn)化成另一種類型的細(xì)胞，或誘發(fā)出整個(gè)器官的形一種類型的細(xì)胞，或誘發(fā)出整個(gè)器官的形成。成。 例如在果蠅眼部器官的發(fā)育中，關(guān)鍵性的例如在果蠅眼部器官的發(fā)育中，關(guān)鍵性的調(diào)控蛋白調(diào)控蛋白EyEy，可誘導(dǎo)腿中形成眼。，可誘導(dǎo)腿中形成眼。（四）單細(xì)胞有機(jī)體的細(xì)胞分化（四）單細(xì)胞有機(jī)體的細(xì)胞分

6、化 單細(xì)胞生物也存在細(xì)胞分化。單細(xì)胞生物也存在細(xì)胞分化。較簡(jiǎn)單，可較簡(jiǎn)單，可作為研究材料作為研究材料 單細(xì)胞生物：為適應(yīng)不同的生活環(huán)境。單細(xì)胞生物：為適應(yīng)不同的生活環(huán)境。 多細(xì)胞生物：構(gòu)建執(zhí)行不同功能的組織與多細(xì)胞生物：構(gòu)建執(zhí)行不同功能的組織與器官，更加復(fù)雜。器官，更加復(fù)雜。（五）轉(zhuǎn)分化與再生（五）轉(zhuǎn)分化與再生1 1、轉(zhuǎn)分化、轉(zhuǎn)分化 一種類型的分化細(xì)胞轉(zhuǎn)變成另一種類型的分化細(xì)一種類型的分化細(xì)胞轉(zhuǎn)變成另一種類型的分化細(xì)胞的現(xiàn)象。如：水母，其橫紋肌細(xì)胞可轉(zhuǎn)變成神胞的現(xiàn)象。如：水母，其橫紋肌細(xì)胞可轉(zhuǎn)變成神經(jīng)細(xì)胞。經(jīng)細(xì)胞。 過(guò)程：過(guò)程：去分化和再分化去分化和再分化 去分化：去分化：指分化細(xì)胞失去其特有

7、的結(jié)構(gòu)和功能變指分化細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能變成具有未分化細(xì)胞特征的過(guò)程。成具有未分化細(xì)胞特征的過(guò)程。 例植物愈傷組織，動(dòng)物細(xì)胞核必須在卵細(xì)胞質(zhì)中例植物愈傷組織，動(dòng)物細(xì)胞核必須在卵細(xì)胞質(zhì)中去分化重編程。去分化重編程。再生再生(Regeneration)(Regeneration) 再生（再生（RegenerationRegeneration）：指生物體缺失一部分后）：指生物體缺失一部分后發(fā)生重建的過(guò)程，廣義的再生可包括分子水平、發(fā)生重建的過(guò)程，廣義的再生可包括分子水平、細(xì)胞水平、組織與器官水平及整體水平的再生。細(xì)胞水平、組織與器官水平及整體水平的再生。如：水螅，從中部切斷后能再生完整軀體；壁

8、虎，如：水螅，從中部切斷后能再生完整軀體；壁虎，尾巴斷后能重新長(zhǎng)出。尾巴斷后能重新長(zhǎng)出。 不同生物再生能力規(guī)律：不同生物再生能力規(guī)律：植物低等動(dòng)物低齡植物低等動(dòng)物低齡高等動(dòng)物高齡高等動(dòng)物高等動(dòng)物高齡高等動(dòng)物二、影響細(xì)胞分化的因素二、影響細(xì)胞分化的因素( (一一) )細(xì)胞的全能性與干細(xì)胞細(xì)胞的全能性與干細(xì)胞1 1、全能性、多能性和單能性、全能性、多能性和單能性 正常生物體內(nèi)的細(xì)胞依據(jù)分化能力分為四種類型： 全能細(xì)胞：受精卵 多能細(xì)胞：骨髓中的多功能造血干細(xì)胞（紅細(xì)胞、血小板、巨噬細(xì)胞） 專能細(xì)胞：精原細(xì)胞、卵原細(xì)胞 終末細(xì)胞：不能再分化的細(xì)胞例：神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞 高等動(dòng)物細(xì)胞隨胚胎發(fā)育，先失去

9、全能性高等動(dòng)物細(xì)胞隨胚胎發(fā)育，先失去全能性多能多能性性單能性單能性終末分化。終末分化。 干細(xì)胞：干細(xì)胞(stem cells, SC)是一類具有自我復(fù)制能力(self-renewing)的多潛能細(xì)胞，在一定條件下，它可以分化成多種功能細(xì)胞。是一種未充分分化，尚不成熟的細(xì)胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫(yī)學(xué)界稱為“萬(wàn)用細(xì)胞”。 應(yīng)用：細(xì)胞治療、再生醫(yī)學(xué)（組織器官移植） 根據(jù)干細(xì)胞所處的發(fā)育階段分為胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cell，ES細(xì)胞)和成體干細(xì)胞(somatic stem cell)。 胚胎干細(xì)胞(ESC)：從胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或原始生殖細(xì)胞篩選分離出的具有多能性或全

