肿瘤基础知识讲课专家讲座.pptx

肿瘤生物学人类癌肿瘤症发生是一个累及多基因改变多步骤复杂过程，统计学资料表明，白血病发生中需要34次不一样基因变异；在实体癌肿瘤发生中可能包括到56次独立基因变异。癌肿瘤症发生即使是一个极为复杂多基因改变过程，但伴随对癌肿瘤基因等肿瘤相关基因认识不停深入必将为我们从根本上说明癌肿瘤症发生机理，以及探索出最为有效治疗路径，奠定坚实基础。1肿瘤基础知识讲课第1页肿瘤发病多阶段模式背景肿瘤发病多阶段模式背景（一）癌变二阶段模式（一）癌变二阶段模式1942年年Berenblum试验试验阈下计量苯并芘处理小鼠皮肤达一年，阈下计量苯并芘处理小鼠皮肤达一年，3/102发生皮肤癌发生皮肤癌苯并芘处理数月接着巴豆油处理，苯并芘处理数月接着巴豆油处理，36/83发生发生皮肤癌皮肤癌先用巴豆油处理数月再加阈下计量苯并芘处理，先用巴豆油处理数月再加阈下计量苯并芘处理，未见肿瘤发生未见肿瘤发生长久用巴豆油处理，偶然可见个别癌变长久用巴豆油处理，偶然可见个别癌变1/106,肿瘤基础知识讲课第2页肿瘤基础知识讲课第3页肿瘤基础知识讲课第4页（二）癌变多阶段学说（二）癌变多阶段学说激发阶段：在理化、生物原因作用下，正常细激发阶段：在理化、生物原因作用下，正常细胞内发生，使细胞取得形成肿瘤细胞克隆潜能，胞内发生，使细胞取得形成肿瘤细胞克隆潜能，一个不可逆遗传性改变过程。一个不可逆遗传性改变过程。促进阶段：在肿瘤发生过程中，开启细胞可能促进阶段：在肿瘤发生过程中，开启细胞可能发生可逆或不可逆性增殖和遗传性改变。发生可逆或不可逆性增殖和遗传性改变。演变阶段：癌变细胞由一个克隆变为新克隆过演变阶段：癌变细胞由一个克隆变为新克隆过程。程。肿瘤基础知识讲课第5页癌症多阶段发生学说癌症多阶段发生学说(multi-stage)肿瘤基础知识讲课第6页肿瘤生物学行为肿瘤细胞生理学是从细胞和分子水平对肿瘤发生发展侵袭和转移进行研究学科。研究表明：人类肿瘤和动物模型观察说明肿瘤发展阶段是经由一个类似达尔文进化过程。在成功遗传变异中，这种或那种类型生长优势造成正常细胞向肿瘤细胞进行性转变。能够以黑色素细胞在组织病理学及临床上转变为黑色素瘤过程可分为五个主要步骤为例，很好诠释统计了肿瘤发生发展过程，连续基因改变赋予细胞生长优势，从而逐步正常细胞转化为癌细胞。肿瘤基础知识讲课第7页肿瘤细胞生物学研究认为这个庞大肿瘤基因体系在恶性生长细胞生理学上表现在八个实质性方面。1.生长信号本身满足2.抑制生长信号钝化3.程序细胞死亡逃避4潜在无限复制性5连续血管生长6组织入侵和转移7.肿瘤好发转移部位探究8.肿瘤免疫等每一个生理学改变。在肿瘤发展中异常能力取得都打破了细胞和组织正常抗癌机制。我们认为这八种功效在大多数可能全部人类肿瘤类型中都普遍存在。这种防御多样性可能能够解释为何肿瘤在人类平均生命期中相对罕见。以下我们逐一介绍，同时举例证实其功效主要性，并阐述这些功效在人类肿瘤中获取路径。肿瘤基础知识讲课第8页肿瘤基础知识讲课第9页生长信号本身满足其中用以获取自足能力三大分子基础是明确：细胞外生长信号改变，跨膜信号传递者改变，细胞内执行通路改变。大多数情况下，一个细胞分泌可溶有丝分裂生长因子来刺激另一个细胞增殖，即：异型性信号路径。然而许多肿瘤细胞能够自我合成生长因子诱发本身反应，从而形成一个正反馈信号循环。肿瘤基础知识讲课第10页细胞外生长因子产生正常细胞在他们从休眠期进入到活跃增殖期前需要取得有丝分裂生长因子（GS）。这些信号经由跨膜受体与明确标识信号分子相结合而传入细胞内，这些信号分子包含：可扩散生长因子、细胞外基质组成成份、细胞与细胞之间粘附/交互分子。据我们所知，没有一个正常细胞能够在刺激因子缺乏情况下繁殖，肿瘤许多致癌基因是采取某种方法模拟正常生长因子而作用。正常细胞大部分经过邻近细胞旁分泌或者全身信号来指导细胞生长，肿瘤细胞总是表现出极少依赖外生长因子。结论就是肿瘤细胞产生许多本身生长因子，而降低依赖正常组织微环境刺激。这种外源性信号依赖丧失严重破坏了组织内不一样细胞正常行为所形成本身平衡。肿瘤基础知识讲课第11页肿瘤细胞环境包含实质细胞如上皮细胞，成纤维细胞和内皮细胞以及大多数肿瘤特征性细胞如淋巴细胞，中性粒细胞，肥大细胞和巨噬细胞等免疫细胞浸润。这些细胞与肿瘤细胞共同进化产生异源性信号并维持后者生长。总之，肿瘤细胞和间质细胞经过相互作用直接或间接影响肿瘤发生发展，成功肿瘤细胞是那些取得使其周围正常细胞释放大量生长刺激因子能力细胞。