肿瘤细胞课件总结

1、细胞信号传导与肿瘤1、 概念：信号转导：细胞外因子与受体结合，所引发的一系列细胞生物化学反应的过程。2、 信号传导基本组成：1） 配体：能够与某一分子特定位点特异性地结合并能引起相应分子发生结构及活性改变，从而传递外来信号的分子。（1） 配体的种类：A. 多肽/蛋白质；B.氨基酸派生物；C.生物分子；D.类固醇分子；E.气体分子；F损伤的DNA；G.光子、Ca离子；H.其他热/接触/磁力/电.（2） 配体的性质：1)大多数是亲水性的（hydrophilic）, 不能透过脂质双分子层，直接进入细胞内。如：Peptide/proteins。2)仅需少量的配体分子能产生显著效应3)少数疏水性的（hy

2、drophobic）配体可以穿透细胞膜进入细胞质和细胞核，如：甾类激素，NO等。2） 受体：（1） G蛋白偶联受体；（2） 粘附分子受体；（3） 酶偶联受体；（4） 离子通道受体；（5） 核受体；3） 衔接子；4） 级联模块；5） 效应因子；6） 细胞反应、基因表达模式改变；3、 信号传导基本接受方式：1） 细胞表面接受方式：亲水性配体与小宝表面受体结合介导信号传导；2） 细胞内接受方式：疏水性配体直接穿过细胞膜介导信号传导；4、 信号转导的基本特征：1）仅需少量的信号分子能产生显著表型效应；2）信号来源多种多样、细胞内参与转导的分子多种多样（ligand、receptor、second me

3、ssenger）；3）贯穿细胞生长、分化、衰老、死亡；4）可通过信号转导模块（级联反应）迅速放大信号，产生快速效应，影响细胞广泛生理生化及表型改变，包括基因表达模式和水平；5）信号转导的特异性和网络；6）信号产生的起始活性能够在较短时间内通过负反馈机制得以回复5、信号传导的作用：1） 细胞间通讯；2） 细胞对环境的反应；3） 维持细胞内平衡.6、典型的信号传导通路：1） 肽类与蛋白配体 Peptide/proteins参与的细胞内信号通路，参与的分子有：A生长因子：与生长因子受体结合，家族性；B细胞因子；C抗原、抗体；D粘附分子：细胞外基质（纤粘连蛋白、层粘连蛋白、胶原蛋白）、细胞间粘附分子（

4、钙粘蛋白）2） 受体酪氨酸激酶(RTK)介导的信号通路：（1） 特点：A多数生长因子及细胞因子的受体，单次跨膜蛋白形成庞大的家族;B胞外与配体结合，形成2聚体，导致胞内受调控激活酪氨酸激酶活性，产生磷酸化位点C细胞内多结构域衔接蛋白或具有酶活性的蛋白能识别并结合磷酸化位点，产生近膜信号复合体，并传导到下游产生级联反应;D常常影响增殖、存活、分化、凋亡等.（2）RTK下游信号转导分子的基本信号模块：A. SH2和PTB结构域：与酪氨酸磷酸化位点结合；B. SH3和WW结构域：与富含脯氨酸的序列结合；C. PDZ结构域：与靶蛋白C末端疏水性残基结合；D. PH结构域：与不同的磷酸肌醇结合；E. F

5、YVE结构域：与Pdtln（3）（磷脂酰肌醇-3磷酸）特异性结合。（3） 近膜信号转导复合体的组装：（4）例子：EGFR与配体结合及激活：受体酪氨酸激酶在未受刺激前是两两分子间处于远离状态，胞质内酪氨酸激酶域无法靠近发生激活；当二聚体形式的信号分子与两分子激酶结合，使两者发生靠近，激酶域活化并发生磷酸化受体酪氨酸激酶；细胞内信号蛋白与活化的酪氨酸激酶结合，将信号传到细胞内部；类似的分子还有TGF-等，促进基因的转录与细胞周期的进行，产生细胞增殖、凋亡抑制、血管生成、细胞的迁移、粘附及侵袭。A. EGFR的类型和激活模式：a. 分子类型：EGFR(ErbB1)（如EGF，TGF-，-纤维素双调蛋

6、白，HB-EGF等），ErbB2/HER2/neu（没有特异性配体，常作为二聚体伴侣）， ErbB3/HER3（Heregulins）， ErbB4/HER4（NRG2，NRG3，Heregulins，-cellulin）；b. 激活模式：EGF结合到EGFR导致受体二聚体化（同源二聚化或异源二聚化），激活内在的PTK(tyrosine)活性从而发生自主磷酸化；募集细胞内信号分子到磷酸化位点形成信号复合体B. 其他EGFR激活模式：a 通过GPCR激活；b 通过Ca离子依赖性途径；c 通过类固醇激素受体。C EGFR通路抑制策略：a EGFR酪氨酸激酶抑制物；b EGFR抗体；c 封闭配体；d

7、 免疫效应细胞特异性结合封闭。细胞因子介导的信号转导的核心反应-蛋白质磷酸化通用反应模式（5） 受体酪氨酸激酶（RTK）活性衰减及终止是信号转导中重要的反馈调节过程，相应的反馈调节方式：A 配体拮抗；B 受体拮抗；C 磷酸化与去磷酸化；D 受体内吞；E 受体泛素-蛋白酶体降解。7、 信号传导模块：具有特异性和保守性1）丝裂原蛋白激酶类（MAPK）：具有特异性和保守性，基本通路是：刺激物 MAPKKK MAPKK MAPK 生物学反应（如生长、分化、凋亡、炎症反应等）8、 信号传导与肿瘤：1） 编码信号蛋白的原癌基因：（1） 生长因子：PDGF-v-sis （2） 受体酪氨酸激酶：EGFR -e

