腫瘤形成以及細胞凋亡

第十四章 腫瘤細胞腫瘤（tumor，neoplasm）是一種的；它是指細胞在致瘤因素作用下，病，但并非是遺傳發(fā)生了改變，失去對其生長的正常調(diào)控，導(dǎo)致異常增生。可分為良性和

兩大類。前者生長緩慢，與周圍組織界限清楚，不發(fā)生轉(zhuǎn)移，對健康危害不大。后者生長迅速，可轉(zhuǎn)移到身體其它部位，還會產(chǎn)生有害物質(zhì)，破壞正常 結(jié)構(gòu)，使機體功能失調(diào)， 生命。第一節(jié)

癌細胞的主要特征第二節(jié)

腫瘤形成第十四章 腫瘤細胞癌細胞有三個顯著的基本特征即：不死性，遷移性和失去接觸抑制。第一節(jié)

癌細胞的主要特征一、

癌細胞的形態(tài)特征大?。喊┘毎笮⌒螒B(tài)不一，通常比它的源細胞體積要大，核質(zhì)比高細胞核：核形態(tài)不一，并可出現(xiàn)巨核、雙核或多核現(xiàn)象。核內(nèi)缺失，而有些呈非整倍態(tài)（aneuploidy），某些數(shù)目增加。線粒體：表現(xiàn)為不同的多型性、腫脹、增生細胞骨架：紊亂，某些成分減少，骨架組裝不正常二、癌細胞的生理特征細胞周期失控具有遷移性，細胞粘著和連接相關(guān)的成分（如ECM、CAM）發(fā)生變異或缺失，相關(guān)信號通路受阻，細胞失去與細胞間和細胞外基質(zhì)間的聯(lián)結(jié)，易于從腫瘤上脫落。注：胞外基質(zhì)（extracellular

matrix，ECM）細胞粘附分子(cell

adhesionmolecule，CAM)第一節(jié)

癌細胞的主要特征圖 腫瘤的遷移第一節(jié)

癌細胞的主要特征二、癌細胞的生理特征二、癌細胞的生理特征接觸抑制喪失，正常細胞在體外培養(yǎng)時表現(xiàn)為貼壁生長和匯單層后停止生長的特點，即接觸抑制現(xiàn)象，而腫瘤細胞即使堆積成群，仍然可以生長第一節(jié)

癌細胞的主要特征腫瘤細胞失去接觸抑制現(xiàn)象第一節(jié)

癌細胞的主要特征二、癌細胞的生理特征定著依賴性喪失，正常真核細胞，除成熟血細胞外，大多須粘附于特定的細胞外基質(zhì)上才能抑制凋亡而存活，稱為定著依賴性（anchoragedependence）。腫瘤細胞失去定著依賴性，可以在瓊脂、甲基纖維素等支撐物上生長。去分化現(xiàn)象，已知腫瘤細胞中表達的同功酶達20余種。甲種球蛋白（甲胎蛋白）是所特有的。但在肝癌細胞中表達，因此可做肝癌早期檢定的標(biāo)志特征。對生長因子需要量降低，體外培養(yǎng)的癌細胞對生長因子的需要量顯著低于正常細胞，是因為自或其細胞增殖的信號途徑不依賴于生長因素。某些固體瘤細胞還能血管生成因子，促進血管向腫瘤生長。獲取大量繁殖所需的營養(yǎng)物質(zhì)。第一節(jié)

癌細胞的主要特征二、癌細胞的生理特征二、癌細胞的生理特征代謝旺盛，腫瘤組織的DNA和RNA聚合酶活性均高于正常組織，核酸分解過程明顯降低，DNA和RNA的含量均明顯增高。蛋白質(zhì)

及分解代謝都增強，但代謝超過分解代謝，甚至可奪取正常組織的蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物，結(jié)果可使機體處于嚴(yán)重消耗的惡病質(zhì)狀態(tài)。，即使在氧供應(yīng)充分的條件下也主要是糖酵解途線粒體功能徑獲取能量?？梢浦残?，正常細胞移植到宿主體內(nèi)后，由于免疫反應(yīng)而被排斥，多不易存活。但是腫瘤細胞具有可移植性，如人的腫瘤細胞可移