即产生异源性信号。另外，肿瘤细胞分泌旁分泌因子作用于宿主细胞ECM，创造一个有利微环境。比如，转化生长因子-（TGF）-可诱导血管生成，ECM分子生产，和由成纤维细胞和内皮细胞其它细胞因子生产。简单来说，肿瘤生长是依赖于反应肿瘤细胞旁分泌和自分泌作用，如血管生成因子，生长因子，趋化因子（其诱导趋化性能力），细胞因子，激素，酶，和杀伤原因，这可能会促进或降低肿瘤生长。在进化过程中肿瘤，对其生长信号改变作出反应。旁分泌生长机制是肿瘤早期发展过程中占主导地位。成为抗肿瘤旁分泌生长抑制剂，并取得旁分泌生长促进剂反应。随即，自分泌生长机制变得愈加突出，伴随肿瘤深入发展。中晚期肿瘤，自分泌生长机制可能是更占优势。晚期乳腺癌癌症，比如，失去激素反应。它甚至有可能增加肿瘤完全自主（acrine状态）和独立生长因子和抑制剂。肿瘤基础知识讲课第12页跨膜传感受体超表示为了实现自给自足增加，增加信号通路发生改变。这包括到外生长信号，这些信号跨膜传感器，或细胞内信号转导通路改变，把这些信号转换成自生长信号。在肿瘤发病机理中，把生长刺激因子转换到细胞内部细胞表面受体便是突变靶点。通常运载酪氨酸激酶到细胞质范围生长因子受体，在许多肿瘤中是超表示。受体超表示会使肿瘤细胞对原来不会引发繁殖生长因子周围水平高度敏感。（1997）比如，在胃、脑、和胸部肿瘤中有表皮生长因子受体（EGF-R/erb过分表示，HER2/neu受体在胃癌和乳腺癌中超表示（1987，1988）。另外，过分表示GF受体能够释放配体-依赖信号，后者一样也能够经过受体结构改变来获取,比如：EGF受体截短后变体即缺乏许多细胞内激活要素。肿瘤细胞也能切换受体肿瘤基础知识讲课第13页细胞内信号转导通路改变肿瘤细胞也能切换受体细胞外成份，从而吸引促生长信号。这种细胞表面受体是具用双向功效异型二聚体，它连接了细胞和细胞外基质(ECM)，细胞外受体结合了ECM中特殊成份便能传递信号进入细胞内，从而影响细胞行为，使之从静止转向活跃期和抑制调亡。相反，假如结合失败，将造成细胞运动降低、诱导凋亡、细胞休眠。不论是配体-激活GF受体或是胞外GF受体，一旦与ECM结合后均能够激活SOS-RAS-RAF-MAP激活酶路径取得性GF自足功效中最为复杂机制是经过受体接收了信号后，细胞内通路组成成份改变。SOS-RAS-RAF-MARK在这儿起者中心作用。在大约25%人类肿瘤中，ras蛋白在结构上发生了改变使得促有丝分裂信号能进入细胞，而不需要正常上传信号刺激肿瘤基础知识讲课第14页抗生长信号钝化在正常组织内，各种抑制信号主要用以维持细胞静止和组织自我平衡；这些信号包含可溶性生长抑制剂、嵌入细胞外基质和邻近细胞表面固化抑制剂。如刺激生长信号一样，这些生长抑制信号也与跨膜受体结合，从而传递入细胞内信号通路。肿瘤基础知识讲课第15页抗生长信号钝化生长抑制信号阻断增殖明确路径有2条：细胞被逐出活跃增殖期进入到静止期（G0），当外界信号允许时，能够再返回到增殖状态；或者，细胞将被诱导永久丧失它们增殖潜能。已生存肿瘤要继续发展必须取得逃避这些抑制信号能力，许多使正常细胞对抑制信号起反应通路都和细胞生物钟亲密相关，尤其是支配细胞经过G1期成份，细胞在这个时期轻易受外界环境影响，依据它们感应信息决定是否增殖，静止或永久休眠。在分子水平，许多甚至可能全部抑制信号都有视网膜母细胞瘤蛋白(PRb)以及它两个相关物p107,p130所转运。在低磷状态下，PRb能够阻断增殖通路，改变改编因子E2F功效，这种E2F改编因子控制从G1期到S期基因库表示。为使细胞增殖就必须打破PRb通路，释放E2Fs，从而使细胞对抑制生长因子不敏感。这些抑制生长因子在正常情况下经过PRb通路阻断G1期生长。可溶性信号分子中，TGF被研究最为透彻。不过，我们构想有其它抗生长信号也经过这个路径起作用。TGF作用于很多方面（许多当前仍很含糊）来阻止磷酸化，从而活化PRb；在一些细胞中，TGF能够抑制c-myc基因表示，后者调控机制当前仍不十分清楚;另一更为直接路径是：TGF引发p15ink4b和p21结合从而阻断循环。肿瘤基础知识讲课第16页 细胞在生长因子刺激下，细胞在生长因子刺激下，G1期期cyclin D表示，并与表示，并与CDK4、CDK6结合，使下游蛋白质如结合，使下游蛋白质如Rb磷酸化，磷酸化磷酸化，磷酸化Rb释放出转录因子释放出转录因子E2F，促进许多基因转录，如编码，促进许多基因转录，如编码cyclinE、A和和CDK1基因。