癌细胞的特点及原癌基因的来源

癌细胞的特点及原癌基因的来源—关于癌症起源于原始生物的假说植物保护2013—1王飞20136794摘要：癌症是危及人生命的严重疾病，百年来。人类对癌症病理研究的不断深入。其治疗效果的不断提高，令世人瞩目，但根治癌症依然是人类医学极有价值的重大课题。本文针对癌症的发病机制。重点探讨癌细胞的特点以及原癌基因的来源．从而提出癌症起源于原始生物的假说。关键词：癌症；变异；原癌基因；DNA；原始生物人体是一座由细胞筑就的大厦，癌症所引起的肿瘤则是这座大厦的炸弹，它们侵蚀生物秩序。破坏生物功能。假如这种侵蚀一路绿灯。所向披靡，它们将令整个复杂的生命体系土崩瓦解。近20年来。全球仅肺癌的发病率已高达24．2/100000[1]。成为致人死亡的一种主要疾病。鉴于癌症的严重危害性，各种预防治疗癌症的手段方法纷纷出台。实践证明根治癌症绝非易事，笔者认为要创造出一种对癌症治疗有根本显著疗效的技术．就必须对癌症起源有一个真实全面地了解。故提出以下一种关于癌症的假说。1．癌细胞的生存方式是生命进化的一个中间环节癌症是由于外部环境中某些致癌因素对人体细胞长期作用，导致细胞基因突变形成癌细胞．癌细胞则进一步通过无限制的分裂．形成由多达数百万乃至上亿的癌细胞组成的恶性肿瘤。笔者认为恶性肿瘤有值得重视的三个特征：第一，肿瘤是多细胞个体。但细胞分化趋向简单化；第二．癌细胞可扩散转移；第三，癌细胞有端粒酶的表达。这三个特征体现了癌细胞的生存方式。同时也将癌症与生物进化早期的原生动物及多细胞动物联系在一起。1．1恶性肿瘤作为由癌细胞建成的组织，它的结构趋向更简单化．不正常形态不断发生。在镜下观察癌细胞，可发现大多数癌细胞分化程度较低．有的甚至尚未分化。而进化论、群体学说[2]告诉我们：生物是由单细胞生物过渡到多细胞生物。在演化史上应有一个由单细胞生物群体(如群体鞭毛虫)聚集形成多细胞聚集体的阶段，且此时由于聚集体形成不久．组成聚集体的个体细胞分工尚不明确。未有明显的分化[3]。笔者认为组织结构简单、细胞分化程度低是肿瘤进化原始性的表现之一。1．2癌细胞形成的肿瘤具有转移再生的能力。我们常常听说某人经手术、化疗等治疗后出现了肿瘤扩散、转移现象。笔者认为正是那残留或转移的癌细胞组织为老部位老肿瘤的形成埋下了“隐患”。根据国内外有关文献，人工气腹条件下肿瘤细胞切口转移的主要机制为：脱落肿瘤细胞的直接种植；trocar切口损伤以及C02沿trocar的泄漏；肿瘤细胞的雾化[4]状态等。这些机制均与癌细胞极强的分裂侵蚀能力密切相关。在癌症死者当中。只有不到10%的人死于原发地茁壮成长的肿瘤。在大多数情况下，是由转移灶充当杀手的角色．即那些离开原发灶，在人体别的地方安营扎寨的癌细胞远征军[5]与之类似，很多海绵动物、环节动物、腔肠动物具有一种人类所不具备的再生能力[2]．将这类动物身体切成多块，每块都能独立生活。并且继续长大成新的个体。此特点使我们将早期的多细胞生物与肿瘤联系在一起。1．3癌细胞内具有一种叫做端粒酶[6]的特殊酶。可添加重复DNA序列，重建端粒。弥补DNA复制机制通常的不足。正是凭借此酶，癌细胞才能无限地重建和维护自己染色体的两端，确保其无限的复制能力。部分原生动物如草履虫能年复一年地无限分裂。而哺乳动物正常细胞在分裂30至50次后即停止生长逐步死去。两者细胞的差异在于前者细胞具有端粒酶．而后者成熟体细胞却不具备此酶。研究表明，端粒酶作为目前已知最为广谱的肿瘤分子标记物，它的活性随细胞周期运动而改变。并受细胞周期调节蛋白、癌基因和抑癌基因的调控，且与细胞凋亡的发生有着一定的相关性[7]。草履虫与癌细胞都具有端粒酶的特点。说明这两类细胞在遗传基因特别是癌基因和抑癌基因上部分相同的可能性。也说明原生动物细胞中可能具有癌基因或类似癌基因的基因、基因组。从而将恶性肿瘤及其组成癌细胞通过生物进化原生动物联系在一起。仅从这三个特征就认为肿瘤反映了生物进化某一时期的形态、生存方式是不充分的，因而它仅停留在假说阶段。但笔者认为变异是生物进化的动力，而突变在某些情况下使正常细胞转化成了癌细胞这一基本观点上应能找出癌症与生物进化之间的联系。2．原癌基因是原始生物在现代生物DNA中留下的“痕迹”笔者认为在现实中有可以支持这一论断的依据。具体表现在：2．1癌症发病的机制现在比较明确的关于癌症发病机制的设想有一个共同的主线：细胞癌基因和病毒癌基因都起源于细胞的前正常基因——原癌基因[8]。原癌基因是指存在于正常细胞中的癌基因[9]。它在正常细胞中以非激活形式存在。常见的原癌基一因包括src癌基因组、ras癌基因组、myc及其它核内癌基因。细胞癌基因源于原癌基因是人们所熟知的．