8、rb-B（在多种肿瘤中发生突变） （3） 非受体酪氨酸激酶：src 、abl 、v-src（4） 丝氨酸/苏氨酸激酶：c-Raf 、akt（5） 小G蛋白：K-Ras, N-Ras , H-Ras-v-ki-ras（6） 转录因子：c-myc 、-catenin 、fos 、jun2） 原癌基因激活方式：（1）点突变 (mutation) k-ras；（2）缺失 (deletion) src、egfr；（3）扩增(amplification) c-myc；（4）易位 (translocation) abl 、trk A。3）肿瘤发生及恶性演化不同阶段的信号分子依赖性差异：（1）乳腺癌ER（雌激

9、素受体）依赖性及非依赖性A ER的调节：tamoxifen (Nolvadex®), 用于封闭ER，作为ER的选择性调节子；aromatase inhibitor（AIs），直接抑制ER合成过程的最后一步，从而减少ER表达前提条件是乳腺癌显示ER+HER2（EGFR） antibody的应用是基于HER2的扩增及过表达在乳腺癌发生中的作用9、Ras信号通路与肿瘤：1） GTP结合蛋白家族分类：（1） G蛋白：（2） Ras 超家族：H-Ras、 K-Ras、 N-Ras，Rap1a, Rap1b, Rap2aRap2b,Rap2c2） Ras信号通路的调节：当与GTP结合时

10、开启；当与GDP 结合时关闭。激活机制： GEFRas/GDP Ras/GTP效应子 GAP（1） Ras信号通路；（2）Ras蛋白的正常调节功能：A 促有丝分裂的信号；B 分化；C 细胞骨架组织；D 细胞核功能；E 膜及蛋白转运。（3） Ras活性检测：时空特异性激活（荧光共振能量转移）；GST pull down；（4） 与Ras信号通路相关的致癌突变：A 突变导致的GTP酶活性丧失（由于其与GTP结合，使其始终具有活性）；B三个突变热点：H-Ras G12，G13， K-Ras E61； C GAP的失活使Ras组成性与GTP结合；D 在人类癌症中，所有的Ras突变都会引起GTP酶的损伤

11、：突变导致Ras空间结构的改变影响了GTP酶活性，从而导致了组成型的激活；（5） Ras蛋白研究的重要性：A Ras蛋白与鸟嘌呤核苷酸结合是第一个与致癌物产生相关的生物学过程；B Ras蛋白基因的激活在人类癌症中是最显著的10、 Wnt信号通路与肿瘤：在小鼠乳腺癌中可被鼠乳腺癌病毒激活的原癌基因Wnt-1被第一次发现；在人类肿瘤中APC第一次被分离作为肿瘤抑制子。11、 TGF-信号传导通路：1）通路特点：1）TGF-调控细胞的生长和增值，阻断许多不同类型的细胞生长；2）TGF- 受体介导丝氨酸和苏氨酸激酶同类 和亚基通过SMAD家族信号通路；3）TGF-与细胞表面受体型的结合引起型对型的磷酸

12、化；4）型受体可以接着磷酸化并激活Smad2；5）Smad2,与Smad4结合，转位至细胞核，招募其他转录因子，激活介导TGF-生物学功能相关基因；6）一些激活的靶基因刺激肿瘤形成，另一些则抑制肿瘤形成。2）Smad基因的功能：作为信号转导分子和转录因子在细胞增殖、凋亡和分化中发挥作用；C末端的SSMS基序可以在TGF-激活TGFR时磷酸化，通过与SMAD2的相互作用及SMAD靶向SARA蛋白（SMAD靶向受体激活蛋白）。12、NF-B（活化的B细胞核因子轻链增强子）：可控制DNA转录的复合物，在所有动物细胞类型中都可以发现，并涉及到在刺激（压力、细胞因子、紫外照射、氧化的LDL和细菌和病毒抗

13、体）下的细胞反应。1）作用：在对感染的免疫反应发挥重要作用；NF-B的不正确调节已被证实与癌症。炎症反应及自身免疫病；NF-B已被证实参与突触可塑性及记忆过程。细胞分化与肿瘤：1、 概念：细胞分化：同源细胞发育为具备稳定形态结构、功能和生化特征的另一类细胞的过程；是指细胞后代在结构和功能上发生差异的过程。在高等生物体，细胞分化的一个显著特点是分化状态一旦确立便十分稳定（不会逆转到未分化状态）。每个人的一生都在进行着细胞的分化。细胞分化的机制是细胞不对称分裂和细胞间的相互作用。2、 细胞分化的分子基础：1） 细胞全能性：干细胞（stem cell） 存在于多细胞有机体，既能自我更新产生新的后代，