植到鼠類體內(nèi)，形成移植瘤。第一節(jié)

癌細胞的主要特征腫瘤形成(oncogenesis)的過程包括始發(fā)突變、潛伏、促癌和演進。物的作用下發(fā)生了始發(fā)突變是指細胞在

突變，但是突變發(fā)生后如果沒有適當(dāng)?shù)沫h(huán)境不會發(fā)展為腫瘤，此階段稱為潛伏期；促癌是指在促癌劑（刺激細胞增長的因子，如激素）作用下開始增殖的過程，促癌因子的作用是可逆的，如果去除，引起擴增的克隆就會；演進是指腫瘤在生長過程中越來越變得具有侵襲力的過程，是不可逆的。腫瘤形成往往涉及許多 的突變，需要十到數(shù)十年的時間，因而惡性腫瘤通常屬于老年性疾病一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成（一）原癌原癌

（oncogene）是細胞內(nèi)與細胞增殖相關(guān)的維持機體正常生命活動所必須的，在進化上高等保守。，是當(dāng)原癌發(fā)生變異，的

結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)

產(chǎn)物

活性增強或增多

時，使細胞過度增殖，從而形成腫瘤。的形成往往涉及多個突變的逐漸積累有關(guān)。的改變，與原癌、抑癌一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成原癌

的產(chǎn)物主要包括①生長因子，如sis②生長因子受體，如fms、erbB③蛋白激酶及其它信號轉(zhuǎn)導(dǎo)組分，如src、ras、raf④細胞周期蛋白，如bcl-1⑤細胞凋亡調(diào)控因子，如bcl-2⑥轉(zhuǎn)錄因子，如myc、fos、jun。一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成圖原癌的產(chǎn)物一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成一些原癌的功能原癌功能相關(guān)腫瘤sis生長因子Erwing網(wǎng)瘤erb-B受體酪氨酸激酶，EGF受體星形細胞瘤、

、 癌、肺癌、胃癌、唾fms受體酪氨酸激酶，CSF-1受體髓性白血病rasG-蛋白肺癌、結(jié)腸癌、 癌、直腸癌src非受體酪氨酸激酶肉瘤Abl-1非受體酪氨酸激酶慢性髓性白血病rafMAPKKK，絲氨酸/蘇氨酸激酶腮腺腫瘤vav信號轉(zhuǎn)導(dǎo)連接蛋白白血病myc轉(zhuǎn)錄因子Burkitt淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病myb轉(zhuǎn)錄因子結(jié)腸癌fos轉(zhuǎn)錄因子骨肉瘤jun轉(zhuǎn)錄因子erb-A轉(zhuǎn)錄因子急性非淋巴細胞白血病bcl-1cyclinD1B細胞淋巴瘤1970s

研究小組發(fā)現(xiàn)RSV中的致瘤cDNA（complementary

DNA）和其他是src

，但是用src的組DNA雜交，發(fā)現(xiàn)src的同源物普遍存在于動物細胞。原來src編碼一種胞質(zhì)酪氨酸激酶，參與細胞增殖相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，是細胞的正常組分。由于RSV、ASV等反轉(zhuǎn)錄

的

組是整合在宿主

組上的，會將宿主的某些

到了自身的 組中，因此被這樣的 的細胞，src

拷貝就增多了，引起細胞過度增殖。為了區(qū)別起見將存在于正常細胞中的癌 序列稱為c-onc，而把存在于 中的稱為v-onc。從結(jié)構(gòu)上看c-onc是間斷的，存在內(nèi)含子，這是真核 的特點。而v-onc是連續(xù)的， 跨度較小。。早在1960s，有人將癌細胞與同種正常成纖維細胞融合，所獲雜種細胞的后代只要保留某些正常親本

時就可表現(xiàn)為正常表型，但是隨著

的丟失又可重新出現(xiàn)惡變細胞。這一現(xiàn)象表明，正常染色體內(nèi)可能存在某些抑制腫瘤發(fā)生的，它們的丟失、突變或失去功能，使激活的癌發(fā)揮作用而。抑癌

的產(chǎn)物是抑制細胞增殖，促進細胞分化，和抑制細胞遷移，因此起負調(diào)控作用，通常認(rèn)為抑癌的突變是隱性的。（二）抑癌抑癌

也稱為抗癌一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成抑癌

的產(chǎn)物主要包括①轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，如Rb(視網(wǎng)膜母細胞瘤.retinoblastoma

