肿瘤发生与发展(2)

认识肿瘤第三讲肿瘤发生与发展（二）主讲人：罗慧深圳大学医学院E-mail:[e-mail]公用邮箱：[e-mail]密码：rszl12341恶性肿瘤的特点•分裂快（rapiddivision)•永生化（immortalized)•无限增殖（uncontrolledproliferation)•侵袭（invasion)•转移（metastasis)•……一、肿瘤的生长（一）肿瘤的生长速度（二）肿瘤的生长方式（一）肿瘤的生长速度取决于分化程度良性肿瘤恶性肿瘤慢，呈间歇性生长突然加快考虑恶变快，呈持续性生长血供相对不足，易坏死、出血（二）肿瘤的生长方式1.膨胀性生长2.浸润性生长3.外生性生长1.膨胀性生长大多数良性肿瘤的生长方式2.外生性生长与部位有关，良、恶性肿瘤皆可呈外生性生长但恶性肿瘤会外生加浸润，恶性可形成溃疡。大多数恶性肿瘤的生长方式3.浸润性生长二.细胞永生化？•细胞永生化是指体外培养的细胞经过自发的或受外界因素的影响从增殖衰老危机中逃离,从而具有无限增殖能力的过程。Hayflick界限•Hayflick界限：体外培养的细胞，不是不死的，而是有一定寿命的，其增殖不是无限的，而是有一定界限，这个界限称为Hayflick界限。•在体外培养的人正常细胞,经一段时间的分裂,就会进入一种生长抑制状态,即衰老期(M1期)。大多数真核生物细胞(生殖细胞、干细胞除外)都具有这种特性。经转化了的细胞可越过衰老期而进入另一增殖抑制状态,即危机期(M2期),危机期的细胞开始出现退化,并逐渐死亡。只有少数细胞在一定因素的影响下,端粒酶被激活,以自身RNA为模板合成端粒DNA来补充或延长端粒,恢复染色体的稳定性,从而使细胞越过危机期,发生了永生化。细胞永生化意义•了解细胞增殖与衰老的分子机制及保存一些重要疑难病例的样本。•为治疗肿瘤、控制肿瘤细胞的增殖以及器官移植的研究奠定了坚实的基础。•由于永生化细胞具有可以多次传代的这一特性,我们可以利用各种细胞永生化的方法使那些传代困难、增殖慢、易衰老的细胞获得永生,从而为我们提供更多的细胞资源。细胞永生化的分子机制•目前认为,细胞永生化的模式如下:细胞经多次分裂后,在肿瘤抑制因子,如p53、Rb等作用下,细胞进人衰老期(M1)期,此时细胞对生长因子等失去反应,产生DNA合成蛋白抑制因子,细胞周期检查点发送细胞周期停止信号,DNA合成停止,细胞开始衰老,但不一定死亡。而病毒、原癌基因、抑癌基因突变体则可以抑制M1期机制,细胞绕过M1期继续生长,进人危机期(M2期),细胞出现退化,分裂细胞逐渐减少,绝大多数细胞发生凋亡,只有罕见的细胞在一些因素影响下,可越过M2期获得永生性转化。三.肿瘤的扩散恶性肿瘤的重要特征之一1.直接蔓延2.转移：血道转移淋巴道转移种植性转移随着肿瘤不断长大，瘤细胞可连续不断地沿着组织间隙、淋巴管、血管或神经束衣侵入并破坏临近正常组织或器官继续生长，称直接蔓延。1.直接蔓延(directspread)2.肿瘤转移(metastasis)（1）概念：是指恶性肿瘤细胞从原发部位侵入淋巴管、血管或体腔，迁徙到他处继续生长，形成与原发肿瘤同类型的继发性肿瘤，这个过程称为转移。举例：肺转移性肝癌。（2）常见转移途径淋巴道转移血道转移种植性转移是癌最常见的转移途径左锁骨上淋巴结转移常见淋巴道转移是肉瘤最常见的转移途径癌晚期也发生血道转移最常见于肝和肺转移血道转移肿瘤的血管生成是肿瘤赖以生存和浸润转移的条件炎细胞和肿瘤细胞肿瘤细胞血管生长因子抗血管生长因子影响肿瘤的生长GF、PD-ECGFVEGF，TNF-α血管抑素、TSP-1内皮细胞抑素种植性转移•体腔内器官恶性肿瘤侵破表面，瘤细胞像播种一样种植在体腔内器官表面，形成转移瘤。第一节肿瘤转移的基本过程一、肿瘤多步骤转移机制1.早期原发癌生长2.肿瘤血管形成3.肿瘤细胞脱落并侵入基质4.进入脉管系统5.癌栓形成6.继发组织器官定位生长7.