肿瘤分子生物学复习资料

1肿瘤流行病学研究肿瘤在人群中分布和影响因素，探索各种不同肿瘤的病因和危险因素，以制定相应预防和控制措施，并对这些措施加以评价，可以用四个词概括DISTRIBUTION、ETIOLOGY、PREVENTION、EVALUATION。2肺癌的危险因素和保护因素（1）危险因素吸烟、新鲜蔬菜摄入少、呼吸系统疾病、低体质指数、心理因素、厨房油烟、大气污染、遗传易感性。（2）保护因素新鲜蔬菜水果、醋、葱蒜、辛辣食品、经常参加体育锻炼、饮茶、常吃奶及奶制品和蛋类、胡萝卜素、维生素E、膳食纤维。3肝癌危险因素和保护因素（一）危险因素（1）生物学因素病毒（病毒性肝炎）、细菌（黄曲霉毒素）、寄生虫（肝吸虫）；（2）化学因素饮水污染、吸烟、饮酒、有机溶剂、药物（癫痫药物、降压药、避孕药、解热镇痛药、激素类药物）；（3）营养因素油炸食品、非新鲜水果、腌制食品、高脂高盐食品；（4）社会心理因素抑郁、精神压力（5）遗传因素（二）保护因素饮绿茶、新鲜蔬菜、无油烟、接种乙肝疫苗。4癌基因及激活机制（一）癌基因细胞中固有的一类基因，正常情况下参与细胞增殖与分化的调控，当基因结构和功能发生变异，能促使正常细胞发生恶性转化。激活机制（1）基因点突变（主要活化方式）单个碱基替换（2）DNA扩增原癌基因数量增加或表达活性增强；（3）染色体易位重排原癌基因可能移至强启动子或增强子附近被激活（4）癌基因甲基化改变发生低甲基化改变，导致癌基因或相关因子大量表达。（5）获得启动子与增强子，基因过量表达（二）抑癌基因即肿瘤抑制基因，是指一大类可以抑制细胞分裂，并有抑制癌变作用的基因，在特定条件下失去正常功能而导致肿瘤发生。失活机制（1）基因突变重要方式。点突变、无义突变、插入突变和缺失突变。（2）纯合性丢失等位基因丢失，导致编码的功能蛋白不能表达；（3）杂合性丢失指细胞有丝分裂异常导致一个与突变基因对应的正常等位基因丢失。在肿瘤发生过程中，抑癌基因一个等位基因首先因某些原因失活，另一个等位基因被同源染色体复杂拷贝取代、突变、缺失等失活，成为纯合子而失去功能。（4）抑癌基因产物通过与癌基因产物相结合而失活。5P53基因的功能DNA结合功能、调控细胞周期、DNA修复、调控细胞凋亡、参与细胞分化和基因可塑性调控。（1）调控细胞周期作用于细胞周期的G1、G2/M和G0等CHECKPOINT。（2）与DNA结合，调节转录。P53蛋白诱导P21蛋白，并以此蛋白为介质，抑制细胞分化和增殖，P53蛋白控制细胞从G0到G1期转变，并在G1期生长限制位点控制细胞进入细胞周期后的增殖。（3）细胞损伤时，引发凋亡起到抑癌作用。（4）P53基因突变可能导致细胞无限生长。6GPROTEIN即GTPBINDINGPROTEIN。与膜受体偶联的三聚体G蛋白，由、三种亚基组成，当受体未与配体结合时，三个亚基呈聚合状态，此时亚基与GDP结合，无活性。当受体与配体结合时，GTP取代GDP与亚基结合，G蛋白被激活，随之解聚成GGTP和G两部分，并且不再与受体结合。通常GGTP结合并激活/抑制质膜中某种酶，再由这种酶催化产生第二信使。之后G把与之结合的GTP水解成GDP和PI，G失活，重新与G亚基结合，形成无活性的G蛋白。7第二信使相对于细胞外信号分子（第一信使）而言，第一信使与受体作用后在细胞内最早产生的信号分子称为第二信使。目前公认的有CAMP、CGMP、IP3、DG和CA2。8受体酪氨酸激酶（RTK）细胞内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，参与细胞生长、增殖、转化及胚胎发育和肿瘤形成。如EGF、PDGF等细胞膜上生长因子受体。9MAPKINASECASCADEMAPK级联系统是细胞适应外界环境变化的一种非常重要的调控机制。由3种蛋白激酶组成MAPK、MAPKK、MAPKKK。