肿瘤与信号转导

PowerpointTemplates 信号转导与肿瘤 细胞信号转导的存在及其过程是近年细胞生物学 分子生物学和医学领域的研究热点之一 细胞信号转导异常与肿瘤等多种疾病的发生 发展和预后直接相关 综述细胞信号转导和与肿瘤发生相关的几条主要信号通路 阐明它们的作用机制对于探索肿瘤发病机制并最终攻克肿瘤具有重要的意义 细胞信号转导 细胞针对外源信息所发生的细胞内生物化学变化及效应的全过程称为信号转导 信号转导是通过多种分子相互作用的一系列有序反应 将来自细胞外的信息传递到细胞内各种效应分子的过程 细胞内信号分子小分子第二信使 cAMPcGMPDAGIP3PIP3Ca2 等酶 蛋白激酶 丝 苏氨酸激酶 酪氨酸激酶 催化第二信使生成和转化的酶 腺苷酸环化酶 鸟苷酸环化酶 磷脂酶C 磷脂酶D等 调节蛋白 G蛋白 衔接蛋白 支架蛋白 受体介导的细胞内信号转导方式有两大类 1 细胞内受体通过分子迁移传送信号2 细胞外受体介导的信号转导 离子通道受体将化学信号转化为电信号 G蛋白偶联受体通过G蛋白和小分子信使介导信号转导 酶偶联受体主要通过蛋白质修饰或互相作用传递信号 与肿瘤发生相关的几条主要信号通路 Hedgehog信号通路 Wnt信号通路 酪氨酸激酶受体通路 转化生长因子 通路 核因子 B信号通路 整合素转导通路 一 Hedgehog信号通路 Hedgehog信号通路是近年来备受关注的一个调控胚胎发育的信号转导途径 而且与人类肿瘤的发生与发展紧密相关 Hedgehog信号通路的异常激活可以导致多种肿瘤的形成 如基底细胞癌 胰腺癌 前列腺癌 胃肠道恶性肿瘤等 Hedgehog信号通路 Hedgehog信号通路 Hedgehog信号通路主要由3部分组成 Hh信号肽 跨膜受体和下游转录因子 在正常状态下 Hh蛋白由其经过自我裂解产生的N末端裂解物与胆固醇或脂酰基结合 附着于细胞模表面 Hh信号通路的激活是通过配体Hh与跨膜蛋白Ptch结合 进而解除Ptch对另一跨膜蛋白Smo的抑制作用 Smo再通过下游转录因子Gli来调控基因转录 Hedgehog信号通路可能在部分消化道肿瘤细胞中被活化 原发性肝癌中Hedgehog信号转导通路是活化的 并且环靶明有阻断Hedgehog信号转导通路的作用 二 Wnt信号通路 Wnt信号通路是一条在进化上保守的信号途径 在胚胎发育和中枢神经系统的形成中起关键作用 可调控细胞的生长 迁移和分化 目前研究表明 在乳腺癌 结直肠癌 胃癌 肝癌 黑色素瘤及子宫内膜癌 卵巢癌中都存在Wnt信号通路异常 Wnt信号通路 Wnt信号通路 Wnt信号通路主要分为3种类型 1 经典的Wnt信号途径 通过 2连环蛋白核易位 激活靶基因的转录活性 2 细胞平面极性途径 此途径涉及RhoA蛋白和Jun激酶 主要控制胚胎的发育时间和空间 在细胞水平上 此途径通过重排细胞骨架来调控细胞极性 3 Wnt Ca2 途径 此途径可诱导细胞内Ca2 浓度增加并激活Ca2 敏感的信号转导组分 在Wnt通路中任何一步发生障碍都可致癌 1 组成Wnt信号途径的蛋白 转录因子或基因被破坏或变异导致该途径关闭或局部途径异常活跃 2 过多的Wnt信号使整个途径都异常活化 细胞进行不必要的增殖 3 没有Wnt信号时 细胞内其他的活动也会通过Wnt途径来刺激或诱发细胞乃至机体不正常反应 Wnt信号通路 三 酪氨酸激酶受体通路 酪氨酸激酶受体通路 PTKs在细胞增殖甚至恶性转变过程中起着重要的作用 PTKs包括受体型PTKs和非受体型PTKs两大类 PTKs具有酶活性的细胞膜受体 又称催化性受体 是细胞内段具有酪氨酸激酶活性的跨膜结构的酶蛋白受体 其胞外区与生长因子配体结合 