10、能性的細(xì)胞。 根據(jù)干細(xì)胞的發(fā)育潛能分為三類： 全能干細(xì)胞(totipotent stem cell,TSC)- ES細(xì)胞 多能干細(xì)胞（pluripotent stem cell）-成體干細(xì)胞 例：骨髓中造血干細(xì)胞 單能干細(xì)胞（unipotent stem cell干細(xì)胞干細(xì)胞 終生保持未分化或低分化特征；終生保持未分化或低分化特征； 在機(jī)體的中的數(shù)目、位置相對(duì)恒定；在機(jī)體的中的數(shù)目、位置相對(duì)恒定； 具有自我更新能力；具有自我更新能力； 能無(wú)限制的分裂增殖；能無(wú)限制的分裂增殖； 具有多向分化潛能；具有多向分化潛能； 分裂的慢周期性，絕大多數(shù)干細(xì)胞處于分裂的慢周期性，絕大多數(shù)干細(xì)胞處于G G0 0

11、期；期； 通過(guò)兩種方式分裂，對(duì)稱分裂和不對(duì)稱通過(guò)兩種方式分裂，對(duì)稱分裂和不對(duì)稱分裂。分裂。 ( (二二) )影響細(xì)胞分化的因素影響細(xì)胞分化的因素1 1、胞外信號(hào)分子對(duì)細(xì)胞分化的影響、胞外信號(hào)分子對(duì)細(xì)胞分化的影響(1)(1)細(xì)胞旁分泌細(xì)胞旁分泌 早期胚胎發(fā)育過(guò)程中，一部分細(xì)胞會(huì)影響早期胚胎發(fā)育過(guò)程中，一部分細(xì)胞會(huì)影響周圍細(xì)胞使其向一定方向分化，這種作用周圍細(xì)胞使其向一定方向分化，這種作用稱為稱為胚胎誘導(dǎo)胚胎誘導(dǎo)。 通過(guò)細(xì)胞旁分泌產(chǎn)生的信號(hào)分子通過(guò)細(xì)胞旁分泌產(chǎn)生的信號(hào)分子旁泌素旁泌素來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的。(2)(2)激素調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié) 動(dòng)植物體內(nèi)都有激素，植物激素有生長(zhǎng)激動(dòng)植物體內(nèi)都有激素，植物激素有

12、生長(zhǎng)激素、赤霉素、細(xì)胞分裂素；動(dòng)物激素，如素、赤霉素、細(xì)胞分裂素；動(dòng)物激素，如甲狀腺素，腎上腺素和甲狀腺素，腎上腺素和5-5-羥色胺等等。羥色胺等等。 性激素對(duì)性分化的影響。性激素對(duì)性分化的影響。 蛙的變態(tài)，必須要有激素的參與。蛙的變態(tài)，必須要有激素的參與。 昆蟲的保幼激素和脫皮激素。昆蟲的保幼激素和脫皮激素。(3)(3)胞外基質(zhì)調(diào)節(jié)胞外基質(zhì)調(diào)節(jié) 細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)干細(xì)胞的增殖和分化具有誘導(dǎo)作用。細(xì)胞外基質(zhì)對(duì)干細(xì)胞的增殖和分化具有誘導(dǎo)作用。 干細(xì)胞：干細(xì)胞：IVIV型膠原和層粘連蛋白型膠原和層粘連蛋白 上皮細(xì)胞；上皮細(xì)胞； I I型膠原和纖粘連蛋白型膠原和纖粘連蛋白 纖維細(xì)胞；纖維細(xì)胞； II II

13、型膠原及軟骨粘連蛋白型膠原及軟骨粘連蛋白 軟骨細(xì)胞。軟骨細(xì)胞。 在發(fā)育與創(chuàng)傷組織中，透明質(zhì)酸合成旺盛。在發(fā)育與創(chuàng)傷組織中，透明質(zhì)酸合成旺盛。2 2、細(xì)胞記憶與決定、細(xì)胞記憶與決定 細(xì)胞決定細(xì)胞決定：在發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞在出現(xiàn)可識(shí)：在發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞在出現(xiàn)可識(shí)別的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能差異之前，其分化方別的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能差異之前，其分化方向已由內(nèi)外因素確定的現(xiàn)象。例果蠅成蟲盤向已由內(nèi)外因素確定的現(xiàn)象。例果蠅成蟲盤連續(xù)移植連續(xù)移植18001800代仍有記憶。代仍有記憶。 細(xì)胞的決定與細(xì)胞的記憶有關(guān)，而細(xì)胞記憶細(xì)胞的決定與細(xì)胞的記憶有關(guān)，而細(xì)胞記憶可能通過(guò)二種方式實(shí)現(xiàn)：可能通過(guò)二種方式實(shí)現(xiàn)： 正反饋途徑正