14、又具有分化成多种特化细胞的能力。干细胞又分为干细胞、多能干细胞、单能干细胞（祖细胞）。3、 细胞分化的影响因素：1） 分化抑制：分化成熟的细胞可以产生分化抑素，抑制相邻细胞发生同样的分化；2） 细胞数量效应；3） 细胞外基质；4） 激素。由此在多细胞生物中的细胞分化：不同分化细胞具有不同的蛋白谱4、 细胞分化的启动与调控：分化的启动：细胞质成分的不对称分布，感受到不同的胞外信号；分化的继续与维持：级联调控，正反馈调控。1） 细胞分化的调控机制：（1） 细胞分化相关基因的变化：A 细胞核与细胞分化：染色质结构的变化基因的扩增、重排及DNA的甲基化B 基因与细胞分化：基因转录（顺式作用元件和转录因

15、子）及细胞间的相互作用启动特定基因的表达，如：卵受精后，首先表达的是体基因；母体基因的产物是转录因子，沿胚的前后轴形成一个浓度梯度，决定了胚的前后位置和头尾域；控制其它基因的表达；C 参与细胞分化基因调控的转录因子：a AP1/Fos/Junb 细胞分化相关的转录因子（MyoD和E）c 肝细胞分化相关因子（HNF-1、C/EBP、DBP、HNF-3、HNF-4等）d POU结构域蛋白e 红细胞细胞分化相关转录因子（2） 细胞外基质（ECM）的改变：ECM作为细胞之间的中介物对细胞的增殖和分化起着重要的调控作用：A 细胞-基质黏附蛋白，调控细胞-基质相互作用的成分 B 生长和分化因C 位置效应和

16、细胞-细胞间的相互作用D 细胞内钙离子和pH表现实例：干细胞在 IV 型胶原和层粘连蛋白上可分化为上皮细胞；在 I 型胶原和纤粘连蛋白上可分化为纤维细胞；在 II 型胶原和软骨粘连蛋白上可分化为软骨细胞。细胞因子在B细胞的生长与分化中的功能；（3）细胞信号传导异常；（4）细胞间通讯异常；5、细胞分化的分类：1）成体中的细胞分化：已存在的细胞功能由弱、强、减退到丧失。经历了新生成熟衰老死亡的过程。已有的分化细胞通过分裂产生两个功能相同的细胞，如血管内皮细胞。干细胞的分裂与分化，如多能造血干细胞。2） 细胞分化与肿瘤：恶性肿瘤细胞由于细胞增殖调控紊乱，呈现出旺盛的增殖能力恶性肿瘤细胞形态也常常呈现

17、未分化细胞的特征，最严重的未分化癌甚至丧失其原有的组织形态学特点，如细胞接触抑制能力丧失。6、诱导分化治疗：细胞分化异常与急性早幼粒性白血病（Acute Promyelocytic Leukemia，APL）1）生物学特点：（1）细胞遗传学改变：(15; 17) (22; 21)，早幼粒细胞白血病基因：PML；维甲酸受体：RAR，产生PML和RAR的融合基因；A PML的结构和功能： 基因全长35Kb，9个Exon，13种不同C-末端异构体。产物是核基质相关的磷酸化蛋白，N-段多个功能结构域是发挥生物学效应的分子基础，其中包括环指结构、B1/B2盒可与DNA结合，卷曲螺旋有利于二聚体的形成，蛋

18、白激酶磷酸化位点含有X-S-P-X重复结构，可被丝氨酸/苏氨酸激酶和CK2识别并磷酸化。PML的功能和其细胞内的定位密切相关：在非APL细胞内，PML蛋白以不连续的点状方式分布在细胞核内，与其他蛋白形成多蛋白复合体（NB 或POD）；与抑癌基因相似的细胞生长抑制活性是PML的重要生物学功能，此外还具有转录抑制和转录活化的双重效应。B RAR的结构和功能： RAR属核受体超家族成员，具、和三个亚型。RAR的功能发挥有赖于其与维甲类X受体（RXR）形成异二聚体。维甲酸介导的转录激活形成的是多元、多级的信息网络，从而表现出极其多样的生物学效应。C PML-RAR的功能： 体外细胞转染发现PML-RA

19、R既能阻止细胞分化，同时也抑制造血细胞凋亡；APL特异的融合基因是导致APL发病的重要分子基础。融合基因以配体非依赖的方式不适当的抑制与粒细胞分化有关的靶基因，从而阻止细胞的分化。（2） 对维甲酸的反应性：维甲酸反应性；无维甲酸反应性。2） 表型：严重的出血倾向；骨髓及外周血中未成熟的前髓细胞异常增多。3） PML/RAR 融合诱导APL机制：（1）PML/RAR可以形成同源二聚体，在一个大的蛋白复合体隔绝RXR a和/或 PML 蛋白；（2）这个同源二聚体抑制一些靶基因的转录(细胞粒性分化通过与这些基因上的维甲酸反应元件结合来招募协同抑制蛋白)；（3）PML-RAR：也能招募甲基化酶（Dnm

20、T1 andDnmt3a），导致维甲酸下游启动子超甲基化，产生转录抑制。4）诱导分化治疗恶性肿瘤：基于肿瘤分化异常在肿瘤发病学上占有重要的地位，提出：肿瘤细胞的异常分化是否可以逆转，诱导分化是否可以成为治疗肿瘤的途径。（1）全反式维甲酸诱导分化治疗：APL临床治疗APL的首选方案，是针对肿瘤特异性分子标志为目标的“靶向”治疗的范例。ATRA 诱导APL分化作用机制：A ATAR引起PML-RAR结构改变； B 然后CoR复合体从AR分离；C 然而一个协同刺激复合物，含有组蛋白乙酰化活性的蛋白也被招募，恢复转录抑制作用。D ATAR的另一个作用是调节PML-RAR，并诱导其分化。 （2） ATO

