分子细胞生物学思考题(2016))

分子细胞生物学思考题（2016年）:

一、肿瘤细胞的十大生物学特性？

1.自给自足生长信号，可以自行其是的合成生长分化所需的生长信号，无需依赖外源性信号，神经胶母细胞瘤和恶性肉瘤中的癌细胞就分别获得了合成PDGF（血小板源生长因子）和TGFα（肿瘤生长因子α）的能力

2. 抗生长信号的不敏感，通过基因突变使得生长抑制信号失去活性，从而实现对抑制生长信号不敏感的目的。

3. 抵抗细胞死亡，主要方法是通过基因突变使p53蛋白失活

4. 潜力无限的复制能力；细胞的分裂能力与端粒有关，维持端粒的能力，主要是通过过量表达端粒酶实现的。

5. 持续的血管生成；肿瘤细胞中促进血管形成的信号分子如VEGF（血管内皮生长因子)和FGF（成纤维细胞生长因子）的表达水平都远高于相应的正常组织，而一些起抑制作用的信号分子如thrombospondin-1或β-interferon的表达则下降。

6. 组织浸润和转移；7避免免疫摧毁；8促进肿瘤的炎症炎症反应可为肿瘤微环境提供各种生物激活分子，例如包括生长因子（可维持癌细胞的增殖信号）、生存因子（可抑制细胞死亡）、促血管生成因子和细胞外基质修饰酶（可利于血管生长，癌细胞浸润和转移）、以及其它诱导信号（可激活EMT和癌细胞的其它一些特征）。此外，炎性细胞还会分泌一些化学物质，其中ROS可以加快临近癌细胞的基因突变9基因组不稳定和突变；，加速它们的恶化过程。10 细胞能量代谢异常即便在有氧气的条件下，癌细胞也会通过调控，使其能量主要来源于无氧糖酵解的代谢方式，这被称为“有氧糖酵解”。

二、简述DNA损伤检控点信号传导的一般途径，根据周期时相分为哪几类？并利用DNA 损伤检控点原理说明肿瘤发生的分子机制。

转导途径包括感受器（如ATM、A TR等）、转导因子（如Chk1、Chk2等）和效应器（如Cdc25A、Cdc25C、p21等）。感受器负责检测DNA结构的异常并启动检控点信号，转导因子进一步将信号转导给相应的效应器，效应器则引发这个路径上的生物学效应，引起细胞周期阻滞和对损伤DNA的有效修复。分三类：（1）G1期DNA损伤检控点：在进入下一个有丝分裂细胞周期之前将带有损伤的细胞阻滞在限制点；（2）S期DNA损伤检控点：当细胞内出现损伤时能够使DNA合成速度减慢或停止；（3）G2期DNA损伤检控点：功能是阻止带有DNA损伤的细胞进入有丝分裂期，阻滞在M期之前，为损伤修复提供足够的时间。机制：其主要在G1期和G2期发挥作用，G1期DNA损伤检测点关键分子有p53、Rb等，当DNA发生损伤严重时，p53等缺失细胞会停止DNA损伤修复，而细胞周期还进行，或者CdclinD上调加速细胞周期，使细胞逃避检测点，这都导致肿瘤发生；G2期检测途径主要是抑制Cdc2活性使细胞阻滞在G2期，且p53是其阻滞关键，p53及14-3-3δ蛋白缺失引起G2期检测点缺陷使细胞过早进入有丝分裂而导致肿瘤发生。

三、请举例说明信号通路与肿瘤细胞生物学特性的关系？

当胞外的IL-6和IL-6Rα相互作用,引起gp130/IL-6Rα蛋白复合物形成,继而被激活, gp130通过Janus激酶(Januskinase, JAK)的磷酸化激活STAT转录因子, 特别是STAT3和SHP2。磷酸化的STAT3 形成二聚体,转移至细胞核中,激活调控基因的转录活性,而STAT3的过度激活可表现出促进肿瘤生长的作用,它的转录活性是调节癌病变的先决条件,同时, STAT3是gp130介导的细胞的存活和G1期到S期细胞转录信号的一个重要分子。c-Myc和Pim是STAT3的靶基因,它们可以补偿STAT3在细胞存活和细胞周期转变的作用。SHP2与Ras/MAP(mitogen-activatedprotein,细胞因子的受体有丝分裂原激活蛋白)激酶信号通路密切相关,并且对有丝分裂原激活起着重要的作用。另外,细胞周期蛋白D1(CyclinD1)是STAT3下游信号途径中的一个重要的调控基因,它参与细胞周期的调控,其异常表达可加速细胞周期循环,导致细胞持续异常增殖。如在大肠炎导致的肿瘤中,由STAT3介导的IL-6和IL-11依赖的IEC可以促进G1和G2/M周期转换,促进细胞的增殖,以一个自发的机制同时诱发肿瘤和炎症。此外NF-κB可诱导IL-6和尿激酶纤溶酶原激活物调控其周围的成纤维母细胞基质产生VEGF和细胞外基质降解酶,促进肿瘤细胞的浸润和转移。