14、反饋途徑 信號(hào)活化轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子信號(hào)活化轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化 信息傳遞到子代。信息傳遞到子代。3 3、受精卵細(xì)胞質(zhì)分配不均、受精卵細(xì)胞質(zhì)分配不均 卵母細(xì)胞卵母細(xì)胞 多數(shù)多數(shù)mRNAmRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合失活成為隱蔽與蛋白質(zhì)結(jié)合失活成為隱蔽mRNAmRNA（決定子）（決定子），在胞質(zhì)中不均勻分布，不被核糖體，在胞質(zhì)中不均勻分布，不被核糖體識(shí)別。識(shí)別。 受精卵（記憶開(kāi)始）受精卵（記憶開(kāi)始） 胞質(zhì)重新定位，少數(shù)胞質(zhì)重新定位，少數(shù)mRNAmRNA激活，合成早期胚胎激活，合成早期胚胎發(fā)育所需蛋白。發(fā)育所需蛋白。 子細(xì)胞（隱蔽子細(xì)胞（隱蔽mRNAmRNA不均一分配到不同子細(xì)胞）不均一分配

15、到不同子細(xì)胞） 例：果蠅卵后端存在決定生殖細(xì)胞分化的決定子。例：果蠅卵后端存在決定生殖細(xì)胞分化的決定子。 信號(hào)分子相互影響，細(xì)胞間互作信號(hào)分子相互影響，細(xì)胞間互作 原始信息修飾組合原始信息修飾組合 分化分化卵細(xì)胞中的決定子卵細(xì)胞中的決定子上圖：受精卵細(xì)胞的不均一性和不均等卵裂。決定子一般認(rèn)為是隱蔽mRNA。下圖：細(xì)胞分裂后環(huán)境的影響也可影響細(xì)胞性質(zhì)。4 4、細(xì)胞間的相互作用與位置效應(yīng)、細(xì)胞間的相互作用與位置效應(yīng) 胚胎學(xué)研究中，把細(xì)胞間的相互作用對(duì)細(xì)胚胎學(xué)研究中，把細(xì)胞間的相互作用對(duì)細(xì)胞分化與器官構(gòu)建的影響，稱為胞分化與器官構(gòu)建的影響，稱為胚胎誘導(dǎo)。胚胎誘導(dǎo)。 位置效應(yīng)：位置效應(yīng)： 細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞

16、核內(nèi)DNA DNA 提供的位置信息；提供的位置信息； 細(xì)胞胞質(zhì)成分提供的位置信息；細(xì)胞胞質(zhì)成分提供的位置信息； 細(xì)胞所在空間提供的位置信息；細(xì)胞所在空間提供的位置信息； 細(xì)胞能感知的外部來(lái)源的位置信息等。細(xì)胞能感知的外部來(lái)源的位置信息等。5、環(huán)境對(duì)性別決定的影響 環(huán)境對(duì)性別決定起著重要作用。 溫度對(duì)卵生動(dòng)物孵化時(shí)性別的影響。 這些影響因素又都是通過(guò)細(xì)胞自身的遺傳機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用的。 蜥蜴：低溫（）發(fā)育為雌性，高溫（）發(fā)育為雄性。 蝸牛：個(gè)體間位置關(guān)系決定性別發(fā)育。群體中，位于下方的個(gè)體發(fā)育為雌性，上方的個(gè)體發(fā)育為雄性。6 6、染色質(zhì)變換與基因重排、染色質(zhì)變換與基因重排主要包括：主要包括： 染色體丟

17、失；染色體丟失； 缺失；缺失； 斷裂斷裂 重排；重排； DNADNA的甲基化與異染色質(zhì)化。的甲基化與異染色質(zhì)化。三、細(xì)胞分化與胚胎發(fā)育三、細(xì)胞分化與胚胎發(fā)育有限的基因如何選擇性的進(jìn)行時(shí)空的差異表達(dá)？有限的基因如何選擇性的進(jìn)行時(shí)空的差異表達(dá)？ Hox genesHox genes在果蠅體節(jié)發(fā)育中起關(guān)鍵作用的基因在果蠅體節(jié)發(fā)育中起關(guān)鍵作用的基因群，其基因成員都含有一段群，其基因成員都含有一段高度保守高度保守的同源框序列，的同源框序列，故稱為故稱為同源異型基因同源異型基因。 Hox genesHox genes按胚胎發(fā)育過(guò)程中活化時(shí)序依次排列。按胚胎發(fā)育過(guò)程中活化時(shí)序依次排列。 同源異型結(jié)構(gòu)域編碼同

