肿瘤转移的分子机制课件

1、肿瘤转移的分子机制课件肿瘤转移的分子机制课件肿瘤转移的基本过程转移性肿瘤细胞的特征微环境(microenvironment)及基质（stroma）在肿瘤转移调控中的作用肿瘤转移的基本过程一、肿瘤转移的基本过程一、肿瘤转移的基本过程肿瘤转移的分子机制课件二、转移性肿瘤细胞的特征二、转移性肿瘤细胞的特征影响肿瘤转移的因素：细胞黏附（细胞细胞 细胞外基质）、细胞运动（定向迁移）、血管发生、穿透（基底膜和血管壁）能力、耐凋亡和生长能力、微环境影响肿瘤转移的因素：1. 转移性肿瘤细胞的粘附特性1. 转移性肿瘤细胞的粘附特性粘附分子种类：钙黏着素整合素免疫球蛋白类选择素类粘附分子种类：肿瘤转移的分子机制课

2、件2. 细胞外基质及其降解酶类2. 细胞外基质及其降解酶类基质金属蛋白酶间质胶原酶（Interstitial Collagenase ），如MMP-1、MMP-5、MMP-8、 MMP-13等，作用底物主要为间质胶原 、型胶原，但不能降解明胶和型胶原。明胶酶(Gelatinase )又称型胶原酶，如MMP-2、 MMP- 9，作用底物主要是型胶原和明胶，还可以降解、和型胶原，但不能降解间质胶原。基质溶解素（Stromelysin）,如MMP-3、 MMP-7、 MMP-10 和MMP-11等，作用底物主要是基质中的蛋白多糖和糖蛋白，如纤维连接蛋白（FN）、层黏连蛋白(LN)等。此外，基质溶解素

3、对胶原的作用不同于间质胶原酶间质和胶原酶，他们能降解、型胶原的非螺旋区及型胶原的氨基末端。 膜型金属蛋白酶（Membrane-type MMPs, MT-MMPs ）,目前已发现四种，包括MT1-MMP、MT2-MMP、MT3-MMP和MT4-MMP。MT-MMPs主要定位于肿瘤细胞及其基质成纤维细胞的细胞膜上，是MMP的受体，也是MMP的激活剂，还可以降解、型胶原和FN，其表达受刀豆蛋白、癌基因等因素的调解。 基质金属蛋白酶间质胶原酶（Interstitial Coll基质金属蛋白酶组织特异性抑制因子家族 (Tissue inhibitor of metalloprotease,TIMPs

4、)TIMP自1983年首次被报道以来已经发现4种，分别是TIMP- 1、TIMP-2、TIMP-3和TIMP-4。TIMPs在组织和体液中分布广泛，肿瘤细胞和间质细胞均可以表达，TIMP- 1、2、4为可溶性分泌蛋白，TIMP-3是一种能结合ECM的不可溶性蛋白。能以非共价键结合至等分子数活性MMPs分子内高度保守的Zn2+结合位点，从而抑制MMPs的活性。TIMP对MMPs的抑制既有特定的选择性又有一定的交叉性 TIMP- 1除了能与MMP-1、MMP-3以1：1结合外，还能与MMP-9结合从而抑制其活性。TIMP-2既能与MMP-1、MMP-3以1：1结合发挥抑制作用，也能结合MMP-2。

5、TIMP-2对MMP-2的作用具有双重性，即TIMP-2既参与 MMP-2的激活，又能抑制其活性。一方面，TIMP-2与MMP-2相结合是MMP-2激活过程中必不可少的步骤。只有通过TIMP-2的介导 ，MMP-2才能连接到MT1-MMP上，从而使后者得以发挥催化活性。因此，少量TIMP-2是MMP-2酶原激活所必需的。另一方面，当TIMP-2的分子数目远远超过MMP-2时，活化的MMP-2因处于与TIMP-2结合的状态而失活。 TIMPs其他生物功能 如引起细胞形态改变、刺激多种细胞生长、参与类固醇激素合成和两性生殖细胞成熟过程等 基质金属蛋白酶组织特异性抑制因子家族 (Tissue inh

6、3. 转移性肿瘤细胞的形态学改变-EMT和MET3. 转移性肿瘤细胞的形态学改变-EMT和MET肿瘤转移的分子机制课件 Snail家族成员包括：snail、slug、E12E47、ZEB1、SIP1等。Snail家族具有相似的结构，由一个高度保守的羧基末端以及一个相对可变的氨基末端构成, 各成员间结构上的不同主要表现在中间Pro-Ser富集区域。 SNAG Zinc fingersdomain I II III IV V Snail家族成员包括：snail、slug、E12肿瘤转移的分子机制课件4. 转移性肿瘤细胞的微丝骨架和细胞的运动能力改变4. 转移性肿瘤细胞的微丝骨架和细胞的运动能力改变