21、 治疗APL：A 活性氧基因产物，胞内DNA氧化损伤；B 抑制人类端粒酶逆转录酶基因；C c-Myc基因；D 抑制NFB的激活；F ATR, PML, Chk2, and p535)目前应用与研究的主要诱导分化剂（1）维甲酸（2）细胞因子（G-CSF、GM-CSF、IFN- 、TGF- ）（3）抗肿瘤药物（4）新的诱导分化剂细胞凋亡与肿瘤1、 概念：细胞凋亡：细胞程序化死亡（programmed cell death，PCD）是一种参与了生物体许多过程的细胞去除机制，是由基因编程调控的细胞主动自杀过程。是依赖ATP的程序性细胞死亡；通过特定基因家族参与调控的程序化的、洁净的细胞死亡过程；且不产

22、生炎症。2、 凋亡的意义：1）影响胚胎发育，免疫耐受，细胞群体稳定，并对癌症等严重疾病有重要影响。2）生物体通过凋亡完成对衰老细胞和畸形细胞的清除。3、凋亡研究历史：1）凋亡概念的形成和形态学的研究(1972）：1972年Kerr等在英国癌症杂志发表论文，首次提出细胞凋亡的概念。宣告了对细胞凋亡的真正探索的开始。2）DNA的降解和内源性核酸内切酶的参与(1987）3）蛋白质水解酶活化的研究(1995)4）细胞膜的变化(1997)5）线粒体的变化和分子生物学的研究(1998-)（1）相关基因及调控；（2）信号转导；（3）各种分子及其相互作用及相互关系；（4）疾病机制的阐明，以及新疗法的探索及问世

23、。4、细胞凋亡的基本特点：（1）凋亡的标志性特征：凋亡细胞的特征性表现，包括DNA裂解为200bp左右的片段，染色质浓缩，细胞膜活化，细胞皱缩，最后形成由细胞膜包裹的凋亡小体，然后，这些凋亡小体被其他细胞所吞噬。（2）坏死：细胞内特征：线粒体膜电位消失；线粒体膨胀；ATP合成受干扰；Cyclophilin D依赖性DNA大量损伤诱发PARP催化DNA binding proteins poly ADP化，占用大量NAD+，从而抑制了Glycolysis，而减少了ATP供应，从而引发ATP exhausion导致的坏死。A 常常有复杂的细胞的和酶装置的参与，并显示顺序性的过程例如：caspase

24、抑制后的发育中的手指分叉区，虽无凋亡发生，取而代之发生了坏死；B 更有证据显示坏死参与了发育及组织稳态的维持，如：生长盘区域的软骨细胞通过坏死完成清除；C T-淋巴细胞在免疫反应中的负选择显示了坏死的表型；牛痘病毒感染诱导的Jurkat T cell 坏死在TNFR2缺陷性mice减弱，导致病毒清除减少；1） 死亡受体介导的坏死：（1）TNFR1 FADD binding L929 fibrosarcoma cells independent of caspase, highly dependent on ROS（2）Fas ligand 上调，apoptosis and necrosis 均

25、同时上升，而necrosis 不受apoptosis抑制的影响（3）RIP1缺陷的Tcells显示对TNF-alpha or Fas ligand诱导的坏死耐受（4）兴奋性受体不当激活能导致突触后神经元Ca2+超载而激活Calpain（ calcium-dependent, non-lysosomal cysteine proteases ）（3）细胞凋亡与细胞坏死的区别特征 细胞凋亡 细胞坏死诱导因素 生理及弱刺激 强烈刺激受累范围 单个细胞丢失 成群细胞死亡膜完整性 保持到晚期 早期即丧失细胞体积 减少、固缩 增大肿胀染色质 凝聚成半月形 稀疏成网状溶酶体 保持完整 破坏外溢细胞形状 凋亡

26、小体 破裂成碎片细胞器 无明显变化 肿胀破坏基因组DNA 以200bp为单位片段化 随机降解后果 不引起炎症反应 引起炎症反应意义 生理死亡方式 病理死亡方式5、 凋亡检测方法：评价凋亡的基本方法：（1）细胞膜完整性和细胞形态学的评价（2）DNA断裂的检测方法：凋亡DNA的片段化；（3）FCM在细胞凋亡检测中的应用：FCM侧测凋亡峰；（4） Annexin V(利用细胞凋亡早期磷脂酰丝氨酸外翻的特性)（5）原位末端标记技术6、凋亡过程：1）接受凋亡信号：外源或内源信号激活细胞表面受体后胞内信号分子；（1）信号来源：内在信号（细胞内压力，如：营养及生长因子的去除、肿瘤胁迫、DNA损伤、缺氧、内质

27、网应激）；外源信号（如Fas 配体、细胞毒性蛋白（颗粒酶）2）凋亡调控分子间的相互作用：外源或内源信号激活细胞表面受体后胞内信号分子细胞膜近端或细胞质形成由caspase参与的DISC（death-inducing signaling complex），发生自催化水解。3）蛋白水解酶（caspases）的活化：Initiator caspase 被测底激活（-8，-9），并激活effector caspase（-3,-6,-7），降解系列底物促发凋亡；4）凋亡的级联反应；7、Caspase激活的机制：Caspase分：启动酶和效应酶、炎症诱发酶；凋亡启动的Caspase：Caspase8，Ca

