细胞周期调控蛋白在肿瘤放射治疗中的研究进展
细胞周期和癌症进展的关系

细胞周期和癌症进展的关系人体细胞周期的控制对于疾病的发生和进展具有举足轻重的作用,其中癌症就是一个极为典型的例子。
癌症可以说是细胞周期失控的结果,其发生与发展与异常激活的细胞周期调控密切相关。
本文将探讨细胞周期对癌症进展的影响和相关的研究进展,也为癌症治疗提供新思路。
细胞周期的基本过程细胞周期是细胞生命活动的一个重要过程,包括四个阶段:G1期、S期、G2期和 M期。
G1期是细胞生长阶段,伴随蛋白合成和能量代谢活动;S期是DNA合成阶段,此时细胞中的DNA会复制一次。
G2期是S相结束到M期的过渡阶段,细胞准备进入有丝分裂的 M期。
M期则是分裂期,包括有丝分裂和胞质分裂两个部分,最终形成两个相同的女细胞。
细胞周期的调控细胞周期的节律运作依赖于细胞周期蛋白激酶,该酶主要由两种组成部分:CDK和 Cyclin。
CDK是蛋白激酶, Cyclin 则是周期蛋白,在不同时期的细胞周期中有不同的表达。
举例来说,在 G2期, Cyclin B 表达增加,与 CDK 结合后,形成 Mitosis Promoting Factor(MPF)从而促使细胞进入 M期。
细胞周期调控的失控和癌症癌细胞的形成可以追溯到细胞周期调控失控的过程。
当细胞的某一部分基因发生异常,有可能导致这些细胞的不受控制的生长和分裂。
其发生的原因可以是各种诱变物引起的基因突变,也有可能是环境因子的影响。
例如,放射线和细胞毒物可以破坏基因,从而导致细胞周期失调和细胞增殖过快。
细胞周期的失控和癌症之间的关系表现在以下两个方面:1. 基因突变导致基因产品的不稳定性基因突变可以破坏或改变细胞周期调节基因的功能,从而导致细胞周期被激活或失控。
以 tp53 基因突变为例,tp53 基因本身是一个抑癌基因,其蛋白产品(p53)是细胞周期的负调节剂,其主要作用是抑制细胞周期进程,特别是细胞进入S 期,以便修复 DNA 损伤或通过其他方式防止癌症形成。
当 tp53 基因发生突变时,其产生的蛋白质会失去其正常的调控功能,从而导致细胞周期的失调和细胞增殖过程。
细胞增殖相关蛋白在肿瘤发展中的作用及其应用研究
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细胞增殖相关蛋白在肿瘤发展中的作用及其应用研究人类细胞是大自然最精密、最复杂的生命形态之一,肿瘤的形成也与细胞息息相关。
而细胞增殖和死亡的平衡以及蛋白的调控是细胞正常活动的基础。
细胞增殖相关蛋白对于细胞增殖调控和细胞周期的正常运转起着至关重要的作用。
这些蛋白的表达和功能异常与许多肿瘤的发生、发展直接相关。
本文主要通过讨论细胞增殖相关蛋白的作用和应用研究来探讨肿瘤的发展及治疗。
一、细胞增殖相关蛋白的功能1、细胞增殖细胞增殖相关蛋白参与了细胞周期的控制和细胞增殖的调节。
在细胞增殖过程中,细胞需要经过G1期、S期、G2期和M期(有时还有G0期),在细胞周期中,细胞增殖相关蛋白充当了关键的调节因子。
细胞周期蛋白-依赖性激酶(Cyclin-dependent kinases, CDKs)和其辅助蛋白(Cyclins)是细胞周期控制的主导因素,二者共同参与至提高或降低细胞周期蛋白中CDK激活的门槛,从而决定细胞的生存或死亡。
2、细胞凋亡除了细胞增殖,细胞凋亡也是细胞正常活动和肿瘤发展的关键环节。
细胞凋亡也被形容为细胞自杀和程序性细胞死亡,其过程也是复杂而精密的。
为了解析细胞凋亡的过程,科学家们发现,表达在凋亡系统中的多种蛋白质在凋亡过程中起了至关重要的作用。
受体死亡因子(Fas)、Caspases和Bcl-2家族是细胞凋亡中非常重要的分子。
二、细胞增殖相关蛋白的应用研究近年来,随着基础医学的发展和技术的更新,细胞增殖相关蛋白的应用研究不断发展。
下面,结合细胞增殖相关蛋白在肿瘤发展中的作用,对其中几项研究进展进行回顾。
1、检测细胞增殖相关蛋白对判断肿瘤的侵袭性研究表明,某些细胞增殖相关蛋白的异常表达和活性可以被检测并用于预测肿瘤的侵袭性。
比如,MMPs是促进肿瘤侵袭的重要酶类,可以分解基底膜,从而促进肿瘤的扩散。
此外,uPA和PAI-1也被认为是判断肿瘤侵袭性的标志物。
2、恶性肿瘤的复发预测在肿瘤治疗的过程中,一些肿瘤细胞可能会不断复发,并导致第二次甚至是第三次的肿瘤原发现象。
CyclinB1在细胞周期调控及肿瘤发生发展中的作用
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4. Cyc lin B1Βιβλιοθήκη 解与有丝分 裂退出: 有丝 分裂中
医学研究杂志 2008年 1月 第 37卷 第 1期
# 特别关注 #
期末, Cohesin 蛋白复合物崩解, 染色单体分离, 细胞 进入后期, 这依赖于 Separase 活性的精确调节。细胞 在进入 后期之前, 由于 Cyclin B1的结合使 Separase 受抑制而处于失活状态。中期末, Cyclin B1 迅速降 解, 解除对 Separase的抑制, 染色单体分离, 细胞得以 进入后期 [ 15] 。研究表明, 高水平非降解型 Cyclin B1 的存在使细胞 停滞在有 丝分 裂中期 末, 说 明 Cyclin B1 降解 是中后 期转 换所 必需 的 。同 时 发现 中 等水 平 的非降解型 Cyc lin B1不影响染色单体分离, 但分离 的染色单体无法向两极移动, 提示 Cyc lin B1降解异 常是通过影响纺锤体功能造成后期阻滞的 [ 16] 。 Cyc2 lin B1的降解主要是通过 APC/C( anaphase promoting comp lex/ cyc losome)介导的泛素化途径完成的, APC / C活性调节将影响 Cyclin B1 的降解, 进而在有丝分 裂调控过程中发挥作用 [ 17] 。
调控中起重要作用。
3. Cyc lin B1亚细胞定位与 有丝分裂起始: 多项 研究表明 Cyclin B1 的亚细胞定位与其功能 密切相 关。有丝分裂间期, Cyclin B1主要定位于中心体, 也 少量分布于胞质。 G2 晚期, C yc lin B1的磷酸化促使 其发生核聚集, MPF 活化, 细胞进入有丝分裂期 。 [ 10] Cyclin B1 的亚细胞定位与其 N 端 CRS ( cytop lasm ic re tention sequence)序列有关, 序列中的 4个 Ser残基 磷酸化使 Cyc lin B1核 输入加快, 核输 出变慢, 导致 Cyclin B1发生核聚集。这 4个位点的非磷酸化突变 将导致 Cyclin B1入核受阻, 细胞无法进入有丝分裂 期 [ 11, 12] 。另外, Cyclin B1 过早的发生核聚集将导致 细胞提前进入有丝分裂期 [ 13] 。也有报道有丝分裂前