上游因子激活MAPKKK，发生磷酸化MAPKK，磷酸化MAPK活化下游转录因子，调节基因转录。把外界信号一级一级传到细胞核，使细胞做出应答。参与细胞生长、发育、分裂及细胞间功能同步及细胞恶性转化。10FAKFOCALADHESIONKINASE一种非受体型胞浆酪氨酸激酶，有胞内第一信使之称，FAK属于看家基因，是SRC癌基因底物，是一个高度磷酸化蛋白，参与细胞黏附、铺展、增殖、迁移及凋亡。11细胞信号传导的基本概念、过程和特征（1）概念把细胞外信息转化为细胞内信息并诱导基因表达改变和细胞代谢途径改变，从而使细胞对外界环境做出改变的过程。（2）特征受体受体后信号通路作用终端细胞信号通过受体或类似于受体的物质激活细胞内信号通路，触发离子通道开放、蛋白质可逆磷酸化反应等变化，进而导致一系列生物效应。不同的信号通路之间有相互联系和作用，形成复杂网络。（3）过程1）G蛋白偶联受体介导的信号转导受体配体受体活化GTP取代GDP同G蛋白结合G蛋白分离（GGTP、G）G蛋白与受体分离GGTP结合并激活或抑制某种酶产生第二信使。产生第二信使主要有两条途径CAMP途径G蛋白作用于腺苷酸环化酶，调节CAMP产生。IP3、DG和CA2途径G蛋白作用于磷脂酶CPLCIP3和DG内质网释放CA22）酶偶联受体介导的信号转导12磷脂酰肌醇衍生的主要第二信使及其在信号转导途径中的作用（1）DAG甘油二酯PLC水解PIP2后生成DAG，激活PKC，把靶蛋白分子上丝氨酸和谷氨酸甲基化。参与细胞生长与分化、细胞代谢和转录激活等。（2）IP3肌醇1，4，5三磷酸细胞膜上的IP3分子扩散入胞浆，与滑面内质网上IP3特异性受体（同时也是CA2通道）结合，CA2通道打开，CA2扩散入胞浆，与各种靶分子结合，触发特异性反应发生。13末端分化细胞细胞具有末端分化结构，失去分裂能力，一旦分化形成即维持其分化状态直至死亡。如神经细胞、肌肉细胞、红细胞等。14静息细胞在正常情况下不分裂，但适宜刺激物可诱导其开始合成DNA并进入细胞周期的细胞。如肝细胞、淋巴细胞。15死亡受体存在于细胞表面的一种特殊感受器，能识别外来信号，并迅速启动细胞凋亡机制。死亡信号FAS配体FAS抗体/可溶性胞外脱落蛋白质。FAS分子与FAS配体结合，通过细胞内死亡域，募集细胞中的FAS相关结构域的蛋白质（CASPASE8前提），FADDFASCASPASE8形成死亡诱导信号复合体，引起细胞或核发生凋亡形态变化，如DNA梯状降解，染色体凝集和凋亡小体形成等。16TUNEL脱氧核糖核酸末端转移酶介导的缺口末端标记法定量测定凋亡细胞的方法。凋亡时，染色体双链会出现许多不对称的断裂点，暴露出3OH末端，在脱氧核糖核酸酶末端转移酶TDT作用下，不需要模版就可以催化地高辛、生物素或荧光素标记的DNTP结合到DNA的3末端，再利用免疫组化方法检测。灵敏、准确、高速。17细胞周期的驱动机制细胞周期是一种周而复始的运动，其推动力主要来自于周期依赖性蛋白激酶，这些酶磷酸化适当的蛋白质，进而使细胞周期时相转换。CYCLIN负责正调控，与CDK结合使CDK活化，CK2负责负调控，与CDKCYCLIN结合，抑制其活性，这三者组成了负责细胞周期运动的驱动装置。18细胞凋亡的诱发因素（1）物理性射线（紫外线、射线）、温度刺激（冷、热）（2）化学及生物诱导因子活性氧基团和分子、钙离子载体、视黄酸、细胞毒素、DNA和蛋白质合成的抑制剂，正常生理因子失调、肿瘤坏死因子。19免疫编辑肿瘤细胞与免疫系统之间相互作用的动态过程，是免疫系统的选择机制，能够选择低免疫原性肿瘤细胞促进其生长。恶性肿瘤的发生发展，受到免疫系统的编辑作用，主要包括三个阶段消除（淋巴细胞识别和消除新的恶性转化细胞）、静态平衡（肿瘤细胞在细胞因子和淋巴细胞作用下，进入休眠状态并维持相当长一段时间）和逃逸（免疫系统发生波动和弱化时，潜伏的肿瘤细胞逃逸，进入快速生长，病情恶化）。