癌细胞的核心生物学特征

演讲人：日期:癌细胞的核心生物学特征CATALOGUE目录01增殖调控异常02分化功能障碍03侵袭转移能力04新生血管诱导05遗传异质性06治疗抵抗机制01增殖调控异常生长信号自主激活自分泌环的形成癌细胞能够自分泌生长因子，形成自分泌环，从而持续激活生长信号通路。03癌细胞内信号转导通路异常，使得生长信号在细胞内传递受阻，导致细胞异常增殖。02信号转导通路异常生长因子受体过度表达癌细胞表面生长因子受体数量增多，对生长因子信号过度敏感，导致细胞异常增殖。01抗凋亡能力增强凋亡抑制基因的表达癌细胞内凋亡抑制基因如Bcl-2、Survivin等过度表达，抑制细胞凋亡。01凋亡相关基因突变癌细胞内凋亡相关基因如p53、Bax等发生突变，导致细胞凋亡受阻。02凋亡信号通路受阻癌细胞内凋亡信号通路受阻，使得凋亡信号无法传递，从而抑制细胞凋亡。03细胞周期检查点失效检查点蛋白功能异常癌细胞内细胞周期检查点相关蛋白如p53、Cdc25等发生功能异常，导致检查点失效。周期蛋白异常表达癌细胞内周期蛋白如CyclinD、CyclinE等异常表达，使得细胞周期失控。检查点调控通路异常癌细胞内细胞周期检查点调控通路异常，导致检查点无法正常发挥功能。02分化功能障碍去分化表型显现细胞形态异常癌细胞在形态上呈现去分化状态，失去正常细胞的特征，如大小、形状和染色质结构等方面的异常。细胞增殖失控癌细胞具有无限增殖的能力，失去正常细胞对生长信号的响应，导致细胞异常增殖。细胞凋亡受阻癌细胞能够抵抗凋亡信号，逃避细胞死亡，导致细胞数量异常增多。特殊功能蛋白缺失癌细胞中的肿瘤抑制蛋白往往发生突变或失活，丧失对细胞生长的抑制作用。肿瘤抑制蛋白失活癌细胞中的癌蛋白异常激活或过度表达，促进细胞增殖和侵袭。癌蛋白异常激活癌细胞中的信号传导通路发生异常，导致细胞对外部信号产生异常反应。细胞信号传导异常组织结构浸润破坏癌细胞侵袭周围组织癌细胞能够破坏周围组织的正常结构和功能，侵袭邻近组织并形成肿瘤。癌细胞转移癌细胞能够通过淋巴道、血管或直接蔓延等途径转移到其他部位，形成新的肿瘤。基质金属蛋白酶过量产生癌细胞能够分泌大量的基质金属蛋白酶，降解细胞外基质，促进癌细胞的浸润和转移。03侵袭转移能力导致细胞间连接松散，促进癌细胞从原发部位脱落。细胞黏附分子下调钙黏蛋白E表达降低影响细胞与细胞外基质的黏附，使癌细胞更易于侵袭和转移。整合素表达改变降低癌细胞间的黏着性，提高侵袭能力。免疫球蛋白超家族黏附分子减少可降解细胞外基质成分，为癌细胞侵袭和转移提供通道。细胞外基质降解酶分泌基质金属蛋白酶（MMPs）分泌增加促进纤溶酶原激活，进而降解细胞外基质，增强癌细胞侵袭能力。尿激酶型纤溶酶原激活物（uPA）表达上调导致丝氨酸蛋白酶活性增强，促进细胞外基质降解。丝氨酸蛋白酶抑制剂（SERPIN）表达降低定向迁移机制激活趋化因子受体表达增加使癌细胞对趋化因子产生趋化性，沿趋化因子梯度方向迁移。肌动蛋白骨架重排通过肌动蛋白骨架的动态组装和去组装，为癌细胞定向迁移提供动力。黏附分子极性分布在癌细胞迁移过程中，黏附分子呈现极性分布，使细胞前端与细胞外基质形成新的黏附点，从而推动细胞向前移动。