NEK2在肿瘤治疗中的潜在作用
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Abstract:NEK2 is a member of the never in mitosis A (NIMA)一related kinases family which 1s a kind of
cyclin,playing an important role in the process of m itosis.It had been dem onstrated that abnorm al expression ofNEK2 could promote tumorigenesis.At th e same tim e,NEK2 exhibits elevated expression in a wide variety of hum an tumors.According th e all above,NEK2 could become an important signal in diagnosis of cancer and a potential target in IUJTIOr therapy.In this paper,we will summ ar ize the role of NEK2 in human cancer aiming at new strategies for cancer treatm ent. K ey w ords:N EK 2;M itosis;Cancer;Treatm ent
1 NEK2结构 、 定位及 表达 情况 NEK2蛋 白有 3个剪 接 异 构 体 ,三 者 在 结 构上
具 有较 高 的 同 源性 ,氨 基 末 端 都 是 典 型 的 丝 氨 酸 /苏 氨 酸 激 酶 区域 , 只在 羧 基 末 端 存 在 一 定 的差 异 ,见 图 1。NEK2A在 细 胞 核 和 细胞 质 中 均有 分 布 ,NEK2B主 要 聚集 在 细 胞 质 ,而 NEK2C只存 在 于细 胞 核 ]。研 究 发 现NEK2在 整个 细胞 周 期 中 的 表 达 量 是 不 断 变 化 的 ,在 G 期 不 活跃 ,在 S期 和 G 期 增 长 ,G 期 达 到 高 峰 ,主 要 在 s期 和 G:期 发 挥 作 用 【4j。
细胞周期在肿瘤中的重要作用
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细胞周期在肿瘤中的重要作用细胞生命周期是指细胞在生长、复制和分裂过程中的一连串基本事件。
包括G1期、S期、G2期和M期(有些教科书中还包括G0期)。
这些基本事件有着严格的时间间隔,并依赖于一系列的分子机制。
细胞周期在正常细胞生长和分裂中起着决定性的作用。
然而,在肿瘤生长和发展中,细胞周期也起着关键性的作用。
研究表明,肿瘤细胞周期常常是不正常的。
肿瘤细胞可以跳过某些细胞周期阶段,比如G0期或G1期。
由于跳过了这些阶段,肿瘤细胞可以迅速增殖,形成肿瘤组织。
肿瘤细胞周期的不正常进程主要是由于细胞周期调控机制的失控所导致的。
正常情况下,细胞周期调控机制能够控制细胞周期的各个阶段。
细胞周期调控机制包括细胞周期检查点、细胞周期蛋白以及其他相关的细胞周期蛋白激酶等。
在肿瘤生长和发展的过程中,细胞周期调控机制往往失调。
肿瘤细胞中常常会出现细胞周期检查点的故障,使得细胞能够在基因损伤的情况下完成细胞周期。
此外,肿瘤细胞的细胞周期调控蛋白也常常发生异常。
例如,某些癌症细胞中的p53等细胞周期调控蛋白常常发生异常,导致细胞周期异常,从而在肿瘤生长和发展中起着关键性的作用。
肿瘤细胞周期的异常表现为癌细胞的快速增殖。
这些快速增殖的细胞往往是不稳定的,因为它们在很短的时间内就会完成细胞周期。
这种不稳定性可能导致细胞遗传材料的损伤。
随着癌细胞的不断增殖,这些遗传损伤积累起来,形成了更为具有侵袭性的肿瘤组织。
因此,在肿瘤疾病的研究和治疗中,细胞周期的研究显得尤为重要。
对抗肿瘤细胞周期,是目前肿瘤治疗的一个重要策略。
目前已有许多治疗肿瘤的药物,其中不少是针对肿瘤细胞周期的。
这些药物能够干扰细胞周期的不同阶段,从而抑制癌细胞的增殖和扩散。
除了药物治疗,放射疗法也是利用不同阶段细胞对放射线不同的敏感性实现治疗目的的。
肿瘤细胞周期研究还有很大的发展和应用前景。
未来的研究将提高对细胞周期调控机制的了解,寻找肿瘤细胞周期调控的新靶点和新药物。
p53基因在肿瘤放疗中的研究进展
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ty by Mocking cell cycle,affecting
capacity and promoting the interaction with other genes.The
deleted or mutated p53 gene would weaken or even block the DNA出mmge by t}Ie ray,thus,reduce the role of
促进肿瘤细胞的凋亡,增强了肿瘤细胞对放疗的敏 2.1 pS3放射增敏作用的基础研究野生型p53在
感性[4]。p53基因除上述功能外,其在机体的衰老、 放射线诱导下引起细胞凋亡,突变型p53则不会。
新陈代谢及生长发育等生理学功能中也起到重要的 Lowe等¨们早在十几年前就研究了有关p53基因的
作用㈣。
p53基因定位于人染色体17p13.1区位,全长16 馈调节通路,该通路显示p53亚型△113p53是p53
—20 l【b,有11个外显子和10个内含子,编码相对分 的新基因靶点,且这条通路能够对抗p53的凋亡
子质量约为53×103的磷酸核蛋白,即p53蛋白。 作用。
p53蛋白与细胞周期分裂有关,其表达几乎见于各种 2 p酪增敏作用的研究
总之,p53基因与肿瘤放射敏感性有密切的关 系。随着分子放射生物学的发展,p53基因对放射线 的影响及二者的互相作用越来越清楚,给恶性肿瘤 的治疗带来新的希望和方法;同时对正确制订恶性 肿瘤综台治疗方案、预测疗效及评价预后也有重要 的意义。 参考文献
[1]张珊文.中国P53基因治疗的现状和前景[J].医学研究杂志, 2008,37(6):3-5.