基因。肿瘤基础知识讲课第17页抗生长信号钝化PRb信号通路由TGF或一些当前仍不明确因子所操控，这个通路在不一样肿瘤中能够被不一样方法所阻断：1.经过下调或使TGF受体突变进而丧失其对TGF反应；2.细胞内smade4蛋白能够经过配体-激动TGF受体传递信号至下面靶点，而此蛋白（smade4）编码基因突变能够使之被去除；3.编码p15ink4b基因点也能够被去除；4.或者，使CDK4变得对p15ink4b抑制作用不起反应-那是因为：p15中ink4A/B作用区发生了氨基酸置换，从而，CDK4复合物经过磷酸化失活了PRb；最终，这条通路最终靶点-PRb经过其基因突变丧失功效，或者，在DNA病毒诱导肿瘤中，尤其是颈部肿瘤中，PRb功效被病毒致癌蛋白经过一系列路径而去除。(比如，人类乳头状病毒癌蛋白)。另外，肿瘤也能够经过关闭integrin表示，排斥传递抗癌信号粘附分子，吸引传递促生长信号受体来增殖。总之，指向PRb抗癌通路及细胞分裂循环被这么或那样阻断了，以上便组成了肿瘤抑制功效丧失内容和目标。肿瘤基础知识讲课第18页抗生长信号钝化细胞增殖不但仅依靠对生长抑制信号逃避。我们组织也能够经过指令细胞进入永久休眠状态来抑制细胞倍增，其中所利用纷繁复杂机制当前仍不十分清楚，而肿瘤细胞则采取各种方法去逃避这种最终分化。其中一个方法是围绕c-myc致癌基因，这种基因能够编码一个转录因子。正常进程中，myc-max生长刺激作用能够由另一个复合物max-mad所替换，后者便能够产生分化-诱导信号。但在许多肿瘤组织中却发觉c-myc癌蛋白表示过分，并能够逆转这个进程，致使平衡指向生成myc-max复合物方向，从而减弱了分化。比如，在人类肠道肿瘤中，APC/通路失活阻断了肠道滤泡细胞进入分化、休眠状态进程。相同，禽类有核红细胞增多症产生中，致癌基因便对红细胞不可逆分化起妨碍作用，肿瘤基础知识讲课第19页抗生长信号钝化即使抑制生长，促分化信号组成等问题仍不十分清楚，不过抑制生长信号通路是一定存在，而肿瘤发展必须抑制它发生肿瘤基础知识讲课第20页逃避调亡肿瘤无限生长能力，不但由肿瘤增殖频率决定，同时也由细胞死亡率决定。细胞程序性死亡-调往-是细胞死亡主要路径。这些证据主要是在小鼠模型、细胞培养、以及人类肿瘤活检物描述分析中积累起来。取得性地抑制调亡能力是大多数甚至可能是全部肿瘤特征。过去10年积累研究表明调亡程序潜存于几乎全部人体细胞中。一旦一系列生物学信号被激发，这个程序便会在精准安排好一系列步骤中打开，从而造成：细胞膜打散了、胞质胞核骨架坍塌了、细胞质流出、细胞核碎裂了、染色体降解了，全部这些在30120分钟内完成；最终，这个枯竭细胞残体被邻近细胞所吞噬、消失，这个过程通常在24小时内结束肿瘤基础知识讲课第21页凋亡机制调亡机制大致分成两个部分：感受器和效应器。感受器感受细胞内外环境判断是否正常状态从而决定一个细胞是生存还是死亡；这些信号调整另一个组成部分（效应器）它功效便是执行调亡。感受器包含存活/死亡信号因子、细胞表面受体两部分，这种受体/配体组合包含：IGF-1/IGF-2及它们受体IGF-1R,IL-3及它受体IL-3R，他们传递生存信号;死亡信号则由FAS/FAS-R,TNFTNF-R1组成。细胞内感应器协调细胞稳态，当觉察到异常时便激活死亡通路。这些异常情况包含：损伤、致癌基因激发不平衡信号、生存因子不充分、缺氧。大多数细胞生存主要由细胞内、细胞间粘附生存因子所传递，他们缺失便会诱导调亡。不论是可溶还是固定调亡调整信号，它们都是组织生存一个需要，用以维持组织细胞处于正常结构形态中。肿瘤基础知识讲课第22页许多诱发调亡信号会聚到线粒体上，后者能够释放细胞色素C-一个有力凋亡催化剂-是对促调亡信号反馈；1.Bcl-2家族蛋白组员现有促调亡也用抑制调亡功效，它们主要经过细胞色素c释放来操控线粒体死亡信号；2.p53肿瘤抑制蛋白经过上调促调亡Bax基因表示来诱导调亡，其基因是在感受到损伤后起反应,接着激活线粒体释放细胞色素c。调亡效应器主要包含一系列caspases相关蛋白酶，两个门控caspases8/9各自由死亡受体如fas或线粒体所释放细胞色素c所活化。这些近端caspases进而激发一系列效应caspases活性来执行死亡程序：选择性摧毁细胞构架，细胞器以及基因。