肿瘤分子标记专家讲座VIP

肿瘤转移分子生物学基础中山大学基础医学院生物化学教研室

肿瘤分子标记第1页前言肿瘤播散是恶性肿瘤生物学特征之一，严重影响肿瘤患者治疗和预后。肿瘤分子标记第2页一、肿瘤转移基本过程肿瘤分子标记第3页肿瘤转移是多步骤、多原因复杂过程，是多阶梯瀑布过程。肿瘤分子标记第4页肿瘤分子标记第5页

（一）原发瘤增殖和扩展增殖造成肿瘤内部压力增加接触抑制丧失增殖只是肿瘤细胞转移基础肿瘤分子标记第6页

（二）肿瘤血管形成肿瘤超出1～2mm时，新生血管形成是维持其生长所必需。宿主毛细血管网进入肿瘤组织。是血管生成刺激因子和抑制因子共同调控结果。肿瘤分子标记第7页

（三）肿瘤细胞脱落并进入基质肿瘤细胞分离倾向与细胞膜结构改变和粘附力下降有亲密关系。恶性肿瘤细胞E-钙粘连素表示降低。癌细胞表面负电荷高、与钙离子结合能力差以及桥粒发育不全也与之相关。肿瘤分子标记第8页癌细胞能够产生各种水解ECM酶类。定向移动（migration）在癌细胞侵袭过程中起主要作用。细胞运动参加许多正常生命活动肿瘤细胞含有类似白细胞运动方式肿瘤分子标记第9页

（四）进入脉管系统肿瘤血管为侵入基质游离肿瘤细胞进入循环系统提供条件。肿瘤组织血管与正常血管差异显著。肿瘤分子标记第10页

（五）癌栓形成侵袭进入循环癌细胞大部分死亡。转移能力高细胞在循环中相互聚集形成小癌栓才能抵抗易损原因。肿瘤分子标记第11页

（六）肿瘤细胞锚定黏附肿瘤细胞-血小板簇与靶器官内皮细胞粘附并锚定在内皮细胞表面。微小脉管对癌栓截获也是锚定粘附方式。影响粘附原因：碳氢类配子与选择素透明质酸裂解酶受体CD44v与整合素肿瘤分子标记第12页

（七）逸出循环系统肿瘤细胞诱导脉管基底膜降解和穿透。肿瘤细胞穿透脉管后细胞外基质中移行。肿瘤分子标记第13页肿瘤分子标记第14页

（八）转移后结局侵入靶器官肿瘤细胞形成转移瘤并进行性长大才真正完成了转移。转移后生长转移之转移转移休眠（黑色素瘤、乳腺癌切除后多年后复发）

处于G0期，逃避机体杀伤作用；分裂和死亡处于动态平衡；肿瘤血管形成缺如；正常机体免疫功效状态。肿瘤分子标记第15页二、肿瘤转移分子生物学基础肿瘤分子标记第16页

（一）基因调控下肿瘤转移肿瘤转移与促进基因和抑制基因之间表示失衡相关。不是全部肿瘤都有转移表型，同种肿瘤细胞不一样个体转移能力也不一样。肿瘤分子标记第17页促进肿瘤转移基因

与肿瘤转移相关基因有很各种，但还没有严格意义上转移基因

ras基因基本生物学特征效应蛋白：IV型胶原酶、组织蛋白酶和与细胞运动相关细胞因子

肿瘤分子标记第18页CD44v：肿瘤转移促进基因CD44是广泛分布跨膜糖蛋白分子，能与细胞外基质中透明质酸、血管内皮细胞粘附。其正常功效是作为受体识别透明质酸（HA）和胶原蛋白Ⅰ、Ⅳ等，主要参加细胞-细胞，细胞-基质之间特异性粘连过程。CD44V6高表示癌细胞可能取得淋巴细胞“伪装”，逃避人体免疫系统识别和杀伤，更易进入淋巴结，形成转移。可促进ras基因表示