04新生血管诱导促血管生成因子释放血小板衍生生长因子（PDGF）刺激平滑肌细胞和成纤维细胞增殖，有助于血管成熟。03调节内皮细胞与周围支持细胞的相互作用，促进血管稳定。02血管生成素（Angiopoietin）血管内皮生长因子（VEGF）刺激内皮细胞增殖、迁移和形成管状结构。01内皮细胞异常激活血管生成因子受体表达内皮细胞表面表达多种血管生成因子受体，与相应配体结合后激活信号通路。血管通透性增加内皮细胞间隙扩大，使得血浆和细胞外基质更容易渗透，为肿瘤生长提供营养。增殖与迁移内皮细胞在促血管生成因子的作用下，异常增殖并迁移至血管生成部位。肿瘤血供网络重构血管生成与退化肿瘤血管生成是一个动态过程，涉及新血管的生成和已有血管的退化与重塑。血管内皮细胞异质性肿瘤血管内皮细胞具有异质性，对化疗药物和免疫治疗等具有抵抗性。血流改变肿瘤内血管排列紊乱，血流阻力增大，导致肿瘤内部出现缺氧和酸中毒环境。05遗传异质性驱动突变累积多样性基因组不稳定性癌细胞具有高度的基因组不稳定性，导致DNA突变频繁发生，驱动突变在癌细胞中不断累积。突变类型多样性驱动突变包括点突变、插入或缺失、重排等多种形式，这些突变类型在癌细胞中呈现出多样性。突变热点区域某些基因或基因组区域由于特殊的结构或功能，成为驱动突变的热点区域，这些区域的突变在癌细胞中更为常见。亚克隆演化差异亚克隆多样性亚克隆的多样性增加了癌细胞的适应性和生存能力，使得癌细胞能够应对不同的治疗手段和环境压力。亚克隆竞争不同亚克隆之间存在竞争关系，优势亚克隆会逐渐占据主导地位，而劣势亚克隆则可能被淘汰或成为潜在的治疗靶点。亚克隆起源癌细胞在生长和分裂过程中，由于遗传突变和表观遗传改变等因素，会形成多个亚克隆，每个亚克隆具有独特的遗传特征。表观遗传动态改变DNA甲基化癌细胞中DNA甲基化水平异常，导致基因表达模式发生改变，进而影响细胞的生长、分化和凋亡等过程。组蛋白修饰非编码RNA调控组蛋白的乙酰化、甲基化等修饰会影响染色质的结构和功能，进而影响基因的可及性和表达水平。非编码RNA（如miRNA、lncRNA等）在癌细胞中异常表达，通过调控基因表达参与癌症的发生和发展过程。这些表观遗传动态改变为癌细胞提供了额外的基因表达调控层，增加了癌细胞的异质性和适应性。12306治疗抵抗机制药物外排泵过度表达多种药物外排泵癌细胞表面存在多种药物外排泵，如P-糖蛋白、多药耐药相关蛋白等，能将进入细胞内的药物泵出细胞外，降低药物浓度。能量依赖性外排这些外排泵通常依赖ATP水解产生的能量进行工作，具有高效的药物外排能力。结构与功能关系药物外排泵的结构与正常细胞中的类似，但功能却明显增强，导致药物难以在癌细胞内积累。DNA修复系统强化癌细胞具有多种DNA修复机制，如碱基切除修复、核苷酸切除修复、重组修复等，能修复多种类型的DNA损伤。修复机制多样性修复效率提高修复蛋白高表达癌细胞中的DNA修复系统效率较高，能快速修复受损的DNA，从而抵抗放疗和化疗的损伤。一些癌细胞中存在DNA修复相关蛋白的高表达，这些蛋白能增强DNA修复能力，提高癌细胞的抗药性。肿瘤微环境庇护效应缺氧环境肿瘤内部常存在缺氧区域，这种环境能诱导癌细胞产生一