)、p53②負調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子，如WT③周期蛋白依賴性激酶抑制因子（CKI），如p15、p16、p21④信號通路的抑制因子，如ras

GTP酶活化蛋白（NF-1），磷脂酶（PTEN）⑥D(zhuǎn)NA修復(fù)因子，如BRCA1、BRCA2⑥與發(fā)育和干細胞增殖相關(guān)的信號途徑組分，如：APC、Axin等。一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成抑癌①等位失活的途徑：隱性作用，失活的抑癌 之等位 在細胞中起隱性作用，即一個拷貝失活，另一個拷貝仍以野生型存在，細胞呈正常表型。只有當(dāng)另一個拷貝失活后才導(dǎo)致腫瘤發(fā)生，如Rb瘤，retinoblastoma,Rb）（人視網(wǎng)膜母細胞②抑癌

的顯性負作用（dominant

negative）：抑癌

突變的拷貝在另一野生型拷貝存在并表達的情況下，仍可使細胞出現(xiàn)惡性表型和癌變，并使野生型拷貝功能失活。這種作用稱為顯性負作用或反顯性作用。如近年來證實突變型p53和APC蛋白分別能與野生型蛋白結(jié)合而使其失活，進而轉(zhuǎn)化細胞。③單倍體不足假說（Haplo-insufficiency）：某些抗癌

的表達水平十分重要，如果一個拷貝失活，另一個拷貝就可能不足以維持正常的細胞功能，從而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。如DCC

一個拷貝缺失就可能使細胞粘膜附功能明顯降低，進而喪失細胞接觸抑制，使細胞克隆擴展或呈惡性表型。注：APC,

后期促進因子APC一些抑癌

的功能抑癌功能相關(guān)腫瘤Rb轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子RB、成骨肉瘤、胃癌、SCLC、乳癌、結(jié)腸癌p53轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子星狀細胞瘤、膠質(zhì)母細胞瘤、結(jié)腸癌、乳癌、成骨肉瘤、SCLC、胃癌、磷狀細胞肺癌WT負調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子WT、橫紋肌肉瘤、肺癌、

癌、乳癌、肝母細胞瘤NF-1GAP，ras

GTP酶激活因子神經(jīng)纖維瘤、嗜鉻細胞瘤、雪旺氏細胞瘤、神經(jīng)纖維瘤DCC細胞粘附分子直腸癌、胃癌p21CDK抑制因子癌p15CDK4、CDK6抑制因子成膠質(zhì)細胞瘤BRCA1DNA修復(fù)因子，與RAD51作用、

癌BRCA2DNA修復(fù)因子，與RAD51作用、胰PTEN磷酯酶成膠質(zhì)細胞瘤APCWNT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)組分結(jié)腸腺瘤

肉，結(jié)/直腸癌一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成Rb

編碼的蛋白質(zhì)定位于核內(nèi)，有磷酸化和非磷酸化兩種形式非磷酸化形式稱活性型，抑制細胞增殖。Rb蛋白的磷酸化程度與細胞周期密切相關(guān)。Rb

對腫瘤的抑制作用與轉(zhuǎn)錄因子（E2F）有關(guān)。E2F是一類激活轉(zhuǎn)錄作用的活性蛋白，在

G0、

G1期，低磷酸化型的

Rb蛋白與

E2F結(jié)

復(fù)合物，使

E2F處于非活化狀態(tài)；在S期，Rb蛋白被磷酸化而與E2F解離，結(jié)合狀態(tài)的E2F變成游離狀態(tài)，細胞立即進人增殖階段。當(dāng)Rb

發(fā)生缺失或突變，喪失結(jié)合、抑制E2F的能力，于是細胞增殖活躍，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成圖

Rb的作用一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成（二）P53人類p53編碼蛋白質(zhì)為P53，是一種核內(nèi)磷酸化蛋白。起癌作用的是突變p53，后來證實野生型p53是一種抑癌

。

野生型P53蛋白在維持細胞正常生長、抑制惡性增殖中起著重要作用，因而被冠以"

