分子腫瘤學

（molecularoncology)分子腫瘤學

（molecularoncology)1第一節：分子腫瘤學概論

分子腫瘤學是從分子水平研究腫瘤的發生、發展、預防、診斷和治療的學科。第一節：分子腫瘤學概論分子腫瘤學是從分子水2一、腫瘤學及分子腫瘤學發展歷史

3000年前，殷墟甲骨文已有“瘤”字，中國的“癌”字最早見于宋代東軒居士所著的《衛濟寶書》中在西方，“cancer”一詞出現比“醫學更早，2500年前：古希臘學者Hippocrates用“cancer”一詞來描述腫瘤。1775年：英國醫生發現長期清掃煙囪者易患陰囊癌我國在19世紀前就有了手術麻醉和食道癌的尸體解剖報告西方國家在19世紀初開展了手術治癌工作及放射治癌。我國古代就用“砒霜”、“雄黃”、“輕粉”等藥物治療癌癥。1865年西方國家也用砷劑治療白血病，1945年用氮芥治療癌癥，1948年開始使用抗代謝藥物治療白血病與其他惡性腫瘤

一、腫瘤學及分子腫瘤學發展歷史3

1858年Vichow在《細胞病理學》中指出，癌是細胞的疾病19世紀后葉：染料與膀胱癌、煙草與肺癌、黃曲霉素與肝癌發病因素被認識1908年：丹麥學者發現雞白血病可通過無細胞濾液傳染，兩年后美國學者Rous發現雞的一種肉瘤是病毒引起，確立了病毒致癌學說1964年：在Burkitt淋巴瘤中發現EB病毒，確立人類腫瘤與病毒的關系20世紀，日曬與皮膚癌、射線照射與大鼠腫瘤、原子彈爆炸與幸存者中白血病、腫瘤發病率、醫源性白血病----物理致癌學說20世紀70年代隨著癌基因（oncogene)、抑癌基因（tumorsuppressorgene)的發現，標志著腫瘤研究真正進入分子腫瘤學時代1858年Vichow在《細胞病理學》中指出，癌4二、與腫瘤相關的一些名詞

1、腫瘤（tumor,neoplasm)：是機體在各種致瘤因素作用下，局部組織的細胞在基因水平上失掉了對其生長的正常調控，導致異常增生而形成的新生物。

2、良性腫瘤（benigntumor)：無浸潤和轉移能力的腫瘤。通常有包膜或邊界清楚，呈膨脹性生長，生長速度緩慢，細胞分化成熟。

3、惡性腫瘤（malignanttumor)：具有浸潤和轉移能力的腫瘤。通常無包膜，邊界不清楚，浸潤性生長，生長速度快，細胞分化不成熟，有不同程度異形性，對機體危害大。

4、交界性腫瘤（borderlinetumor)：組織形態和生物學行為介于良性和惡性之間的腫瘤，也可稱為中間性腫瘤（intermediatetumor)。

5、癌（carcinoma):上皮性惡性腫瘤。包括鱗狀細胞癌、尿路上皮癌、腺癌、囊腺癌以及基底細胞癌等

二、與腫瘤相關的一些名詞1、腫瘤（tumor,neopl5

6、癌癥（cancer):泛指一切惡性腫瘤，包括癌和肉瘤，但常被當作癌（carcinoma)的同義詞。當惡性腫瘤廣泛播散，稱作癌病（caicinomatosis,carcinosis)

7、肉瘤（sarcoma)：間葉來源的惡性腫瘤。

8、淋巴瘤（lymphoma)：又稱為惡性淋巴瘤(malignantlymphoma)，是一種在血液和淋巴組織主要累及淋巴結和（或）結外，通常形成明顯包塊的淋巴細胞惡性腫瘤。

9、母細胞瘤（blastoma):通常指組織學相似于器官胚基組織形成的惡性腫瘤

10、畸胎瘤（teratoma):發生在性腺（卵巢、睪丸）和性腺外中線部位（縱隔、骶尾部、松果體等），由內中外三個胚層的胚細胞所形成的腫瘤。6、癌癥（cancer):泛指一切惡性腫瘤，包括癌和肉瘤6三、分子腫瘤學的任務和研究內容

（1）化學、物理、環境因素等致癌機制（2）遺傳與腫瘤（3）癌基因、抑癌基因與腫瘤（4）細胞信號轉導分子與細胞信號轉導通路與腫瘤（5）細胞凋亡與腫瘤（6）細胞周期調控與腫瘤（7）細胞分化與腫瘤（8）端粒、端粒酶與腫瘤（9）腫瘤侵襲與轉移的分子機制（10）腫瘤細胞的耐藥機制（11）細胞生長因子、激素與腫瘤（12）生物信息學與腫瘤（13）腫瘤的免疫逃逸機制(14)腫瘤的分子診斷、預防和靶向治療三、分子腫瘤學的任務和研究內容（1）化學、物理、環境因素等7四、對腫瘤發生的基本認識

