肿瘤形成以及细胞凋亡

第十四章 肿瘤细胞肿瘤（tumor，neoplasm）是一种的；它是指细胞在致瘤因素作用下，病，但并非是遗传发生了改变，失去对其生长的正常调控，导致异常增生。可分为良性和

两大类。前者生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，对健康危害不大。后者生长迅速，可转移到身体其它部位，还会产生有害物质，破坏正常 结构，使机体功能失调， 生命。第一节

癌细胞的主要特征第二节

肿瘤形成第十四章 肿瘤细胞癌细胞有三个显著的基本特征即：不死性，迁移性和失去接触抑制。第一节

癌细胞的主要特征一、

癌细胞的形态特征大小：癌细胞大小形态不一，通常比它的源细胞体积要大，核质比高细胞核：核形态不一，并可出现巨核、双核或多核现象。核内缺失，而有些呈非整倍态（aneuploidy），某些数目增加。线粒体：表现为不同的多型性、肿胀、增生细胞骨架：紊乱，某些成分减少，骨架组装不正常二、癌细胞的生理特征细胞周期失控具有迁移性，细胞粘着和连接相关的成分（如ECM、CAM）发生变异或缺失，相关信号通路受阻，细胞失去与细胞间和细胞外基质间的联结，易于从肿瘤上脱落。注：胞外基质（extracellular

matrix，ECM）细胞粘附分子(cell

adhesionmolecule，CAM)第一节

癌细胞的主要特征图 肿瘤的迁移第一节

癌细胞的主要特征二、癌细胞的生理特征二、癌细胞的生理特征接触抑制丧失，正常细胞在体外培养时表现为贴壁生长和汇单层后停止生长的特点，即接触抑制现象，而肿瘤细胞即使堆积成群，仍然可以生长第一节

癌细胞的主要特征肿瘤细胞失去接触抑制现象第一节

癌细胞的主要特征二、癌细胞的生理特征定着依赖性丧失，正常真核细胞，除成熟血细胞外，大多须粘附于特定的细胞外基质上才能抑制凋亡而存活，称为定着依赖性（anchoragedependence）。肿瘤细胞失去定着依赖性，可以在琼脂、甲基纤维素等支撑物上生长。去分化现象，已知肿瘤细胞中表达的同功酶达20余种。甲种球蛋白（甲胎蛋白）是所特有的。但在肝癌细胞中表达，因此可做肝癌早期检定的标志特征。对生长因子需要量降低，体外培养的癌细胞对生长因子的需要量显著低于正常细胞，是因为自或其细胞增殖的信号途径不依赖于生长因素。某些固体瘤细胞还能血管生成因子，促进血管向肿瘤生长。获取大量繁殖所需的营养物质。第一节

癌细胞的主要特征二、癌细胞的生理特征二、癌细胞的生理特征代谢旺盛，肿瘤组织的DNA和RNA聚合酶活性均高于正常组织，核酸分解过程明显降低，DNA和RNA的含量均明显增高。蛋白质

及分解代谢都增强，但代谢超过分解代谢，甚至可夺取正常组织的蛋白质分解产物，结果可使机体处于严重消耗的恶病质状态。，即使在氧供应充分的条件下也主要是糖酵解途线粒体功能径获取能量。可移植性，正常细胞移植到宿主体内后，由于免疫反应而被排斥，多不易存活。但是肿瘤细胞具有可移植性，如人的肿瘤细胞可移

植到鼠类体内，形成移植瘤。第一节

癌细胞的主要特征肿瘤形成(oncogenesis)的过程包括始发突变、潜伏、促癌和演进。物的作用下发生了始发突变是指细胞在

突变，但是突变发生后如果没有适当的环境不会发展为肿瘤，此阶段称为潜伏期；促癌是指在促癌剂（刺激细胞增长的因子，如激素）作用下开始增殖的过程，促癌因子的作用是可逆的，如果去除，引起扩增的克隆就会；演进是指肿瘤在生长过程中越来越变得具有侵袭力的过程，是不可逆的。肿瘤形成往往涉及许多 的突变，需要十到数十年的时间，因而恶性肿瘤通常属于老年性疾病一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成（一）原癌原癌

（oncogene）是细胞内与细胞增殖相关的维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。，是当原癌发生变异，的

结构或调控区

产物

活性增强或增多

时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。的形成往往涉及多个突变的逐渐积累有关。的改变，与原癌、抑癌一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成原癌