肿瘤分子标记第19页抑制肿瘤转移基因

抑制肿瘤转移基因是近年来倍受关注研究领域。

nm23基因：肿瘤转移抑制基因产物为NDPK（核苷酸二磷酸激酶），生成ATP以外三磷酸核苷。影响细胞内微管系统状态而抑制癌转移：提供GTP而调整微管聚合与解聚。能与G蛋白结合，本身也含有G蛋白一些特征，可能经过细胞跨膜信号传递调整肿瘤细胞转移。肿瘤分子标记第20页TIMP:金属蛋白酶组织抑制剂参加基质胶原酶代谢，使其失活。对肿瘤转移抑制作用主要在侵袭阶段。还含有抑制血管增生作用。Kiss-1基因：编码产物为G蛋白偶联受体内源性配体，能使胞内Ca2＋浓度增加，同时能显著抑制肿瘤细胞迁移和侵袭。肿瘤分子标记第21页

（二）粘附分子与肿瘤转移

粘附因子是一类介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质间粘附作用膜表面糖蛋白。在肿瘤转移每个步骤均包含粘附与分离（粘附解聚）两个方面。肿瘤分子标记第22页细胞与细胞间粘附同源细胞间粘附：E-钙粘连素；在肿瘤转移一些步骤上发挥主要作用。异源细胞间粘附：选择素；肿瘤细胞与血小板、内皮细胞和基质细胞结合。肿瘤分子标记第23页细胞与细胞外基质粘附细胞外基质肿瘤细胞主要经过整合素（integrin）受体与细胞外基质结合肿瘤分子标记第24页钙连接素（cadherin）是跨膜糖蛋白家族，主要介导同源细胞间连接。E型：分布于上皮细胞，负性调控肿瘤侵袭。P型：分布于上皮组织和胎盘基底层。N型:分布于神经组织和肌肉组织。肿瘤分子标记第25页选择素（selectin）该类粘附分子主要经过碳氢键连接P型：肿瘤细胞与血小板粘附结合E型：肿瘤细胞与内皮细胞结合L型：存在于白细胞表面，白细胞与其它细胞结合

肿瘤转移一些关键步骤如循环肿瘤细胞聚集和癌栓形成，以及肿瘤细胞与特定脏器脉管内皮粘附结合都有选择素参加。肿瘤分子标记第26页整合素（integrin）一组细胞表面糖蛋白受体，配体为细胞外基质（ECM）成份，由和两个亚基组成主要功效是参加不一样细胞间粘附、介导细胞与ECM结合等直接介导肿瘤细胞与基质粘附；经过信号转导调控细胞骨架变形和能量代谢；诱导蛋白溶解酶活化；开启细胞逃逸机制抑制细胞凋亡。肿瘤分子标记第27页免疫球蛋白类粘附分子：结构上含有同源性，主要参加细胞之间粘附。ICAM-1（内皮细胞粘附分子-1）：ICAM-1从肿瘤细胞表面脱落进入循环系统成为可溶性分子后，可帮助肿瘤细胞逃逸细胞毒T细胞和NK细胞免疫监视杀伤效应，促使肿瘤发生转移肿瘤分子标记第28页VCAM-1（血管细胞粘附分子-1）：参加帮助肿瘤逸出循环系统，进入继发脏器。NCAM（神经细胞粘附分子）：它功效为信息传导和调控细胞生长，其缺失可能造成细胞生长失控和高度转移倾向。肿瘤分子标记第29页

（三）血管生成与肿瘤转移肿瘤生长和转移与血管形成亲密相关。肿瘤新生毛细血管是在周围组织原有血管基础上延伸扩展形成肿瘤本身能诱导血管形成。肿瘤分子标记第30页肿瘤分子标记第31页血管新生包含以下步骤：

血管内皮基质膜溶解内皮细胞向肿瘤组织迁移内皮细胞在迁移前沿增殖内皮细胞管道化、分支形成血管环形成新基底膜肿瘤分子标记第32页血管新生是血管生长因子和血管生长抑制因子均衡作用结果血管生成刺激因子：VEGF、FGF、EGF、angiogenin、TNF-α等血管生成抑制因子：angiostatin、endostatin、PEDF、γ干扰素等肿瘤分子标记第33页

