推薦課程《現(xiàn)代生物學之應用》治療癌癥之新希望課件

1、治療癌癥之新希望-血管抑制物質(zhì)之應用及其進展 第1單元詞匯介紹血管生成(Angiogenesis)癌癥(Cancer)癌細胞轉(zhuǎn)移(Metastasis)內(nèi)皮細胞(Endothelial cell)促血管生成以及抑制血管生成之因子(Anti-and pro-angiogenic factor)血管新生(Angiogenesis)血管新生血管母細胞血管系形成血管新生臺灣大學 李心予實驗室臺灣大學 李心予實驗室臺灣大學 李心予實驗室正常胚胎血管新生 (Normal Angiogenesis in Embryo)胚胎發(fā)育過程中，需要大量的養(yǎng)分以及代謝，新生之血管生成才足以供應快速發(fā)育之胚胎正常之生長所

2、需。正常成體血管新生(Normal Angiogenesis in Adults)因為新生之組織需要大量的營養(yǎng)成分以及修補物質(zhì)，而免疫系統(tǒng)的成員亦在 此過程中扮演重要腳色，而為新生之血管所運送至受傷的組織內(nèi)。腫瘤促進血管新生(Tumor induces angiogenesis)血管新生癌細胞在最后形成惡性腫瘤時，分泌刺激血管新生之物質(zhì)以刺激宿主產(chǎn)生新生血管乃是一個重要且必須的過程。區(qū)域性腫瘤血管臺灣大學 李心予詞匯介紹血管生成(Angiogenesis)癌癥(Cancer)癌細胞轉(zhuǎn)移(Metastasis)內(nèi)皮細胞(Endothelial cell)促血管生成以及抑制血管生成之因子(Anti

3、-and pro-angiogenic factor)良性與惡性之定義該細胞團是否能夠突破細胞下基底質(zhì)層而進入下層組織為界定。藉由染色體染色判斷是否染色體異常傳統(tǒng)之染色體抹片結(jié)果不同之染色體標示技術(shù)Steffen DietzelVerena Schubel, Stefan Mller, Department Biologie der Ludwig-Maximilians-Universitt Mnchen第一次基因突變The first mutation內(nèi)皮細胞層細胞存活(cell survival) 和細胞增生(proliferation)細胞存活和細胞增生第二基因突變A second mu

4、tation第二基因突變A third mutation惡性細胞存活增生以及入侵周遭組織腫瘤產(chǎn)生過程臺灣大學 李心予B 沒病變腫瘤抑制性基因被抑制基因復制被抑制基因突變?nèi)绾问拐＜毎蔀榘┘毎诙蛲蛔儺a(chǎn)生致癌基因A移形細胞Transform cell 原致癌基因突變第一基因突變正常細胞臺灣大學 李心予基因放大突變?nèi)旧w基因重組Proto-oncogeneDNARNADNARNAABC原致癌基因(Proto-oncogene)原致癌基因突變方式臺灣大學 李心予每個正常分子都可能是致癌基因生長因子細胞外基質(zhì)細胞激素基因重組細胞凋零細胞增生死亡因子存活因子大腸癌大腸癌腫瘤大腸癌切片Nephron

5、Emmanuelm正常細胞細胞增生加快腫瘤形成較大腫瘤形成腫瘤入侵癌細胞轉(zhuǎn)移腫瘤抑制基因遺失致癌基因活化2nd 腫瘤抑制基因遺失3rd 腫瘤抑制基因遺失突變增加造成癌癥需要許多基因突變之累積詞匯介紹血管生成(Angiogenesis)癌癥(Cancer)癌細胞轉(zhuǎn)移(Metastasis)內(nèi)皮細胞(Endothelial cell)促血管生成以及抑制血管生成之因子(Anti-and pro-angiogenic factor)癌細胞轉(zhuǎn)移血管轉(zhuǎn)移入侵增生臺灣大學 李心予詞匯介紹血管生成(Angiogenesis)癌癥(Cancer)癌細胞轉(zhuǎn)移(Metastasis)內(nèi)皮細胞(Endothelial

6、 cell)促血管生成以及抑制血管生成之因子(Anti-and pro-angiogenic factor)內(nèi)皮細胞組成血管內(nèi)壁血管內(nèi)腔內(nèi)皮細胞纖維細胞平滑肌肉細胞Stijn Ghesquiere 擴散作用限制了細胞的大小細胞必須大到足以容納各種必要之胞器但細胞之大小上限，是受到了擴散作用的限制，因為細胞需要依賴擴散作用來交換物質(zhì)。擴散作用與表面積成正比，當細胞過大，相對表面積反而變小。 表面積和體積的比值決定物質(zhì)運輸之效率X m3X m表面積= 162X2 m2表面積= 54X2 m2AB臺灣大學 李心予實驗室實驗一:腫瘤成長需要新生血管之生成營養(yǎng)液癌細胞動物組織培養(yǎng)皿血管臺灣大學 李心予實