的产物主要包括①生长因子，如sis②生长因子受体，如fms、erbB③蛋白激酶及其它信号转导组分，如src、ras、raf④细胞周期蛋白，如bcl-1⑤细胞凋亡调控因子，如bcl-2⑥转录因子，如myc、fos、jun。一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成图原癌的产物一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成一些原癌的功能原癌功能相关肿瘤sis生长因子Erwing网瘤erb-B受体酪氨酸激酶，EGF受体星形细胞瘤、

、 癌、肺癌、胃癌、唾fms受体酪氨酸激酶，CSF-1受体髓性白血病rasG-蛋白肺癌、结肠癌、 癌、直肠癌src非受体酪氨酸激酶肉瘤Abl-1非受体酪氨酸激酶慢性髓性白血病rafMAPKKK，丝氨酸/苏氨酸激酶腮腺肿瘤vav信号转导连接蛋白白血病myc转录因子Burkitt淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病myb转录因子结肠癌fos转录因子骨肉瘤jun转录因子erb-A转录因子急性非淋巴细胞白血病bcl-1cyclinD1B细胞淋巴瘤1970s

研究小组发现RSV中的致瘤cDNA（complementary

DNA）和其他是src

，但是用src的组DNA杂交，发现src的同源物普遍存在于动物细胞。原来src编码一种胞质酪氨酸激酶，参与细胞增殖相关的信号转导，是细胞的正常组分。由于RSV、ASV等反转录

的

组是整合在宿主

组上的，会将宿主的某些

到了自身的 组中，因此被这样的 的细胞，src

拷贝就增多了，引起细胞过度增殖。为了区别起见将存在于正常细胞中的癌 序列称为c-onc，而把存在于 中的称为v-onc。从结构上看c-onc是间断的，存在内含子，这是真核 的特点。而v-onc是连续的， 跨度较小。。早在1960s，有人将癌细胞与同种正常成纤维细胞融合，所获杂种细胞的后代只要保留某些正常亲本

时就可表现为正常表型，但是随着

的丢失又可重新出现恶变细胞。这一现象表明，正常染色体内可能存在某些抑制肿瘤发生的，它们的丢失、突变或失去功能，使激活的癌发挥作用而。抑癌

的产物是抑制细胞增殖，促进细胞分化，和抑制细胞迁移，因此起负调控作用，通常认为抑癌的突变是隐性的。（二）抑癌抑癌

也称为抗癌一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成抑癌

的产物主要包括①转录调节因子，如Rb(视网膜母细胞瘤.retinoblastoma

)、p53②负调控转录因子，如WT③周期蛋白依赖性激酶抑制因子（CKI），如p15、p16、p21④信号通路的抑制因子，如ras

GTP酶活化蛋白（NF-1），磷脂酶（PTEN）⑥DNA修复因子，如BRCA1、BRCA2⑥与发育和干细胞增殖相关的信号途径组分，如：APC、Axin等。一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成抑癌①等位失活的途径：隐性作用，失活的抑癌 之等位 在细胞中起隐性作用，即一个拷贝失活，另一个拷贝仍以野生型存在，细胞呈正常表型。只有当另一个拷贝失活后才导致肿瘤发生，如Rb瘤，retinoblastoma,Rb）（人视网膜母细胞②抑癌

的显性负作用（dominant

negative）：抑癌

突变的拷贝在另一野生型拷贝存在并表达的情况下，仍可使细胞出现恶性表型和癌变，并使野生型拷贝功能失活。这种作用称为显性负作用或反显性作用。如近年来证实突变型p53和APC蛋白分别能与野生型蛋白结合而使其失活，进而转化细胞。③单倍体不足假说（Haplo-insufficiency）：某些抗癌

的表达水平十分重要，如果一个拷贝失活，另一个拷贝就可能不足以维持正常的细胞功能，从而导致肿瘤发生。如DCC

一个拷贝缺失就可能使细胞粘膜附功能明显降低，进而丧失细胞接触抑制，使细胞克隆扩展或呈恶性表型。注：APC,

后期促进因子APC一些抑癌

的功能抑癌功能相关肿瘤Rb转录调节因子RB、成骨肉瘤、胃癌、SCLC、乳癌、结肠癌p53转录调节因子星状细胞瘤、胶质母细胞瘤、结肠癌、乳癌、成骨肉瘤、SCLC、胃癌、磷状细胞肺癌WT负调控转录因子WT、横纹肌肉瘤、肺癌、

癌、乳癌、肝母细胞瘤NF-1GAP，ras

GTP酶激活因子神经纤维瘤、嗜铬细胞瘤、雪旺氏细胞瘤、神经纤维瘤DCC细胞粘附分子直肠癌、胃癌p21CDK抑制因子癌p15CDK4、CDK6抑制因子成胶质细胞瘤BRCA1DNA修复因子，与RAD51作用、