DNA阳pair,Celt cycle arrest,angiogenesis inhibitor and induced—apoptesis ale the main biological function of
细胞周期调控与肿瘤形成的关系
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细胞周期调控与肿瘤形成的关系细胞是构成生命的基本单位,细胞内的各种生化分子、蛋白质以及DNA等都需要在特定的时间点发挥作用。
细胞从分裂到再生再到老化,中间需要精细的调控,而细胞周期就是为了使细胞在不同阶段完成相应的任务。
然而,当细胞失去周期调控的掌控,就会导致肿瘤细胞的不受控制生长和分裂。
在正常细胞的周期中,分为G1期、S期、G2期和M期四个阶段。
其中,G1期是细胞生长和代谢的重要阶段。
当G1期完成后,细胞会进入S期,开始进行DNA复制,并合成新的蛋白质。
完成S期的细胞将进入G2期,这一阶段细胞需要进行有丝分裂所需的物质合成。
最后,在M期,细胞核分裂并完成细胞分裂。
而细胞周期的正常进行,需要依赖于细胞周期蛋白激酶(Cyclin-dependent kinases,CDKs)和其结合的细胞周期蛋白(Cyclins)的协同作用。
如果CDKs或Cyclins出现异常,就会导致细胞周期的不正常进行。
例如,一些肿瘤细胞会产生过多的Cyclin D1,这会导致CDK4/6被过度激活,从而推动细胞进入S期,DNA合成增加并异常,细胞超过了正常细胞的生长速度和摄取营养的能力。
此外,细胞死亡(细胞凋亡和细胞坏死)也是细胞周期调控的一个重要环节。
在正常情况下,新生细胞将替代老旧细胞的位置,从而保持组织器官的“新陈代谢”。
而在许多肿瘤中,失去了细胞凋亡的能力,如同一群永不死亡的细胞。
这也是肿瘤细胞超过正常细胞不受控制生长的原因之一。
总体而言,细胞周期的正常进行对于人体的生长发育以及衰老至关重要。
而当调控失常,就会生成不受控制的细胞,从而导致肿瘤的形成。
因此,对于细胞周期调控的研究不仅有利于揭示肿瘤的形成机制,也有助于寻找新的药物靶点,能够有效地阻止肿瘤的生长和扩散。
Ku蛋白在肿瘤放射治疗中价值的研究进展
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・
40 5・
述 ・
K u蛋 白在 肿瘤 放射治疗 中价值 的研 究进展
子 。 D A末端 紧 紧挟住 靠 在一 起 。D A修复 成功 使 N N
源 二 聚体 。它 与 D A 依 赖 蛋 白 激 酶 的催 化 亚 基 后 .将 修 复 好 的 D A与 D A— K解 离 被 认 为是 通 N N N P N — K的蛋 白水 解作 用来 进 行 。蛋 白水解 作用 ( N poe iae a l i u u i D A— K s D A— rti kn s ct y c b nt N P c) 过 D A P n a t s , 发 生在 暴露 的桥 联 部位 。 u蛋 白也 可能 使两个 D A K N 共 同 组 成 D A 依 赖 的 蛋 白 激 酶 ( N poe N D A— rt n i
内外 实验 的证 实 ,研 究表 明其 极 有 可能 作 为一 个 放
在 哺乳 类 动物 中 . HE 对 D B 修 复 占主 导作 N J Ss
细胞 系 中 ,发 现 H 在 修 复 D B R S s起 重 要 作 用 。
射 的敏感 性增 高 。这 一推 断 已经 得 到 了越来 越 多体 用 。 H 但 R也 同样 能修 复 D B 。 K 7 S s 在 u 0突变 的 xs 6 r 一 射增 敏 治疗 的新 靶 点 。本 次 研究 就 K u蛋 白在 肿 瘤 L m ad等 研 究 发 现 。 缺 失 D A— K 的细 胞 系 o br 在 N P
细胞周期调控及其在治疗肿瘤中的应用
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细胞周期调控及其在治疗肿瘤中的应用细胞周期是指细胞在生命周期中的一系列进程,包括细胞增殖、DNA复制、减数分裂和有丝分裂等。
这些进程是由一系列重要的蛋白质激酶和调控蛋白产生的岛嶼反应调控的。
细胞周期调控在维持正常的细胞增殖和组织再生、细胞发育和修复过程中起重要作用。
然而,在某些情况下,如癌症中,这个过程会被破坏,导致细胞无法正常分裂和生长,并且在身体中形成异常的组织。
因此,了解细胞周期调控机制,并以此为基础研究新的治疗方法,已成为癌症治疗中的重要课题。
一、细胞周期调控机制细胞周期主要分为G1、S、G2和M四个阶段。
在G1期,细胞进入准备进行DNA复制的阶段。
细胞在接收生长因子和合适的细胞外基质信号后进入S期,在这个时期内,DNA复制发生并且每个染色体变成了两条完全相同的染色体,称为姊妹染色体。
G2期是准备进入有丝分裂的阶段,M期是细胞有丝分裂的阶段。
细胞周期是由一系列与细胞周期进展相关的蛋白质激酶及其调控蛋白负责调控的。
1. CDK与Cyclin细胞周期调控激酶包括Cyclin Dependent Kinase (CDK) 和mitotic kinase (MK)。
CDK 是经典的蛋白质激酶,在细胞周期控制的不同阶段扮演不同的角色。
CDK必须与特定的Cyclin共同形成复合物才能激活,这个过程发生在特定的细胞周期时期。
Cyclin的级别在细胞周期中波动,特定的Cyclin在特定的细胞周期期间表达,从而使CDK能被激活,并促进进入下一个阶段的细胞周期进程。
CDK调控复合物的活性是通过磷酸化蛋白质复合物中的特定残基。
对CDK 活性的调节由多种蛋白质磷酸酶和磷酸酯酶负责完成。
一旦某个CDK和Cyclin复合物在调控下一个阶段的周期进程中完成了其作用,这个复合物会被降解,并且大量的负反馈循环机制会抑制结束本周期进程的CDK 活性,从而让下一个阶段的周期在细胞下的控制下进行。
2. Checkpoint kinase在细胞周期的各个阶段都有一个检查点,以确保进程正常进行。
细胞周期与肿瘤治疗的关系研究
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细胞周期与肿瘤治疗的关系研究肿瘤治疗一直是医学界广泛关注的话题,而细胞周期与肿瘤治疗的关系同样备受研究者的关注。