转移癌继续扩散早期原发癌生长在原发肿瘤生长早期，肿瘤细胞生长所需的养料是通过临近组织器官微环境渗透提供，这足以使微小原发肿瘤生长和扩展。肿瘤血管形成当肿瘤直径达到或超过1—2mm时，经微环境渗透提供的营养物质已不能保证肿瘤细胞的生长。此时，向肿瘤提供养料的血管逐步形成。这种由宿主组织血循环形成的毛细血管网最终进入肿瘤组织，整个形成过程是在各种血管形成因子和相应的抑制因子相互作用共同调控进行的，其中包括各类血管生长因子加速合成分泌和血管形成抑制因子分泌减少。肿瘤与血管生成微小病灶肿瘤生长血管生成血管侵润微小转移形成转移(无血管的肿瘤)(触发血管生成)(血管生成的肿瘤)(肿瘤进入血管内)(远处播种)(再次血管生成)开关开关肿瘤细胞脱落并侵入基质部分肿瘤细胞能分泌一种物质，使黏附因子的表达受到抑制，从而增加肿瘤细胞运动能力，使其从原发肿瘤病灶上脱离形成游离细胞。这些脱落细胞通过分泌各种蛋白溶解酶，可以破坏细胞外基质，从而导致肿瘤细胞突破结缔组织构成的屏障。进入脉管系统肿瘤诱导形成的毛细血管网不仅与原发肿瘤生长有关，而且也为侵入基质的游离肿瘤细胞进入循环系统提供了基本条件。癌栓形成进入血循环的肿瘤细胞再运送过程中大多数都被杀死破坏，只有极少数转移倾向极高的细胞相互聚集形成微小癌栓并在循环系统中存活下来。继发组织器官定位生长在循环中幸存的癌细胞到达特定的继发组织或器官时，通过黏附作用特异性地锚定在毛细血管壁上，并穿透管壁逸出血管进入周围组织。这些肿瘤细胞逃避宿主的局部非特异免疫杀伤作用，在各类生长因子的作用下增值生长，最终形成转移瘤灶。转移癌继续扩散当转移灶直径超过1—2mm时，新生毛细血管形成并与肿瘤连通。肿瘤细胞通过上述相同机制，可以形成新的转移癌灶。病理学肿瘤细胞的分离脱落(1)肿瘤细胞间粘附力↓:cadherin↓、Fn↓→细胞间连接↓。(2)肿瘤细胞与基底膜的紧密附着：Ln受体↑,Fn受体↑(3)细胞外基质降解:Cathepsin-D,u-PA溶解Ln、Fn。(4)肿瘤细胞的移出:阿米巴运动→游出。二.肿瘤的转移的器官选择性（一）肿瘤转移的器官选择性规律（二）肿瘤细胞表型差异性（三）组织器官微环境差异肿瘤转移的常见特点肿瘤转移的倾向性（亲和性器官）原发肿瘤受累器官的倾向性乳腺、肺、肾骨前列腺、宫颈癌骨盆、腰椎甲状腺颈椎乳腺、胃肠道区域淋巴结胃肠道、胰腺肝和腹腔转移乳腺肝、肺、骨、肾上腺胃卵巢小细胞肺癌、肺腺癌脑、骨、肾上腺颅内肿瘤很少转移颅外肿瘤细胞表型差异性不同种类的肿瘤转移潜能不同，可能由于不同的遗传编码、细胞表面结构、抗原特性、代谢特性、受体种类和分布、侵袭力、与血管内皮细胞等的黏附力、产生局部凝血因子或肿瘤血管形成因子的能力以及对免疫反应的应答力等因素所决定的。组织器官微环境差异组织器官微环境差异有两个方面，一是原发肿瘤脏器，二是继发转移脏器。不同部位的移植瘤其转移特性不同。继发脏器的微环境对转移肿瘤细胞具有特殊亲和力也是肿瘤转移的重要基础。第二节肿瘤转移的分子生物学基础肿瘤转移的分子生物学基础基因调控下的肿瘤转移黏附因子与肿瘤转移血管生成和肿瘤转移纤维蛋白溶解酶及其调节因子基质金属蛋白酶与组织抑制剂机体免疫状态与肿瘤转移一基因调控下的肿瘤转移癌基因及抑癌基因之间的表达失衡癌基因：BCL-2、Myc、ras、mos、raf、fes、fms、ser、fos、erB-2、CD44v等。抑癌基因：nm23，nm23的基因产物为核苷酸二磷酸激酶（NDPK）。NDPK通过信号转导影响肿瘤细胞微管的组合从而影响细胞微管、微丝等细胞骨架蛋白的活动，通过调节细胞内微管系统的状态而抑制癌的转移。NDPK影响G-蛋白的信号传递，控制细胞增殖和蛋白结合GDP的磷酸化过程。二粘附分子与肿瘤转移肿瘤细胞的粘附性在肿瘤侵袭和转移中起着极为重要的作用。肿瘤转移过程无不包含粘附和分离两方面。肿瘤侵袭的第一步肿瘤细胞从原发肿瘤脱落游离，本质是肿瘤细胞间黏附因子的损失所致。循环肿瘤细胞与脉管内皮细胞及细胞外基质细胞的黏附。粘附分子的种类和作用整合素：有的参与不同细胞间的黏附连接，有的协助细胞与细胞外基质的结合。