癌症发生的分子机制
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癌症形成的分子机制癌症是当今世界各国普遍存在的一种重大疾病,它的形成机制一直都是医学领域的研究热点之一。
癌症细胞的形成机制非常复杂,它有很多发生因素,其中包括遗传、环境、生活方式和生活习惯等因素。
不同类型的癌症有不同的形成机制,本文将就这些机制进行一一探究。
1. 基因突变癌症最早被认为是一种遗传性疾病,但实际上人体内很多的细胞都存在基因突变,但并不是每一个人都会患上癌症。
实践证明,基因突变是一种癌症形成过程中必不可少的因素。
癌细胞基因和正常细胞基因不同,它们会使癌细胞在分化时失控,长时间不停地分裂,最终导致肿瘤的出现。
鉴于基因突变的严重性,人们可以通过基因检测或者基于生活方式的癌症预防来预防癌症的发生。
2. 癌细胞基因的功能改变我们知道,正常配子的基因都是成对出现的,它们会搭配起来完成人体正常的生命过程。
但是当人体内出现部分癌症基因的改变时,正常基因的克制作用就会被削弱,最终导致这些细胞恶性转化。
此外,癌细胞基因间的互相作用也会导致癌症的形成。
人体内许多基因彼此作用,当一个基因发生变化时,其他基因就会受到影响,最终导致癌细胞恶性转化。
3. 长时间接触致癌物质人类长期生活在由化学物质组成的环境中,我们无法避免接触到一些有害物质,如烟草中的尼古丁、长期吸入空气污染物等。
这些致癌物质在人体长时间接触后会将细胞损坏到一定程度,造成基因突变,加速癌症的形成过程。
4. 免疫细胞失调癌症也有可能是为了保护自己而产生的一种生理反应,人体内的免疫系统主要作用是保护身体免受各种疾病的侵袭,包括癌症。
但是当细胞突变时,癌细胞会被身体免疫系统视为正常细胞,因而不会引起身体免疫机制的进一步反应。
这时,身体免疫系统对恶性细胞的反应缺乏有效的免疫作用,从而导致癌症细胞在体内迅速繁殖。
5. 其他原因人们普遍认为,癌症也可能受到遗传、少量放射线的辐射、饮食等多种因素的影响。
然而,目前的相关研究仍处于早期探究阶段,尚无明确的结论和定论。
胰腺癌发生与发展的分子机制胰腺癌作为一种恶性肿瘤,是目前临床难以治愈的一种癌症。
随着全球范围内胰腺癌患者数量不断增加,寻找和研究胰腺癌发生与发展的分子机制变得越发重要。
1. 胰腺癌的形成胰腺癌的形成是一个多基因、多环节的过程。
首先,胰腺正常细胞发生癌变,形成癌前病变(如胰腺内分泌肿瘤、囊性肿瘤等)。
进一步发展,细胞愈来愈凶猛,形成癌瘤。
最终,癌瘤继续发展并扩散到其他部位,形成远处转移。
2. 胰腺癌的发展与遗传胰腺癌的发展与遗传密切相关。
很多研究表明,有多种基因异常与胰腺癌的发生和发展相关。
例如,PTEN和TP53是常见的抑癌基因缺陷,它们的缺失会导致胰腺细胞分化异常、凋亡抑制等等,从而促进胰腺癌的形成。
此外,K-ras基因的突变也是胰腺癌发生的重要因素之一。
这种基因突变会促进细胞增殖并干扰凋亡信号的传递,从而导致癌细胞的不受控制生长。
3. 胰腺癌的发展与代谢除了基因因素,胰腺癌的发展也受代谢的影响。
研究表明,胰腺癌细胞对于代谢的依赖性较高。
胰腺癌细胞增殖需要能有效提供细胞内代谢活动所需的营养物质及生长因子,包括糖、氨基酸等等。
胰腺癌细胞还可以通过重新调节细胞内代谢通路来支持癌细胞的持续生长和繁殖。
4. 胰腺癌的发展与免疫近年来,越来越多的研究表明,免疫系统对于控制胰腺癌的发展有很大的作用。
特别是在免疫监视缺失的情况下,胰腺癌更加容易生长和扩散。
由于癌细胞有着很强的免疫逃逸能力,因而它们很难被免疫系统检测到和消灭。
因此,如何提高免疫系统的识别能力,已经成为当前的研究重点。
除此之外,一些特定的免疫治疗手段也在胰腺癌的治疗中展现出了一定的潜力。
5. 结论综合来看,胰腺癌发生与发展有多个分子机制参与。
了解这些机制,对于指导胰腺癌的治疗和预后评估都有着极为重要的意义。