腫瘤的發生發展是異常復雜的，還有許多未知的領域。以下幾點認識得到較多認同：（1）腫瘤從遺傳學角度看是一種基因病。（2）腫瘤的形成是瘤細胞單克隆性擴增的結果。（3）腫瘤可能起源于腫瘤干細胞（4）環境的和遺傳的致癌因素引起的細胞遺傳物質（DNA）改變的主要靶基因是原癌基因和和腫瘤抑制基因。原癌基因的激活和（或）腫瘤抑制基因的失活可導致細胞的惡性轉化。（5）腫瘤的發生不只是單個基因突變的結果，而是一個長期的、分階段的、多種基因突變積累的過程。（6）機體的免疫監視體系在防止腫瘤發生上起重要作用，腫瘤的發生是免疫監視功能喪失的結果。四、對腫瘤發生的基本認識腫瘤的發生發展是異常復雜8第二節：細胞周期調控與腫瘤第二節：細胞周期調控與腫瘤9一、細胞周期(mitoticcycle)概念：

細胞分裂結束—物質積累—下一次細胞分裂結束：間期：G1期S期G2期分裂期：M期：前、中、后、末期一、細胞周期(mitoticcycle)概念：10分化衰老死亡G0期Rapidlydividingcells(20-50h)M1hG18-30hS8hG23h分化Rapidlydividingcells(20-5011DNA合成前期（G1期）此期細胞內進行著一系列極為復雜的生物合成變化

①不再繼續增殖，永遠停留在G1期直至死亡。如表皮角質化細胞、紅細胞等②暫時不增殖，如肝、腎細胞，它們平時保持分化狀態，執行肝、腎功能，停留在G1期，如肝、腎受到損傷，細胞大量死亡需要補充時，它們又進入增殖周期的軌道。這些細胞又可稱為Go期細胞。Go期細胞較不活躍，對藥物的反應也不敏感,是腫瘤復發的根源。③繼續進行增殖。例如骨髓造血細胞、胃腸道粘膜細胞等。DNA合成前期（G1期）12

在G1期時，正常的細胞將根據相應的外界刺激決定是進行DNA復制開始下一周期，還是處于暫時靜止狀態（G0期），或向一定的組織分化。

G0期的細胞也可在生長因子或其他細胞外增殖信號的作用下返回G1期。當細胞開始DNA復制，將需要持續的促有絲分裂原（Mitogen）刺激信號以促使細胞通過位于G1期后期的限制點。一旦細胞通過限制點，從G1期進入S期，即使缺乏絲裂原的存在，也將依次經過G1、S、G2、M期，完成一次不可逆轉的細胞周期●

●●●在G1期時，正常的細胞將根據相應的外13DNA合成期（S期）

S期主要特點是利用G1期準備的物質條件完成DNA復制，并合成一定數量的組蛋白，供DNA形成染色體初級結構。在S期末，細胞核DNA含量增加一倍，為細胞進行分裂作了準備。DNA復制一旦受到障礙或發生錯誤，就會抑制細胞的分裂或引起變異，導致異常細胞或畸形的發生。S期持續時間大約7～8小時。

DNA合成期（S期）14DNA合成后期（G2期）主要特點是為細胞分裂準備物質條件。DNA合成終止，但RNA和蛋白質合成又復旺盛，主要是組蛋白、微管蛋白、膜蛋白等的合成，為紡錘體和新細胞膜等的形成備足原料。若阻斷這些合成，細胞便不能進入有絲分裂。G2期歷時較短而恒定，哺乳動物細胞一般為1～1.5小時。

DNA合成后期（G2期）15分裂期（M期）這一時期是確保細胞核內染色體能精確均等的分配給兩個子細胞核，使分裂后的細胞保持遺傳上的一致性。分裂期（M期）16細胞周期調控與腫瘤課件17二、細胞周期調控

細胞周期的準確調控對生物的生存、繁殖、發育和遺傳十分重要二、細胞周期調控細胞周期的準確調控對生物18

1、細胞周期調控蛋白（cell

cycle-regulatingprotein）

細胞周期蛋白（Cyclin)——調節亞單位細胞周期蛋白依賴性激酶——催化亞單位(Cyclindependentkinases,CDKs)CDK抑制物（CDKinhibitor,CDKI或CKI）

或CDK抑制蛋白（CDKinhibitoryprotein,CIP)——抑制CDK活性

1、細胞周期調控蛋白（cellcycle-regulat19

（1）細胞周期蛋白(cyclin)