细胞周期是指细胞从分裂到下一次分裂再到细胞死亡的整个过程,包括G1期、S期、G2期和M期四个阶段。
细胞周期与肿瘤治疗的关系主要表现在治疗手段和效果上,下面将分别进行探讨。
细胞周期与肿瘤治疗手段细胞周期是肿瘤治疗手段的重要参考因素,主要体现在化疗和放疗两种治疗方式上。
对于放疗而言,细胞周期的知识可以用于选择合适的辐射剂量和辐射模式,进而提高治疗效果和减少副作用。
放疗的原理是寄希望于辐射能够杀死癌细胞,从而达到治疗效果。
在放疗中,辐射剂量和辐射方式根据不同的癌细胞进入细胞周期的不同阶段而有所不同。
放疗的辐射剂量一般是在细胞处于S期,即DNA合成期时最有效。
原因是,放射线能够破坏正在复制的DNA,使得这些癌细胞无法继续进行下一次DNA复制,从而使得细胞停滞在S期,无法进行分裂,达到杀死癌细胞的效果。
化疗是通过化学药物杀死癌细胞,阻止癌细胞的生长和分裂。
而不同的化疗药物对癌细胞的作用机制也有所不同,如环磷酰胺、甲氨蝶呤等能够阻止细胞进入S 期;多柿胺、氟尿嘧啶等药物则能够阻止细胞进入M期。
另外,细胞周期影响着药物的治疗效果,因为在不同的细胞周期时,癌细胞具有不同的敏感性和抵抗力。
如细胞处于分裂期时最敏感,而在G0期则最不敏感。
因此,了解癌细胞所处的细胞周期,能够选择合适的化疗药物和用药时间,提高治疗效果。
细胞周期与肿瘤治疗效果掌握细胞周期对于肿瘤治疗的效果同样非常重要。
研究表明,在某些癌细胞中,放疗或化疗时因为该癌细胞所处的细胞周期正好进入停滞期,从而避免了化疗或放疗造成的DNA损伤,这些生命力强的癌细胞就可以凭借富余的能量重新生长和扩散。
因此,合理地控制治疗计划,建立针对不同阶段的治疗方案,才能更好地控制癌细胞的生长和扩散。
此外,对于部分癌细胞形态和特征不同的癌症,如乳腺癌和结肠癌等,细胞周期的掌握能够加强个体化医疗治疗进程,更好地控制癌症发展,减轻患者痛苦。
恶性肿瘤治疗的新进展及应用
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恶性肿瘤治疗的新进展及应用随着现代医药科技的不断进步,人类对恶性肿瘤治疗的认识和技术也在不断提高。
不仅有新的化学药物、放疗、手术等治疗手段相继问世,还涌现出了基于免疫学、遗传学等前沿科技的治疗方法,这无疑使得恶性肿瘤治疗向更加个体化、精准化和有效性更高的方向发展。
恶性肿瘤分为许多种类,不同种类的恶性肿瘤所使用的治疗手段也各有不同。
下面就让我们看看目前在各类恶性肿瘤治疗领域中的新进展和应用。
1.化学药物治疗化学药物治疗是目前大部分恶性肿瘤的首选治疗方法。
针对不同类型的恶性肿瘤,医生会使用不同的化疗药物。
随着化疗药物的不断完善和新药的问世,治疗效果和不良反应也在逐渐优化。
最近问世的一种新药是针对乳腺癌治疗的帕博利珠单抗(Pablociclib),它的研发根据人类细胞周期调控的新认识,能够更有效地抑制癌细胞增殖,延长患者的生存期。
该药物已在欧美等地获得了上市许可。
2.放射治疗放射治疗常用于固体肿瘤治疗。
传统的放疗手段是采用X射线或伽马射线,给予患部持续或分次的照射,达到杀死癌细胞的目的。
然而,这样的放射疗法会对身体健康产生不可避免的影响。
近年来,新型的放疗手段已逐渐发展壮大。
例如资生堂公司研发的“放射菊花素”技术,它采用原子核重离子束(Carbon离子)进行放疗,可以减少对周围组织的伤害,使得治疗过程更加安全和有效。
3.基于免疫学的治疗免疫治疗是针对一些不适合手术的恶性肿瘤的新型治疗方法。
它利用人体自身的免疫系统来识别和杀灭恶性肿瘤。
当前最热门的免疫治疗手段就是免疫检查点抑制剂,例如PD-1、PD-L1抑制剂等。
这类药物能够逆转肿瘤细胞的免疫逃脱,使得免疫系统能够重新发现肿瘤并对其进行攻击。
目前已经有不少类型的恶性肿瘤可以从免疫治疗中获益,例如黑色素瘤、肺癌、肾癌等。
近期研究还发现,免疫治疗对于一些胃癌、大肠癌等消化道恶性肿瘤的治疗也有良好的效果。
4.基于遗传学的治疗目前,越来越多的研究表明,恶性肿瘤是由基因突变引起的。
细胞周期调控蛋白MPF的研究
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与cdc2类似的CDK蛋白分子图解
细胞中还具有细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子 (CDK inhibitor,CDKI)对细胞周期起负调控作用,目前 发现的CDKI分为两大家族:
①Ink4(Inhibitor of cdk 4),如:P16ink4a、P15ink4b、 P18ink4c、P19ink4d,特异性抑制cdk4·cyclin D1、 cdk6·cyclin D1复合物。
②CIP/Kip(Kinase inhibition protein):包括P21cip/waf1 (cyclin inhibition protein 1)、P27kip1(kinase inhibition protein 1)、P57kip2等,能抑制大多数CDK的激酶活性, P21cip/waf1还能与DNA聚合酶δ的辅助因子PCNA (proliferating cell nuclear antigen)结合,直接抑制 DNA的合成。
2. MPF可以催化核纤层蛋白(lamin)磷酸化,导 致核纤层解体。
3. MPF能使necleolin(核仁蛋白)磷酸化,可能对于M 期核仁分解以及染色体凝集有重要作用。
4. MPF能使一些原癌基因蛋白产物发生磷酸化,由 此产生一系列深远的与细胞分裂有关的生物学效应。 如使c-myc 基因产物磷酸化,可能降低这些蛋白在M 期与DNA的结合能力,利于染色体凝集。此外,还 能使P53、P105 RB等蛋白磷酸化,产生一系列有关 的生理效应。
2 蛋白质的合成与降解 P34cdc2蛋白在细胞周期中的含量相对稳
定.而周期蛋白B的含量则呈现周期性变化。 p34cdc2蛋白只有与周期蛋白B结合后才有可能 表现出激酶活性。因而,P34cdc2激酶活性首先 依赖于周期蛋白B含量的积累。细胞周期运转 到分裂中期后,M期周期蛋白A和B将迅速降解, P34cdc2激酶活性丧失。周期蛋白A和B的降解 是通过泛素化途径(ubiquitina-tion pathway)来 实现的。
细胞周期与细胞凋亡的关系及其在肿瘤治疗中的应用研究