未来的研究应该重点关注胰腺癌发生的关键分子,深入研究相关的生理、代谢和免疫通路,从而为胰腺癌的诊断和治疗提供更好的选择。
恶性肿瘤研究肿瘤发生的分子机制解析恶性肿瘤是一种严重威胁人类健康的疾病,其发生与多种分子机制密切相关。
通过对肿瘤发生的分子机制的深入研究,我们可以更好地了解肿瘤的形成过程,为肿瘤的预防、诊断和治疗提供科学依据。
I. 癌基因突变与恶性肿瘤发生癌基因突变是恶性肿瘤发生的重要机制之一。
癌基因是指在正常细胞中的突变后,使其失去对细胞分裂和凋亡的正常调控能力,导致细胞无法受到抑制,进而恶性生长形成肿瘤。
常见的癌基因突变包括TP53基因、BRCA1/2基因、RAS基因等,这些基因突变会导致细胞生长信号的异常传递、凋亡信号的抑制以及DNA损伤修复的异常,从而推动癌细胞的增殖与扩散。
II. 肿瘤抑制基因的失活与肿瘤发生肿瘤抑制基因的失活也是恶性肿瘤发生的重要机制。
肿瘤抑制基因在正常状态下通过抑制癌基因的活性、维持细胞的正常周期调控以及修复DNA损伤等方式保持细胞的稳定与健康。
然而,在某些情况下,肿瘤抑制基因可能会被突变、缺失或甲基化等方式失活,从而导致细胞失去正常的抑制功能,癌基因的异常活化,最终导致肿瘤的发生。
III. 遗传突变与非遗传突变对肿瘤发生的影响肿瘤发生的分子机制还与遗传突变和非遗传突变密切相关。
遗传突变是指通过遗传方式传递给子代的突变,如家族性肿瘤相关基因突变;非遗传突变则是指在个体的细胞中发生的、不传递给后代的突变,如环境因素引起的DNA损伤等。
遗传突变和非遗传突变在恶性肿瘤的发生中都起着重要的作用,通过遗传突变和非遗传突变的相互作用,可导致细胞的DNA损伤累积、肿瘤相关基因的异常表达等,推动肿瘤的形成。
IV. 微环境与肿瘤发生的关系肿瘤的发生不仅与细胞内的分子机制有关,还与肿瘤周围的微环境密切相关。
肿瘤微环境是指包括肿瘤细胞周围的细胞、细胞外基质及其分泌的各种信号分子等所组成的环境。
这些细胞和信号分子可以通过多种方式与肿瘤细胞相互作用,促进肿瘤细胞的转移、侵袭和血管生成等。
同时,肿瘤微环境也可以通过抑制免疫系统的功能和增加抗药性等方式对肿瘤发生起促进作用。
炎症与癌症发生发展的分子机制研究引言:癌症一直是全球范围内的主要健康问题,而充满活力和复杂性的炎症机制一直被认为是癌症的一个重要促进因素。
近年来,关于炎症与癌症之间关系的深入研究揭示了许多分子机制,解析了两者之间相互作用的本质。
本文将就目前已有的相关且有影响力的科学证据进行综述,并重点介绍一些涉及到炎性环境和危险物质、激活信号通路、肿瘤微环境以及免疫反应等方面的分子机制。
一、炎性环境和危险物质诱导的肿瘤形成大量临床实践和基础科学实验表明,慢性感染、创伤、自身免疫和丝裂原等曝露在人体中都会导致持久持续的局部或全身组织损伤,并最终诱导癌变过程。
这其中最常见且重要的机制之一就是炎性环境和危险物质的作用。
通过活化细胞周期、抑制细胞凋亡和改变DNA修复功能,炎性细胞因子和信号通路分子常常在癌症发展中发挥关键作用。
二、炎性信号通路的激活与抗癌免疫反应除了直接影响肿瘤细胞的形成外,激活炎性信号通路也会对抗体内的免疫反应产生重要影响。
许多实验表明,长时间持久的慢性炎性刺激会降低免疫系统的功能,并导致T淋巴细胞失调和肿瘤相关害群之间抗体及调节因子生成丧失。
三、肿瘤微环境与癌症进展肿瘤微环境是指包括肿瘤组织周围膜、血管、间质和淋巴结等组成部分,并与肿瘤细胞共同构建起来的一个完整系统。
这一微环境中存在着丰富的生理因素,如干扰素、基质金属蛋白酶以及趋化因子等,这些因素通过调控肿瘤的生长、侵袭和迁移能力,加速癌症的发展。
四、癌症与免疫反应的相互作用机制近年来,人们对肿瘤微环境中的免疫细胞进行了深入的研究,并发现慢性炎性环境中存在大量针对T细胞功能的抑制性信号。