是一類隨細胞周期的變化呈現周期性出現和消失的蛋白質：（A、B1-2、C、D1-3、E、F、G、H）

表達時間不同，執行功能多種多樣

G1、G1/S、G2周期蛋白：CyclinC、D、E、AM期周期蛋白：CyclinB（1）細胞周期蛋白(cyclin)20細胞周期調控與腫瘤課件21

Cyclin具有相同的結構特點，含有100-150個氨基酸的保守區，稱為細胞周期蛋白盒（Cyclinbox)，能夠介導Cyclin與CDKs的結合。不同的Cyclin識別不同的CDK，組成不同的Cyclin-CDK復合體，表現出不同的CDK激酶活性

22（2）細胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin-dependentkinase，CDKs）

CDK1——CDK7等與cyclin結合（通過一段類似的氨基酸序列）具有磷酸激酶的活性。

不同的CDK-Cyclin復合物使特異的靶蛋白質磷酸化而激發細胞周期各期的進行。當抑制它們的周期蛋白質搭檔或有CDK抑制物存在時，CDK便失去活性。（2）細胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin-depende23細胞周期調控與腫瘤課件24（3）CDK抑制物（CDKinhibitor,CDKIs或CIP）

CDKI是對CDK激酶起負性調控作用的蛋白質。Cyclin－CDKs－CDKIs共同構成一個對細胞周期進行調控的網絡系統。抑制多種CDK（3）CDK抑制物（CDKinhibitor,CDKIs25CDKIs分兩大類：

INK4（inhibitorofCDK4)家族:(p16、p15、p18、p19)Cip/Kip家族:P21cip、27kip1、57kip2在G1期抑制多種CDK

CDKIs分兩大類：262、細胞周期監（檢）測點（cellcyclecheckpoint)調控

細胞周期運行是在一系列稱為細胞周期監測點的嚴格控制下進行的，以確保細胞周期事件有序進行，當DNA損傷、復制不完全、紡錘體形成不正常時，周期將被阻斷

2、細胞周期監（檢）測點（cellcyclecheckp27G1—S檢測點：

在G1晚期有一個關鍵的限制點，檢測DNA損傷、細胞外環境、細胞體積大小。在哺乳細胞中稱“R（restrctionpoint)”,通過此點的細胞不可逆進入S期S檢測點：檢測DNA復制錯誤G2—M檢測點：決定細胞一分為二的控制點。完整精確修復后可通過。M中期--M后期檢測點：紡綞絲組裝檢測點，控制失調時即可引起各種染色體畸變，基因擴增、突變、癌發生等G1—S檢測點：

在G1晚期有一個關鍵的限制點，檢測DN28染色體分離合適嗎？

損傷的DNA修復了嗎？營養條件合適嗎？細胞生長足夠大？前次有絲分裂完畢？DNA復制完畢？DNA損傷修復？染色體分離合適嗎？29三、細胞周期調控與腫瘤--要點1、細胞動力學的研究提示，絕大多數人體腫瘤（Burkitt淋巴肉瘤等極少數例外）的細胞周期，不僅不比與它們相當的正常組織為短，而是相同或較長。2、腫瘤和正常的組織—樣，也具有幾種不同的細胞群：（1）增殖細胞群（A）：與腫瘤生長直接有關，是化學療法最易攻擊的部分。（2）暫不增殖細胞群（B）：它是延長了的G1細胞或G0細胞，目前不參加細胞周期，與腫瘤的擴大暫時無直接關系。在一定條件下可成為腫瘤復發的根源。（3）不再增殖群（C）：它們不再參與細胞周期，而日趨衰老、死亡，對腫瘤增長已無意義，腫瘤增長的情況取決于3種細胞群的比例。（4）腫瘤干細胞（群？）

三、細胞周期調控與腫瘤--要點1、細胞動力學的研究提303、Cyclins－CDKs－CDKIs是細胞周期最主要調控系統，CDKs處于中心地位，Cyclins起正調節作用，CDKIs起負調節作用4、細胞周期調控失衡、細胞增殖失控是腫瘤細胞的重要生物學特性。5、CyclinD1是G1/S期轉換的關鍵蛋白，在細胞增殖中意義最大，目前的研究顯示CyclinD的異常表達與腫瘤關系最密切。6、細胞周期調控異常在腫瘤發生、發展中的機制非常復雜，涉及多個環節。7、腫瘤細胞周期及其調控的研究是腫瘤研究的持續熱點，對腫瘤發病機制、生物學行為、治療和預后均有重要意義3、Cyclins－CDKs－CDKIs是細胞周期最主要調控31四、細胞周期調控與腫瘤-某些現象1、cyclinD1基因位于11q13，在多種腫瘤中都有該區基因的異常2、在多種腫瘤中有cyclinD1基因的高表達3、腫瘤D類細胞周期蛋白半衰期長，穩定性異常增高4、在某些腫瘤中發現有cyclinD2基因的擴增5、在一些人類腫瘤中發現CDK4、CDK6高表達6、已發現某些CDKI分子如P15、P16、P21、P27、P40、P57等與腫瘤的發生密切相關，例如神經膠質瘤的P16失活，主要是缺失或突變。7、多種癌基因、抑癌基因、凋亡調控基因如c-myc、Rb、P53、bcl2等參與了細胞周期調控，在腫瘤的發生、發展中起重要作用四、細胞周期調控與腫瘤-某些現象1、cyclinD1基因32五、細胞調周期調控與腫瘤-部分機制