这里将病毒癌基因源于原癌基因的有关理论做一简要介绍，以便为下文的假说做铺垫。有一类病毒在感染寄主细胞后可引发细胞癌变．这些病毒被称为逆转录酶病毒[6]。如著名的劳氏肉瘤病毒(RSV)[10]等。非细胞型的病毒所引发的癌症使人们一度认为是病毒固有的基因导致了细胞的癌变，而癌基因则是人侵的肿瘤病毒“强加”给细胞的基因。但随着研究的不断深人，最终确定导致细胞癌变的基因来自于细胞内部本身。一次偶然的感染事件使一些逆转录酶病毒“偷取”了细胞内表现正常的原癌基因．将其改造成为癌基因。当这些病毒感染其它正常细胞时。病毒携带的癌基因将使被感染的细胞癌变。癌症疾病植根于细胞内部，原癌基因在五花八门的生物基因组中广泛分布。意味着很多年前。所有这些生物的共同祖先已经拥有了原癌基因的某种改造形式．那么这种改造形式是什么呢?笔者假想它就是导致当今生物肿瘤形成的癌基因。基于这点。笔者提出在进化史上存在过以癌细胞那样无限复制扩张为生存方式的原始生物的假说。2．2基因的保守性细胞原癌基因在生物进化过程中大都表现为高度保守性．即各种生物细胞中同一种原癌基因的DNA序列十分相似[11]。有的原癌基因如RSV不但存在于所有脊椎动物的基因组中，而且在果蝇乃至酵母中均存在。从果蝇到哺乳动物的进化大约经历了六亿多年，但原癌基因并无重大变化，显示出高度保守性。笔者认为，这类基因之所以具有高度保守性。除了与它们具有重要的生理功能相关外，还与这类基因易形成给生物个体带来致死性后果的突变紧密联系。原癌基因的高度保守性是在生物进化的长期选择中。多细胞生物个体为维持其细胞群体的生存繁衍作出的必然选择。同时笔者认为，形成原癌基因高度保守性的最好解释便是生物在进化中，经过了一个以癌细胞那样无限复制扩张为生存方式的阶段。在这个阶段中。具有这样生存方式的生物经历了一个从迅速崛起到急剧消亡的过程，原癌基因的形成及其保守性的最终确立也在这个阶段中形成。2．3基因的显隐性牛津大学的享利·哈利斯教授曾进行正常细胞和癌杂交的实验，他发现正常细胞的生长基因在细胞生长中居显性地位，致癌基因则是隐性的[5]。在细胞内的生长正常化基因被称作肿瘤抑制基因，由于它在细胞中的显性地位。癌细胞在生命体内难以形成。而癌症的发生既与原癌基因突变成显性表达形式的癌基因有关，也与细胞肿瘤抑制基因不被表达甚至丧失有关[12]。原癌基因的隐性基因性质是笔者提出假说的一个基础。笔者认为在现代生物DNA中存在的基因有三种情况：（1）此种基因在现代生物细胞生长得到表达，（2）发挥作用：此种基因在以前生命体的细胞中发挥作用。现在不表达不发挥作用；（3）此种基因在以前生命体的细胞中发挥某种作用，现在在当今生物细胞中此种基因变换形式发挥与原作用有关联的作用。原癌基因为隐性基因，它具有促进细胞按部就班、正常繁衍的功能，它的突变形式却是癌细胞不断无限增殖的推动力。笔者认为原癌基因作为第3种情况的基因存在于当今生物DNA中的可能性很大。这种可能性也是笔者提出假说的理由之一。3关于癌症治疗的一些设想基于这一假说，笔者推测对癌症可能产生显著疗效的方法有：（1）病毒疗法寻找专一性攻击癌细胞的病毒，将其应用于癌症治疗（2）基因疗法寻找激活癌细胞内已不表达的肿瘤抑制基因的方法途径，寻找在已丧失肿瘤抑制基因的癌细胞基因组内整合加入肿瘤抑制基因的方法途径。（3）酶疗法通过化学方法使癌细胞内端粒酶失活，从而让癌细胞失去无限分裂的能力。参考文献1.吴怀中，邓易明，李宽全等.上海市胸科医院近六年肺癌手术死亡的研究.中华肿瘤杂志，2001;5:2362.刘凌云，郑光美.普通动物学.北京高等教育出版社，1997；74,75,78—1973.[前苏联]J.M瓦希利耶夫，I.M捷尔范德.培养中的肿瘤与正常细胞.北京人民卫生出版社，1985;74.林森旺，等.人工气腹对肿瘤细胞切口转移的影响.国外医学肿瘤学分册，2001；6:2005.罗伯特.温伯格.细胞叛逆者.上海：上海科学技术出版社，1999；103—104,81—82.6.翟中和.细胞生物学.北京：高等教育出版社，1995:1997.李登举，等.端粒酶与细胞周期,细胞凋亡及癌基因的关系.国外医学分子生物学分册.2001；3：868.朱玉贤，李毅.现代分子生物学.北京：高等教育出版社，1997；360—3689.江培洲，等.癌基因与抑癌基因的表达研究进展.国外医学肿瘤学分册，2001；4:8910.张玉静，分子遗传学，北京：科学出版社，2000；346—35311.汤健，等.原癌基因与心血管疾病，北京医科大学，中国协和医科大学联合出版社，712宋今丹.医学细胞生物学，北京：人民卫生出版社，1997:150—151