这种抑制进一步削弱了机体对肿瘤细胞的免疫排斥能力,使得癌细胞逃脱机体系统性清除并导致癌症进展。
结论:总体而言,癌症发生发展过程中涉及到许多复杂的分子机制,其中与慢性炎性环境密切相关的因素是导致癌变及促进癌细胞扩散最常见且重要的原因之一。
深入了解和探究这些机制不仅可能提供新型治疗策略和靶向治疗手段,也为预防和诊断早期癌变提供了指导意义。
常见疾病的分子生物学机制随着现代生物学技术和研究方法的不断发展,越来越多的疾病的发病机制被发现,并得到了深入的研究。
这些疾病的发病机制大多与分子生物学有关,可以通过深入的研究来寻找疾病的预防和治疗方法。
本文将介绍一些常见疾病的分子生物学机制。
1. 癌症癌症是一种由于细胞基因的突变而导致的恶性疾病。
癌症的发病机制主要涉及到基因突变、基因打开/关闭和细胞凋亡等分子生物学机制。
癌症细胞中的一些关键基因的突变可以导致细胞失去正常的生长和分化控制,使其不受体内环境的调控而形成肿瘤。
此外,许多癌症细胞都存在基因打开或关闭的异常,导致基因的表达失控。
例如,某些肿瘤细胞表达了许多不正常的转录因子,这些转录因子某些情况下会促进肿瘤生长。
另外,细胞凋亡也是癌症研究中的关键机制。
在正常情况下,细胞会受到DNA损伤等因素的刺激而启动细胞凋亡机制,但是,癌细胞却可以绕过这个机制并迅速增殖。
2. 糖尿病糖尿病是一种著名的代谢性疾病,其发病机制涉及到许多分子生物学机制,如GLUT4蛋白、胰岛素受体等。
糖尿病患者的胰岛素系统功能受到影响,导致胰岛素的合成和释放减少,并导致体内到细胞内葡萄糖的摄入减少,造成血糖升高。
此外,GLUT4蛋白在其中所扮演的角色也是至关重要的,它是糖尿病发病机制中的一个关键调节蛋白。
GLUT4蛋白的功能是在胰岛素依赖型的细胞中介导葡萄糖的运输,当胰岛素结合胰岛素受体时,胰岛素受体和GLUT4蛋白共同促进葡萄糖的进入细胞内部,并在细胞内缩小葡萄糖的量,从而控制血糖水平。
3. 心血管疾病心血管疾病在全球范围内是高发疾病,其发病机制可以通过血管收缩、血小板聚集等分子机制来解释。
在心血管疾病中,涉及到许多关键基因、蛋白质和细胞信号通路的变化,导致心血管系统失调。
例如,心肌细胞中的肌球蛋白、线粒体的功能和结构变化,会影响心肌电-生理的活动和心肌能量代谢,导致心肌收缩力和心脏功能下降。
此外,在心血管疾病的发病过程中,血管壁上的内皮细胞增生过多和损伤都会导致血管内皮细胞分泌出大量的生理活性物质,如氧自由基、氮氧自由基等,从而引发血管收缩和破裂等一系列病理反应。
胃癌的病理学特点与分子机制胃癌是指起源于胃黏膜细胞的恶性肿瘤,是全球范围内最常见的癌症之一。
其发病率在亚洲地区较高,尤其是中国和日本等地。
本文将探讨胃癌的病理学特点以及分子机制。
一、病理学特点1. 肿瘤组织结构改变:胃癌的病理学特点之一是肿瘤组织结构的改变。
胃癌通常具有不规则的增殖模式,其细胞排列紊乱,形态各异。
肿瘤细胞与正常胃组织相比,核浆比例增高、核仁明显增大,胃腺上皮的整体结构被破坏。
2. 癌细胞浸润和转移:胃癌恶性程度高,容易浸润胃壁深层和附近组织。
随着癌细胞的侵袭,胃癌可向淋巴结、肝脏、肺部等远处器官转移。
这种转移方式使得胃癌的治疗变得更加困难。
3. 组织学类型多样性:胃癌的病理学类型非常多样,包括腺体型胃癌、粘液型胃癌、鳞状细胞癌和未分化癌等。
不同类型的胃癌具有不同的生物学行为和临床特点,对治疗和预后都有重要影响。
4. 黏液产生增加:大多数胃癌具有黏液分泌增加的特点。
这种黏液产生增加可能导致肿瘤组织增大和浸润能力增强,对胃癌的诊断和治疗都带来一定的挑战。
二、分子机制1. 基因突变:胃癌的发生与许多关键基因的突变紧密相关。
例如,TP53基因突变的频率在胃癌中较高,这可能导致细胞凋亡功能降低和肿瘤的发展。
其他一些关键基因的突变也与胃癌的发生和进展密切相关,如KRAS、HER2和BRAF等。