1、cyclinD-CDK（CDK4、6）發揮作用與Rb有關，Rb失活促進腫瘤細胞增殖

Rb（視網膜母細胞瘤基因）：

RB基因產物是一個核內蛋白。有兩種形式。磷酸化和去磷酸化。RB的表達和磷酸化的水平與細胞周期有關。非磷酸化的RB可以阻止細胞從G0進入S期，抑制細胞的增殖，也是細胞成熟分化所必需的。一旦磷酸化后則失去這活性，從而使細胞進入增殖周期。其抑制細胞增殖的作用機理，可能是抑制c-myc和c-fos的表達。因為細胞進入S期需要這兩種蛋白的表達。

五、細胞調周期調控與腫瘤-部分機制1、cyclinD-C33

Rb（抑癌基因）--pRb(蛋白產物）

低磷酸化pRb（活化狀態）----使細胞停滯在G1期

磷酸化pRb（非活化狀態）----解除對細胞周期抑制

cyclinD-CDK使低磷酸化pRb磷酸化失活，細胞進入S期cyclinD-CDK對pRb的作用又被CDKI（p16、p21、p27等）負向調節，p16-cyclinD-CDK-pRb形成一條極為重要的負反饋調節通路Rb（抑癌基因）--pRb(蛋白產物）34cyclinDCDK4,6Rb-PRbE2FE2F(轉錄因子)G1SP16-cyclinD1-Rb系統調節模式圖CDKs使Rb磷酸化失活，激活E2F,解除細胞周期阻滯cyclinDCDK4,6Rb-PRbE2FE2FG135cyclinDcdk4,6Rb-PE2FE2FP16cdk4,6G1SRb低磷酸化的Rb是活化石我Rb,結合并抑制E2F,抑制細胞的增生cyclinDcdk4,6Rb-PE2FE2FP16cdk362、Survivin、cyclinD1與腫瘤

Survivin基因是凋亡抑制蛋白家族的新成員，定位于17q25,Survivin蛋白在正常情況下僅見于胚胎、睪丸、胸腺、分泌期子宮內膜，在分化成熟的組織中不表達在大多數腫瘤組織中Survivin表達或高表達，已成為腫瘤診斷和預后判斷的重要指標Survivin的高表達與cyclinD1的表達呈正相關，在腫瘤的發展過程中起協同作用，既促進細胞的增殖又抑制凋亡Survivin促進細胞的增殖的機制是與CDK4結合，釋放p21、p27，使pRb磷酸化而失活，使細胞從G1期進入S期cyclinD1和Survivin是腫瘤治療的重要潛在靶標2、Survivin、cyclinD1與腫瘤373、P53、cyclinD1與腫瘤P53基因是重要的抑癌基因，當DNA損傷時，野生型P53積聚，上調其下游P21靶基因表達，P21與cyclinD1競爭結合CDK4，使pRb無法磷酸化，導致G1期阻滯，使細胞在進入S期之前得以修復損傷的DNA。若cyclinD1過表達、P53失活，則將導致細胞的過度增殖，乃至腫瘤發生。Rb的過表達能抑制p53凋亡誘導作用。

3、P53、cyclinD1與腫瘤384、TGFβ對細胞周期的調控與腫瘤

TGFβ對不同類型的細胞和在不同的條件下作用于細胞，其生物學作用不同，有時甚至是相反的作用。TGFβ通過增加細胞外基質蛋白的產生或增加生長因子及其受體的形成而促進細胞增生，但在大多數情況下TGFβ是作為細胞生長抑制劑發揮作用。上皮細胞、內皮細胞、淋巴造血細胞等對TGFβ的細胞抑制作用非常敏感。

