２０１２年第２９期 科技胃向导 ◇高教论述◇ 癌细胞分子机理的研究进展 马越 （中北大学化工与环境学院 山西太原０３００５１） 【摘要】癌细胞分子机理是生命科学中最重要的研究领域之一。癌基因一直是当今肿瘤基础和应用研究方面的中心课题。人们从癌基因 激活表达．癌基因协作，癌基因表达调控等方面入手，了解到细胞癌变的分子基础，为癌症的诊断和治疗，开辟了新的视野。本文试从癌基因入 手．从细胞生物学和分子生物学等角度，就细胞癌变研究较活跃的几个方面内容综述如下。 【关键词】癌基因；癌基因激活表达；癌基因协作；癌基因表达调控 癌细胞的特点是细胞无控制的增殖和生长，不分化，丧失正常的 接触抑制能力．并在体内出现浸染性的转移。针对细胞癌变，许多学者 提出假说来解释细胞癌变的原理．如化学致癌假说、病毒致癌假说等 等 癌基因在细胞癌变中的作用并不是孤立的，必须考虑癌基因调控 以及表达活性的激活和表达产物对细胞多酶体系的作用等一系列问 题．因此在基因水平上阐明癌变原理比单从形态或表形来考虑要复杂 得多 本文从癌基因人手．从细胞生物学和分子生物学等角度，用通俗 易懂的语言．就当前细胞癌变研究较活跃的几个方面内容作了综述。 为广大读者认识癌症和防止癌变提供一定的理论知识。 １．癌基因的激活机理 正常细胞中存在着癌基因．但得癌者毕竟是极少数，这说明在一 般情况下癌基因是不活动的 据观察．在正常细胞中各种癌基因的表 达产物的量极低甚至检测不出来．而在癌细胞中某种癌基因的表达产 物的量以数十数百倍计增加．看来细胞癌变首先需要癌基因的激活表 达 最初提出的一种癌基因激活机理叫促进子（Ｐｒｏｍｏｔｅｒ）插入致癌模 式 有人认为在正常细胞中癌基因是以原癌基因状态存在着．可能经 点突变的刺激开始活化变为活泼的癌基因 从而证实。虽然有的癌基 因确实存在多态性．不过其出现频率较低 至于癌基因的多态性是否 使癌细胞对癌变因素变得敏感起来．目前还不得而知。 癌基因的协作问题．是多年争论焦点 从肿瘤临床和病理过程来 看，癌组织的形成需要一个较长的发展过程．其中包括癌前期（增生 期）．癌变期和癌形成期等。按照这个时间表，有理由认为细胞癌变是 经过多阶段变化过程完成的．这实际上是由于细胞在处理外环境中的 有害因素或不测因素发生差错．而使错误逐渐累积及恶性循环造成的 后果。 ２．癌基因产物的功能 已知癌基因的产物种类主要有四类：酪氨酸特异性蛋白激酶、膜 糖蛋白、结构蛋白和核内结合蛋白。研究最多的是第一类产物的作用。 如ｓｒｃ、ａｂｌ、ｔｐｓ和ｔｅｓ等癌基因的产物都是酪氨酸特异性蛋白激酶．以 ｓｒｃ产物（称为ＰＰ６０）为例。具有酪氨酸激酶活性的ＰＰ６０Ｓｒｃ能使磷脂 酰肌醇磷酸化，增加聚磷酸肌醇的形成，后者经酶解后形成１、４、５三 磷酸肌醇和二酰基甘油。二酰基甘油（ＤＧ）是蛋白激酶Ｃ（ＰＫＣ）的激活 剂．它可通过活化ＰＫＣ引起一系列信号刺激反应．参与细胞增殖和癌 化的调控。ＰＫＣ参与了细胞形态变化、ＤＮＡ复制、细胞分化等多种生 理功能调节；它可激活与增殖有关的原癌基因表达，如ｃ—ｆｂｓ，ｃ—ｉｕｎ，ｃ— ｍｙｃ等；并可通过影响有关的转录因子的作用．在ＤＮＡ合成和增殖调 控中发挥作用。 多种癌基因的表达产物具有蛋白质酪氨酸激酶活性并参与肿瘤 形成过程．