2. 上皮-间质转化:胃癌的发生常伴随着上皮-间质转化(EMT)。
EMT是一种细胞发育过程,可以使上皮细胞转变为具有间质特征的细胞,并增强其侵袭和转移能力。
EMT对胃癌的发展和进展发挥着重要作用。
3. 炎症和免疫应答:慢性胃炎、幽门螺杆菌感染、饮食习惯等与胃癌的发生密切相关。
炎症反应和免疫应答的异常可以促进胃癌的发生和发展,从而导致病理学特点的变化。
4. 血管生成:血管生成是胃癌生长和转移的关键步骤。
胃癌组织中常伴随着血管生成因子的过表达,这可以促进新血管的形成,从而为肿瘤提供充足的血液和营养物质。
结论胃癌的病理学特点和分子机制对于胃癌的诊断和治疗具有重要意义。
疾病发生发展的分子机制和新疗法的研究疾病对人类来说一直是一个不断存在的问题,人们为了摆脱疾病的困扰,不断地进行医学研究和医学发展。
在医学研究中,分子医学是一门最为重要的领域。
疾病的发生发展,往往涉及到分子的改变,探索疾病的分子机制,也有助于研发新的疗法,从而帮助患者恢复健康。
一、疾病发生的分子机制疾病发生一般是由于人体机能出现了某些问题,比如说免疫系统的异常反应、DNA损伤、代谢途径失调等。
这些问题都会导致细胞内分子的改变,从而导致疾病的发生和发展。
1. DNA损伤与癌症DNA损伤是癌症发生的主要原因之一。
DNA损伤可能由物理因素如紫外线、放射线等和化学因素如烟草、酒精等引起。
这些因素损伤了细胞的DNA,如果细胞无法及时修复,则可能导致细胞转化为恶性细胞并发展为癌症。
因此,如果我们能够及早发现DNA损伤并采取修复措施,我们或许可以预防癌症的发生。
2. 免疫系统异常反应和自身免疫病免疫系统是维持我们身体健康的重要保障之一。
它可以检测和攻击外来病毒、细菌、真菌等,保护我们免受感染。
然而,当免疫系统受到损伤或异常反应时,会出现自身免疫病,例如类风湿性关节炎、狼疮等。
这些疾病的发生原因往往涉及到免疫系统分子的异常,如过度分泌细胞因子、抗体等。
3. 代谢途径失调和代谢疾病代谢途径是人体各种物质进行代谢的过程和通道。
当某些物质的代谢发生异常时,就可能导致代谢疾病的发生,如糖尿病、肥胖症等。
这些疾病的发生原因可能涉及到代谢途径分子的失调,如胰岛素、葡萄糖等分子的异常。
二、新疗法的研究针对不同的疾病,在探索疾病的分子机制的同时,医学界也在寻找新的治疗方法。
下面将介绍近年来一些新的疗法研究进展。
1. 免疫疗法免疫疗法是近年来兴起的新的治疗方法。
该方法利用我们自身的免疫系统来攻击癌细胞和其他异常细胞。
免疫疗法有许多种,包括抗体疗法、CAR T细胞疗法等。
免疫疗法不同于传统的化疗、放疗等治疗方法,它们具有针对性和低毒性的优势,在预防癌症、治疗免疫系统相关疾病等方面显示出了潜在的治疗优势。
癌症发生和转移的分子机制和治疗癌症是一种由于基因突变或表观遗传变化导致的疾病,其主要特征是细胞分化程度低、生长速度快和易于侵袭周围组织和器官。
在常见的恶性肿瘤中,最常见的包括乳腺癌、食管癌、肺癌、肝癌和结肠癌等。
尽管现代医学技术已经取得了一定的进展,但目前为止,癌症仍然是一种难以治愈的疾病,并且引起了社会广泛的关注。
癌症的发生和转移是一种复杂的分子生物学过程。
在癌症形成过程中,发生基因突变或表观遗传变化的细胞逐渐失去了正常细胞生长和分化的调节功能,而变得失控,开始不受限地增殖和扩散。
在这个过程中,细胞自身不断地分裂,产生新的细胞,但由于基因突变的原因,这些新的细胞开始表现出来与老细胞不同的特征,例如增殖性能的增强、趋化能力的提高以及细胞凋亡的减少等。
这些变化导致了细胞增刚和浸润能力的提高,从而导致肿瘤的形成和转移。
在肿瘤发生和转移的过程中,多种分子机制参与其中。
从基因水平上来看,毒性物质、化学品和辐射等因素,可以诱发或加速肿瘤发生,这是由于这些因素可以引起DNA分子的突变或损伤,进而导致细胞恶化。
同时,在癌细胞生长过程中,调控细胞生长的几个重要信号通路也发生了改变,包括RAS、PI3K、CDK和EGFR等。