如TNF系列-凋亡路径开启-caspases8相关蛋白酶-线粒体释放细胞色素c-caspases9-caspases3相关蛋白酶-开启真正凋亡机制肿瘤基础知识讲课第23页凋亡抗屏障理论调亡可能是抑制肿瘤一个屏障最先是在1972年提出，当初kerr,Wyllie,Currie形容细胞群中这种强大凋亡机制发展快速，激素-依赖型淋巴滤泡瘤中经过染色体易位引发上调机制Bcl-2致癌基因发觉开辟了肿瘤调亡在分子学水平研究。当Bcl-2基因和myc致癌基因共同表示时，它便能促进B淋巴细胞形成，在单Bcl-2转基因小鼠中，50%偶发淋巴瘤出现体壁易位，从而激活c-myc，选择性加强淋巴瘤基因中c-myc和Bcl-2得上调。对成纤维细胞（少血清培养）中myc致癌基因作用研究使myc/Bcl-2相互作用机制得到更深入发展，少浆液myc-表示细胞能够广泛诱导调亡；调亡能够经过外源存活信号，过分表示Bcl-2或Bcl-xl相关蛋白或是经过fas死亡信号通路打断发生终止，总之，数据显示过分表示致癌基因能够激发调亡程序，从而去除致癌基因得到活化细胞，这个机制可能是突变细胞能不停被人体所淘汰主要路径。肿瘤基础知识讲课第24页能够经过其它例证来证实调亡作为抗癌屏障理论：脉络膜细胞中PRb肿瘤抑制蛋白功效失活转基因小鼠，丧失了调亡能力从而使迟缓生长微小肿瘤得到迅猛发展。凋亡信号通路中另一个成份：p53肿瘤抑制蛋白失活将造成快速生长肿瘤只保留一小部分调亡细胞。而细胞外存活因子作用由易发生胰岛癌转基因小鼠疾病进展试验来证实：IGF-2基因表示能够活化肿瘤生长通路，假如把小鼠中IGF-2基因去除，肿瘤生长和进展能力将被减弱，这种IGF-2基因缺失肿瘤表型相对较小，有良性倾向且有较高凋亡率，而且IGF-2缺失并不影响细胞增殖，从而有力证实了它是一个抑制调亡生存因子。总之，这些研究均表明改变调亡机制组成成份能够戏剧化影响肿瘤生长动力学，为调亡在肿瘤发展中抑制作用奠定了理论基础。肿瘤基础知识讲课第25页凋亡抑制肿瘤经过各种不一样路径抑制调亡。最常见是p53肿瘤抑制基因突变，从而造成它产物p53蛋白功效丧失。在超出50%人类肿瘤中能够观察到感应DNA损伤一个关键性成份丢失了，从而无法诱导下一步凋亡效应连锁反应。除此之外，缺氧、致癌基因过分表示等异常现象所激发异常信号也部分经过p53转运进入调亡机制。所以p53功效丧失后这些促调亡信号强度也被减弱。另外，传递抗调亡信号P13激酶AKT/PKB通路也可能妨碍调亡路径，这个存活信号通路能够经过各种路径被活化，如：细胞外因子、IGF-1/2或IL-3；细胞内由RAS释放信号；肿瘤抑制蛋白PTEN一个能够减弱AKT生存信号磷脂酸合成酶，它功效缺失。最近，经过对许多肺癌、直肠癌细胞研究，发觉了一个去除fas死亡信号机制，即：一个吸引fas配体模拟受体被上调了，这种受体无法传递死亡信号，从而使诱导死亡信号无法和fas受体相结合。我们猜测几乎全部肿瘤细胞中均隐匿着能抑制调亡改变。肿瘤基础知识讲课第26页无限复制潜能生长信号本身满足、抑制生长信号钝化以及抗调亡机制均能经过周围环境中信号传递造成细胞生长程序松解。理论上，这种失调增殖程序能使细胞群生长到达肉眼可视巨大肿瘤。但过去30年研究表明：这种取得性细胞/细胞之间信号打乱并不能确保细胞无限生长。几乎所用哺乳类细胞都携带一个内在细胞自主程序以限制本身倍增。这种程序运作并不依赖上面所提到细胞/细胞间信号传递通路。所以，必须打破这种程序才使得细胞克隆生长到达宏观危及生命程度。肿瘤基础知识讲课第27页研究背景Hayflick等早期研究工作证实培养细胞均只有有限复制潜能，一旦这些细胞增殖超出一定数量，他们便会停顿生长而进入到衰退阶段。如培养成纤维细胞在失活了PRb、p53肿瘤抑制蛋白后能够连续倍增直到他们碰到另一个危机状态。这种危机状态特征便是：巨型细胞死亡、染色体末端融合后核型混乱。也有偶发变形细胞，这些细胞取得无限倍增能力。大多数培养繁殖肿瘤细胞都能不停生长，这意味着无限复制潜能是肿瘤生长所取得一个表型，这种表型对于维持恶性生长非常主要。研究结果表明在肿瘤多阶梯生长过程中某个阶段，癌前期细胞群逐步浩竭了倍增所允许资源，为了继续完成它们癌变过程，只有突破死亡屏障取得无限复制潜能。肿瘤基础知识讲课第28页端粒学说过去10年中便发觉了细胞繁殖计数装置-端粒-染色体末端，它由成千一小段6bp重复序列组成。每一次细胞复制均会从染色体末端丢失一段长度50100bp端粒，从而来计算复制倍数。