20免疫监视在癌细胞出现早期，机体免疫系统可识别这些“非己”细胞，并通过细胞免疫机制特异地被清除。21免疫调节性细胞的种类及其在肿瘤中的应用（一）CD4FOXP3调节性T细胞（TREG）肿瘤微环境中存在的CD4CD25FOXP3TREG细胞，可以显著抑制针对肿瘤细胞的天然和过继性免疫反应。（二）肿瘤相关巨噬细胞（1）经典巨噬细胞M1杀死微生物、攻击肿瘤细胞，释放多种炎性介质。（2）TAM/M2细胞调节免疫反应，诱导TH2反应，启动血管新生和组织重建。（三）髓性来源的抑制性细胞MDSC。主要通过产生NO和高水平AGINASE抑制T细胞功能。（四）CD8调节性T细胞CD8细胞亚群含有TREG细胞，功能上与CD4CD25TREG相似。（五）NKT调节细胞在抗肿瘤中起着十分重要的作用，具有免疫抑制作用。22肿瘤转移肿瘤转移是指恶性肿瘤细胞脱离原发肿瘤，通过各种转移方式，到达继发组织或器官后得以继续增殖生长，形成与原发肿瘤相同性质的继发肿瘤的全过程。是恶性肿瘤的基本生物学特征，临床上绝大多数肿瘤患者的致死因素。23肿瘤转移的基本过程早期原发癌生长肿瘤血管生成肿瘤细胞脱落并侵入基质进入脉管系统癌栓形成继发组织器官定位生长，形成新生血管转移癌继续扩散。24肿瘤微环境肿瘤在生长过程中，由肿瘤细胞、内皮细胞、细胞外基质、免疫细胞、成纤维细胞等相互作用形成的肿瘤细胞生长的特殊环境。具有肿瘤组织血供不足、间质压力高、营养相对缺乏等特点，最显著特征是肿瘤微环境的异质性。25肿瘤相关的基质细胞有哪些，简述其来源和形成及在肿瘤发展中的作用。一肿瘤相关成纤维细胞（1）来源肿瘤周围间质中的成纤维细胞；血管周围细胞；骨髓来源的间充质干细胞；经过EMT（上皮间质转化）上皮肿瘤细胞；经过EMT（内皮间质转化）血管内皮细胞。（2）形成组织损伤或肿瘤组织产生的不同刺激因子（包括生长因子如TGF、活性氧簇、补体因子和细胞外基质成分）作用后形成。（3）作用TAFS诱导和促进上皮细胞发生瘤性转变；与肿瘤细胞相互作用促进肿瘤血管生成，提高肿瘤恶性程度分泌趋化因子SDF1，受体CXCR4在多种肿瘤细胞中表达，招募造血干细胞和内皮祖细胞，刺激血管生成，修复损伤，上皮细胞层再生；促进肿瘤细胞增殖，促进肿瘤细胞浸润；（二）肿瘤相关内皮细胞不成熟和快速分裂状态；（三）肿瘤相关免疫细胞26肿瘤干细胞又称癌干细胞，CANCERSTEMCELLS，简称CSC，是恶性肿瘤中能够自我更新及分化形成肿瘤中多种癌细胞类型的原始癌细胞。27简述肿瘤干细胞的鉴定（一）致瘤实验癌细胞群中只有CSC具有无限增殖能力，而绝大多数分化的癌细胞增殖能力有限，因而将少量癌细胞植入NODSCID免疫缺陷小鼠后，只有CSC能够形成肿瘤，而分化的癌细胞不能致瘤。评估标准干细胞植入2000个或以下细胞能形成肿瘤，而非干细胞在相同的实验条件下需增加100倍或以上细胞数量。（二）球体形成实验成体干细胞的一个重要特性是可以在含细胞因子的无血清培养基中形成悬浮生长的细胞团，称为球体。CSC也具有球体形成能力，不同来源的干细胞需要不同的生长因子组合才能形成球体，如神经球培养需表皮生长因子。（三）标记滞留实验干细胞具有不对称分裂特性。在细胞培养时加入核苷酸前体如溴脱氧尿嘧啶BRDU，使其渗入到分裂细胞的DNA中，然后去除标记物继续培养一段时间，用抗BRDU荧光抗体进行染色，干细胞表现为高荧度强光，因而又称为标记滞留细胞（LRC）。（四）集落形成实验CSC具有无限增殖能力，因而在琼脂糖凝胶或MATRIGEL生物胶上培养时具有显著的集落形成率，而分化的癌细胞增殖能力有限，通常不能形成集落。（五）侵袭实验将MATRIGEL生物胶涂铺在8UM孔径TRANSWELL网上模拟基底膜，将待测细胞置于上层小室内，下层孔内放置10血清的培养基及细胞因子，具有转移潜能的细胞在血清或细胞因子的刺激下穿越生物胶，可以进行计数定量分析。