7、肿瘤转移的分子机制课件肿瘤转移的分子机制课件肿瘤转移的分子机制课件肿瘤转移的分子机制课件人乳腺巨腺纤维瘤人乳腺巨腺纤维瘤肿瘤转移的分子机制课件肿瘤转移的分子机制课件5. 肿瘤转移的遗传学基础肿瘤转移基因 CD44肿瘤转移抑制基因 E-cadherin nm-23遗传易感性 SIPA1 GTPase-activating protein (Signal-induced proliferation-associated gene 1) Breast Cancer 2760 GA 313 GA LN 5. 肿瘤转移的遗传学基础肿瘤转移基因 CD44二、微环境对肿瘤转移的影响二、微环境对肿瘤转移的影响

8、A remarkable change has occurred in the thinking about epithelial-derived cancer in recent years: From almost entirely focusing on oncogenes and tumor suppressor genes has come the realization that the tumor microenvironment is a coconspirator in the carcinogenic process. Many types of stromal cells

9、, including fibroblasts, adipocytes, macrophages, mast cells, and cells of the vascular system, are crucial contributors to epithelial carcinogenesis. A remarkable change has occurr肿瘤转移的分子机制课件肿瘤转移的分子机制课件肿瘤转移的分子机制课件三、肿瘤干细胞三、肿瘤干细胞 系列稀释的小鼠白血病细胞移植到同品系的动物体内，移植细胞仅有1-4能形成脾脏克隆。1958从小鼠腹水中分离骨髓瘤细胞,体外集落培养仅1/100

10、00-1/1000 癌细胞能形成集落,而且与在体内利用脾脏培养的克隆形成率一致。1971从白血病病人中分离出不同种类的白血病细胞，表面标记为CD34CD38-的细胞移植到NOD/SCID小鼠后能够形成克隆，而其他细胞都不具有肿瘤源性。1997正式提出Cancer Stem Cell的概念2001从乳腺癌患者分离CD44CD22-/low的癌细胞200个，然后移植于小鼠身上形成乳腺癌；再从小鼠乳腺癌内分离癌细胞200个，又可形成肿瘤。2003 系列稀人乳腺癌手术标本 制成单细胞悬液，流式分选分离小鼠移植乳腺癌的细胞，再次接种小鼠不同细胞亚群移植入NAD/ SCID小鼠乳腺脂肪组织CD44CD24

11、/low细胞接种的小鼠12w时出现明显肿瘤未分类细胞5104才能形成肿瘤， CD44CD24/low细胞只需200个即可在小鼠乳腺中再次形成肿瘤。表型相似包含肿瘤组织的各种成分乳腺癌细胞是功能上不均一的成分，仅有少量表达特征性表面标志的乳腺癌细胞能在重复移植后重建乳腺癌细胞型，且具有自我更新和多向分化能力。肿瘤中绝大多数细胞没有能力增殖或形成肿瘤，只有肿瘤干细胞能够无限增殖，产生更多的肿瘤干细胞和缺乏肿瘤源性潜力的肿瘤细胞。人乳腺癌手术标本 制成单细胞悬液，分离小鼠移肿瘤干细胞理论整个肿瘤细胞群体由异质性细胞群体组成。仅只有一小群细胞具有无限的自我更新能力,可产生与上一代完全相同的子代细胞,并

12、且具有多种分化潜能和高度增殖能力,产生不同表型的肿瘤细胞,并使肿瘤在体内不断扩大,或形成新的肿瘤即肿瘤起源于肿瘤干细胞。肿瘤干细胞理论整个肿瘤细胞群体由异质性细胞群体组成。肿瘤干细胞的来源成体干细胞异常活化学说成体已分化细胞逆分化学说肿瘤干细胞的来源成体干细胞异常活化学说Cancer Stem Cells:Models and Concepts；Piero Dalerba, RobertW. Cho,and Michael F. Clarke：Annu. Rev. Med. 2007. 58:26784Cancer Stem Cells:Models and C肿瘤干细胞的鉴定自我更新能力分化潜能克隆形成能力肿瘤干细胞的鉴定自我更新能力研究肿瘤干细胞的意义诊断治疗 Guan et al. 2003 Blood AML stem cell 细胞周期的静止期 Costello et al. 2000 Cancer Res. CD34+/CD38- dau