染色体能够不停缩短原因是DNA聚合酶无法在s期同时复制染色体三个末端。这么，经过不停复制循环逐步侵蚀端粒，最终造成它们丧失保护末端染色体能力。这种不受保护染色体末端便会发生端-端融合，引发核型紊乱，从而不可防止造成死亡。几乎在全部恶性细胞中均能够发觉端粒修复机制，85%90%肿瘤成功经过上调端粒合成酶表示来完成修复。这种酶在端粒末端重复增加序列；而另一些肿瘤经过活化某条通路产生ALT，ALT能够在染色体相互交换序列信息时保留端粒。总之，经过这种或那种机制，使得端粒保持在关键阈值上一定高度内，从而允许了细胞无限复制。以上这两种机制在大多数正常细胞中均被抑制，以防止发生无限复制。肿瘤基础知识讲课第29页端粒研究背景端粒保持细胞永生作用能够经过细胞内酶异位表示直接证实，那里它能够传递无限复制潜能给一系列早期正常未衰退细胞，进而，提供了这种酶后通道细胞将能继续增殖而不见面临这种生存危机。另外一些关于肿瘤保持端粒主要性线索来自于对端粒功效缺失小鼠研究。比如，缺失了细胞循环抑制剂p15ink4A小鼠在受到致癌基因攻击时会有发生肿瘤倾向，这里肿瘤发生是因为端粒酶活性上升。不过，当把致癌基因整合到缺乏端粒酶一样p15ink4A-无效小鼠中时，肿瘤发生率显著降低了，同时可见端粒缩短、核型混乱，这些便防止了肿瘤发生。经过以上研究，有些人可能会认为衰退即是一个调亡，是一个保护性机制，这种机制能够经过端粒截断或是生长信号紊乱驱使迷乱细胞不可逆进入像G0期那样状态。肿瘤基础知识讲课第30页图：比较造血干细胞发育与白血病转化时细胞自我更新 正常干细胞自我更新通路是肿瘤性增殖开启点，癌症是一个自我更新异常疾病。假说假说：肿瘤基础知识讲课第31页(1)自我更新机制方面相同性：正常干细胞和肿瘤干细胞都富有自我更新能力;(2)正常干细胞和肿瘤源性细胞都含有广泛增殖和形成新生组织(正常或不正常)能力,瘤体和正常组织都是由许多不一样表型和增殖潜力细胞组成。干细胞与癌症细胞生物学联络干细胞与癌症细胞生物学联络干细胞与癌症细胞生物学联络干细胞与癌症细胞生物学联络：这也是癌症干细胞概念提出出发点 肿瘤基础知识讲课第32页图：正常干细胞发育与转化调整自我更新信号通路 调控干细胞自我更新和癌症细胞增殖共同分子机制：调控干细胞自我更新和癌症细胞增殖共同分子机制：Wint信号信号通路通路：Shh信号信号通路：通路：Notch信号信号通路：通路：肿瘤基础知识讲课第33页持久血管生成血液所提供氧气和营养物质对维持细胞功效和生存至关主要，几乎全部细胞必须有100m毛细血管分布才能生存。在器官发生过程中，经过对应血管和间质生长来确保其需求。组织一旦形成，新生血管生长即被快速而精密调控了。因为这种对周围毛细血管依赖性，似乎认为组织中增殖细胞含有促血管生成本能，但事实并非如此，处于迷乱生长中细胞最初是缺乏生成血管能力，这么能够削减它们向外扩展能力。为了到达较大体积，早期新生物必须发展生成血管能力。一正一负两种信号相互抗衡着，勉励或阻断血管生成。这些信号一部分是由可溶因子/受体所传递，其中受体存在于内皮细胞表面；而另一部分，参加细胞/细胞间信号传递受体和粘附分子，一样起着关键作用。肿瘤基础知识讲课第34页比如：血管生成刺激信号包含血管内皮生长因子（VEGF）和酸性/碱性成纤维细胞生长因子（FGF1/2）,二者均与内皮细胞酪氨酸激酶受体相结合；而血管生成抑制剂原型是血栓激酶-1，它能够和一个内皮细胞跨膜受体CD36相结合，后者能与细胞内酪氨酸激酶受体相连。当前已知血管生成诱导因子以及血管生成抑制因子有20各种。Integrin信号一样对这个平衡调整起作用，静止血管表示一个受体，而生长中血管表示另一个。对后者受体信号干扰能够抑制血管生成，强调了细胞粘附作用对血管生成主要性。细胞外蛋白激酶与促血管生长胞外受体相结合，二者均能支配表皮细胞血管生成侵袭能力。试验证实：诱导和维持血管生长在肿瘤中是普遍而且必须。早在30年前，folkman及其同事就经过活体判定证实了血管生成对于肿瘤突发性生长必要性。分子学证实方面,比如：抗VEGF抗体已被证实能减弱新生血管生成以及小鼠皮下肿瘤生长；一样VEGF受体2也有类似作用，两着均在后期临床试验中诱导了VEFG/VEGF-R抑制剂发展。肿瘤基础知识讲课第35页肿瘤经过改变血管生成诱导剂及抑制剂之间平衡来激活血管生成阀门，一个较普遍方法是经过改变基因转入而上调这种平衡，比如：相对于正常组织许多肿瘤组织被证实VEGF、FGFS表示增多。