7、驗二:腫瘤成長需要新生血管之生成水晶體 Lens 腫瘤Tumor角膜Cornea血管腫瘤放到無法生成血管的小鼠角膜下方時，腫瘤也無法長大。但將腫瘤放置于復生血管的虹膜中時，腫瘤立刻突破瓶頸，快速生長。臺灣大學 李心予實驗二:腫瘤成長需要新生血管之生成(Day)角膜下方之腫瘤虹膜附近之腫瘤訊息分子Signaling moleculeChamber癌細胞Cancer cell將chamber植入皮下Place chamber beneath skin 血管新生腫瘤置于實驗動物皮下臺灣大學 李心予詞匯介紹血管生成(Angiogenesis)癌癥(Cancer)癌細胞轉(zhuǎn)移(Metastasis)內(nèi)皮細

8、胞(Endothelial cell)促血管生成以及抑制血管生成之因子(Anti-and pro-angiogenic factor)血管生成抑制物Angiogenesis Inhibitors高 High低 Low血管生成促進物Angiogenesis Activators低 Low高 High細胞分裂頻率低細胞分裂頻率高血管生成同時受到刺激及抑制物質(zhì)之調(diào)控臺灣大學 李心予實驗室目前已知之血管生成促進物質(zhì)自然界中的血管生成促進物Proteins: - Acidic fibroblast growth factor - Angiogenin - Basic fibroblast growth

9、factor (bFGF) - Epidermal growth factor - Granulocyte colony-stimulating factor - Hepatocyte growth factor - Interleukin 8 - Placental growth factor - Platelet-derived endothelial growth factor - Scatter factor - Transforming growth factor alpha - Tumor necrosis factor alpha -Vascular endothelial gr

10、owth factor (VEGF)Small molecules - Adenosine - 1-Butyryl glycerol - Nicotinamide - Prostaglandins E1 and E2已有多種物質(zhì)已被發(fā)現(xiàn)具有刺激血管生成的能力。如表所示，其中最重要與癌細胞生成有關(guān)的分子即是VEGF。目前已知之血管生成抑制物質(zhì)血管生成抑制物Proteins: - Angiostatin - Endostatin - Interferons - Platelet factor 4 - Prolactin 16Kd fragment - Thrombospondin - TIMP-1

11、 (tissue inhibitor of metalloproteinase-1) - TIMP-2 (tissue inhibitor of metalloproteinase-2) - TIMP-3 (tissue inhibitor of metalloproteinase-3)亦有多種物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)具有抑制血管生成之能力。血管生成促進物質(zhì)造成內(nèi)皮細胞之復制癌細胞Cancer cell內(nèi)皮細胞表面Endothelial cell surface受器蛋白Receptor protein 內(nèi)皮細胞生張因子EGF活化基因Activated genes新生城內(nèi)皮細胞生長因子New endothel

12、ial cell growth factor臺灣大學 李心予血管生成促進物質(zhì)造成內(nèi)皮細胞間質(zhì)之破壞基質(zhì)Matrix被活化之內(nèi)皮細胞Activated endothelial cell釋放會切除周為基質(zhì)的基質(zhì)金屬蛋白酵素Secretes MMPs that digest surrounding matrix細胞遷移及分裂Cell migrates and divides臺灣大學 李心予癌細胞Cancer cell 血管內(nèi)皮細胞生成因子VEGF受氣蛋白Receptor protein內(nèi)皮細胞Endothelial cell基質(zhì)金屬蛋白酵素MMPs血管生成抑制物基質(zhì)Matrix血管生成促進物質(zhì)造成內(nèi)皮細胞間質(zhì)之破壞針對癌細胞所刺激之內(nèi)皮細胞機制設(shè)計阻斷藥物臺灣大學 李心予基質(zhì)金屬蛋白酵素MMPsInterferon-alphaAnti-VEGFantibodySU668822584沒有內(nèi)皮細胞遷移No endothelial cell migration基質(zhì)Matrix血管生成促進物質(zhì)造成內(nèi)皮細胞間質(zhì)之破壞癌細胞Cancer cell 血管內(nèi)皮細胞生成因子VEGF受器蛋白Receptor protein內(nèi)皮細胞Endothelial cellVEGF抗體，是目前唯