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细胞周期与细胞凋亡的关系及其在肿瘤治疗中的应用研究细胞周期是指细胞从一个分裂期,到下一次分裂期的全部过程。
而细胞凋亡是细胞在正常或异常状态下,在一定的调节作用下自我死亡。
这两个生物学过程在生物体内有着密切关系。
本文将重点探讨细胞周期与细胞凋亡的关系,并介绍其在肿瘤治疗中的应用研究。
一、细胞周期的阶段细胞周期分为四个阶段:G1期、S期、G2期和M期。
在G1期,细胞进行生长和代谢,并为S期做好充分准备。
在S期,细胞进行DNA复制,形成同样的DNA拷贝。
在G2期,细胞进一步生长,为M期做好准备。
在M期,细胞分裂成两个子细胞,完成一个细胞周期的过程。
二、细胞周期的调控细胞周期中的各个阶段需要受到严格的调控,以确保细胞能正确地完成复制和分裂。
细胞周期调控分为内部调控和外部调控两部分。
内部调控主要由细胞自身的内部机制控制,主要包括若干个周期素、周期素相关激酶、调节蛋白等分子,来协调和控制细胞周期的进展。
外部调控是指细胞环境对细胞周期的影响。
细胞环境中的外部因素,如信号分子、激素、细胞因子、营养状况等,都是重要的细胞周期调控因素。
三、细胞凋亡的类型和调控细胞凋亡分为两个类型:内源性凋亡和外源性凋亡。
内源性凋亡是指由于细胞内部的基因突变、DNA损伤、代谢异常等因素引起的细胞自我死亡。
而外源性凋亡是指由于细胞受到外部因素的作用,如放射线、病毒感染、细胞因子作用等而引发的细胞死亡。
细胞凋亡的调控机制也十分复杂。
Bcl-2家族是一类抗凋亡蛋白,通过调节细胞膜通透性和细胞色素释放等途径来控制细胞凋亡过程。
而p53基因则被认为是细胞凋亡的关键调控基因之一。
四、细胞周期与细胞凋亡的关系细胞周期的进展和细胞凋亡的发生和进程密切相关。
当细胞周期受到某些因素的抑制,如DNA损伤等,活细胞必须经历G1期和G2期检查点以及中点检查点,以保证DNA的完整性。
如果检查点无法过关,则会触发细胞凋亡,保证基因组的稳定性。
此外,细胞周期和细胞凋亡还存在着相互调节的关系。
细胞周期调控和治疗肿瘤的策略

细胞周期调控和治疗肿瘤的策略肿瘤是一种常见的疾病,它通过异常细胞增殖和逃避细胞周期调控而发生。
因此,细胞周期调控是治疗肿瘤的一个重要策略。
细胞周期是指细胞从分裂前期开始,经历有序的一系列阶段,最终进入有丝分裂,产生两个与母细胞相同的子细胞。
这一过程由一系列分子机制控制,其中最为重要的是细胞周期蛋白激酶( CDKs )和其辅因子。
CDKs是一族重要的细胞周期调控蛋白,在不同的细胞周期阶段调控细胞周期进程,因此是治疗肿瘤的靶点。
研究表明,在肿瘤细胞中,CDKs的表达往往异常高,并且需要维持其高水平表达才能维持肿瘤细胞的进化。
现已开发出多种针对CDKs的药物,其与CDKs特异性结合,抑制CDKs的活性,从而影响细胞周期进程,使肿瘤细胞停滞于特定的周期阶段,阻止其进一步增殖。
目前,CDK4/6抑制剂已被FDA批准作为治疗乳腺癌和其他肿瘤的一线治疗药物。
除了针对CDKs的药物之外,还有一些常用的治疗肿瘤的药物会影响细胞周期。
例如同源重组DNA修复抑制剂,如顺铂和卡铂,会影响DNA复制和分裂,在治疗肿瘤时广泛应用。
还有去氧核糖核酸合成抑制剂,如5-氟尿嘧啶、硫唑嘌呤和甲氨蝶呤等,主要用于治疗癌症。
当然,单独使用细胞周期调控药物和化疗药物可能存在耐药问题。
庆幸的是,近年来越来越多的研究表明,联合药物治疗是治疗肿瘤的一个更优选择。
例如,利用CDK抑制剂与化疗药物联合治疗已获得一些前期的临床研究证据。
此外,基于细胞周期调控的基因和分子机制,还有其他的治疗肿瘤策略,例如使用组蛋白去乙酰化剂抑制剂,调控去乙酰酶活性,避免细胞癌变;使用肺癌苏活葡萄糖转运体1 (ENT1) 抑制剂,抑制细胞代谢,调控肿瘤细胞生长等。
总之,细胞周期调控是治疗肿瘤的一个重要策略,利用CDKs抑制剂和联合药物治疗肿瘤近年来的研究进展给予我们越来越多的信心。
未来,更多的基于细胞周期调控的治疗肿瘤策略和药物有望被开发并应用于临床。
细胞周期调控基因变异与肿瘤的发生
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细胞周期调控基因变异与肿瘤的发生随着基因测序和生物技术的发展,越来越多的人知道了细胞周期调控基因在肿瘤发生中的重要性。
细胞周期调控基因的突变可能导致细胞失去正常的调控,进一步导致肿瘤的发生。
这篇文章将详细介绍细胞周期调控基因的作用、突变和肿瘤的发生。
细胞周期基因的作用细胞周期是指细胞从一个分裂到另一个分裂之间所经历的一系列阶段,包括G1期、S期、G2期和M期。
在这些阶段中,细胞需要通过不同的蛋白质来完成各种任务。
这些蛋白质被称为细胞周期调控蛋白。
它们可以分为两类:激酶和抑制物。
激酶,如CDK激酶,可以将细胞周期调控蛋白激活,使细胞进行下一个阶段的工作。
抑制物,如p53和p21,可以阻止细胞进行下一个阶段的工作,以确保细胞处于稳定状态。
这两种类型的细胞周期调控蛋白都非常重要,因为它们可以保证细胞进行正常的周期,而不会出现突变或不正常的生长。
细胞周期基因的突变细胞周期调控基因的突变可能导致细胞周期失衡,使细胞无法正常调控自身的生长和分裂。
当这种失调发生在某些基因中时,它们可能会变成肿瘤抑制基因。
这些基因通常会抑制细胞的增殖,以防止它们成为癌细胞。
然而,当这些基因变异时,它们可能无法有效抑制细胞的增殖,从而导致细胞转化为癌细胞。
现在已经发现了很多肿瘤抑制基因的突变,如p53和RB1。
在许多不同类型的癌症中,这些基因都发生了突变。
这表明这些基因确实在肿瘤发生中起着重要的作用。
肿瘤的发生肿瘤的发生是一个复杂的过程,牵涉到许多基因和信号通路。
然而,细胞周期调控基因突变是肿瘤发生的一个重要因素。
当这些基因突变时,它们会影响细胞周期的调节和细胞的生长和分裂。
这可能会导致细胞过度增殖和潜在的癌变。
一些研究表明,肿瘤是由单个的细胞开始发展的,这个细胞可能已经发生了一个或多个突变。
当这些细胞不断分裂和增殖时,这些突变可能会引起其他细胞的突变。
最终,这些细胞会形成具有癌性的肿瘤。
结论细胞周期调控基因的突变是肿瘤发生的一个重要因素。
细胞周期异常与肿瘤治疗
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细胞周期异常与肿瘤治疗在肿瘤学领域,研究细胞周期异常与肿瘤治疗的关系已成为一个热门话题。