18、源異型結(jié)構(gòu)域編碼60aa60aa，與特異，與特異DNADNA片段中大溝片段中大溝互作啟動(dòng)基因表達(dá)。互作啟動(dòng)基因表達(dá)。第二節(jié)第二節(jié) 癌細(xì)胞癌細(xì)胞腫瘤細(xì)胞（腫瘤細(xì)胞（tumor cell）：）：在致瘤因素作用下，基因發(fā)生在致瘤因素作用下，基因發(fā)生了改變，細(xì)胞分裂調(diào)節(jié)失控而無(wú)限增殖的細(xì)胞。了改變，細(xì)胞分裂調(diào)節(jié)失控而無(wú)限增殖的細(xì)胞。良性腫瘤良性腫瘤：生長(zhǎng)速度緩慢，和周圍的組織邊界清晰。：生長(zhǎng)速度緩慢，和周圍的組織邊界清晰。惡性腫瘤（癌癥）惡性腫瘤（癌癥）：生長(zhǎng)速度快，具有轉(zhuǎn)移能力。：生長(zhǎng)速度快，具有轉(zhuǎn)移能力。腫瘤組織由實(shí)質(zhì)和間質(zhì)兩部分組成，實(shí)質(zhì)是腫瘤細(xì)胞，腫瘤組織由實(shí)質(zhì)和間質(zhì)兩部分組成，實(shí)質(zhì)是腫瘤細(xì)胞

19、，間質(zhì)由結(jié)締組織和血管組成。間質(zhì)由結(jié)締組織和血管組成。 體細(xì)胞體細(xì)胞DNADNA病理變化引起的典型的老年性病理變化引起的典型的老年性疾病。疾病。 惡性腫瘤細(xì)胞又稱癌細(xì)胞，它是具有惡性腫瘤細(xì)胞又稱癌細(xì)胞，它是具有轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移能力能力的腫瘤細(xì)胞。的腫瘤細(xì)胞。 研究證明癌癥是由于體細(xì)胞研究證明癌癥是由于體細(xì)胞DNADNA突變突變引起引起的。的。 增殖失控增殖失控第二節(jié)第二節(jié) 癌細(xì)胞癌細(xì)胞一、癌細(xì)胞的基本特征一、癌細(xì)胞的基本特征 ( (一一) )癌細(xì)胞的形態(tài)特征癌細(xì)胞的形態(tài)特征 ( (二二) )癌細(xì)胞的生理特征癌細(xì)胞的生理特征二、腫瘤的形成二、腫瘤的形成 ( (一一) )腫瘤形成的內(nèi)因腫瘤形成的內(nèi)因 (

20、(二二) )腫瘤形成的外因腫瘤形成的外因三、腫瘤的發(fā)生是基因突變逐漸積累的結(jié)果三、腫瘤的發(fā)生是基因突變逐漸積累的結(jié)果一、癌細(xì)胞的基本特征一、癌細(xì)胞的基本特征( (一一) )癌細(xì)胞的形態(tài)特征癌細(xì)胞的形態(tài)特征 癌細(xì)胞大小形態(tài)不一。癌細(xì)胞大小形態(tài)不一。 核形態(tài)不一，并可出現(xiàn)巨核、雙核或多核核形態(tài)不一，并可出現(xiàn)巨核、雙核或多核現(xiàn)象。核內(nèi)染色體呈非整倍態(tài)。現(xiàn)象。核內(nèi)染色體呈非整倍態(tài)。 線粒體表現(xiàn)為不同的多型性、腫脹、增生。線粒體表現(xiàn)為不同的多型性、腫脹、增生。 細(xì)胞骨架紊亂，某些成分減少，骨架組裝細(xì)胞骨架紊亂，某些成分減少，骨架組裝不正常。細(xì)胞表面特征改變，產(chǎn)生腫瘤相不正常。細(xì)胞表面特征改變，產(chǎn)生腫瘤相