四、简述免疫功能与肿瘤发生发展的关系?肿瘤细胞逃避免疫反应的机制有哪些？

在肿瘤发生与发展的过程中，机体免疫系统起重要作用，一方面，免疫系统对肿瘤细胞监视与清除作用，对预防肿瘤发生及发展起重要作用；另一方面，随着肿瘤的发展及多种因素作用下，免疫系统对肿瘤细胞清除作用降低,形成肿瘤免疫耐受及免疫逃逸。1.肿瘤细胞可以通过减少或异常表达HLA-I类（human leukocyte antigen class I）分子逃避CTL细胞或NK细胞杀伤作用。2.肿瘤细胞表达FasL蛋白对T淋巴细胞杀伤作用。3.Treg细胞增殖对免疫系统抑制作用增强等。4.肿瘤表达产物对活化T淋巴细胞抑制作用

五、肿瘤血管形成的分子基础是什么？

肿瘤血管生成是一个极其复杂的过程，一般包括包括血管内皮基质降解、内皮细胞移行、内皮细胞增殖、内皮细胞管道化分支形成血管环和形成新的基底膜等步骤。受多种因子调节，是刺激因素和抑制因素失衡的结果。目前已经报道的有80多种血管生长因子如bFGF aFGF 、VEGF、EGF)、、HGF 、TNF、IL－8、粒细胞集落刺激因子(G－CSF)等，还有血管生成抑制因子，主要包括大分子蛋白前体酶解片段（血管生成抑制素）、细胞因子、丝氨酸蛋白酶抑制剂等，目前发现的血管化方式包括芽生式血管生成、套叠式血管生成成、充塞式血管、内皮祖细胞的参与、马赛克血管、血管生成拟态等。

六、什么是CAR-T免疫细胞治疗技术？应用前景如何？

是嵌合抗原受体T细胞免疫疗法，从癌症病人身上分离免疫T细胞，将能识别某种肿瘤抗原的抗体的抗原结合部与CD3-链或FCSRIY的胞内部分在体外欧联为一个嵌合蛋白，通过基因转导的方法转染患者的T细胞，使其表达嵌合抗原受体，形成肿瘤特异性的CAR-T细胞，在体外大量繁殖，最后把扩增好的CAR-T细胞输回病人体内杀死癌细胞。诺华等机构曾公布了其CAR-T 细胞治疗技术在恶性血液疾病中突破性的治疗成果，其中，治疗成人复发难治急性淋巴细胞白血病的完全缓解率达到了89%，治疗儿童复发难治急性淋巴细胞白血病的缓解率更是高达92%，其在血液系统恶性肿瘤中作用明显，但其在实体瘤中的作用商需进一步研究。目前世界各国都在积极开展CAR-T 疗法的临床试验，为更广泛的应用于临床治疗提供依据。

7什么是基因编辑治疗技术？应用前景如何？

基因编辑是指对基因组进行定点修饰的一项新技术,利用该技术可以精确地定位到基因组的某一位点上,在靶位点进行修正或进行基因切除。此过程既模拟了基因的自然突变过程，又编辑了原有的基因组，真正达成了“编辑基因”。基因编辑治疗技术是指应用基因编辑技术精确定位，在靶位点进行修正或基因切除，达到治疗的目前。Bacman 等人利用TALEN 技术清除了来自于病人线粒体内的有病DNA。这是TALEN 首次应用于线粒体基因的编辑，这项研究有望用于治疗母系遗传的线粒体病。Li 等人利用ZFN 技术能在染色体上精确定位的优势，通过“剪切”和“粘贴”基因，在实验小鼠体内实现了血友病治疗，避免了传统基因疗法带来的插入诱变风险，首次取得了基因组编辑在基因疗法上的突破。与传统的基因治疗技术相比，基因编辑技术提高了基因靶向修饰的效率，为疾病的基因治疗提供了有力的手段。但若想应用到临床，目前仍需解决拓拔切割、基因导入等问题。如利用cas9单切口酶或成对sgRNA在不降低基因突变效率的前提下可有效降低CRISPR/Cas9系统的脱靶效应，但仍需进一步改善。此外目前基因体内导入基因大多记住逆转录病毒载体，但TALEN及cas9受到基因重复单元几片段大小的影响，病毒包装方面相对局限，此外难以做到真正靶向性导入。若内改善上述方面，则基因编辑技术有望在基因治疗领域得到广发应用，为人类疾病的治疗带来更多福音。