细胞周期是指细胞自生长到分裂的整个过程,包括G1期、S 期、G2期和M期。
细胞周期的异常与肿瘤的发生、发展以及治疗反应密切相关。
本文将探讨细胞周期异常与肿瘤治疗之间的相互影响。
一、细胞周期异常及其与肿瘤发生的关系细胞周期异常是指细胞在某个特定的阶段停滞或过度进展,从而影响正常的细胞分裂和生长。
这种异常的产生往往与DNA损伤、异常表达的细胞周期蛋白以及调控细胞周期的信号通路异常有关。
细胞周期异常会导致DNA复制不完整、染色体异常、基因突变等,从而增加了细胞的不稳定性,促进了肿瘤的发生和发展。
二、细胞周期异常与肿瘤治疗的关系细胞周期异常在肿瘤治疗中起到重要的作用。
许多抗肿瘤药物都是通过干扰或阻滞细胞周期中的某个特定阶段来抑制肿瘤细胞的增殖和生长。
例如,经典的细胞毒性药物如环磷酰胺和顺铂可通过干扰细胞的DNA复制和DNA损伤修复过程来抑制肿瘤细胞的增殖。
此外,通过靶向细胞周期调节蛋白的药物也取得了一定的疗效,如CDK4/6抑制剂在乳腺癌治疗中的应用。
三、细胞周期相关分子标志物在肿瘤治疗中的应用近年来,越来越多的研究表明某些细胞周期相关分子标志物在肿瘤治疗中具有重要的临床意义。
例如,通过检测肿瘤组织中的Ki-67、PCNA和p53等细胞周期相关分子标志物的表达水平,可以评估肿瘤细胞的增殖活性、DNA损伤程度以及治疗的反应程度。
这些分子标志物的变化可以帮助医生制定个体化的肿瘤治疗方案,提高治疗的效果。
四、细胞周期异常与肿瘤免疫治疗的关系细胞周期异常对肿瘤免疫治疗的效果也有一定的影响。
研究发现,细胞周期异常的肿瘤细胞在免疫检查点抑制剂(如PD-1抑制剂)的治疗下更容易受到免疫系统的攻击,从而增强了免疫治疗的效果。
此外,一些细胞周期相关蛋白也被证实与肿瘤免疫治疗的预后和反应相关。
结束语细胞周期异常与肿瘤治疗之间存在着紧密的联系。
细胞周期调控与肿瘤发生
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细胞周期调控与肿瘤发生细胞周期是指细胞从一次分裂开始,经过一系列有序的事件,直到下一次细胞分裂开始的整个过程。
细胞周期调控是保证细胞正常生长和分裂的重要机制,它涉及多个调控分子和信号通路的紧密调节。
然而,当细胞周期调控因某些原因失调时,会导致肿瘤的发生和发展。
细胞周期主要包括四个阶段:G1期(第一阶段),S期(DNA合成阶段),G2期(第二阶段)和M期(有丝分裂阶段)。
在正常情况下,细胞周期的顺序和时长是严格控制的,以保证细胞的稳定分裂和组织的正常生长。
然而,当细胞周期调控受到损伤或异常激活时,会导致细胞畸变和不受控制的增殖,从而形成肿瘤。
细胞周期的调控主要通过细胞周期蛋白激酶(CDK)和其配体(Cyclin)之间的互作来实现。
CDK通过磷酸化调控下游目标蛋白的活性,从而推进细胞周期的进行。
Cyclin在细胞周期的不同阶段表达的水平不同,与CDK形成复合物,激活或抑制CDK的活性,从而控制细胞进入下一个阶段。
此外,细胞周期调控还受到多种调控因子的影响,包括细胞周期抑制因子、DNA损伤应答蛋白等。
肿瘤发生与细胞周期调控紧密相关。
当细胞周期调控机制失调时,细胞可能会进入异常的增殖状态。
在许多肿瘤类型中,细胞周期蛋白CDK和Cyclin的改变是常见的。
例如,在乳腺癌中,CDK4/6和Cyclin D1的过度表达会导致细胞不受控制地增殖。
此外,肿瘤细胞的过度分裂和异常转录活动也与细胞周期调控的紊乱有关。
细胞周期调控与肿瘤发生的关系也为肿瘤治疗提供了重要的靶点。
许多抗肿瘤药物以调控细胞周期为目标,通过靶向CDK或Cyclin等分子来阻断肿瘤细胞的异常增殖。
例如,临床上广泛应用的某些化疗药物,如紫杉醇和阿霉素,都具有干扰细胞周期的作用。
尽管细胞周期调控与肿瘤发生之间的关系已被广泛研究,但仍有许多未知的领域需要深入探索。
例如,如何更好地理解细胞周期调控网络中各种调控因子的相互关系,以及如何应用这些知识来开发更有效的治疗策略等。
细胞周期调控与肿瘤的发生发展
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细胞周期调控与肿瘤的发生发展细胞是构成生命体系的基本单位,细胞周期是指细胞自我复制的一系列有序过程,包括细胞生长、DNA复制、细胞分裂等。
细胞周期的调控是靠着许多基因和相关的蛋白质共同完成的,即细胞周期相关基因(cell cycle related gene)、细胞周期调控蛋白(cell cycle regulatory proteins)。
这些基因和蛋白质具有很强的相互作用和调节关系,是维持细胞正常生命功能的基础,同时,也是肿瘤发生发展的主要驱动力之一。
一、细胞周期调控模式细胞周期分为G1期、S期、G2期和M期四个阶段。
其中G1、S、G2期合称为间期,而整个细胞周期还包括细胞分裂的M期。
1、G1期:在G1期,细胞维持正常生命活动,包括对外的刺激、代谢活动和蛋白质合成等。
同时,由于细胞的生长和营养状况在不断变化,细胞也在这个阶段积累了各种生命信号,为细胞周期的继续展开奠定了基础。
2、S期:在S期,细胞开始进行DNA复制并进行上下分切。
为了确保每个分离出来的子细胞都拥有完整的染色体,每条染色体在复制过程中都会在原来的基础上增加一条同样的DNA链。
3、G2期:在G2期,细胞再次做好了分裂的准备工作。
在这个阶段,细胞会检查与修复DNA复制过程中可能出现的错误,同时也会积累分裂所必需的能量和蛋白质。
4、M期:在M期,细胞进入真正的分裂过程。
在这个阶段,细胞会分解细胞骨架和核骨架,确保染色体得以在细胞不同的极端分别复制并产生两个大约相等的子细胞。
二、细胞周期调控的基本机制细胞周期调控是通过细胞周期调控蛋白和细胞周期相关基因共同完成的。
这两者之间的调控关系非常复杂。
1、细胞周期调控蛋白的调控作用:细胞周期调控蛋白主要由CDK(Cyclin-Dependent Kinase)和cyclin两个部分组成。
其中cyclin是一种调节蛋白质,它可以结合CDK,使得CDK活化。
在特定的阶段,CDK-cyclin复合物接触到目标蛋白,从而完成细胞周期的调控。
细胞周期调控和生长因子对肿瘤抑制的作用
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细胞周期调控和生长因子对肿瘤抑制的作用肿瘤抑制是细胞周期调控和生长因子的重要作用之一。