4、TGFβ對細胞周期的調控與腫瘤39TGFβ的細胞生長抑制機理：

TGFβ通過與受體形成復合物起作用，介導信號轉導（transduction）。TGFβ對細胞生長的抑制作用，其主要作用是在G1后期抑制RB蛋白的磷酸化，使細胞周期停止在G1期。目前認為是通過影響cyclin-cdk復合物形成和激酶活性來實現的。腫瘤細胞對TGFβ的生長抑制作用的抵抗是腫瘤生物學的一個特征。

Rb-PRbE2FE2F(轉錄因子)G1STGFβTGFβ的細胞生長抑制機理：Rb-PRbE2FE2FG1404、bcl-2家族對細胞周期的調控與腫瘤TheBCL2familyhasbeenshowntoplayaroleinmyeloidleukemogenesis.4、bcl-2家族對細胞周期的調控與腫瘤The41

Modelforthedualfunction.Followingdeathreceptorsuimulation,BIDinitiatesaproapoptoticprogramatthemitochondria.FollowingDNAdamage,BIDisphosphorylatedinthenucleusandplaysaroleincellcyclecheckpoint.

DeletionofBIDinmyeloidcellspromotesmyeloidleukemogenesis,demonstratingthatthissingle'BH3-only'proteinplaysacriticalroleinmaintenanceofnormalmyeloidhomeostasisandtumorsuppression.

Modelforthedualfunctio42AbilityofBCL2/BCL-xLtodrivecellsintoenhancedG0arrestleadstodelayinG1progressionandG1/StransitionActivationofcyclinE/cdk2andcyclinD/cdk4,whichdefinestherestrictionpointinnormalG1toSprogression,wasdelayedanddampenedinBCL2andBCL-xLcells,owingtopersistentlyhighp27inthecyclin/cdkcomplexes.AbilityofBCL2/BCL-xLtodriv43分子腫瘤學

（molecularoncology)分子腫瘤學

（molecularoncology)44第一節：分子腫瘤學概論

分子腫瘤學是從分子水平研究腫瘤的發生、發展、預防、診斷和治療的學科。第一節：分子腫瘤學概論分子腫瘤學是從分子水45一、腫瘤學及分子腫瘤學發展歷史

3000年前，殷墟甲骨文已有“瘤”字，中國的“癌”字最早見于宋代東軒居士所著的《衛濟寶書》中在西方，“cancer”一詞出現比“醫學更早，2500年前：古希臘學者Hippocrates用“cancer”一詞來描述腫瘤。1775年：英國醫生發現長期清掃煙囪者易患陰囊癌我國在19世紀前就有了手術麻醉和食道癌的尸體解剖報告西方國家在19世紀初開展了手術治癌工作及放射治癌。我國古代就用“砒霜”、“雄黃”、“輕粉”等藥物治療癌癥。1865年西方國家也用砷劑治療白血病，1945年用氮芥治療癌癥，1948年開始使用抗代謝藥物治療白血病與其他惡性腫瘤

一、腫瘤學及分子腫瘤學發展歷史46

1858年Vichow在《細胞病理學》中指出，癌是細胞的疾病19世紀后葉：染料與膀胱癌、煙草與肺癌、黃曲霉素與肝癌發病因素被認識1908年：丹麥學者發現雞白血病可通過無細胞濾液傳染，兩年后美國學者Rous發現雞的一種肉瘤是病毒引起，確立了病毒致癌學說1964年：在Burkitt淋巴瘤中發現EB病毒，確立人類腫瘤與病毒的關系20世紀，日曬與皮膚癌、射線照射與大鼠腫瘤、原子彈爆炸與幸存者中白血病、腫瘤發病率、醫源性白血病----物理致癌學說20世紀70年代隨著癌基因（oncogene)、抑癌基因（tumorsuppressorgene)的發現，標志著腫瘤研究真正進入分子腫瘤學時代1858年Vichow在《細胞病理學》中指出，癌47二、與腫瘤相關的一些名詞

1、腫瘤（tumor,neoplasm)：是機體在各種致瘤因素作用下，局部組織的細胞在基因水平上失掉了對其生長的正常調控，導致異常增生而形成的新生物。

2、良性腫瘤（benigntumor)：無浸潤和轉移能力的腫瘤。通常有包膜或邊界清楚，呈膨脹性生長，生長速度緩慢，細胞分化成熟。

3、惡性腫瘤（malignanttumor)：具有浸潤和轉移能力的腫瘤。通常無包膜，邊界不清楚，浸潤性生長，生長速度快，細胞分化不成熟，有不同程度異形性，對機體危害大。