提示蛋白质磷酸酪氨酸磷酸酶可能抑制肿瘤形成 此外．还有一种癌基因的产物是细胞膜上糖蛋白．膜表面糖蛋白 是接受外界信息的关键部位之一 有关癌基因与生长因子的研究．是当今细胞癌变领域的热点 生 长因子是促进细胞分裂和增殖的物质．这对于细胞转化是一个需要考 虑的因素．癌基因通过生长因子一生长因子受体一细胞内信息传递途 径的作用很可能在诱导细胞癌变中起重要的作用．因为这一条信息传 递线路不仅会接受异常信息．而且还会干扰和破坏正常的信息传递和 对异常信息起二级三级或多级放大作用．从而使细胞无法按正常的信 息指令行事。 ３．癌基因表达的调控 癌基因的开放和表达．是细胞癌变的一个必要前提条件 与其他 基因一样．癌基因的表达亦应受到严格调控．一旦失去正常的调控就 会导致严重后果．最明显的事实就是细胞癌基因的高度保守性 所谓 保守性．是指癌基因从人类进化的最早期至今一直都被保留着。众所 周知．人和其他生物在进化过程中都会不断丢弃不利因素。发扬有利 因素．使自己变得更加适应环境。癌基因为什么历经漫长的进化变革 过程而经久不衰呢？有些学者发现，某些癌基因确实在正常生理过程 的某些阶段起重要作用。最好的例子是胚胎发育和肝再生。在人足孕 胎膜和羊水细胞中以及胎盘和滋养层细胞中．某些癌基因高度表达， 这对于营养胎儿．保证胎儿快速生长是必要的．但具有严格的细胞类 型特异性 这时期．如果这些癌基因在纤维母细胞或其他细胞中高度 表达．则会引起骨肉瘤和纤维母细胞转化。基因的丢失可引起肿瘤的 发生 假设每个细胞含有“转化”基因，在胚胎发育过程中表达活跃，但 在分化过程中 则被“阻扼基因”或“调控基因”所阻扼。阻扼基因两个 拷贝的丢失，使得转化基因不断表达，结果引起癌变，产生肿瘤。 如上所述．癌基因的点突变．高度表达，正调控因子的活化，负调 控因子的失活或丢失．以及负调控序列的发现等都与细胞转化与癌变 有密切关系最近又兴起一种杂交捕捉新技术，即采用反意ＤＮＡ、ＲＮＡ 来选择性抑制细胞增殖有关的基因表达和干扰它们功能。 ４．细胞癌变与凋亡 一般认为癌症的发生与肿瘤细胞逃脱细胞凋亡有关。突变的ｐｓ一２ 基因具有促进细胞凋亡的作用［３１．而ｐｓ一２的羧基端具有抗细胞凋亡的 作用 。鼠肝中１—３ｋｂｍＲＮＡ表达产物称之为ｐｓ一２ ｓｈ０ｒｔ（ｐｓ－２ｓ），它对 于ｐｓ一２羧基端的１５１个氨基酸残基（Ｍｅｔ２９８一ＩＬｃ ），它可以由ｐｓ一２经 蛋白裂解产生．研究显示ｐｓ一２ｓ能够拮抗内０【肿瘤坏死因子和抗Ｆａｓ 抗体诱导的细胞凋亡Ｉｓ１ 肝癌细胞逃脱细胞凋亡很可能与１—３ｋｂ ｍＲＮＡ的高表达有关 就肝癌的形成而言．使细胞从静止进入恶性增 殖．ｐｓ一２基因起着关键性作用。 在细胞凋亡发生的正向调控研究中．近几年有望获得突破的相关 工作可能并非是对凋亡信号传导必需元件的直接调控，而是通过对泛 素蛋白晶体酶解通路（ｕｂｉｑｕｉｔｉｎ—ｐｒｏｔｅａｓｏｍｔ ｐａｔｈｗａｙ．简称泛素通路）的 有效阻断而实现的 泛素通路是细胞内通过ＡＴＷ泛素依赖或非依赖 的蛋白酶解机制快速降解并处理蛋白的一种非溶酶体工具 它主要降 解大量半衰期较短的调节因子．