钙连接素：是一种跨膜糖蛋白，主要参与同原细胞间连接。免疫球蛋白类黏附分子：主要参与细胞与细胞间连接。选择素：通过炭氢键连接，在肿瘤转移器官选择性倾向中发挥重要作用。三血管生成和肿瘤转移1.血管形成过程肿瘤新生毛细血管是在周边组织原有的血管基础上延伸扩展形成的，肿瘤在生长过程中也分泌多种物质来促进新生毛细血管的进一步形成。与此同时，这些丰富的毛细血管也为肿瘤细胞侵袭进入循环系统提供了良好的机会。肿瘤本身能诱导血管的形成，肿瘤细胞可释放血管生成因子刺激血管内皮细胞的生长和移行。2.肿瘤血管生成的调节这是一个复杂的过程，一般包括以下步骤：血管内皮基质膜溶解内皮细胞向肿瘤组织迁移内皮细胞在迁移前沿增殖内皮细胞管道化，分支形成血管环形成新的基底膜四纤维蛋白溶解酶及其调节因子纤维蛋白溶解酶激活因子（PA）在肿瘤转移过程中如肿瘤血管形成、肿瘤细胞脱落、基质浸润、侵入和逸出循环系统、继发脏器移行和环境改造等重要步骤中起重要的正调节作用。PAI起负调节作用。五基质金属蛋白酶与组织抑制剂溶解酶系统由一个庞大蛋白溶解酶家族组成，也称基质金属蛋白酶MMPs一、基质金属蛋白酶的种类和结构目前已知19种，根据其结构功能分为四大类：胶原酶，明胶酶，基质溶解酶和膜类蛋白酶。基质金属蛋白酶由几个特征性的结构区域组成，其中主要包括氨基末端多肽，催化区域片段和羟基末端血凝乳酶样结构。六机体免疫状态与肿瘤转移肿瘤细胞从发生到转移需要具备的条件：1.生长增殖2.转移潜能3.免疫脱逸参与控制转移的免疫细胞主要有：NK细胞巨噬细胞T细胞第三节阻止肿瘤转移存在的问题和发展方向一肿瘤转移的基因治疗•基因治疗是将功能基因通过分子生物工程手段转染插入异常细胞，纠正治病基因的表达，使其功能蛋白或酶等基因表达产物，从而达到治疗目的。从基因治疗的策略有分：1.增强宿主抗癌免疫；2.恢复或增强肿瘤抑制基因的功能；3.阻断癌基因；4.优化增强化疗及放射敏感性。5.细胞基因杀伤效应。二血管形成抑制剂与抗肿瘤转移目前有关抗血管形成的研究很多，不但集中研究对抗原发肿瘤，也针对肿瘤扩散转移。三细胞黏附因子抑制剂与抗肿瘤转移据研究蛋白络氨酸激酶PTK作为信号传到活化因子参与了肿瘤细胞与细胞外基质结合以及肿瘤细胞在基质的移动等关键步骤。四基质金属蛋白酶抑制剂与抗肿瘤转移MMPS在肿瘤侵袭和转移过程中扮演了重要角色，通过抑制阻断MMPS的生物活性可以达到阻碍肿瘤转移的目的。54干细胞概念与基本特性•干细胞(stemcell)概念：来源于胚胎和成体的细胞，在一定条件下具有自我更新和分化潜能，具有分化形成至少一种特定细胞类型的特性。Totipotentcell:全能干细胞;Blastocyst:胚泡;Fetus:胚胎；Innercellmass:内细胞团;Primordialgermcells:原生殖细胞;Pulturedpluripotentstermcells:培养多能干细胞561.干细胞的类型(根据取材来源的组织发育阶段分为)(1)胚胎干细胞(EmbryonicStemCell，ESC)：指胚胎早期的干细胞。这类干细胞分化潜能宽，具有分化为机体任何组织细胞的能力。如囊胚期内细胞团的细胞。(2)成体干细胞(AdultStemCell，ASC)：指成体各组织器官中的干细胞，成体干细胞具有自我更新能力，但分化潜能窄，只能分化为相应(或相邻)组织器官组成的细胞。如神经干细胞，表皮干细胞。572.干细胞的类型（根据分化潜能的差异分为）全能干细胞多能干细胞专能干细胞58具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞(ES)具有很强的分化能力，可无限增殖并分化为全身200多种细胞类型及机体的各种组织、器官。1．全能性干细胞(胚胎干细胞)59具有分化出多种细胞组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力。如骨髓多能造血干细胞，它可分化出至少十二种