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细胞骨架与肿瘤

一、 什么是细胞骨架
细胞骨架是真核细胞中真核细胞内蛋白纤维交织而成的立体网架结构，参与细胞形态的维持、细胞运动、细胞分裂等几乎所有的细胞生命活动。广义的细胞骨架有：细胞质骨架、核骨架、核纤层、细胞外基质。狭义上可分为：微管、微丝和中间纤维。细胞骨架作为支架可维持细胞的形态，亦可为细胞内细胞器提供附着位点；还分别参与细胞转运、信号转导、细胞分裂等功能。
1、微管，直径约25nm。典型的微管是由,根原纤维形成的一个空管,常延伸到像纤毛、鞭毛或某些原生动物的轴伪足这样一些长细胞突起中,形成有规则构型的复合物。由微管蛋白和微管结合蛋白组成，微管的装配分三个时期：成核期、延长期和稳定期。微管组装的动态调节模型有：非稳态动力模型和踏车模型。影响微管组装的因素有：微管蛋白浓度、GTP、Mg离子、温度和PH。其功能有：维持细胞形态，参与细胞特定结构的形成，参与细胞内物质的运输，参与细胞的运动，参与细胞内信号转导，维持细胞内细胞器的定位和分布。
2、微丝，直径为6一8nm。在微绒毛、褶终膜和微靖等细胞的伸展部分尤为显著。其结构与功能和微管相似。
3、中间纤维，除微丝和微管外,在高等生物细胞中通常还能观察到第三类纤维—中等纤维(其直径界于微丝和微管之间,约为8一12nm。多种细胞中都具有这类纤维,名称各不相同,例如张力原纤维、神经原纤维和前角质蛋白纤维等。其组成：中间纤维蛋白。中间纤维两端对称，不具有极性。体内中间纤维蛋白大部分都装配形成中间纤维。没有踏车行为。中间纤维的组装通过中间纤维蛋白的磷酸化和去磷酸化调节。
细胞骨架的总体特点：1、骨架均由单体蛋白以较弱的非共价键结合在一起，构成纤维型多聚体。2、细胞骨架是高度动态的结构体系，处于组装与去组装的动态平衡中，在细胞周期的不同时相具有不同的分布状态，在不同分化程度的细胞中组成成分也有差异。3、三种骨架成分既分散存在于细胞内，又相互联系成为整体
二、 肿瘤细胞的浸润转移过程
 关于肿瘤细胞的浸润过程，一般认为包括以下几个环节：
1） 肿瘤细胞表面再生黏附分子降低，细胞之间粘附性减小，是肿瘤细胞脱落。原发部位的肿瘤的发生，对其周围组织、血管、淋巴管的侵润破坏，使某些具有较强转移能力的肿瘤细胞逃逸；
2） 肿瘤细胞进入血液或淋巴系统内转移；
3） 少部分的肿瘤细胞经过与血液和淋巴循环中的某些免疫细胞、细胞分子相互作用而生存下来；
4） 得以生存的肿瘤细胞在特异的部位附着于血管或淋巴管的内皮细胞或基底膜细胞；
5） 最终突破基底膜而游出血管或淋巴管；
6）转移部位的肿瘤细胞休眠或继续生长。

三、微管、微丝可作为肿瘤化疗药物的靶位

抗肿瘤药物一般含有秋水仙碱和长春花碱等化学物质来结合纺锤体，来阻止细胞的增殖。通过观察抗肿瘤药物对微管动力学行为的作用时，发现高浓度时它们可使微管解聚，而低浓度时它们可使稳定微管，很少或根本不伴有微管的解聚。这表明具有抗有丝分裂的药物其抑制细胞增殖和杀死肿瘤细胞的主要机制是稳定纺锤体的微管动力学，而不是使微管解聚或过多聚合。在有丝分裂的中后期抑制细胞分裂，诱导细胞凋亡。【1】
另外，肿瘤细胞迁移过程中需要肌动蛋白的聚合、细胞的黏附、肌球蛋白的收缩等蛋白质的活动，而这些物质的运输都需要靠微管微丝来完成。因此，可以靠破坏微管微丝来阻止这个过程。
四、肿瘤诊断
在细胞中各个结构及其功能都是密切相关的，细胞骨架在细胞增殖和分泌蛋白等方面都有重要的作用。所以，肿瘤的诊断除一般常用诊断方法外，还可以通过检测为细胞骨架的结构是否破坏、组装和分布的异常、微管的解聚等来诊断。

【1】《论细胞骨架与疾病的关系》

第二题：动力学不稳定性造成微管迅速伸长或缩短，请设想一条单一的处于缩短状态的微管。
1.如果它要停止缩短并进入伸长状态，它的末端必须发生什么变化？
微管两端GTP帽 (取决于游离微管蛋白浓度)，微管将继续组装，反之，无GTP帽则解聚。细胞缩短时，是因为微管两端GTP帽无或则较少；进入伸长状态，它的末端必须具有GTP帽
2. 发生这一转换后微管蛋白的浓度有什么变化？
微管伸长时需要消耗微管蛋白，微管不断伸长微管蛋白不断减少知道达到一个平衡浓度，微管解聚速度等于伸长速度。所以这一转换后，微管微管蛋白浓度降低
3.如果溶液中只有GDP而没有GTP，将会发生什么情况？
这种情况下，微管两端的GTP被水解后就没有GTP再结合上去形成GTP帽，没有GTP帽微管将解聚速度大于增长速度，微管缩短。
4.如果溶液中存在不能被水解的GTP类似物，将会发生什么情况？
微管两端一直具有GTP帽导致微管的增长速度一直大于解聚速度，一直处于延长期，导致微管一直延长。