癌BRCA2DNA修复因子，与RAD51作用、胰PTEN磷酯酶成胶质细胞瘤APCWNT信号转导组分结肠腺瘤

肉，结/直肠癌一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成Rb

编码的蛋白质定位于核内，有磷酸化和非磷酸化两种形式非磷酸化形式称活性型，抑制细胞增殖。Rb蛋白的磷酸化程度与细胞周期密切相关。Rb

对肿瘤的抑制作用与转录因子（E2F）有关。E2F是一类激活转录作用的活性蛋白，在

G0、

G1期，低磷酸化型的

Rb蛋白与

E2F结

复合物，使

E2F处于非活化状态；在S期，Rb蛋白被磷酸化而与E2F解离，结合状态的E2F变成游离状态，细胞立即进人增殖阶段。当Rb

发生缺失或突变，丧失结合、抑制E2F的能力，于是细胞增殖活跃，导致肿瘤发生。一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成图

Rb的作用一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成（二）P53人类p53编码蛋白质为P53，是一种核内磷酸化蛋白。起癌作用的是突变p53，后来证实野生型p53是一种抑癌

。

野生型P53蛋白在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖中起着重要作用，因而被冠以"

卫士"称号。P53的完整性，一旦细胞DNA遭到损害，P53蛋白与部位结合，起特殊转录因子作用，活化P21时刻

着的DNA相应转录，使细胞停滞于G1期；抑制解链酶活性；并与 因子A（replication

factorA）相互作用参与DNA的 与修复；如果修复失败，p53蛋白即启动程序性 过程诱导细胞

，

有 倾向突变细胞的生成，从而防止细胞恶变。一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成（二）P53当P53发生突变后，由于空间构象改变影响到转录活化功能及P53蛋白的磷酸化过程，这不单失去野生型P53抑制肿瘤增殖的作用，而且突变本身又使该 具备癌 功能。突变的P53蛋白与野生型P53蛋白相结合，形成的这种寡聚蛋白不能结合DNA，使得一些 转录失控导致肿瘤发生。一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成（三）原癌 的激活的发生归根到底是因为原癌能丧失，往往涉及多个 的改变。的激活和抑癌的功原癌

的激活方式多种多样，但概括起来无非是本身或其调控区发生了变异，导致的过表达，或产物蛋白活性增强，使细胞过度增殖，形成肿瘤。如在肝癌中cyclinA过渡表达，在中常有cyclinA、B、D1、E等过渡表达。一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成ras1．点突变，均以点突变为主，如 癌细胞中克隆出来的c-Ha-ras

与正常细胞的相比仅有一个核苷酸的差异。2．DNA重排原癌 在正常情况下表达水平较低，但当发生 的易位或倒位时，处于活跃转录 强启动子的下游，而产生过度表达。如在良性甲状旁腺肿瘤患者的 中，cyclinD1

倒位处于甲状旁腺素 启动子下游而过渡表达，使细胞出现异常增殖。一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成DNA

宿鼠类成纤维细胞后， 两端各有一个相同的冗长末端重复序列（LTR），它们不编码蛋白质，而含有启动子、增强子等调控成分， 组的LTR整合到细胞癌

c-mos邻近处，使c-mos处于LTR的强启动子和增强子作用之下而被激活，导致成纤维细胞转化为肉瘤细胞3．

激活某些不含v-onc的弱转化逆转录 ，其前主DNA中，引起

突变，如逆转录

MoSV一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成4．

扩增在某些造血系统中，癌扩增是一个极常见的特征，如前髓细胞性白血病细胞系和这类的白血病细胞中，c-myc扩增8~32倍。一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成物质的作用下，使原癌的甲基化程度降低而导的活性。症，这是因为物质降低甲基化酶5、原癌

的低甲基化一、肿瘤形成的内因第二节

肿瘤形成人类肿瘤约80％是由于与外界物质接触而引起的，根据物的性质可将其分为化学、生物和物理物三大类。根据它们在过程中的作用，可分为启动剂、促进剂、完全物。二、肿瘤形成的外因第二节

肿瘤形成消化系统、肾脏等多种②多环芳香烃类，这类的肿瘤；物以苯并芘为代表，将它涂抹在动物皮肤上，可引起皮肤癌，皮下注射则可诱发肉瘤。这类物质广泛存在于沥青、汽车废气、煤烟、香烟及熏制食品中；③芳香胺类，如乙萘胺、联苯胺、4-氨基联苯等，可诱发泌尿系统的

；④烷化剂类，如芥子气、环磷酰胺等，可引起白血病、肺癌、等；(一）化学

物①亚硝胺类，这