28、spase2，Caspase 9，Caspase10等；凋亡效应的Caspase：Caspase3， Caspase6， Caspase7等。凋亡机制如下：（1）首先在caspase前体的N-端前肽和大亚基之间的特定位点被水解去除N-端前肽；（2）然后再在大小亚基之间切割释放大小亚基，并进而形成两两组成的有活性的四聚体。Caspase水解过程 是“a point of no return”。1）Caspase作用底物：Caspase作用的底物可归为三类：（1）前酶原，如procase-1、-3、-6、-7、-8、-10等；（2）凋亡时所必需的致失活蛋白，如：PARP、DNA-PK、PKB、IC

29、AD；胞质蛋白、肌动蛋白、核纤层蛋白（lamin-A，-B）等；（3）凋亡时所需的激活蛋白，如PKC, MEKK1 。2）Caspase激活的调控： Caspase受Caspase inhibitor以及Caspase inhibitor的inhibitor调控IAP（inhibitor of apotosis）：XIAP（XIAP能直接结合并封闭caspasse-3，或-7），cIAP-1，-2 Survivin， ILP-2 and Livin，FLIP（FLIP能阻止caspasse-8参与形成DISC从而阻止凋亡的发生）。3）Caspase家族的特点：以酶原的形式存在，需要活化。有同源

30、活化和异源活化，活化后形成四聚体的蛋白水解酶，发挥生物学作用。C端同源区存在半光氨酸激活位点。4）与肿瘤发生相关的Caspase功能异常：（1）移码突变、错义突变 caspase-8 ，colorectal tumors; caspase-7 and-10 造血系统肿瘤、胃癌等；（2）翻译水平抑制及蛋白稳定性 caspase-10，儿童发生的肿瘤；（3）表观遗传水平 Apaf-1，in AML CML ALL； caspase-8,儿童发生的肿瘤；-1,2,3,6,7,8,9,10 ,多种肿瘤细胞系（4）5-aza-deoxycytidine 能增强肿瘤对化疗的敏感性差异剪切产物形成多聚体抑制

31、内源正常caspase功能8、主要的凋亡通路：1）膜受体通路：2）线粒体通路：3）内质网通路：（1）内质网应激：内质网对于干扰细胞内能量代谢、钙离子浓度、氧化还原状态的刺激高度敏感，这些刺激因素会干扰细胞内蛋白质的折叠和加工，从而导致大量非折叠或错误折叠的蛋白质累积在内质网腔中，称之为内质网应激（ER stress）。（2）非折叠蛋白反应（UPR，unfolded protein response）： 为了应付ER stress所产生的不良影响，细胞会引起一系列信号反应，从而将内质网腔中的大量非折叠或错折叠蛋白质累积的信息传递到核内，通过减少新生蛋白质的合成，增强蛋白质的折叠能力，促进非正确折

32、叠蛋白质的降解等途径试图恢复内质网的动态平衡和正常功能。这一系列复杂的细胞反应称之为UPR。（3）内质网应激与细胞凋亡：然而较为严重的内质网应激情况下，如果UPR所激活的促进细胞存活的反应不足以有效减少内质网腔中非正确折叠的蛋白的持续积累，将启动凋亡程序。（4）UPR启动反应：A 分子基础：PERK，IRE1，ATF6。B 启动过程：a 通常情况下，这些跨膜蛋白与内质网腔分子伴侣 GRP78结合，当ER stress来临时，GRP78参与到蛋白折叠的工作中，而发生解离，从而启动了UPR反应。b PERK， Serine/ threonine kinase，通过二聚体化而激活，底物有ATF4c

33、ATF6，转录因子，被封闭于内质网膜，GRP78解离后进入高尔基体，被剪切转位到细胞核，促进GRP78、CHOP、XBP1等促进折叠和蛋白降解的基因转录d IRE1， 双功能酶， Serine/threonine kinase，核酸内切酶，GRP78解离后，聚合活化，通过TRAF2-ASK通路促进JNK活化，促进XBP1剪切，XBP1参与到UPR的蛋白质分子伴侣表达UPR三条途径PERK、ATF6、IRE-1均能上调CHOP的转录，CHOP成为三条通路的枢纽CHOP（CCAAT-enhancer-binding protein homologous protein）能够激活促凋亡BIM表达、抑

34、制促存活Bcl-2表达。Bcl-2家族参与到了ER stree诱导的细胞凋亡9、 细胞凋亡的细胞膜通路、线粒体通路、内质网通路间的联系：Caspase 8 被膜受体激活后能够直接作用于下游执行caspase，-3,6,7等启动并完成凋亡；Caspase 8 被膜受体激活后也可以降解Bid成tBid, 后者进入线粒体与Bax，Bak结合，阻碍了Bcl-2的功能，从而激活线粒体通路；内质网应激激活CHOP蛋白， CHOP能够激活促凋亡BIM表达、抑制促存活Bcl2表达，从而激活线粒体通路。10、 死亡受体介导细胞凋亡通路：1） 死亡受体家族及配体：TNF- receptor TNF-Fas (Ap