（六）耐药实验CSC具有耐药性。一些CSC表达ABC膜转运蛋白，此类转运蛋白的底物MTT比色法、核素标记的核苷酸掺入法、集落培养法等。28肿瘤标志物是肿瘤细胞本身存在或分泌的特异性物质，用于辅助诊断和临床监测。必须由恶性肿瘤细胞产生，可以在血液、组织液、分泌液或肿瘤组织中检测出。不存在于正常组织和良性疾病中。在该肿瘤的大多数患者中都能检测出。最尚无明确的临床证据之前最好就能测出。能反应肿瘤大小。在一定程度上能有助于估计治疗效果、预测肿瘤复发和转移。29肿瘤分子诊断中的新技术（一）比较基因组杂交技术CGH基本原理将待测样品基因组DNA和正常对照基因组DNA分别用两种不同颜色的荧光素标记，与正常中期染色体进行原位抑制杂交，通过检测基因组各个位点两种标记荧光素的强度，进行定量对比分析，即可探明待测样本基因组DNA拷贝数的变化。（二）MRNA差异展示技术原理根据MRNA末端为POLYA结构，而与POLYA相邻的两个碱基的组合只有12种。与此对应合成12种引物，即在OLIGODT后面加上两个相邻碱基（又称锚碱基），形成与POLYA的3端结合的锚引物，每种可以锚定MRNA总数的1/12。每种引物可以覆盖1/12的MRNA群体，用每种引物进行反转录，将获得1/12的CDNA亚群体。然后用一个5端的任意引物对每个CDNA亚群进行PCR扩增，来自不同MRNA的扩增产物大小是不同的，将扩增产物进行电泳分离，可将500BP以内的分子明显分辨出来。在PCR反应时加入荧光素、地高辛等标记，电泳后进行显色反应，就能发现有差异的DNA片段，即差异表达基因的CDNA。从电泳胶上切下这些片段，扩增后进行测序，并与GENBANK中已知序列进行同源性比较，即可获得该片段的基因类型或发现新的全长基因或EST。（三）基因表达系列分析技术SAGE原理（1）从转录本3端特定位置分离出该转录本特异的标签包含有足够的能代表该转录本所需的信息，能够唯一确认一种转录物；（2）分离自不同转录本的标签可以被串联成一定长度后克隆入载体，并以连续的数据形式输入计算机进行处理，能对数以千计的转录本进行分析；（3）同一标签的重复次数代表该转录本的表达水平。（四）基因芯片技术将大量探针（基因或基因片段）有序低固定在固相支持物如玻璃片上，与待测样本中的靶基因按碱基配对原理进行杂交，再通过激光共聚焦荧光检测、电子计算机系统分析。迅速得出待测样本基因表达信息的分子生物学和遗传学方法。一种对全基因组基因的表达水平进行同步分析。（五）蛋白质芯片技术将纯化的多肽、蛋白质或其它分子作为探针高密度排列固定于固相支持介质表面而构成微阵列，根据探针物理、化学或生物学特性的不同，选择性低从待测生物样品中捕获蛋白。经原位清洗除去未与探针结合的分子，再利用各种检测技术定性、定量分析芯片上结合的蛋白。（六）在常规PCR反应体系中加入荧光标记探针，通过荧光信号积累实时监测整个PCR进程，来实现其定量功能。30基因诊断与基因治疗（1）基因治疗依靠导入人体外源性遗传物质来治疗疾病的治疗手段。包括纠正人自身基因的结构或功能上的错乱，或依靠外源遗传物质杀灭病变细胞，或抑制外源病原体遗传物质的复制。（2）基因诊断分析DNA或RNA序列，从而发现与疾病相关的基因型、突变、修饰或微生物，并用于医学中。31EXVIVO将携带外源基因的载体在体外导入自体或异体细胞，组成“基因工程化细胞”，经体外细胞扩增后，回输患者体内，使外源基因表达改善症状。32INVIVO不需细胞移植，而直接将外源遗传物质注射至体内，如DNA通过载体和导入系统（如脂质体）注射，使其在体内转录，发挥治疗效果。33病毒载体是一种整合了治疗基因并经过了改装的特殊生物体，包括逆转录病毒载体、腺病毒载体、腺相关载体、单纯疱疹