4、交界性腫瘤（borderlinetumor)：組織形態和生物學行為介于良性和惡性之間的腫瘤，也可稱為中間性腫瘤（intermediatetumor)。

5、癌（carcinoma):上皮性惡性腫瘤。包括鱗狀細胞癌、尿路上皮癌、腺癌、囊腺癌以及基底細胞癌等

二、與腫瘤相關的一些名詞1、腫瘤（tumor,neopl48

6、癌癥（cancer):泛指一切惡性腫瘤，包括癌和肉瘤，但常被當作癌（carcinoma)的同義詞。當惡性腫瘤廣泛播散，稱作癌病（caicinomatosis,carcinosis)

7、肉瘤（sarcoma)：間葉來源的惡性腫瘤。

8、淋巴瘤（lymphoma)：又稱為惡性淋巴瘤(malignantlymphoma)，是一種在血液和淋巴組織主要累及淋巴結和（或）結外，通常形成明顯包塊的淋巴細胞惡性腫瘤。

9、母細胞瘤（blastoma):通常指組織學相似于器官胚基組織形成的惡性腫瘤

10、畸胎瘤（teratoma):發生在性腺（卵巢、睪丸）和性腺外中線部位（縱隔、骶尾部、松果體等），由內中外三個胚層的胚細胞所形成的腫瘤。6、癌癥（cancer):泛指一切惡性腫瘤，包括癌和肉瘤49三、分子腫瘤學的任務和研究內容

（1）化學、物理、環境因素等致癌機制（2）遺傳與腫瘤（3）癌基因、抑癌基因與腫瘤（4）細胞信號轉導分子與細胞信號轉導通路與腫瘤（5）細胞凋亡與腫瘤（6）細胞周期調控與腫瘤（7）細胞分化與腫瘤（8）端粒、端粒酶與腫瘤（9）腫瘤侵襲與轉移的分子機制（10）腫瘤細胞的耐藥機制（11）細胞生長因子、激素與腫瘤（12）生物信息學與腫瘤（13）腫瘤的免疫逃逸機制(14)腫瘤的分子診斷、預防和靶向治療三、分子腫瘤學的任務和研究內容（1）化學、物理、環境因素等50四、對腫瘤發生的基本認識

腫瘤的發生發展是異常復雜的，還有許多未知的領域。以下幾點認識得到較多認同：（1）腫瘤從遺傳學角度看是一種基因病。（2）腫瘤的形成是瘤細胞單克隆性擴增的結果。（3）腫瘤可能起源于腫瘤干細胞（4）環境的和遺傳的致癌因素引起的細胞遺傳物質（DNA）改變的主要靶基因是原癌基因和和腫瘤抑制基因。原癌基因的激活和（或）腫瘤抑制基因的失活可導致細胞的惡性轉化。（5）腫瘤的發生不只是單個基因突變的結果，而是一個長期的、分階段的、多種基因突變積累的過程。（6）機體的免疫監視體系在防止腫瘤發生上起重要作用，腫瘤的發生是免疫監視功能喪失的結果。四、對腫瘤發生的基本認識腫瘤的發生發展是異常復雜51第二節：細胞周期調控與腫瘤第二節：細胞周期調控與腫瘤52一、細胞周期(mitoticcycle)概念：

細胞分裂結束—物質積累—下一次細胞分裂結束：間期：G1期S期G2期分裂期：M期：前、中、后、末期一、細胞周期(mitoticcycle)概念：53分化衰老死亡G0期Rapidlydividingcells(20-50h)M1hG18-30hS8hG23h分化Rapidlydividingcells(20-5054DNA合成前期（G1期）此期細胞內進行著一系列極為復雜的生物合成變化

①不再繼續增殖，永遠停留在G1期直至死亡。如表皮角質化細胞、紅細胞等②暫時不增殖，如肝、腎細胞，它們平時保持分化狀態，執行肝、腎功能，停留在G1期，如肝、腎受到損傷，細胞大量死亡需要補充時，它們又進入增殖周期的軌道。這些細胞又可稱為Go期細胞。Go期細胞較不活躍，對藥物的反應也不敏感,是腫瘤復發的根源。③繼續進行增殖。例如骨髓造血細胞、胃腸道粘膜細胞等。DNA合成前期（G1期）55

在G1期時，正常的細胞將根據相應的外界刺激決定是進行DNA復制開始下一周期，還是處于暫時靜止狀態（G0期），或向一定的組織分化。

G0期的細胞也可在生長因子或其他細胞外增殖信號的作用下返回G1期。當細胞開始DNA復制，將需要持續的促有絲分裂原（Mitogen）刺激信號以促使細胞通過位于G1期后期的限制點。一旦細胞通過限制點，從G1期進入S期，即使缺乏絲裂原的存在，也將依次經過G1、S、G2、M期，完成一次不可逆轉的細胞周期●