在正常情况下,细胞在生长和分化的过程中需要经历一个细胞周期。
细胞周期包括G1、S、G2和M四个阶段,其中G1与G2是方便DNA和蛋白质合成的阶段,S是复制DNA的阶段,而M则是原核和有丝分裂的过程。
在这个周期中,每个阶段都有相应的生长因子和细胞周期调控蛋白质来限制和控制细胞的生长和分裂。
但是在肿瘤中,这些功能并没有得到正确的调控,导致细胞不受限制地生长和分裂,最终形成肿瘤。
细胞周期调控是细胞内的一个非常复杂的系统,它包括多个基因和蛋白质的互相作用和调节。
其中重要的就是细胞周期蛋白(Cyclins),它们是与特定细胞周期阶段相关的蛋白质,在细胞周期的不同阶段不同活性的Cyclins会促进或抑制细胞的生长和分裂。
Cyclins与细胞周期激酶(CDKs)结合后就能引导细胞进入下一个细胞周期阶段。
为了确保这个过程的准确性和安全性,另一个类别的蛋白就诞生了,这些否定线蛋白(Cdk Inhibitors,CDIs),他们的作用是抑制CDK的活性,从而控制细胞的生长和分裂过程。
这些蛋白质的错位会导致细胞的异常增长和恶变,因此肿瘤的研究人员对于这些蛋白进行了广泛的研究,试图解开肿瘤的奥秘。
实践表明,细胞周期调控需要几种不同类型的细胞周期蛋白来完成,每个蛋白都有其独特的功能和作用,它们共同协作以确保细胞周期的准确性。
这包括包括γ-辅助蛋白,负责促进CDK结合的蛋白质;CDK调节蛋白,调节CDKs的活性的蛋白质;以及CDK激酶抑制剂,实际上是抑制细胞进入下一周期的蛋白质。
因为这些蛋白之间有复杂的相互作用,使得肿瘤的诊断、预防和治疗变得非常复杂。
除了细胞周期调控之外,生长因子也是一种影响细胞的生长和分裂的重要因素。
生长因子是一类由细胞产生、分泌和作用于同种或异种细胞的蛋白质,它们通过激活特定细胞表面上的受体来引导细胞的生长和分裂。
生长因子和它们的受体在肿瘤生长和进展中发挥着重要的作用。
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周期调控蛋白在肿瘤放射治疗中的研究进展摘要:细胞周期调控蛋白的异常表达是导致细胞周期调控机制受到破坏的原因之一,与恶性肿瘤的发生密切相关。
现认为,癌症等恶性肿瘤可能是一类细胞周期性疾病。
细胞周期蛋白在肿瘤的发生发展中所扮演的角色日益成为人们关注的焦点, 很多相关蛋白和基因经射线照射后会导致细胞周期发生改变。
细胞对电离辐射的敏感性,最重要的是DNA修复和电离辐射引发的信号转导机制,导致基因表达、细胞周期进程和细胞凋亡进程的改变。
电离辐射能够激活DNA修复,阻止细胞周期进程过大引起细胞凋亡,而这些事件和效应的改变多与辐射敏感蛋白有关。
可见,作为信号级联反应节点上的多种辐射敏感蛋白质的表达情况,对电离辐射抑制肿瘤细胞增殖和肿瘤发生发展,具有至关重要的作用。
肿瘤对射线的反应称为肿瘤的放射敏感性,是肿瘤放射治疗的核心问题。
同一类肿瘤,分化程度越低,增殖能力越强,即肿瘤细胞生长越快对放疗越敏感。
处于G2期和M期的细胞对放疗最敏感,Gl期次之,S期不敏感,G0期对放射抗拒。
因此,将肿瘤细胞同步化并使其处于一个对放射线敏感的细胞周期可能是一种提高肿瘤放射治疗效果的重要途径。
关键词:细胞周期调控蛋白;肿瘤细胞;辐射1 引言近年来,随着肿瘤综合治疗的理论和技术的发展,放疗和手术﹑化疗﹑生物治疗并列为肿瘤治疗的四大手段,70%以上的肿瘤病人在病情的不同阶段需要放射治疗。
细胞周期的监控和驱动机制的紊乱是肿瘤细胞失控性生长的根本性原因,放射线对生物体的作用有直接作用和间接作用,肿瘤细胞及其他细胞﹑组织﹑器官等在经过一定剂量的放射线照射后会引起一系列的变化,来达到治疗的效果。
尤其是作用于细胞周期效果更为显著,细胞周期是一系列的蛋白及相关酶的调控时期,因此照射后,对周期调控蛋白﹑基因及相关蛋白酶会有一定的影响。
细胞周期的紊乱将导致肿瘤性增生。
Cyclin是细胞周期活动及真核细胞关卡控制的中心因子之一,其异常原因包括基因突变﹑表达异常﹑自身结构异常稳定性改变以及表达时相紊乱等。
Cyclin异常引起细胞周期失控,细胞无限增值,凋亡停止,最终导致细胞恶性转化和肿瘤形成。
细胞周期监测点的功能缺陷为肿瘤细胞提供了生长优势,然而,有研究发现,许多抗癌药物或辐射会破坏G2期的检查点,从而导致肿瘤细胞死亡。
本文对一些相关调控蛋白在不同肿瘤细胞中经临床辐射照射后的生物学特性变化作了简介,可作为相关实验的参考。
2 肿瘤细胞周期调控蛋白的特点2.1 周期调控蛋白的生物学特性细胞周期是细胞生命运行的核心,是一个高度有序﹑环环相扣﹑精密调节的细胞内外信号交互作用过程。
细胞周期的程序控制主要是通过各种细胞周期蛋白(cyclins)﹑细胞周期依赖性激酶(cyclin dependent kinades, CDKs)以及细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(cyclin dependent kinades inhibitors, CDIs)为中心的细胞周期调控来实现的。
Cyclin B是一个经典的分裂期周期蛋白,促进G2期向M期转换而加速细胞周期进程。
目前为止,哺乳动物细胞中有两种cyclin B被发现,cyclin B1和cyclin B2。
CDK属于丝∕苏氨酸激酶家族,是细胞周期引擎,CDK的底物有多种,其中有些就是细胞周期调节蛋白自身,其中最主要是pRB。
并非所有的CDK成员都参与细胞调控,在人细胞中,控制G1期的是CDK4∕CDK6和CDK2,它们对一种PRb进行磷酸化,从而释放Rb对E2F的转录抑制作用,启动了一系列进入S期所必需的基因表达,推动细胞进入S期。
S期和G2期依赖于CDK2,Cyclin E作为CDK2的一个正向调节亚单位,控制G1→S 期转换,常被视为S期的标记为。
有研究显示cyclin E表达失调也涉及细胞基因组不稳定性,与肿瘤发生有关。
而M期则主要由CDK1(cdc2)负责。
此外,抑癌基因p53﹑rb的产物﹑磷酸酶和遍在蛋白(ubiquitiin)在细胞周期的调控中也起到重要的作用。
肿瘤细胞中,CDKIs﹑pRB和p53等细胞周期负调控机制失活也是很常见的。
2.2 电离辐照后癌细胞周期调控蛋白变化的分子机制细胞周期和放射敏感性有着密切的关系,细胞周期检测点1严格控制细胞周期进程。