包括细胞生长和分化的调节因子和一 些转录因子，如ｐ５３，Ｇ１和ｓ期细胞周期蛋白类（ｃｖｃｌｉｎｓ）以及ｃ—Ｊｕｎ 等 特异性阻断泛素通路．对不同细胞的影响结果不同 某些肿瘤细胞 在短时间内被迅速激活半胱天冬酶一３从而发生凋亡．但正常细胞对 泛素通路被阻断不敏感 阻断泛素通路产生了非常独特的现象．立即 导致几乎所有Ｂｃｌ一２蛋白均被半胱天冬酶特异性酶解（ｃｌｅａｖａｇｅ）。提 示泛素通路以某种潜在的机制参与了对Ｂｃｌ一２蛋白的调控 ５．癌转移研究的现状与展望 大量研究表明．从细胞受体到细胞核基因表达的整个信号传导通 路的失常在肿瘤的发生和失控的增生．侵袭．转移都有着密切的关系。 癌细胞如同正常细胞一样是一个开放体系．每时每刻通过细胞膜与微 环境发生着物质和能量的．信息的关系。无疑的当癌细胞接受微环境 的外部信号时．也可在细胞内引起一系列连续有序的化学反应．从而 启动其生物学行为即主动的侵袭．转移 但迄今ＰＫＣ调节基因表达的 精确机制尚未阐明，是有待研究的重要领域 研究这些问题．一方面可 以揭示癌细胞侵袭、转移的机制．另一方面还可以从信息传递系统的 角度去探索抗转移的新途经 当原发的癌灶接受外部信号后．并非所 有的肿瘤细胞均能产生主动侵袭．转移的效应．表明癌细胞潜在的转 移异质性的存在 从分子水平研究表明．伴有异质性肿瘤的演进是由 于多发性的突变的结果 因而不同的细胞各有其独立性而各呈现其不 同转移潜能的亚克隆 国外用同类药物ＧＦ１０９２０８ｘ预料（下转第１ ０页）
肿瘤生物治疗原理是什么？
文章导读
肿瘤生物治疗是常见的一种治疗方法，它可以更好的发挥清除细菌病毒以及外来异物的功效，而且能够帮助激发和增强机体的抗瘤免疫能力，达到清除治疗癌症的效果。
1、免疫系统是人体的防御体系，一方面发挥着清除细菌、病毒、外来异物的功能，另一方面消除体内 衰老 细胞以及发生突变的细胞(有的突变细胞会变成癌细胞)。机体免疫系统和癌细胞相互作用的结果决定了癌症的最终演变。对于健康的人来说，其免疫系统的强大足以及时清除突变的癌细胞。但对于癌细胞病人来说，普遍存在免疫系统低下，不能有效地识别、杀灭癌症细胞;另一方面，癌症细胞大量增殖，会进一步抑患者的免疫功能，而且，癌症细胞有多种机制来逃脱免疫细胞的识别与杀伤，癌症的免疫治疗就是借助分子生物学技术和细胞工程技术，提高癌症的免疫原性，给机体补充足够数量的功能正常的免疫细胞和相关分子，激发和增强机体抗瘤免疫应答，提高癌症对机体抗癌症免疫效应的敏感性，在体内、外诱导癌症特异性和非特异味性效应细胞和分子，达到最终清除癌症的目的。
2、癌症生物治疗，其作用不是杀死全部癌症细胞，而是由于当癌症细胞负荷明显降低时，机体的免疫功能恢复后，通过清除微小的残留病灶或明显抑制了残留癌症细胞增殖的方式来达到治疗癌症的目的。癌症免疫治疗正是通过人为的干预，来调动机体自身的免疫系统对癌细胞进行杀灭和抑制其增殖。
核酸的结构与功能
教学要求：
1．掌握核苷酸的分子结构，了解连接键及分子表达式
2．重点掌握DNA、RNA的结构特征及主要功能
3．了解DNA的理化性质与结构的关系
4．了解DNA的高级结构
课时安排：总学时 4.0
第一节 核酸的化学组成及一级结构 1.0
第二节 DNA的空间结构与功能 1.0
第三节 RNA的结构和功能 1.0