●●●在G1期時，正常的細胞將根據相應的外56DNA合成期（S期）

S期主要特點是利用G1期準備的物質條件完成DNA復制，并合成一定數量的組蛋白，供DNA形成染色體初級結構。在S期末，細胞核DNA含量增加一倍，為細胞進行分裂作了準備。DNA復制一旦受到障礙或發生錯誤，就會抑制細胞的分裂或引起變異，導致異常細胞或畸形的發生。S期持續時間大約7～8小時。

DNA合成期（S期）57DNA合成后期（G2期）主要特點是為細胞分裂準備物質條件。DNA合成終止，但RNA和蛋白質合成又復旺盛，主要是組蛋白、微管蛋白、膜蛋白等的合成，為紡錘體和新細胞膜等的形成備足原料。若阻斷這些合成，細胞便不能進入有絲分裂。G2期歷時較短而恒定，哺乳動物細胞一般為1～1.5小時。

DNA合成后期（G2期）58分裂期（M期）這一時期是確保細胞核內染色體能精確均等的分配給兩個子細胞核，使分裂后的細胞保持遺傳上的一致性。分裂期（M期）59細胞周期調控與腫瘤課件60二、細胞周期調控

細胞周期的準確調控對生物的生存、繁殖、發育和遺傳十分重要二、細胞周期調控細胞周期的準確調控對生物61

1、細胞周期調控蛋白（cell

cycle-regulatingprotein）

細胞周期蛋白（Cyclin)——調節亞單位細胞周期蛋白依賴性激酶——催化亞單位(Cyclindependentkinases,CDKs)CDK抑制物（CDKinhibitor,CDKI或CKI）

或CDK抑制蛋白（CDKinhibitoryprotein,CIP)——抑制CDK活性

1、細胞周期調控蛋白（cellcycle-regulat62

（1）細胞周期蛋白(cyclin)

是一類隨細胞周期的變化呈現周期性出現和消失的蛋白質：（A、B1-2、C、D1-3、E、F、G、H）

表達時間不同，執行功能多種多樣

G1、G1/S、G2周期蛋白：CyclinC、D、E、AM期周期蛋白：CyclinB（1）細胞周期蛋白(cyclin)63細胞周期調控與腫瘤課件64

Cyclin具有相同的結構特點，含有100-150個氨基酸的保守區，稱為細胞周期蛋白盒（Cyclinbox)，能夠介導Cyclin與CDKs的結合。不同的Cyclin識別不同的CDK，組成不同的Cyclin-CDK復合體，表現出不同的CDK激酶活性

65（2）細胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin-dependentkinase，CDKs）

CDK1——CDK7等與cyclin結合（通過一段類似的氨基酸序列）具有磷酸激酶的活性。

不同的CDK-Cyclin復合物使特異的靶蛋白質磷酸化而激發細胞周期各期的進行。當抑制它們的周期蛋白質搭檔或有CDK抑制物存在時，CDK便失去活性。（2）細胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin-depende66細胞周期調控與腫瘤課件67（3）CDK抑制物（CDKinhibitor,CDKIs或CIP）

CDKI是對CDK激酶起負性調控作用的蛋白質。Cyclin－CDKs－CDKIs共同構成一個對細胞周期進行調控的網絡系統。抑制多種CDK（3）CDK抑制物（CDKinhibitor,CDKIs68CDKIs分兩大類：

INK4（inhibitorofCDK4)家族:(p16、p15、p18、p19)Cip/Kip家族:P21cip、27kip1、57kip2在G1期抑制多種CDK

CDKIs分兩大類：692、細胞周期監（檢）測點（cellcyclecheckpoint)調控

細胞周期運行是在一系列稱為細胞周期監測點的嚴格控制下進行的，以確保細胞周期事件有序進行，當DNA損傷、復制不完全、紡錘體形成不正常時，周期將被阻斷

2、細胞周期監（檢）測點（cellcyclecheckp70G1—S檢測點：

在G1晚期有一個關鍵的限制點，檢測DNA損傷、細胞外環境、細胞體積大小。在哺乳細胞中稱“R（restrctionpoint)”,通過此點的細胞不可逆進入S期S檢測點：檢測DNA復制錯誤G2—M檢測點：決定細胞一分為二的控制點。完整精確修復后可通過。M中期--M后期檢測點：紡綞絲組裝檢測點，控制失調時即可引起各種染色體畸變，基因擴增、突變、癌發生等G1—S檢測點：