35、o-1/CD95) Fas/CD95 ligandTRAIL-R1, -R2,DR3, DR6 TRAILp75 NGFR p75 NGF 2）凋亡过程：（1）Death receptor ligands与Death receptor 结合诱导receptor三聚体化（2）三聚体化的receptor通过DD结构域募集FADD等DD结构域蛋白形成DISC(death-induced signaling complex)（3）DISC募集并激活Caspase8，-10，引发凋亡信号向细胞内传递3）Death receptor 与肿瘤：（1）多种人肿瘤中发现Fas因体细胞突变而失活（2）白血病和Ne

36、uroblastomas中Fas表达受抑制（3）TRAIL-R1,-R2在某些肿瘤中发生缺失和启动子区高甲基化（4）部分肿瘤上调表达凋亡抑制性TRAIL受体(-R3,-R4)11、凋亡调节因子：1）Bcl-2：细胞凋亡的调节子，cl-2首先被发现于follicular B-cell lymphoma中发生易位（t(14;18)(q32;q21)）而过表达基因；Bcl-2作为原癌基因，其过表达能驱动肿瘤发生-通过赋予细胞死亡耐受性。（1）Bcl-2家族：目前已发现17种哺乳动物成员，共同特征含有-螺旋的BH同源结构域分为3个亚族：A 抗凋亡亚族：BCL-2亚族成员有BCL-2, BCL-XL,

37、BCL-W, MCL-1, A1, BooB Bax亚族：Bax, Bak, Bok -促凋亡C BH3 only亚族：Bad, Bid, Bmf, Noxa, Puma, Bik, Hrk, Bim-促凋亡3） 调节机制：（1）凋亡信号到来时，Bax Bak形成同源或异源寡聚体并转位插入到线粒体外膜形成孔（2）Bcl-2亚族蛋白可以与Bax Bak形成异源二聚体，阻止上述转位的形成（3）BH3 only亚族又可以结合Bcl-2亚族蛋白阻止其与Bax Bak形成异源二聚体，最终促进线粒体外膜通透性上升（MOMP）（4）膜电位上升导致cytochrome c从线粒体释放（5）cytochrome

38、 c激活Apaf-1促进Caspase9-Apaf-1-cytochrome c 凋亡复合体的形成激活Caspase9并水解effector caspase (-3,-6,-7)完成凋亡Bcl-2 family 是线粒体凋亡通路的卫士和执行者，其核心是cytochrome c的释放4） Bcl-2 family异常与肿瘤：（1）Pro-apoptotic members可作为抑癌基因 Bax Bak在小鼠肿瘤模型中常见体细胞突变，并影响肿瘤表型；（2）Bim 突变； Noxa 沉默； Bik丢失分别与肾细胞癌相关；12、Oncogenic stress 诱导的凋亡：1）C-Myc 2）p14A

39、RF expression3）MDM24）P53（1）p53可被癌基因myc激活,从而诱发p53依赖性的细胞凋亡（2）p53促进Bcl-2家族促凋亡因子的表达：Noxa， Puma（BH3-only members）（3）P53激活Bax 和Apaf-1的转录（4）P53 也促进Trail receptor DR5 表达细胞质p53能结合线粒体促进MOMP（线粒体外膜通透性），p53结合Bcl-2和Bcl-XL13、细胞凋亡在肿瘤治疗学上的意义：1）以诱导肿瘤细胞凋亡为目标的基因治疗（1）野生型p53基因介导的肿瘤治疗（2）其他凋亡诱导基因介导的肿瘤治疗（3）以灭活凋亡抑制基因为目标的基因治疗

40、2）以诱导肿瘤细胞凋亡为目标的非基因治疗3）三氧化二砷治疗血液肿瘤的研究肿瘤的侵袭与转移1、 概念：1） 侵袭：指指癌细胞从原发部位脱离，进入周围健康组织的过程，infiltration2） 转移：指癌细胞从原发部位逃逸，并在远处其他位点重建的过程；是恶性肿瘤的基本生物学特征；metastasis。2、 转移的途径：1）转移发生在血管2）淋巴管3）体腔4）外科手术细胞迁移最先经过的器官往往是新生的位点（优势位点），具有一定的特定性；90%的肿瘤来自于上皮组织，称为上皮癌（carcinoma）；上皮癌的转移机制是癌转移过程的代表事件3、 转移的过程： 脱离降解内 血管、淋巴原发炤周围基底膜 相邻

41、部位及周围组织管（管壁基 同质型粘附异质性粘附渗 底膜） 外渗存活其他组织转移灶再侵袭、再转移增殖1） 失去相邻细胞的胞间连接：胞间连接需要肌动蛋白、连环蛋白、钙粘蛋白的参与；上皮细胞具有极性，分顶端（无粘附）、侧部（钙粘蛋白为基础的粘附）、基底（整联蛋白为基础的粘附）；因此癌细胞需要改变他们的上皮特性，失去附着力和获得穿透的物理屏障的能力；2） 穿破基底膜发生局部侵袭；3） 进入血液和淋巴并存活；4） 粘附至相应的靶器官组织。4、上皮细胞及细胞间的相互作用特点1）细胞间构成片状连续结构（一般为单层）2）每个细胞都与周围细胞紧密连接在一起3）相邻细胞间规律地排列着特定的细胞连接组分4）每个细胞