这些信号通路在正常细胞中参与着细胞的生长、分化、增殖和死亡等重要过程,但在癌细胞中,它们则表现为恶性行为。
除了分子机制的改变,肿瘤的发展和转移还受到微环境的影响。
肿瘤周围的微环境中含有大量的细胞外基质、生长因子和细胞附属体等。
这些物质可以影响肿瘤生长和迁移过程中的各个环节,如细胞增殖、凋亡、血管生长和转移。
通过与癌细胞发生相互作用,微环境可以促进癌细胞的生长和扩散,从而增强肿瘤的侵袭性和转移性。
针对癌症的治疗方式主要分为放射治疗、化学治疗和免疫治疗等。
放射治疗是利用放射线或其他放射性粒子杀死和控制癌细胞,其疗效与累计剂量和肿瘤类型有关。
化学治疗通常采用化学药物来直接杀死癌细胞,或者通过化疗与其他治疗方案相结合,达到最佳的治疗效果。
癌症细胞增殖与凋亡的分子机制癌症是一种发病率逐年上升的疾病,它可以发生在人体的任何部位,常见的有肺癌、乳腺癌、结肠癌、前列腺癌等。
癌症的特点是细胞无限制地增殖,而同时失去了自我调节的能力,最终导致癌细胞侵犯周围组织,扩散至全身的其他部位。
因此,研究癌细胞的分子机制,对于治疗和预防癌症有着重要的意义。
细胞凋亡是细胞死亡的一种重要方式,癌细胞的抗凋亡能力是形成肿瘤的重要因素。
因此,研究癌症细胞增殖和凋亡的分子机制,有助于探究癌症的形成以及临床治疗。
本文将从细胞增殖和细胞凋亡两个方面来讲解癌症的分子机制。
一、癌症细胞增殖的分子机制1. 癌基因和抑癌基因癌基因是指增加细胞增殖或减少凋亡的基因,也称为促癌基因,常见的有ras、myc等基因。
而抑癌基因是反过来的,它可以抑制癌症的发生,常见的有p53、PTEN等基因。
当癌基因发生突变或过度表达时,会导致细胞分裂调节紊乱,细胞增殖速度加快。
而抑癌基因的缺失或突变,则会导致细胞凋亡被抑制,使细胞不断地增殖。
2. 细胞增殖信号通路细胞增殖信号通路是调节细胞增殖的分子机制,包括许多蛋白质激酶、磷酸酯酶等信号分子。
EGFR、VEGF、PDGF等生长因子是细胞增殖的重要调节因子,它们可以通过细胞膜上的受体激活各自的信号通路。
当这些信号通路被癌基因突变或过度激活时,细胞增殖速度加快,最终导致癌症的形成。
3. 細胞週期調節细胞週期調節是细胞生长增殖的重要保障,包括四个阶段:G1、S、G2、M。
在G1期间,细胞被检测是否有条件进行DNA合成,S期则是DNA合成期,G2期为前期,M期为有丝分裂阶段。
调节细胞周期的主要分子包括失活减数分裂素依赖性蛋白激酶(CDK)和周期素,这些分子在细胞周期的不同阶段被不同的蛋白酶降解,在此过程中发挥作用。
癌症细胞在这些信号通路的调节下,可以迅速进入增殖状态,且不容易受到外界信号的干扰。
二、癌症细胞凋亡的分子机制1. 凋亡通路的分子机制细胞凋亡是一种重要的细胞死亡机制,对于维持机体的稳态和防止癌症的发生具有重要的作用。
剖析癌症发生的分子机制癌症是一种常见的严重疾病,许多人都知道它与不正常的细胞生长和分裂有关。
但是,癌症发生的具体分子机制还是许多人难以理解的。
本文将从分子层面上详细介绍癌症发生的机制,以期能够让大众对癌症的认识更深入。
1. DNA损伤和突变DNA是所有细胞的遗传物质,它负责存储我们的基因信息。
然而,当DNA遭受损伤时,会发生一些错误,这些过程可能导致癌症的发生。
许多环境因素,例如阳光、烟草、辐射和化学物质,都能够导致DNA损伤。
例如,烟草中的许多物质都是致癌物质,它们会损伤DNA并引起突变。
2. 癌症相关基因和肿瘤抑制基因当DNA损坏时,它可能会影响到某些基因的功能,这些基因可能存在于身体的细胞中。
一个人的基因组含有成千上万个基因,其中许多与癌症发生有关。
一些基因的突变可能导致癌症的发生,而其他基因则可能在抑制或促进癌症的生长和扩散时发挥作用。
例如,肿瘤抑制基因是一类控制细胞增殖和细胞死亡的基因。