（四）纤溶酶及其调整因子与肿瘤转移纤维蛋白溶解酶能水解大多数细胞外基质物质，在血管形成、肿瘤细胞脱落、基质浸润、侵入和逸出循环系统、继发脏器移行和微环境改造等发挥主要作用。由纤溶酶原（plasminogen）在PA和PAI调整生成。肿瘤分子标记第34页PA包含组织型（t-PA）和尿激酶型（u-PA）两类，二者均激活纤维蛋白溶解酶原作用t-PA可促使肿瘤细胞降解细胞外基质，u-PA促进肿瘤侵袭和转移效应主要表现在参加血管生成、细胞迁移、细胞外基质降解和组织结构重建等过程，在肿瘤转移中发挥更主要作用。PA分类和功效肿瘤分子标记第35页PAI可抑制PA活性，从而起到控制和阻断肿瘤侵袭转移作用。PAI-1存在于血小板、血浆，为u-PA主要抑制剂。PAI-1也广泛存在于肿瘤细胞周围组织中以及肿瘤实质内，阻断肿瘤转移。PAI-2（46.6KD）主要表示于单核巨噬细胞系统，在部分肿瘤中高表示，但对不一样肿瘤其意义有所不一样。PAI-3属蛋白酶连接素，功效不清。PAI分类和功效肿瘤分子标记第36页

（五）基质金属蛋白酶及其抑制剂与肿瘤转移细胞外基质溶解酶系统由一个庞大蛋白溶解酶家族组成，称为MMPsMMPs及其抑制剂（TIMP）在肿瘤侵袭和转移过程中担任主要角色肿瘤分子标记第37页MMPs可分为胶原酶、明胶酶、基质溶解酶和膜类MMPs特征性结构域：氨基末端多肽—参加MMPs激活催化区域片段羧基末端血凝乳酶样结构MMPs种类和结构肿瘤分子标记第38页TIMP1:糖蛋白，能抑制全部活化胶原酶TIMP2:非糖蛋白，结合MMP-2前体，明显抑制MMP-2活性。TIMP3:?TIMP4:最近从心脏组织中克隆出来，表现出显著抑制肿瘤侵袭和转移作用。

TIMP种类和功效肿瘤分子标记第39页降解细胞外基质，促进肿瘤细胞进入脉管系统。促进原发瘤和继发瘤生长，创造肿瘤生长和扩散微环境。促进血管生长作用，MMP-2在毛细血管末梢形成及内皮细胞基底膜形成中发挥主要作用。MMP功效及其调整肿瘤分子标记第40页MMPs在细胞外以非活性酶原存在，需要活化后才能发挥生物学功效。IL4、10、生长因子（EGF、bFGF等）、细胞与细胞、基质之间反应因子。抑制调整包含特异性组织抑制剂如TIMP1～4和大量非特异性蛋白酶抑制剂，是当前发展最快抗癌药品。肿瘤分子标记第41页三、关于肿瘤转移理论肿瘤分子标记第42页（一）解剖学观点

以器官血流、淋巴引流方向解释转移

乳腺癌腋窝淋巴结胃肠道恶性肿瘤肝脏阴茎癌腹股沟淋巴结卵巢癌髂区淋巴结肿瘤分子标记第43页（二）“种子-土壤”学说

肿瘤转移是特殊癌细胞（种子）在适宜环境（土壤）生长发展结果

心肌、主动脉、甲状腺和脾虽血供丰富，但极少有转移瘤。膀胱癌转移至脑、前列腺癌转移至骨组织、眼脉络膜黑色素瘤转移至肝、甲状腺癌转移至骨、LLC自发性肺转移

肿瘤分子标记第44页（三）原发瘤抑制转移瘤

原发瘤可经过产生血管增生抑制因子抑制转移瘤形成。

O′ReillyMS,etal,FolkmanJ.Angiostatin:Anovelangiogenesisinhibitorthatmediatesthesuppressionofmetastasesbyalewislungcarcinoma.Cell,1994,79:315.

O′ReillyMS,etal,

FolkmanJ.Endostatin:anendogenousinhibitorofangiogenesisandtumorgrowth.Cell,1997,88:277.

FolkmanJ.Angiogenesisincancer,vascularrheumatoid,andotherdisease.NatMed,1995,1:27.

？肿瘤分子标记第45页（四）转移前微环境（pre-metastaticniche）“癌细胞转移前早期步骤很复杂”“肿瘤向新部位派去特使，为癌细胞转移做准备”

KaplanRN,LydenD.VEGFR1-positivehaematopoieticbonemarrowprogenitorsinitiatethepre-metastaticniche.N