当放射线照射正常细胞和肿瘤细胞后,其作用的主要靶分子DNA发生损伤,激活细胞周期检测点,引起细胞周期阻滞,并激活DNA损伤修复系统,促进损伤DNA修复。
研究证明,在不同的肿瘤细胞中,还存在着不同的CDK的过度表达和基因的重排。
CDK4也与肿瘤有密切关系。
Cyclin B1在多种肿瘤中表达增高,有研究显示,cyclin B1表达的上调是导致放射抵抗的原因之一。
P27属于CDKI中CIP/KIP家族成员之一,主要作用机制是与CDK或cyclin/CDK 复合物亚单位的结合,使CAK(cyclin H/CDK7)不能与CDK直接发生作用,从而阻断了CAK诱导CDK2的Thr160磷酸化过程,使CDK处于非活性状态,具有阻滞细胞通过G1/S期转化的重要作用,从而抑制细胞的的增殖,使细胞有机会修复损伤的DNA或DNA复制中产生的错误。
早期的研究显示,放射线照射后会导致DNA溶液黏度下降,而这主要是由DNA链的断裂所致,DNA的断裂主要有两种形式,即单链断裂(single-strand breaks, SSB)和双链断裂(double stand breaks, DSB).细胞周期检测点激酶MDC1和53BP1在细胞周期调控方面发挥着重要的作用,它们对体细胞的正常生长没有明显的调节作用,但在DNA损伤修复的信号传导过程中作用非常重要,在DN A损伤发生后激酶立即被激活,并通过激活下游调节通路,主要调节S期和/或G2/M期检测点。
电离辐射、化疗药物及细胞代谢产物在内的多种外源和内源性因素都能引起不同形式的DNA损伤,其中DNA 双链断裂(DNA double- strand break,DSB)为最严重的损伤形式。
DNA损伤后,细胞会启动相应的修复通路对其进行修复。
在高等真核生物中,DSB主要激活同源重组修复(Homologous recombination repair,HR)和非同源末端连接(Non-homologous end joining,NHEJ)两条修复通路。
如果修复过程中一些重要蛋白分子功能的缺失或是外源性因素导致修复过程受阻,使DNA损伤得不到修复或不完全修复,导致基因组的不稳定,最终引起细胞的突变、癌变甚至是死亡。
所以修复通路的研究对肿瘤的发生及治疗有着重要的意义。
3 周期调控蛋白在肿瘤放射治疗中的研究概况CDK进化上高度保守,在细胞周期中的表达量相对稳定,以非活性的形式存在,与特定cyclin结合后,其构象发生变化。
CDK通过发生一系列磷酸化和去磷酸化激活,从而影响细胞周期的进程。
周期蛋白经辐射后会引起其结构和功能的改变。
p53蛋白的主要功能是维护细胞基因组的稳定,在参与细胞周期调控,诱导细胞凋亡的过程中发挥着关键性的作用。
p53蛋白能够整合和传递由电离辐射引起的多种信号,激活电离辐射应答途径。
p53半衰期延长与细胞周期阻滞有关。
CHK2还可以通过阻滞CDKl活性导致G2期阻滞。
有研究显示,细胞经重复照射后,能够诱导cyclin D1, p18, p21, p274种蛋白表达上调,cyclin B1和Bcl-2表达下调。
因此,似乎细胞周期蛋白不像是发生了对光照射的适应性。
这可能是由于经重复UV照射后,产生了DNA损伤,DN A修复系统被激活,与此同时主要的细胞周期调控蛋白p53的表达却没有改变。
细胞经低剂量辐射后抑制了p27表达,解除了其对cdk2的抑制,促进细胞周期进展至G1期而进行DAN修复。
有人对肺癌当中Cyclin G1研究发现,Cyclin G1含量丰富的肺癌细胞放疗后死亡率增加,这提示Cyclin G1增加放疗中DNA破坏的敏感性。
研究表明,Cyclin B1能调节γ-辐射的诱导凋亡,Cyclin B1积累在细胞核中,对γ-辐射诱导的变化敏感,同时当细胞受到辐射诱导凋亡时,可以在其中检测到Cyclin B1的丰度明显升高。
研究显示,CyclinD1和Ki-67在喉鳞状细胞癌组织中的表达呈明显的正相关,两者联合检测对喉鳞状细胞癌患者术后辅助治疗及预后判断有一定的指导意义。
对ATM基因的研究报道,ATM缺失细胞株具有染色体不稳定、对电离辐射敏感、细胞周期阻滞缺陷等特征。
ATM还可以通过磷酸化BRCAl并调节p21及Gadd45a蛋白的表达而调控细胞G2/M期监测点.ATM蛋白激酶的活性改变引起DNA修复进程的中断是导致放射高敏感性的重要原因,还有bcl-2家族RB基因,DNA损伤关卡蛋白ATR在抑制细胞周期进程和防止形成双链断裂中的作用等。
4 周期调控蛋白在肿瘤放射治疗中的研究方法目前,许多新型的癌症治疗方法开始逐步走上临床,如基因治疗和免疫治疗,而这些方法的靶点主要是集中在细胞周期调控蛋白上。
放疗主要是以质子和重离子放射为主,质子属低LET射线,对细胞DNA的损害绝大部分是DNA的单链断裂,因此存在亚致死放射损伤和潜在放射损伤的修复,重离子射线中的一部分既具有质子射线的物理学特征,又具有比质子更强的杀灭抵抗放射肿瘤细胞的能力。
对P21和Bax/Bcl-2蛋白在辐射后腺癌细胞的表达,发现与X射线辐射相比,经C离子束辐射后肺癌细胞P21蛋白的表达量显著增加,而Bax蛋白表达量显著减少,说明C离子束诱导细胞使其增加敏感性。
在经过各种射线辐射后肿瘤细胞周期阻滞在G2/M期,使细胞死亡以期达到治疗效果,在肿瘤细胞中辅助以增加辐射敏感性因素,如乏氧细胞的再氧合﹑加入ATM基因等,使肿瘤细胞对辐射更为突出,导致细胞周期再分布或是启动其它调控途径,已达到预期效果。
有研究已提出新的治疗方法,如肿瘤的基因-放射治疗(genetic radiotherapy)是将具有肿瘤治疗和辐射诱导特性的共同基因导入体内,在对肿瘤进行局部放疗的同时诱导肿瘤治疗基因的表达,使基因和射线对肿瘤的双重杀伤作用。
5 展望细胞周期受到多种周期调控蛋白的调控,随着科学研究的进展,越来越多的调控蛋白被发现认识。
而放射生物学的发展,为肿瘤放疗提供了有力的平台,开展针对细胞周期调控蛋白的抗癌研究颇具广阔的前景。
特别是对细胞周期调控蛋白的负性调节作用,为开展癌症治疗的研究提供了一定的理论依据。
由于CDK是细胞周期的引擎,它在肿瘤细胞有表达升高倾向,因此将CDK 作为肿瘤治疗的靶点是肿瘤治疗研究的重点方向。
肿瘤组织的放射抵抗是肿瘤放射治疗失败的原因之一,因此寻找有效的、专一针对肿瘤组织的放射增敏办法对提高肿瘤组织的放疗敏感性,降低肿瘤组织的放疗抵抗,减低周围正常组织的放疗毒副作用具有重要意义,可为提高癌的放射治疗效果提供新的思路和途径。