当它们损坏时,肿瘤细胞可能会持续增殖,这导致了肿瘤的出现。
相反,癌症相关基因则是一类参与细胞分裂和生长的基因。
当它们突变时,它们可能会导致细胞开始快速增殖,从而导致肿瘤的发生。
3. 信号通路和转录因子细胞信号通路是一系列分子和化学信号,它们协调细胞的生长、增殖和修复。
人体内有很多种信号通路,每一种信号通路都有不同的作用。
当信号通路发生变化时,可能会影响细胞的生长和增殖,导致癌症的发生。
另一个关键的分子是转录因子。
转录因子是一种特殊的蛋白质,它们负责控制基因的表达。
当它们异常时,它们可能会导致癌症的发生。
例如,如果一个转录因子过度表达某个基因,那么这个基因可能会导致癌症的发生。
4. 蛋白酶和细胞凋亡蛋白酶是一种负责分解蛋白质的分子。
人体内有很多种不同的蛋白酶,它们在细胞生长和分裂过程中发挥着重要的作用。
然而,当蛋白酶异常时,它们可能会导致癌症的发生。
一些癌症细胞拥有高度活跃的蛋白酶,这使得它们能够快速增殖并侵蚀周围的组织。
癌症发生的分子机制肿瘤的浸润和转移是癌症的致死主因。
由于对其机制缺乏深入了妥,阻碍了采以有效防治癌侵入和转移的措施。
最近在肿瘤分子机制的研究方面取得了令人鼓舞的进展,并正在控索新的防治策略。
关键字:肿瘤细胞的侵入、粘附、降解、移动一、侵入是所有肿瘤恶性化的标志。
肿瘤自原位生长转变成转移性疾病,取决于肿瘤细胞侵犯局部组织及穿透组织屏障的能力。
当瘤细胞脱离起源的组织,开如侵入和在局部扩散,并向局部淋巴结和远处器官中转移时,肿瘤变成恶性。
癌细胞的转移首先要穿透上皮的基底膜,在后侵犯间质,帮上皮基底膜的缺失好是癌症的的标志。
肿胞在进一步侵入脉管、侵犯神经或肌肉时,也要穿过基底膜屏障。
一旦进入循环,肿瘤细胞必须经得起宿主的免疫攻击,然后方可停留在的血管床或外逸,选择继发部位定居。
并在继发组织中增生而形成转移仁。
转移灶的癌细胞又可进入新一轮多步骤的浸润过程,形成转移灶的转移,即多处转移,在转移的细胞集落生长到超过1mm3时需要实体瘤的血管化,肿瘤诱发的血管生成不仅允许原发肿瘤扩展,而且使之容易接近血管内部。
由于新形成血管的基底膜有缺陷,肿瘤血管生成有利于肿瘤的血道扩散。
可见转多是一个涉及肿瘤细胞-宿主细胞-细胞外基质(ECM)之闪相互作用的我步骤分子生物化学变化的过程。
二、Liotta等间提出癌细胞浸润转移的三步学说1、粘附肿瘤细胞粘附(adhesion)于其他肿瘤细甩、宿主细胞或ECM成分的能力影响其侵入和转移。
粘附在浸润过程中起双重作用:肿瘤细甩必须先从其原发灶的粘附部位脱了才能开妈浸润,故粘附可在抑制浸润主面起作用;另一方面,肿瘤细胞又需藉粘附才能移动,肿瘤细胞从连续的粘附基质和解除粘附中获得移动的牵引力,如果粘附得太牢,它们就不能脱离而移动,因此,癌症侵入和转移的过程首先是粘附的交替过程。
现已鉴定多种细胞表面粘附分子(CAMs)家族,其每种都有不同的功能和特点。
这些CAMs包括钙粘附蛋白、免疫球蛋白超家族、选择素及整合蛋白。
钙粘附蛋白(cadherin,简写Cad)是一组依赖钙离子的介导同种细胞与细胞粘附的分子,根据组织分布的不同分成三种亚型(E-上皮性,N-神经性和P-胎盘性)。
免疫球蛋白超家族由不依赖二价阳离子的受体组成,包括神经细胞粘附分子(N-CAM)、细胞间粘附分子(ICAM-1及ICAM-2)、血管细胞粘附分子(VCAM-1)、癌胚抗原(CEA)及DCC等,它们介导同种或异种细胞与细胞粘附。
选择素(Selectins,也称白细胞内皮细胞粘附分子,LEC-CAM)以与血细胞与内皮细胞之间异胞与细胞的粘附。
整合蛋白(integrins,简写Ints)是一组由α和β亚单位通过二硫键非共价结合而成的异二聚体糖蛋白,主要介导细胞粘附ECM(图6-1B)。
迄今至少已鉴定了14种α和8种β亚单位,产生至少20余种不同的Ints。