第四节 核酸的理化性质 0.8
第五节 核酸酶 0.2
重点：
1． 核酸的化学组成
2． DNA的双螺旋结构
3． RNA的结构和功能
4． 核酸的理化性质
难点：
1． DNA的双螺旋结构
2． 核酸的理化性质
教学内容：
一、核酸的化学组成及一级结构
1．核苷酸 嘌呤与嘧啶，DNA和RNA分子中核苷酸组成上的特点，核苷酸各组分之间的连接方式
2．脱氧核苷酸的连接
3．核苷酸的连接
4．核酸的一级结构
二、DNA的空间结构与功能
1．DNA的双螺旋结构 Chargaff规则、B-双螺旋结构模型和Z-DNA。
2．DNA的超螺旋结构 染色质、核小体、组蛋白、基因
3．DNA是遗传信息的物质基础
三、RNA的结构和功能
1．mRNA 模板、hnRNA
2．tRNA 稀有碱基、茎环结构、反密码环
3．rRNA 核糖体、多核糖体
四、核酸的理化性质
紫外吸收、变性、复性、增色效应、减色效应、解链温度、杂交、探针。
五、核酸酶
思考题：
1． 核酸紫外测定的分子基础是什么？
2． DNA和RNA的紫外测定结果有何不同？为什么？
3． DNA的双螺旋结构的要点是什么？
核苷酸代谢
教学要求：
1．了解食物核酸的消化吸收和体内核苷酸合成的途径。
在分子生物学,遗传学,基因工程等实验中接触的溴化乙锭(eb)是致癌物质,做实验中不
溴化乙锭(eb)是一种含氯化合物，一种广泛使用的化学物质。它由一种被称为“溴化乙锭(eb)”或“溴化乙锭(eb)”的化合物被认为具有致癌性。已知对人体有害。但不是唯一。这种化合物被认为是一种强致癌物质。我们使用常见物品进行分析处理时使用这些气体。这种化合物通过它进入生物和土壤。它会在生物体内积累并与酶结合形成致癌物质。它可能会导致儿童白血病或成人癌症或死亡。在生物工程领域广泛使用。对溴化乙锭(eb)有研究表明其在动物体内具有致癌作用。在生物体内可以导致细胞分裂。这就是为什么当我们开始研究生物体时会引起严重死亡。
1.含有溴化乙锭(eb)的化合物可能会导致儿童白血病或成人癌症。
它可以引起癌症或导致儿童白血病。它与某些动物有关，例如袋鼠，老鼠和小白鼠。它也可以导致婴儿出生后不久即死亡。在动物中可能会发生严重的细胞分裂，造成死亡以及某些类型的癌症。但是，这也可以通过控制实验和临床研究得到解决。因此，对溴化乙锭(eb)进行了限制。但是我们不能太早地对其进行大量研究来确定它的致癌作用。现在已经有充分的证据表明它是强致癌物质。它可以与蛋白质, DNA结合并最终形成癌细胞。
2.可能会引起婴儿畸形。
在动物中发现的许多癌症都是由于出生后接触溴化乙锭(eb)而导致的。这一发现将对未来作出贡献。这种物质不会使婴儿健康。但是可以导致智力障碍和发育障碍。此外，该方法可能导致严重疾病而无法治疗。因此。即使儿童使用溴化乙锭(eb)也不会对健康产生影响。只有大约一半人会在出生后2-3年内接触溴化乙锭(eb)而不是致癌。这是因为其具有致癌性！这也是为什么在动物中很少发生细胞分裂现象。而不是因为它们来自同一种细胞。溴化乙锭(eb)具有一种“低毒性”特征。在该水平下可以与细胞膜结合，并激活蛋白质并导致细胞死亡。
3.严重的副作用可能会导致儿童白血病或成人癌症或死亡。