另首先，内源型抑制剂，如：-干扰素则被下调。在一些肿瘤中这两种改变同时发生，相互联络。肿瘤基础知识讲课第36页比如，打开处于休眠状态人类免疫功效低下小鼠开关后小鼠快速增加肿瘤相关血管生成基因表示增多。最有说服力是与抗VEGF抗体临床研究结果，贝伐单抗（商品名Avastin）-第一个血管新生抑制剂，由美国食品和药品管理局同意（FDA）用于治疗大肠癌。贝伐单抗显著延长晚期癌症患者生存率。一样，一个显性干扰血管内皮生长因子受体2版本已被证实在小鼠皮下肿瘤新生血管形成和生长损害。肿瘤基础知识讲课第37页调控血管生成之间平衡机制依然没有完全清楚。有报道发觉在一些细胞类型中p53肿瘤抑制蛋白上调了血管生成抑制剂thrombospordin-1。p53功效缺失将造成水平下降，从而释放对内皮细胞抑制效应。VEGF基因一样受复杂基因转录所调控，比如：在一些肿瘤中，RAS致癌基因活化或是VHL肿瘤抑制基因下调均可引发VEGF表示增加。另一个调整方法是利用蛋白激酶，后者能够调控血管生成活化剂/抑制剂生物利用度。一系列蛋白激酶能够释放ECM中储备Bfgf(纤维细胞生长因子)；然而纤维蛋白溶酶，一个凝血系统促血管生成物，能够本身分裂而成为血管生成抑制剂。这种促进/抑制血管生成信号分子共同表示，以及蛋白激酶对其调解均反应了：正常组织中血管生成调控和完整性复杂平衡机制。肿瘤基础知识讲课第38页肿瘤血管生成开启及调控Folkman等分别观察了三种不一样转基因小鼠模型在肿瘤形成过程中开启血管生成模式和发生机制。如小鼠鳞状细胞癌发生模型，增生期真皮下有少许血管生成，异型增生期血管生成显著增多，丰富毛细血管排列于基底膜下；至侵袭性鳞癌期，肿瘤细胞突破基底膜向深层侵袭，呈高度血管化。类似现象也见于胰岛细胞癌和纤维肉瘤模型。Folkman等认为，血管生成在肿瘤形成时就已开启，并与组织高度增生到肿瘤转移相关。肿瘤基础知识讲课第39页然而，肿瘤血管生成是一个极其复杂过程，包含然而，肿瘤血管生成是一个极其复杂过程，包含选择性降解血管基底膜和周围细胞外间质、内皮选择性降解血管基底膜和周围细胞外间质、内皮细胞分裂、游走和增殖，这些过程受血管生成诱细胞分裂、游走和增殖，这些过程受血管生成诱导剂和抑制剂调整。影响血管生成因子源于肿瘤导剂和抑制剂调整。影响血管生成因子源于肿瘤细胞及巨噬细胞和成纤维细胞等浸润细胞，它们细胞及巨噬细胞和成纤维细胞等浸润细胞，它们分泌产物激活巨噬细胞，能影响各个阶段血管生分泌产物激活巨噬细胞，能影响各个阶段血管生成。巨噬细胞激活过程有些是缺氧所介导。大量成。巨噬细胞激活过程有些是缺氧所介导。大量巨噬细胞出现一系列血管生成相关病理状态，如巨噬细胞出现一系列血管生成相关病理状态，如在肿瘤生长早期会出现大量巨噬细胞，肿瘤相关在肿瘤生长早期会出现大量巨噬细胞，肿瘤相关巨噬细胞能引发肿瘤血管生成显著增加，并与疾巨噬细胞能引发肿瘤血管生成显著增加，并与疾病预后直接相关。病预后直接相关。肿瘤基础知识讲课第40页肿瘤侵袭与转移在大多数肿瘤发展进程中，或早或晚，肿瘤主体会释放先锋细胞去侵犯邻近组织，或是，转移到他们能成功建立新克隆远处器官。这种远处定居-转移-是大约90%肿瘤引发死亡原因，是肿瘤细胞能够脱离原发肿块而在人体新地带产生克隆。在肿瘤细胞与宿主正常支持细胞相互联合下生长起来。如原发肿瘤形成一样，成功侵袭和转移一样依靠以上五种取得性功效。不过，其它细胞发生了怎样改变才使得肿瘤癌变过程中这些能力得到满足呢？肿瘤基础知识讲课第41页侵袭和转移机制是经过一系列物理改变使他们细胞与周围环境及细胞外蛋白酶活化联络起来。含有侵袭和转移能力细胞里，一些使细胞束缚于本身环境中相关蛋白发生了改变，这些受到影响蛋白包含：细胞/细胞间黏附分子（CAMS）-尤其是免疫球蛋白技钙依赖蛋白家族组员，二者均参加细胞/细胞间相互反应，同时作用与细胞外受体，从而使细胞与外界发生联络。值得指出是全部这些黏附反应均须传递调整信号进入细胞内。肿瘤基础知识讲课第42页E钙蛋白E-钙蛋白是一个在内皮细胞中广泛表示决定同原细胞间相互作用分子。邻近细胞以E-钙蛋白作为桥梁，连接后，便能经过胞浆与-catenin接触，传递生长抑制等信号进入细胞内信号通路，这个通路包含Lef/Tcf转录因子。在许多肿瘤中内皮细胞丧失了E-钙蛋白功效。它机制包含：E-钙蛋白或-catenin基因突变失活、转录失败或是细胞外钙蛋白水解。