它们在受体和配体水平上都有过剩,一个Int受体常能结合一种以上的ECM蛋白配体,而一种配体ECM蛋白质能被一各以上的Int所识别。
还有不属于这些大家族的粘附分子,如相对分子质量为67000层粘蛋白受体及软骨连接蛋白的骨源物CD44,具有淋巴细胞归巢(homing)分子的功能,为透明质酸的细胞表面受体。
除了作为细胞表面的粘附受体的作用外,这些cAMs还可激活和调节各种细胞。
例如Ints、Cad及CD44能形成细胞表面与细胞骨架成分之是的结构联系。
CD44是具有内在GTP 酶活性的GTP结合蛋白质。
这些分子同为一组,在决定细胞形态、运动能力及分化状态等细甩特征中起重要作用。
毋庸置疑,肿瘤细胞表面上有无CAMs表达与侵入转移的潜能相关。
图6-1 层粘蛋白及整合蛋白的结构与信号转导A:层粘蛋白的结构由A、B1、B2三条多肽链组成,呈十字形,分别与蛋白糖、胶原、巢蛋白及细胞表面受体结合B:整合蛋白的结构是由α、β两个透膜的亚单位组成的异二聚体。
α亚单位结合二价阳离子(M2+),而由两个亚单位的一部份组成结合细胞外基质的区域C:整合蛋白结合细胞外基质中的蛋白质来介导惭部的粘附。
整合蛋白的胞质域藉踝蛋白和纽带蛋白结合由肌动蛋白丝和α-辅肌动蛋白交叉连接形成的应力纤维。
D:整合蛋白结合细胞外基质激活局部粘附激酶(FAK),导致其自家磷酸化。
然后,由Src 衔接子结合FAK自家磷酸化位点,并在另外的酪氨点,导致激活Ras和MAPK级联反应,及其他下游信号分子绝大部分癌症起源于上皮细胞。
正常时,上皮细胞通过贤能密连接、粘附连接及桥粒结构紧密连接,与细胞内的肌动蛋白和中间丝细胞骨架密切联系。
在粘附小带处依赖Ca2+的细胞粘附分子E-Cad介导的同种亲和作用,对建立和维持这些连接复合物很重要。
E-Cad和连环蛋白(cateninsα、β、γ)的相互作用使E-Cad与连环蛋白复合物的任何障碍都会引胞粘附的丧失。
这就解释了为何有些癌似乎Cad表达正常但仍呈侵入性生长。
最近有报道,用E-Cad的cDNA转染具有侵入的浸润提供了一种可能途径。
此外,E-Cad介导的细胞粘附还参与透膜信号的转导以调节基因表达和细胞的命运。
研究发现大部分上皮性癌,包括乳腺、结肠、前列腺、胃、肝、食管、皮肤、肾和肺等癌中,均有E-Cad粘附功能的缺失,如E-Cad 基因的缺失或突变失活。
在家族性胃癌中发现E-Cad基因的种系突变。
这表E-Cad基因的突变足以诱发癌症。
α或β连环蛋白表达异常(截短的蛋白)可消除E-Cad的功能,而β连环蛋白表达的下调亦与恶性转化有关。
E-Cad功能异常与去分化、浸润性生长及转移相关。
E-Cad在细胞-细胞交界处表达的减少,与肿瘤分级有关,是预后不良的标志。
图6-2 钙粘附蛋白介导的细胞-细胞的粘附钙粘附蛋白是一种透膜蛋白,其胞质域结合连环蛋白(α、β、γ),并作为肌动蛋白丝束的附着位点,介导细胞-细胞在粘附连接处的接触。
这些连接形成一条围绕每个细胞的肌动蛋白丝连续带整合蛋白质是大多数细胞表面表达的ECM分子受体,为细胞与基底膜相互作用及细胞通过间质移动所需,故在肿瘤的侵入转移中起作用。
整合蛋白结合细胞外基分(如层粘蛋白,纤维连接蛋白等)而介导局部粘附,并通过激活局部粘附激酶(FAK)而激活细甩内信号转导途径。
Src适配子的SH2域结合FAK的自家灰酸化位点,并在另伴的酪氨酸残基上使FAK 磷酸化,为其他下激信号分子的SH2域提供结合位点(包括PI3激酶,及Grb2-SOS复合物),导致Ras的活化和MAPK级联反应。
整合蛋白质通过FAK活化及Src非受体蛋白质酪氨酸激酶活化,改变了连接基因表达的细胞附以及对粘附反应的细胞行为(图6-1CD)。
2、降解在癌细胞的浸润和转移过程中会遇到一系列的组织迸屏障,这些屏障的ECM中的基底膜及间质基质所组成,其主要成分民括:各型胶原、层粘蛋白(laminin,Ln)、纤维连接蛋白(fibronectin,Fn)、弹力蛋白(elastin)及蛋白聚糖(proteoglycans)等。