21、關(guān)抗原。關(guān)抗原。一、癌細(xì)胞的基本特征一、癌細(xì)胞的基本特征( (二二) )癌細(xì)胞的生理特征癌細(xì)胞的生理特征1 1、細(xì)胞生長(zhǎng)與分裂失去控制、細(xì)胞生長(zhǎng)與分裂失去控制 在正常機(jī)體中細(xì)胞或處于生長(zhǎng)與分裂狀態(tài)，在正常機(jī)體中細(xì)胞或處于生長(zhǎng)與分裂狀態(tài)，或處于靜止?fàn)顟B(tài)，執(zhí)行其特定的生理功能?；蛱幱陟o止?fàn)顟B(tài)，執(zhí)行其特定的生理功能。 癌細(xì)胞的細(xì)胞周期失控，不受正常生長(zhǎng)調(diào)癌細(xì)胞的細(xì)胞周期失控，不受正常生長(zhǎng)調(diào)控系統(tǒng)的控制，能持續(xù)的分裂與增殖，結(jié)控系統(tǒng)的控制，能持續(xù)的分裂與增殖，結(jié)果破壞了正常組織的結(jié)構(gòu)與功能。果破壞了正常組織的結(jié)構(gòu)與功能。 一、癌細(xì)胞的基本特征一、癌細(xì)胞的基本特征( (二二) )癌細(xì)胞的生理特征癌細(xì)胞的

22、生理特征2 2、具有浸潤(rùn)性和擴(kuò)散性、具有浸潤(rùn)性和擴(kuò)散性 惡性腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞間粘著性下降，具有惡性腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞間粘著性下降，具有浸潤(rùn)性和擴(kuò)散性，易于浸潤(rùn)周圍健康組織。浸潤(rùn)性和擴(kuò)散性，易于浸潤(rùn)周圍健康組織。 癌細(xì)胞間的粘著性下降，失去了與細(xì)胞間癌細(xì)胞間的粘著性下降，失去了與細(xì)胞間和細(xì)胞外基質(zhì)間的聯(lián)結(jié)。和細(xì)胞外基質(zhì)間的聯(lián)結(jié)。 在分化程度上癌細(xì)胞低于良性腫瘤細(xì)胞，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。且失去了許多原組織細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能。一、癌細(xì)胞的基本特征一、癌細(xì)胞的基本特征( (二二) )癌細(xì)胞的生理特征癌細(xì)胞的生理特征3 3、細(xì)胞間相互作用改變、細(xì)胞間相互作用改

23、變 移植過(guò)程中，癌細(xì)胞可產(chǎn)生一些水解酶類移植過(guò)程中，癌細(xì)胞可產(chǎn)生一些水解酶類和膜蛋白受體，這些成分有助于癌細(xì)胞與和膜蛋白受體，這些成分有助于癌細(xì)胞與別處細(xì)胞粘著生長(zhǎng)，并有效逃避自然殺傷別處細(xì)胞粘著生長(zhǎng)，并有效逃避自然殺傷細(xì)胞的識(shí)別與攻擊。細(xì)胞的識(shí)別與攻擊。 一、癌細(xì)胞的基本特征一、癌細(xì)胞的基本特征( (二二) )癌細(xì)胞的生理特征癌細(xì)胞的生理特征4 4、mRNAmRNA轉(zhuǎn)錄譜系、蛋白表達(dá)譜系或蛋白活性改變轉(zhuǎn)錄譜系、蛋白表達(dá)譜系或蛋白活性改變 癌細(xì)胞的代謝旺盛。癌細(xì)胞的代謝旺盛。 癌細(xì)胞發(fā)生癌細(xì)胞發(fā)生mRNAmRNA轉(zhuǎn)錄譜系的改變的幾率不高。轉(zhuǎn)錄譜系的改變的幾率不高。 癌細(xì)胞常會(huì)表達(dá)一些胚胎蛋白。

24、例：癌細(xì)胞常會(huì)表達(dá)一些胚胎蛋白。例：胚胎甲球蛋白胚胎甲球蛋白可作可作為肝癌早期檢測(cè)的標(biāo)志特征。為肝癌早期檢測(cè)的標(biāo)志特征。 蛋白質(zhì)合成及分解都增強(qiáng)，但合成代謝超過(guò)分解代謝。蛋白質(zhì)合成及分解都增強(qiáng)，但合成代謝超過(guò)分解代謝。一、癌細(xì)胞的基本特征一、癌細(xì)胞的基本特征( (二二) )癌細(xì)胞的生理特征癌細(xì)胞的生理特征5 5、體外培養(yǎng)的惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞的特征、體外培養(yǎng)的惡性轉(zhuǎn)化細(xì)胞的特征 同癌細(xì)胞一樣具有無(wú)限增殖的潛能；同癌細(xì)胞一樣具有無(wú)限增殖的潛能； 在體外培養(yǎng)時(shí)貼壁性下降：在體外培養(yǎng)時(shí)貼壁性下降： 失去接觸抑制失去接觸抑制(contact inhibition)(contact inhibition) 培養(yǎng)