假如迫使培养肿瘤细胞、转基因小鼠肿瘤表示E-钙蛋白将减弱侵袭和转移倾向；相反，干扰了E-钙蛋白则加强了侵袭和转移这两种功效。因而，E-钙蛋白抑制了肿瘤内皮细胞侵袭和转移能力，他功效丧失是取得侵袭和转移功效关键性步骤。肿瘤基础知识讲课第43页CAMs细胞粘附分子免疫球蛋白大家族中，CAMS表示改变一样在侵袭和转移过程中起着至关主要作用。相关N-CAM最明确例子：在WILMS肿瘤、神经细胞瘤以及小细胞肺癌中N-CAM低域值表示能够使高度黏附形式转变成低黏附（甚至相互排斥）形式，一样，在侵袭性胰腺癌和直肠癌中N-CAM表示也全方面降低。转基因小鼠试验亦支持N-CAM这个观点，即：N-CAM异常黏附形式对抑制肿瘤转移含有主要作用。肿瘤基础知识讲课第44页整合素表示改变Integrin表示改变一样对细胞侵袭和转移十分主要。肿瘤细胞在他们侵袭和转移旅途中改变了组织微环境，即代表了新基质成份。对应，要在新地方（不论是邻近还是远处）成功克隆都需要一个适应能力。这种适应力是经过提升游走细胞所释放受体-谱来取得。这些新置换产生不一样受体亚型（超出22种），这些亚型有明确基质优先性。所以，经过吸引正常表皮中ECM受体转变成优先结合降解机制产物受体，是肿瘤细胞发生侵袭现象。肿瘤基础知识讲课第45页受体改变学说试图用一小部分机制原理来解释受体细胞生物效应是很困难，因为已经很多受体基因类型，有甚至更多结合了不一样受体亚单位异型受体，还有这些受体细胞内成份所分泌复杂信号。不过毫无疑问地这些受体在获取侵袭/转移能力中起着主要作用。肿瘤基础知识讲课第46页细胞外蛋白酶类改变蛋白激酶基因上调了，蛋白激酶抑制剂基因下调了，以及未活化蛋白激酶原转变成活化了蛋白激酶。基质-降解蛋白酶经过某一跨膜区域，或是专门蛋白酶受体/integrin特异性与细胞表面结合。有些人构想，细胞表面活化蛋白酶截短后便能够使肿瘤细胞进入到周围基质，进而穿过血管，经过正常内皮细胞屏障，从而发生侵袭。尽管极难完全证实：这些特殊蛋白酶单独便能使肿瘤含有侵袭/转移功效。但经过他们在其它一些取得性功效中作用（比如，血管生成，生长信号等），最少说明他们能够直接或间接使肿瘤获取侵袭/转移能力。肿瘤基础知识讲课第47页从多样细胞类型中发觉了相关蛋白酶表示和作用更广泛复合物。在许多肿瘤中：基质-降解蛋白不但从肿瘤表皮细胞中产生，也能够从基质细胞和炎性细胞中取得。一旦被这些细胞释放，他们便被肿瘤细胞所利用。比如：某种肿瘤细胞在和基质细胞共同培养后能够诱导出UPA表示，UPA便能和癌细胞上UPA-R相结合，介导肿瘤侵袭与转移。肿瘤基础知识讲课第48页总结活化蛋白酶以及由钙蛋白、CAMS、integrins组成特异体很显然是获取侵袭/转移功效关键步骤。不过，支配这些步骤调整通路分子机制依然不十分清楚。而且，当前看来他们会伴随组织改变而改变。这种侵袭/转移取得性功效代表了肿瘤探索中最终一个重大领域。我们构想，伴随分析技术水平不停发展，很快便能对不一样肿瘤中蛋白酶、integrins、cam有一个易于了解介绍。进而，不论在哪种肿瘤类型中，不论在取得侵袭/转移能力前或后，都能够经过利用新侵袭/转移分子学理论来发展有效治疗方法。肿瘤基础知识讲课第49页肿瘤转移靶器官特异性机制肿瘤器官特异性转移基本观点早在1889年,StepPaget就在“TheLancet”杂志上发表论文,分析肿瘤患者病死临床资料,寻找调整转移原因,第一次提出转移器官分布不是一个简单机会问题。不一样类型肿瘤含有在特定器官形成转移特征,并认为这些转移模式是“种子”依赖于“土壤”结果,即转移仅仅发生在“种子”(含有转移能力一些肿瘤细胞)和“土壤”(提供有利于种子生长继发器官)相容情形。肿瘤基础知识讲课第50页影响肿瘤转移原因：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、微环境肿瘤基础知识讲课第51页粘附分子种类：钙黏着素整合素免疫球蛋白类选择素类肿瘤基础知识讲课第52页与肿瘤细胞侵袭转移相关部分整合素整合素肿瘤类型肿瘤中改变21乳腺癌、肺癌增加或降低41黑色素瘤增加51乳腺癌、小细胞肺癌降低71黑色素瘤增加v3黑色素瘤、乳腺癌增加或降低IIb3黑色素瘤增加61结肠癌增加64乳腺癌增加或降低41胃癌增加肿瘤基础知识讲课第53页基质金属蛋白酶及其抑制因子间质胶原酶（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，还能够降解、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蛋白多糖和糖蛋白，如纤维连接蛋白（FN）、层黏连蛋白(LN)等。