不同的基质成分是由不同的蛋白水解酶降解的。
这些酶有的由肿瘤细胞直接分泌,有的则由肿瘤细胞诱导宿主的其他细胞产生。
肿瘤细胞过其表面受体与ECM成分粘附后激活和释出各种蛋白溶解酶来降解(degradation)基质成分,为肿瘤细胞的移动形成通道。
基质的深解发生在紧靠肿瘤细胞的局部,在该处活化的酶类与内源性抑制物相互作用。
这些相应的蛋白质酶类抑制物可来自血液,或存在于基质内,或由相邻的正常细胞分泌。
癌细胞的浸润与否主要取决于降解酶的局部浓度与其相京戏抑制物之间平衡的结果。
根据酶催化的底物及其适宜pH值的不同,这些酶为四大类:基质金属蛋白质酶类、丝氨酸蛋白质酶类、半胱氨酸蛋白质酶类及天冬氨酸蛋白质酶类。
癌细胞的侵袭性与蛋白酶水平之间的相关性在上述四大类蛋白质酶中均已被证实。
而且这些酶的抑制物能够阴断癌细胞浸润组织屏障,进一步证明这些酶参与浸润转移过程。
3、移动浸润性癌细胞与原位癌细胞的差别是前者有移动(motility)的能力。
肿瘤细胞能对多种不同的刺激物起反应而移动,包括肿瘤细甩本身分秘的因子(自分泌移动因子)、宿主细胞分泌的因子(旁分泌移动因子)及ECM的成分等。
被这些因子在液态中刺肿瘤细甩的移动反应可是随机的,称为“趋化性(chemotaxis)”;此外,肿瘤细胞还能在无可溶性吸引物时,以定向的方式向不溶性的基质蛋白质移动,称为“趋触性”(haptotaxis)。
因此,肿瘤细胞能在不同的情况中对多种移动促进因子起反应,这种反应的可塑性使肿瘤细胞在转移的不同阶段适应不同的微环境。
这些因子可通过各种受体,包括c-met、IGF-I、IGF-II、整合蛋白αvβ3及细胞表面糖蛋白质gp78等受体的作用,来刺激肿瘤细胞移动,还可对已到达血管的肿瘤细胞起归巢因子的作用,引导肿瘤细胞移动,还可对已到达血管的肿瘤细胞起归巢因子的作用,引导肿瘤细胞外逸到适宜其生长微环境的继发部位生长。
由此说明,肿瘤转移部位和器官的特异性不能完全以解剖学自然引流途径来解释。
宿主器官的特异性不能完全以解剖学自然引流途径为解释。
宿主器官来源的化学趋向作用、肿瘤细胞与器官内皮经胞表面受体之间特异的粘附作用以及局部组织中的PMFs和生长因等,均影响肿瘤细胞的定向移动和最终选择转移器官定居,完成转移过程。
ECM成分在肿瘤细甩移动中的作用有几种ECM的糖蛋白质成分能刺激肿瘤细胞的移动,包括:Vn、Fn、Ln、I和IV型胶原及血栓反应素(TSP)。
如A2058黑素瘤细胞能对Ln、Fn、IV型胶原和TSP起趋化性和趋触性反应。
TSP的氨基端可刺激趋化性,而其羧端刺激趋触性。
有一些ECM蛋白质通过整合蛋白受体引起肿瘤细胞的转移和浸润。
如抗β1单克隆抗体可在浓度低达1ug/ml时抑制人和小鼠肿瘤细胞的移动及在体外实验中的浸润。
αvβ3对毛细胞白血病、黑素瘤及胰腺癌细胞的移动起重要作用。
αvβ3和α5β1水平增高还与转移性癌细胞高度抵抗凋亡及化学耐药性有关。
由此可见,对于我种受刺激肿瘤细胞能以移动的方式作用出反应。
不同刺激物在转移过程中不同阶段中可起不同的作用,靠近原发肿瘤的起初移动刺激物可能是一种自分泌因子,如ATX;当肿瘤细胞移动到间质和侵犯局部血管和淋巴管时,ECM蛋白可在定向移动中起作用;一旦进入血管则依靠细胞因子,如IGF-I刺激生长和趋化性反应;由旁分泌因子,如HGF/SF来决定肿瘤细胞选择合适的部位定局和继发性生长。
最近10余年来,有关癌细胞浸润和转移机制在分子水平上的研究已取得长足的进展。
不仅从理伦上提出民粘附、降解和移动的三步假说,而且已发现许多与这些过程有关的细胞粘附分子,蛋白质降解酶类及其抑制物、移动因子及其受体等,并已制备了相应的抗体,合成了能阻断肿瘤细胞转移的多肽和降解酶的抑制剂,为探索防治癌的侵入及转移提出了新战略。