42、的运动被严格限制5）细胞的形态和表型具有显著的极性5、间质细胞特点：1）不形成连续的片层及紧密的胞间粘附；2）形成疏松的网络；3）无特定的空间排列；4）无胞质极性；5）具有运动潜能-连环蛋白，平滑肌细胞肌动蛋白6、3种方式的上皮-间质细胞转换：1）胚胎发育与器官形成中的细胞转移-implantation： 无纤维化、无侵袭、可逆；2）伤口愈合、组织器官再生：作为组织修复的重要环节、与炎症反应有关、会形成器官纤维化；3）肿瘤新生中的EMT：伴随基因突变或表观遗传学改变、导致细胞侵袭和转移。7、EMT：1）分类：（1）1型EMT与胚胎移植及原肠胚、神经嵴细胞的移动有关；（2）2型EMT与伤口愈合、

43、组织再生、炎症及纤维化有关（3）3型EMT标志着分化的上皮癌细胞向分泌型间质肿瘤细胞，转化；这些间质肿瘤细胞将导致癌症侵袭、系统性癌细胞分散及转移。2） EMT发生过程中主要表型改变：（1） 失去钙粘蛋白；（2） 波形蛋白、-肌动蛋白、神经钙黏素、胶原蛋白、纤连蛋白；（3） 基质金属蛋白酶活性的增加；（4） Rho GTP酶引起的细胞表型改变。8、 影响肿瘤转移能力的因素：1）细胞粘附能力的改变-肿瘤细胞同型识别的破坏和异型识别的变化癌转移的特点2）细胞运动能力的改变；3）细胞外基质蛋白酶及MMP抑制因子表达及活性（MMPs）的变化；细胞外基质和基底膜的主要成分包括：基质金属蛋白酶、胶原（co

44、llagen）、层粘素（vitronectin）、纤维结合素、明胶（gelatin）等；各种MMPs在不同肿瘤中分布不同，MMP活性调节-MMP激活剂；大多数MMP以酶原形式分泌，只有在相应活化因子激活，氨基末端多肽裂解后才能发挥作用，其中纤维蛋白酶原-u-PA起重要启动作用；MMP表达水平调节：细胞外刺激因子如：IL4，IL10和生长因子（EGF TGF-alpha bFGF TGF-beta）4）纤溶酶原(plasminogen)及其激活剂（t-PA, u-PA）和抑制剂（PAI）：纤溶酶原(plasminogen)及其激活剂（t-PA, u-PA）和抑制剂（PAI）,纤溶酶原能够降解大多

45、数细胞外基质和促进胶原酶激活，u-PA参与到细胞分化、血管形成、细胞迁移、细胞外基质降解和组织重建，因此在肿瘤转移过程中起重要作用，PAI具有抑制PA活性的功能，因此能阻断肿瘤转移，通常PAI的表达的肿瘤患者预后较好；5）血管生成往往是癌转移的限速步骤，血管新生的启动由FGF、VEGF等含量增加引发9、细胞表面主要粘附分子：1）整联蛋白家族；2）选择素家族；3）免疫球蛋白超家族；4）钙粘素家族；5）粘蛋白样家族；6）其他黏着分子。10、细胞连接的类型：1）整联蛋白：维持细胞-基质粘附，细胞与细胞外基质间由内向外和由外向内信号传递的中介；整联蛋白，异源二聚体跨膜受体，包含、亚基；其功能是在细胞外

46、基质中维系细胞与基质生物大分子的相互作用；其可以影响MMP基因的表达。（1）Integrin信号的生物学效应：A 黏着斑形成，FAK(整合素信号传导通路的核心激酶，参与肿瘤恶性演进)，Src，Vinculin，paxillin，tallinB 细胞增殖C 细胞骨架重排D 细胞收缩E 基因表达F 肿瘤的侵袭和转移2）钙粘蛋白/波形蛋白粘附复合体：细胞间粘附，最重要的细胞-细胞粘附分子；钙粘蛋白和连环蛋白表达的降低将增加肿瘤细胞侵袭能力；11、细胞迁移：小Rho GTPase 家族肿瘤转移中的作用：Rho GTPase是侵袭表型转变所必需的；Rho GTPase在肿瘤发生的各个进程发挥着重要作用；

47、12、肿瘤微环境对转移的影响：1）肿瘤微环境（tumor microenvironment）：肿瘤细胞生存的环境，包括：（1）细胞环境：成纤维细胞、免疫细胞、脂肪细胞、巨噬细胞、血管形成细胞、炎症细胞等其它细胞（2）细胞因子、趋化因子：TGF-, FSP-1, mts1/metastasin，CXCL-12/SDF-1（3）细胞外基质（ECM）: collagen I, MMP-3,-13, -14, MT1-MMP 2）肿瘤与环境间的相互作用：（1）肿瘤促进因子通过诱发炎症反应产生异常的肿瘤促进基质（stroma）（2）辐射能够产生的促肿瘤形成的stroma；（3）Stroma的改

48、变能够影响组织对肿瘤治疗的反应；13、肿瘤相关巨噬细胞：Macrophage，能够在特定肿瘤促进环境中，产生促肿瘤形成的作用（inflamation）；TAM，Tumor-associated macrophage，分泌细胞因子（VEGF）和建立适宜肿瘤转移的微环境； TAM能够被肿瘤分泌的细胞因子募集到肿瘤，被肿瘤微环境修饰失去吞噬肿瘤细胞，和递呈抗原的功能；1）巨噬细胞发生的各个阶段：（1）慢性炎症阶段 chronic inflammatory（2）肿瘤起始 initiation（3）基质修饰 matrix remodeling（4）血管新生 angiogenesis（5）侵袭 invas