另外，基质溶解素对胶原作用不一样于间质胶原酶间质和胶原酶，他们能降解、型胶原非螺旋区及型胶原氨基末端。膜型金属蛋白酶（Membrane-type MMPs,MT-MMPs）,当前已发觉四种，包含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细胞膜上，是MMP受体，也是MMP激活剂，还能够降解、型胶原和FN，其表示受刀豆蛋白、癌基因等原因调解。肿瘤基础知识讲课第54页自paget种子土壤学说后，深入研究证实了这一点。比如，恶性黑色素瘤转移到大脑，但眼恶性黑色素瘤频繁转移到肝脏；前列腺癌骨转移和结肠癌肝转移。即使部分转移扩散是由循环模式，但保留扩散肿瘤细胞在远处器官特异性表明存在特定分子间相互作用。从分子生物学方面研究提供一些理论来解释肿瘤细胞靶器官特异性。肿瘤基础知识讲课第55页肿瘤转移特异性之生长因子理论肿瘤细胞在血液或淋巴管运行过程中碰到具备与原部位相同大量浓度生长因子时，此转移靶器官含有适应肿瘤细胞生长条件并使其在其大量生长。不过这种情况是只有那些找到大量有利生长因子前提下进行。比如，转铁蛋白除了有铁输送功效之外还有提供促进细胞有丝分裂性质细胞生长所需ferroproteins亚铁蛋白功效。在肺，骨，脑中转铁蛋白浓度显著增高，转移性肿瘤细胞与转铁蛋白受体水平升高相关联。肿瘤基础知识讲课第56页们将HCC(人结肠癌)肿瘤细胞给裸小鼠皮下移植后再行部肝切除。使肝再生可显著刺激皮下移植HCC细胞生长，而施行肾部分切除却对HCC细胞生长无刺激作用。这说明转移癌细胞能够对其来源组织或有转移特异性器官由正常细胞产生一些生长因子起反应。肿瘤基础知识讲课第57页粘附理论肿瘤转移虽各有其生物特点，但它们侵袭转移多与Ecadherin及其相关通路因子调整有亲密关联。当前，黏附分子与肿瘤器官特异性转移机相关。因为转移瘤细胞高表示靶器官内皮细胞产生粘附分子配体，而且它们与内皮细胞间粘附反应在很大程度上类似炎症时白细胞与内皮细胞反应，因而人们提出“对接连接一锁定连接”假说。肿瘤基础知识讲课第58页粘附理论这一假说认为，特异肿瘤细胞与靶器官内皮细胞粘附包括了两个相互依赖却又完全不一样步骤，对接时相肿瘤细胞与内皮细胞连接是由相对弱小及短暂粘附机制介导，这一时相连接主要是糖糖和或糖一蛋白质之间相互作用，参加此反应粘附分子可能包含选择素或类似分子；而锁定时相粘附，是由活化、独立整合素介导。这两个阶段粘附反应完成在很大程度上决定肿瘤细胞特异性粘附及器官特异性转移肿瘤基础知识讲课第59页粘附理论另外，肿瘤细胞对靶器官内皮下基质含有特异性粘附作用，这种特异性可能与不一样器官细胞外基质成份含有异质性相关。瘤细胞转移能力还与细胞外基质有着不尽相同亲密关系。高转移瘤细胞对层粘素和型胶原亲和力较大，所产生层粘素及含有细胞表面层黏素受体也比低转移瘤细胞多。同时，它还能产生型胶原酶，其活性与转移行为呈平行关系。层粘素和型胶原酶是基膜组成成份，癌细胞转移时必须穿过基膜，这可能是高转移细胞易于转移原因之一。肿瘤基础知识讲课第60页细胞趋化因子理论最近研究表明：肿瘤细胞表示特定趋化因子受体，而其转移好发部位高表示对应配体，后者对肿瘤细胞有化学趋向性，由此形成了不一样于土壤种子理论肿瘤细胞定向转移“归巢”理论。这一理论提醒：经过干预受体与配体间相互作用，可能作为抗肿瘤转移治疗新路径。肿瘤基础知识讲课第61页趋化家族趋化因子是一类促炎多肽细胞因子超家族，能使细胞发生趋化运动小分子细胞因子，研究发觉趋化因子对各种细胞包含内皮细胞、肿瘤细胞也有作用趋化因子分为4个亚家族。趋化因子受体是一类表示于不一样类细胞表面含有7个跨膜区G蛋白偶联受体。依据其配体特征对应将其分为CXC、CC、C、CX3R类受体。肿瘤基础知识讲课第62页CXCL12是趋化因子CXC亚家族组员，也被称为基质细胞衍子CXCR4CXCL12(SDF一1)唯一受体。CXCL12(SDF一1)CXCR4参加人类一些细胞移动。在胎肝中发育和经骨髓移植造血干细胞逐步“归巢”于骨髓过程中，CxCL12CxCR4起了主要作用。肿瘤基础知识讲课第63页，Muller等首先发觉在乳腺癌细胞系、乳