衛(wèi)士"稱號。P53的完整性，一旦細胞DNA遭到損害，P53蛋白與部位結(jié)合，起特殊轉(zhuǎn)錄因子作用，活化P21時刻

著的DNA相應(yīng)轉(zhuǎn)錄，使細胞停滯于G1期；抑制解鏈酶活性；并與 因子A（replication

factorA）相互作用參與DNA的 與修復(fù)；如果修復(fù)失敗，p53蛋白即啟動程序性 過程誘導(dǎo)細胞

，

有 傾向突變細胞的生成，從而防止細胞惡變。一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成（二）P53當(dāng)P53發(fā)生突變后，由于空間構(gòu)象改變影響到轉(zhuǎn)錄活化功能及P53蛋白的磷酸化過程，這不單失去野生型P53抑制腫瘤增殖的作用，而且突變本身又使該 具備癌 功能。突變的P53蛋白與野生型P53蛋白相結(jié)合，形成的這種寡聚蛋白不能結(jié)合DNA，使得一些 轉(zhuǎn)錄失控導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成（三）原癌 的激活的發(fā)生歸根到底是因為原癌能喪失，往往涉及多個 的改變。的激活和抑癌的功原癌

的激活方式多種多樣，但概括起來無非是本身或其調(diào)控區(qū)發(fā)生了變異，導(dǎo)致的過表達，或產(chǎn)物蛋白活性增強，使細胞過度增殖，形成腫瘤。如在肝癌中cyclinA過渡表達，在中常有cyclinA、B、D1、E等過渡表達。一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成ras1．點突變，均以點突變?yōu)橹?，?癌細胞中克隆出來的c-Ha-ras

與正常細胞的相比僅有一個核苷酸的差異。2．DNA重排原癌 在正常情況下表達水平較低，但當(dāng)發(fā)生 的易位或倒位時，處于活躍轉(zhuǎn)錄 強啟動子的下游，而產(chǎn)生過度表達。如在良性甲狀旁腺腫瘤患者的 中，cyclinD1

倒位處于甲狀旁腺素 啟動子下游而過渡表達，使細胞出現(xiàn)異常增殖。一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成DNA

宿鼠類成纖維細胞后， 兩端各有一個相同的冗長末端重復(fù)序列（LTR），它們不編碼蛋白質(zhì)，而含有啟動子、增強子等調(diào)控成分， 組的LTR整合到細胞癌

c-mos鄰近處，使c-mos處于LTR的強啟動子和增強子作用之下而被激活，導(dǎo)致成纖維細胞轉(zhuǎn)化為肉瘤細胞3．

激活某些不含v-onc的弱轉(zhuǎn)化逆轉(zhuǎn)錄 ，其前主DNA中，引起

突變，如逆轉(zhuǎn)錄

MoSV一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成4．

擴增在某些造血系統(tǒng)中，癌擴增是一個極常見的特征，如前髓細胞性白血病細胞系和這類的白血病細胞中，c-myc擴增8~32倍。一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成物質(zhì)的作用下，使原癌的甲基化程度降低而導(dǎo)的活性。癥，這是因為物質(zhì)降低甲基化酶5、原癌

的低甲基化一、腫瘤形成的內(nèi)因第二節(jié)

腫瘤形成人類腫瘤約80％是由于與外界物質(zhì)接觸而引起的，根據(jù)物的性質(zhì)可將其分為化學(xué)、生物和物理物三大類。根據(jù)它們在過程中的作用，可分為啟動劑、促進劑、完全物。二、腫瘤形成的外因第二節(jié)

腫瘤形成消化系統(tǒng)、腎臟等多種②多環(huán)芳香烴類，這類的腫瘤；物以苯并芘為代表，將它涂抹在動物皮膚上，可引起皮膚癌，皮下注射則可誘發(fā)肉瘤。這類物質(zhì)廣泛存在于瀝青、汽車廢氣、煤煙、香煙及熏制食品中；③芳香胺類，如乙萘胺、聯(lián)苯胺、4-氨基聯(lián)苯等，可誘發(fā)泌尿系統(tǒng)的

；④烷化劑類，如芥子氣、環(huán)磷酰胺等，可引起白血病、肺癌、等；(一）化學(xué)

物①亞硝胺類，這