49、ion（6）转移 metastasis14、Fibroblast 影响肿瘤进展：肿瘤侵袭和转移与伤口愈合反应的相似性；Fibroblast 是肿瘤微环境成分之一，在wound healing反应时被激活；CAFs最主要特征：兼具平滑肌细胞和成纤维细胞特征，高表达smooth muscle actin 和蛋白降解酶和ECM；肿瘤发生过程carcinoma-associated fibroblasts，CAFs 模拟损伤反应，创立利于肿瘤形成的微环境1）CAFs ：癌细胞与fibroblast共培养促进fibroblast转化CAFs；从肿瘤患者分离的肿瘤相邻组织fibroblast 具有更快的移

50、动性；CAFs的功能维持可能没有基因水平变化，与基因表达相关；因此CAFs可能并不来源于肿瘤细胞，而是来源于周围组织2）CAFs 作用：CAFs分泌细胞外因子FSP1（fibroblast secreted protein 1），CXCL12，TGF-beta等激活肿瘤细胞的增殖；CAF分泌collagens，fibronectins，proteoglycans等ECM成分；TGF-beta抑制机体抗肿瘤免疫反应，促进肿瘤细胞凋亡；TGF-beta能促进周围fibroblast转化成myofibroblasts（CAFs）。15、肿瘤转移的器官选择性：1）影响因素：（1）肿瘤转移的器官选择性规

51、律：“Seed and soil” theory，肿瘤转移需要找到适于其生长的与原来生长环境相似的组织器官；Mechanistic theory： 肿瘤转移遵循解剖学和机械路径，如：沿血管和淋巴管转移，并首先影响到邻近的淋巴结，并能在所经过最近的器官形成转移灶。Homing receptor 介导的转移器官选择性：肿瘤细胞表达特异的细胞粘附分子，可作为细胞趋化因子、细胞外粘附分子的受体在肿瘤转移过程中靶向组织器官的选择上发挥作用，使得特定肿瘤转移器官具有一定的选择性；（2）肿瘤细胞表型差异性（3）组织器官微环境差异（4）参与肿瘤转移器官选择性的相关因素2）转移过程：瘤细胞从循环系统进入继发器官

52、：（1）肿瘤细胞锚定黏附：肿瘤细胞血小板簇通过血小板与损伤内皮的黏附，锚定在内皮表面，是瘤细胞在继发部位附着的关键。（2）肿瘤细胞逸出循环系统（3）肿瘤细胞定位生长（4）转移的休眠：肿瘤血管缺如和正常的机体免疫功能状态是促使转移瘤细胞长期保持休眠的两大主要因素3）肿瘤转移的动物模型：（1）免疫缺陷性动物模型裸鼠模型（2）转基因肿瘤转移动物模型：转基因小鼠模型完成仿真人类肿瘤发生、发展及转移的基本规律和过程，其优点： A 应用转基因技术可针对性诱发特定组织及器官的肿瘤，继而发生肿瘤远处转移；B 所诱发肿瘤属宿主自身肿瘤，可排除以往模型的非规范因素C 模型具有恒定性和可遗传性D 通过插入标记基因，

53、提供监测标记，全面掌握转移过程的迁移途径及器官的选择性4）分子生物学基础：A 基因调控下的肿瘤转移B 黏附因子与肿瘤转移C 血管生成与肿瘤转移D 纤维蛋白溶解酶及其调节因子E 机体免疫状态与肿瘤转移5） 黏附因子与肿瘤转移：（见上）6）阻止肿瘤转移的发展方向：A 肿瘤转移的基因治疗B 血管生成抑制剂与抗肿瘤转移C 细胞黏附因子抑制剂与肿瘤转移D 细胞凋亡与肿瘤转移细胞周期1、细胞周期时相：Interphase: G1-S-G2；M phase: Mitosis, Cytokinesis(胞质分裂)1）各个时相生物事件：（1）G1期：DNA复制所需RNA的合成，未凝聚的染色质状态；（2）S期：D

54、NA与组蛋白的合成；（3）G2期：一些蛋白（RNA）的合成；（4）M期：有丝分裂及减数分裂和胞质分裂，发生染色体凝聚、纺锤体形成、收缩环的形成，最后产生两个姐妹细胞；2、细胞周期抑制因子：1）永久性：分化诱导因子2）暂时性：抗有丝分裂因子、胞间接触、锚定因子3、细胞周期检验点：使细胞周期的某一事件的起始依赖于早期事件的完成：1）G1期检验点；2）纺锤体组装检验点；3）G2期检验点。3、细胞周期推动因子：1）外源：细胞因子、生长因子、分裂素、激素、营养；2）內源：细胞周期蛋白、酶、端粒酶；4、细胞周期各个水平的控制：DNA合成后，合成受阻直至有丝分裂后；若DNA合成错误，修复酶将进行修复；若合成持续进行，将会发生细胞周期阻断控制；细胞周期的阻断可能通过凋亡进行：5、细胞周期调控的两大机制：1）驱动与监控机制：（1）细胞周期驱动机制：驱动机制负责细胞的生长和增殖，主要由周期素、周期素依赖性 . ；驱动机制决定细胞周期是否启动。 （2）细胞周期监控机制：监控机制主要由抑制性蛋白分子(CKI)和抑癌基因组成。驱动机制及监控机制的功能