然后激活胞内段的酶活性区启动信号转导 酪氨酸激酶受体通路 酪氨酸激酶受体通路 有一些受体本身不具有酶活性 但在其胞内段有PTKs特异结合的位点 配体与受体结合后 须通过该位点结合胞内PTKs再磷酸化胞内靶蛋白的酪氨酸残基 启动信号转导过程 PTKs激活信号控制着细胞内众多靶分子活性 包括Ras MAPK STAT JNK PI3K 还可调整转录因子的活性 酪氨酸激酶受体通路 其中一条PTKs激活的细胞内信号通路是磷酸化后的受体与下游靶点结合 激活分裂原激活蛋白激酶 MAPK 和磷酸肌醇 3 2激酶 PI3K AKT激酶通路 MAPK是促细胞分裂的信号 而PI3K AKT激酶是促细胞抗凋亡 存活的信号 因此PTKs催化受体磷酸化的最终结果是促使细胞增殖 抑制细胞凋亡 与肿瘤的发生和发展直接相关 酪氨酸激酶受体通路 在肿瘤的早期阶段 由于其引起生长周期阻断的作用 它可作为肿瘤抑制物 在肿瘤进展的过程中 TGF2 可由肿瘤细胞和 或 其周围的基质细胞产生 且细胞因TGF2 的抑制增殖作用消失而出现优势生长 在肿瘤生长的晚期阶段 TGF2 作为肿瘤的促进因子 通过刺激血管生成 细胞播散 免疫抑制及合成细胞外基质等提供适宜肿瘤生长 浸润及转移的微环境 四 转化生长因子 通路 转化生长因子 通路 转化生长因子2 TGF 2 具有调节细胞生长 分化 调控细胞凋亡 促进细胞外基质合成和血管的新生 抑制机体免疫反应等多种生物学功能 与良恶性肿瘤的发生发展有密切的关系 转化生长因子通路 五 核因子 B信号通路 核因子 B信号通路 核因子 B信号转导通路属于受调蛋白水解酶依赖的受体信号转导通路 与肿瘤细胞的发生 增殖 分化 凋亡 侵袭和转移有密切关系 核因子信号通路 NF B是一种基因多显性转录因子 与多种基因的转录有关 其中也包括参与肿瘤发生发展的基因及因子 结构性活化的NF B与肿瘤形成的几个方面有关 包括上调促细胞存活基因表达促进肿瘤细胞增殖分化 抑制促凋亡因子抑制肿瘤细胞凋亡 促进恶性转化 浸润转移和肿瘤血管形成NF B的异常活化导致细胞周期调节失控 表现为细胞无限增殖和自主分裂 肿瘤形成 核因子信号通路 研究发现NF B可以促进细胞周期因子D1等基因的表达及G1 S期转换功能 从而加速细胞周期进行 并抑制细胞分化 在多种上皮起源的肿瘤中存的NF B表达的上调 提示其高表达或过度激活在肿瘤的发生 发展中起重要作用 报道NF B因子的持续活化可作为乳腺癌 卵巢肿瘤 结肠癌 胰腺癌 甲状腺癌 胆道肿瘤和前列腺肿瘤等实体肿瘤的标志 核因子信号通路 六 整合素转导通路 整合素转导通路 整合素分布广泛 属于细胞黏附分子家族 整合素所介导的肿瘤细胞与ECM间的相互作用影响肿瘤的发生 增殖 侵袭和转移到其他组织的能力 整合素以两种构型存在 潜伏型 低亲合力状态 和激活型 高亲合力状态 整合素转导通路 整合素转导通路 整合素通过胞外域与ECM 胞内段与细胞骨架 信号转导分子和其他一些蛋白相结合 介导细胞内外之间双向信号传递 1 细胞内信号通过整合素传导 使其活化 从而调节整合素与细胞外配体的亲和力 这是由内向外的信号传导过程 2 整合素与配体结合后把胞外信号传入细胞内 导致细胞骨架重组 基因表达和细胞分化等 这是由外向内的信号传导过程 整合素转导通路 整合素表达于血管内皮细胞的有腔面和无腔面 介导内皮细胞的迁移和毛细血管管腔的形成 肿瘤的侵袭转移中 肿瘤细胞与肿瘤细胞 血管内皮细胞及ECM之间的黏附与解离在转移扩散中起决定作用而整合素可以使肿瘤细胞同质性黏附下降 可使肿瘤细胞异质性黏附增加 随着对肿瘤细胞信号转导通路研究的不断深入 人们对肿瘤细胞的信号转导机制及其对肿瘤