25、時(shí)對(duì)血清依賴性降低培養(yǎng)時(shí)對(duì)血清依賴性降低 可移植性可移植性腫瘤細(xì)胞失去接觸抑制現(xiàn)象 二、腫瘤的形成二、腫瘤的形成腫瘤形成包括：腫瘤形成包括： 始發(fā)突變始發(fā)突變是指細(xì)胞在致癌物的作用下發(fā)生是指細(xì)胞在致癌物的作用下發(fā)生了基因突變。了基因突變。 潛伏潛伏是突變發(fā)生后如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)沫h(huán)境不是突變發(fā)生后如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)沫h(huán)境不會(huì)發(fā)展為腫瘤。會(huì)發(fā)展為腫瘤。 促癌促癌是指在促癌劑作用下開(kāi)始增殖的過(guò)程。是指在促癌劑作用下開(kāi)始增殖的過(guò)程。 演進(jìn)演進(jìn)是指腫瘤在生長(zhǎng)過(guò)程中越來(lái)越變得具是指腫瘤在生長(zhǎng)過(guò)程中越來(lái)越變得具有侵襲力的過(guò)程，是不可逆的。有侵襲力的過(guò)程，是不可逆的。二、腫瘤的形成二、腫瘤的形成( (一一) )腫瘤形成

26、的內(nèi)因腫瘤形成的內(nèi)因 1 1、原癌基因、原癌基因 原癌基因原癌基因：細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因，：細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因，是維持機(jī)體正常生命活動(dòng)所必須的，在進(jìn)是維持機(jī)體正常生命活動(dòng)所必須的，在進(jìn)化上高等保守?；细叩缺Ｊ?。 原癌基因的產(chǎn)物主要包括：生長(zhǎng)因子、生原癌基因的產(chǎn)物主要包括：生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)因子受體、蛋白激酶及其它信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)組長(zhǎng)因子受體、蛋白激酶及其它信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)組分、細(xì)胞周期蛋白、細(xì)胞凋亡調(diào)控因子、分、細(xì)胞周期蛋白、細(xì)胞凋亡調(diào)控因子、轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子。1. 生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子2. 生長(zhǎng)因子受體生長(zhǎng)因子受體3. 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)組分信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)組分4. 細(xì)胞周期蛋白細(xì)胞周期蛋白5. 細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)蛋白細(xì)

27、胞凋亡調(diào)節(jié)蛋白6. 轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子( (一一) )腫瘤形成的內(nèi)因腫瘤形成的內(nèi)因1 1、原癌基因、原癌基因 19661966年年RousRous因發(fā)現(xiàn)雞肉瘤的病原體因發(fā)現(xiàn)雞肉瘤的病原體RSVRSV，獲諾貝爾獎(jiǎng)。，獲諾貝爾獎(jiǎng)。 19701970年年Temin Temin 和和BatimoreBatimore證實(shí)證實(shí)RSVRSV是反轉(zhuǎn)錄病毒，獲是反轉(zhuǎn)錄病毒，獲19751975年年諾貝爾獎(jiǎng)。諾貝爾獎(jiǎng)。 1970s Varmus1970s Varmus和和BishopBishop發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)RSVRSV中的致瘤基因是中的致瘤基因是srcsrc。c- src c- src ：正常細(xì)胞中的癌基因；有內(nèi)含子。編

28、碼一種與細(xì)：正常細(xì)胞中的癌基因；有內(nèi)含子。編碼一種與細(xì)胞分裂調(diào)控相關(guān)的蛋白激酶。胞分裂調(diào)控相關(guān)的蛋白激酶。v- src v- src ：病毒中的癌基因堿基序列突變（顯性，：病毒中的癌基因堿基序列突變（顯性，1 1個(gè)拷貝突個(gè)拷貝突變即可）變即可）細(xì)胞分裂調(diào)控相關(guān)的蛋白激酶超活化或失控細(xì)胞分裂調(diào)控相關(guān)的蛋白激酶超活化或失控不分化不分化腫瘤腫瘤原癌基因原癌基因功能功能相關(guān)腫瘤相關(guān)腫瘤sissis生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子ErwingErwing網(wǎng)瘤網(wǎng)瘤erb-Berb-B受體酪氨酸激酶，受體酪氨酸激酶，EGFEGF受體受體星形細(xì)胞瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌星形細(xì)胞瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌fmsfms

29、受體酪氨酸激酶，受體酪氨酸激酶，CSF-1 CSF-1 受體受體髓性白血病髓性白血病rasrasG-G-蛋白蛋白肺癌、結(jié)腸癌、膀胱癌、直腸癌肺癌、結(jié)腸癌、膀胱癌、直腸癌srcsrc非受體酪氨酸激酶非受體酪氨酸激酶魯斯氏肉瘤魯斯氏肉瘤Abl-1Abl-1非受體酪氨酸激酶非受體酪氨酸激酶慢性髓性白血病慢性髓性白血病rafrafMAPKKKMAPKKK，絲氨酸，絲氨酸/ /蘇氨酸激酶蘇氨酸激酶腮腺腫瘤腮腺腫瘤vavvav信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)連接蛋白信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)連接蛋白白血病白血病mycmyc轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子Burkitt Burkitt 淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病mybmyb轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因

30、子結(jié)腸癌結(jié)腸癌fosfos轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子骨肉瘤骨肉瘤junjun轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子 erb-Aerb-A轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子急性非淋巴細(xì)胞白血病急性非淋巴細(xì)胞白血病bcl-1bcl-1cyclinD1cyclinD1B B細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞淋巴瘤( (一一) )腫瘤形成的內(nèi)因腫瘤形成的內(nèi)因2 2、抑癌基因、抑癌基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子；轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子；負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子；負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子；周期蛋白依賴性激酶抑制因子周期蛋白依賴性激酶抑制因子(CKI) (CKI) ；信號(hào)通路的抑制因子；信號(hào)通路的抑制因子；DNADNA修復(fù)因子修復(fù)因子; ;與發(fā)育和干細(xì)胞增殖相關(guān)的信號(hào)途徑組分等。與發(fā)育和干細(xì)胞增殖相關(guān)的信號(hào)途徑組分等。

31、隱性，兩個(gè)拷貝均失活才引起細(xì)胞增殖失控。隱性，兩個(gè)拷貝均失活才引起細(xì)胞增殖失控。抑癌基因抑癌基因功能功能相關(guān)腫瘤相關(guān)腫瘤RbRb轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子RBRB、成骨肉瘤、胃癌、成骨肉瘤、胃癌、SCLCSCLC、乳癌、結(jié)腸癌、乳癌、結(jié)腸癌p53p53轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子星狀細(xì)胞瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、結(jié)腸癌、乳癌、星狀細(xì)胞瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、結(jié)腸癌、乳癌、成骨肉瘤、成骨肉瘤、SCLCSCLC、胃癌、磷狀細(xì)胞肺癌、胃癌、磷狀細(xì)胞肺癌WTWT負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子WTWT、橫紋肌肉瘤、肺癌、膀胱癌、乳癌、橫紋肌肉瘤、肺癌、膀胱癌、乳癌、肝母細(xì)胞瘤肝母細(xì)胞瘤NF-1NF-1GAPGAP，ras G

32、TPras GTP酶激活因子酶激活因子神經(jīng)纖維瘤、嗜鉻細(xì)胞瘤、雪旺氏細(xì)胞瘤、神經(jīng)纖維瘤、嗜鉻細(xì)胞瘤、雪旺氏細(xì)胞瘤、神經(jīng)纖維瘤神經(jīng)纖維瘤DCCDCC細(xì)胞粘附分子細(xì)胞粘附分子直腸癌、胃癌直腸癌、胃癌p21p21CDKCDK抑制因子抑制因子前列腺癌前列腺癌p15p15CDK4CDK4、CDK6CDK6抑制因子抑制因子成膠質(zhì)細(xì)胞瘤成膠質(zhì)細(xì)胞瘤BRCA1BRCA1DNADNA修復(fù)因子，與修復(fù)因子，與RAD51RAD51作用作用乳腺癌、卵巢癌乳腺癌、卵巢癌BRCA2BRCA2DNADNA修復(fù)因子，與修復(fù)因子，與RAD51RAD51作用作用乳腺癌、胰腺癌乳腺癌、胰腺癌PTENPTEN磷酯酶磷酯酶成膠質(zhì)細(xì)胞瘤

33、成膠質(zhì)細(xì)胞瘤APCAPCWNTWNT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)組分信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)組分結(jié)腸腺瘤性息肉，結(jié)結(jié)腸腺瘤性息肉，結(jié)/ /直腸癌直腸癌( (一一) )腫瘤形成的內(nèi)因腫瘤形成的內(nèi)因(3)(3)一些抑癌基因一些抑癌基因 APCAPC基因。定位于染色體基因。定位于染色體5q21-225q21-22，屬于，屬于WntWnt信號(hào)信號(hào)途徑的負(fù)調(diào)控因子，可與途徑的負(fù)調(diào)控因子，可與b-cateninb-catenin連接，促進(jìn)其連接，促進(jìn)其降解。降解。 DCCDCC基因，結(jié)直腸癌缺失基因。該基因失活，可基因，結(jié)直腸癌缺失基因。該基因失活，可導(dǎo)致細(xì)胞的生物學(xué)行為，導(dǎo)致細(xì)胞的生物學(xué)行為，DCCDCC基因在胃癌中的缺基因在胃癌中的缺失