在G1晚期有一個關鍵的限制點，檢測DN71染色體分離合適嗎？

損傷的DNA修復了嗎？營養條件合適嗎？細胞生長足夠大？前次有絲分裂完畢？DNA復制完畢？DNA損傷修復？染色體分離合適嗎？72三、細胞周期調控與腫瘤--要點1、細胞動力學的研究提示，絕大多數人體腫瘤（Burkitt淋巴肉瘤等極少數例外）的細胞周期，不僅不比與它們相當的正常組織為短，而是相同或較長。2、腫瘤和正常的組織—樣，也具有幾種不同的細胞群：（1）增殖細胞群（A）：與腫瘤生長直接有關，是化學療法最易攻擊的部分。（2）暫不增殖細胞群（B）：它是延長了的G1細胞或G0細胞，目前不參加細胞周期，與腫瘤的擴大暫時無直接關系。在一定條件下可成為腫瘤復發的根源。（3）不再增殖群（C）：它們不再參與細胞周期，而日趨衰老、死亡，對腫瘤增長已無意義，腫瘤增長的情況取決于3種細胞群的比例。（4）腫瘤干細胞（群？）

三、細胞周期調控與腫瘤--要點1、細胞動力學的研究提733、Cyclins－CDKs－CDKIs是細胞周期最主要調控系統，CDKs處于中心地位，Cyclins起正調節作用，CDKIs起負調節作用4、細胞周期調控失衡、細胞增殖失控是腫瘤細胞的重要生物學特性。5、CyclinD1是G1/S期轉換的關鍵蛋白，在細胞增殖中意義最大，目前的研究顯示CyclinD的異常表達與腫瘤關系最密切。6、細胞周期調控異常在腫瘤發生、發展中的機制非常復雜，涉及多個環節。7、腫瘤細胞周期及其調控的研究是腫瘤研究的持續熱點，對腫瘤發病機制、生物學行為、治療和預后均有重要意義3、Cyclins－CDKs－CDKIs是細胞周期最主要調控74四、細胞周期調控與腫瘤-某些現象1、cyclinD1基因位于11q13，在多種腫瘤中都有該區基因的異常2、在多種腫瘤中有cyclinD1基因的高表達3、腫瘤D類細胞周期蛋白半衰期長，穩定性異常增高4、在某些腫瘤中發現有cyclinD2基因的擴增5、在一些人類腫瘤中發現CDK4、CDK6高表達6、已發現某些CDKI分子如P15、P16、P21、P27、P40、P57等與腫瘤的發生密切相關，例如神經膠質瘤的P16失活，主要是缺失或突變。7、多種癌基因、抑癌基因、凋亡調控基因如c-myc、Rb、P53、bcl2等參與了細胞周期調控，在腫瘤的發生、發展中起重要作用四、細胞周期調控與腫瘤-某些現象1、cyclinD1基因75五、細胞調周期調控與腫瘤-部分機制

1、cyclinD-CDK（CDK4、6）發揮作用與Rb有關，Rb失活促進腫瘤細胞增殖

Rb（視網膜母細胞瘤基因）：

RB基因產物是一個核內蛋白。有兩種形式。磷酸化和去磷酸化。RB的表達和磷酸化的水平與細胞周期有關。非磷酸化的RB可以阻止細胞從G0進入S期，抑制細胞的增殖，也是細胞成熟分化所必需的。一旦磷酸化后則失去這活性，從而使細胞進入增殖周期。其抑制細胞增殖的作用機理，可能是抑制c-myc和c-fos的表達。因為細胞進入S期需要這兩種蛋白的表達。

五、細胞調周期調控與腫瘤-部分機制1、cyclinD-C76

Rb（抑癌基因）--pRb(蛋白產物）

低磷酸化pRb（活化狀態）----使細胞停滯在G1期

磷酸化pRb（非活化狀態）----解除對細胞周期抑制

cyclinD-CDK使低磷酸化pRb磷酸化失活，細胞進入S期cyclinD-CDK對pRb的作用又被CDKI（p16、p21、p27等）負向調節，p16-cyclinD-CDK-pRb形成一條極為重要的負反饋調節通路Rb（抑癌基因）--pRb(蛋白產物）77cyclinDCDK4,6Rb-PRbE2FE2F(轉錄因子)G1SP16-cyclinD1-Rb系統調節模式圖CDKs使Rb磷酸化失活，激活E2F,解除細胞周期阻滯cyclinDCDK4,6Rb-PRbE2FE2FG178cyclinDcdk4,6Rb-PE2FE2FP16cdk4,6G1SRb低磷酸化的Rb是活化石我Rb,結合并抑制E2F,抑制細胞的增生cyclinDcdk4,6Rb-PE2FE2FP16cdk792、Survivin、cyclinD1與腫瘤

Survivin基因是凋亡抑制蛋白家族的新成員，定位于17q25,Survivin蛋白在正常情況下僅見于胚胎、睪丸、胸腺、分泌期子宮內膜，在分化成熟的組織中不表達在大多數腫瘤組