34、率為失率為40%60%40%60%左右。左右。( (一一) )腫瘤形成的內(nèi)因腫瘤形成的內(nèi)因3 3、原癌基因的激活、原癌基因的激活 原癌基因的激活和抑癌基因的功能喪失導(dǎo)原癌基因的激活和抑癌基因的功能喪失導(dǎo)致惡性腫瘤的發(fā)生。致惡性腫瘤的發(fā)生。 即基因本身或其調(diào)控區(qū)發(fā)生了變異，導(dǎo)致即基因本身或其調(diào)控區(qū)發(fā)生了變異，導(dǎo)致基因的過(guò)表達(dá)，或產(chǎn)物蛋白活性增強(qiáng)，使基因的過(guò)表達(dá)，或產(chǎn)物蛋白活性增強(qiáng)，使細(xì)胞過(guò)度增殖，形成腫瘤。細(xì)胞過(guò)度增殖，形成腫瘤。( (一一) )腫瘤形成的內(nèi)因腫瘤形成的內(nèi)因3 3、原癌基因的激活、原癌基因的激活(5)(5)原癌基因的低甲基化原癌基因的低甲基化 致癌物質(zhì)的作用下，使原癌基因的甲基化

35、致癌物質(zhì)的作用下，使原癌基因的甲基化程度降低而導(dǎo)致癌癥，這是因?yàn)橹掳┪镔|(zhì)程度降低而導(dǎo)致癌癥，這是因?yàn)橹掳┪镔|(zhì)降低甲基化酶的活性。降低甲基化酶的活性。( (二二) )腫瘤形成的外因腫瘤形成的外因 致癌物分為：化學(xué)、生物和物理三類。致癌物分為：化學(xué)、生物和物理三類。 根據(jù)在致癌過(guò)程中的作用，又可分為；根據(jù)在致癌過(guò)程中的作用，又可分為；啟動(dòng)劑：能啟動(dòng)劑：能DNADNA變異。變異。促進(jìn)劑：本身不誘發(fā)腫瘤，但有促進(jìn)作用。如促進(jìn)劑：本身不誘發(fā)腫瘤，但有促進(jìn)作用。如糖精、苯巴比妥。糖精、苯巴比妥。完全致癌物：兼具啟動(dòng)和促進(jìn)兩種作用。完全致癌物：兼具啟動(dòng)和促進(jìn)兩種作用。( (二二) )腫瘤形成的外因腫瘤形成的

36、外因1 1、化學(xué)致癌物、化學(xué)致癌物 亞硝胺類，引起消化系統(tǒng)腫瘤；亞硝胺類，引起消化系統(tǒng)腫瘤； 多環(huán)芳香烴類，如苯并芘。多環(huán)芳香烴類，如苯并芘。 芳香胺類，乙萘胺、誘發(fā)泌尿系統(tǒng)的癌癥；芳香胺類，乙萘胺、誘發(fā)泌尿系統(tǒng)的癌癥； 烷化劑類，芥子氣、環(huán)磷酰胺；烷化劑類，芥子氣、環(huán)磷酰胺； 氨基偶氮類，奶油黃，可引起肝癌；氨基偶氮類，奶油黃，可引起肝癌； 堿基類似物，如堿基類似物，如5-5-溴尿嘧啶、溴尿嘧啶、5-5-氟尿嘧啶；氟尿嘧啶； 氯乙烯，與塑料工人的肝血管肉瘤有關(guān)。氯乙烯，與塑料工人的肝血管肉瘤有關(guān)。 元素，如鉻、鎳、砷。元素，如鉻、鎳、砷。1 1、化學(xué)致癌物、化學(xué)致癌物 化學(xué)致癌物的作用機(jī)理：化學(xué)致癌物的作用機(jī)理：可與可與 DNADNA、RNARNA、蛋白質(zhì)等生物大分子、蛋白質(zhì)等生物大分子中的親核基團(tuán)發(fā)生作用，引起堿基顛換、中的親核基團(tuán)發(fā)生作用，引起堿基顛換、缺失，缺失，DNADNA交聯(lián)、斷裂，染色體畸變等。交聯(lián)、斷裂，染色體畸變等。引起細(xì)胞中胞嘧啶的甲基化水平降低。引起細(xì)胞中胞嘧啶的甲基化水平降低?；蚨拘灾掳┪?、非基因毒性致癌物基因毒性致癌物、非基因毒性致癌物( (二二) )腫