肿瘤干细胞的生物学特性医学课件

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肿瘤干细胞的生物学特性和治疗应用

肿瘤干细胞的生物学特性和治疗应用一、肿瘤干细胞的定义和生物学特性肿瘤干细胞（tumor-initiating cells，TICs）是指一小部分具有自我更新能力和多功能分化能力的肿瘤细胞，这些细胞能够发展成肿瘤组织和产生肿瘤细胞群体。

肿瘤干细胞的生物学特性包含以下几个方面：1. 类干细胞性肿瘤干细胞具有类干细胞性，也就是它们能够进行自我更新并且嗣后代细胞能够分化成多种细胞类型。

研究发现，肿瘤干细胞在细胞增殖和分化过程中起到关键作用，这些细胞能够产生能够分化成肿瘤細胞的前体细胞，甚至还能转化成多种不同的细胞类型，包括骨骼肌细胞、神经细胞和皮肤细胞等。

2. 抗辐射和化疗作用肿瘤干细胞还具有更高的辐射和化疗耐受性。

这是因为它们表达更高水平的DNA修复酶，能够更有效地修复细胞DNA，因此能够存活于治疗剂量下。

另外，它们的分裂周期更长，也因此更能够克服治疗过程中的毒性。

3. 肿瘤转移能力肿瘤干细胞也具有高度的转移能力。

在肿瘤转移过程中，这些细胞能够通过多种方式动态转移，从而导致远处器官的转移细胞再生。

4. 肿瘤微环境肿瘤干细胞的存活和增殖也受到肿瘤微环境的影响。

研究表明，肿瘤干细胞能够产生微环境信号物，从而增强或抑制其周围的细胞，并促进肿瘤逃避免疫系统的攻击和转移。

二、肿瘤干细胞在癌症治疗中的重要性肿瘤干细胞在癌症治疗中的重要性得到了广泛的研究。

由于肿瘤干细胞具有较高的治疗耐受性和转移能力，它们被认为是药物治疗中失败的主要原因。

因此，肿瘤干细胞的抑制和消除对于治疗癌症具有重要意义。

目前，针对肿瘤干细胞的治疗研究更多地集中在以下几个方面：1. 靶向“信号通路”肿瘤干细胞的增殖和分化过程中，多种信号通路参与其增殖和分化过程，包括Wnt、Notch和Hedgehog等。

当前的研究依靠干细胞信号通路的分子标志物，能够定位和筛选出肿瘤干细胞，从而南极针对性的消灭。

2. 靶向DNA修复机制肿瘤干细胞能够更有效地修复DNA，从而导致抗药性。

肿瘤的生物学特性优秀课件

double strand break in the genomic DNA.
物质代谢及酶的变化
✓核酸代谢
➢端粒酶
Mammalian have a stretch of a simple repeat sequence unit (TTAGGG) and in , length is 15–20 kb.
(C) Noncovalent binding of type IB enzymes. (D) Scheme of the 30 phosphotyrosine covalent bond in the Top1cc. The arrow indicates the reversible (religation) reaction, which is favored under normal conditions. G)
A link exists between high SPF values and increased risk of recurrence and death for
patients with primary BC,
肿瘤细胞的生长
✓免疫组织化学方法
Only papers published in English in peer reviewed journals before June 2004 that include at least 100 evaluable patients were selected. In addition, the prognostic and predictive role of the proliferative markers had to be assessed through multivariate analyses. One hundred and thirty-two papers fulfilled these criteria and 159 516 patients analyzed.

第十三章干细胞ppt课件

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造血干细胞
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HSC主要存在于红骨髓内，约占骨髓有核细胞的0.5％，另外在脾脏、淋巴组织和外周血中也有极少量的HSC。
人HSC的表面标志包括CD34+、CD38－、Lin－、 HLA-DR+、Thy-1+、c-kit+、Sca-1+、LFA-l+、 CD45RA－、CD71－等。
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三、ES细胞的生物学特性
形态学特征: ﹡具有稳定的二倍体核型； ﹡细胞相对较小； ﹡核大，有一个或几个核仁，核中多为常染色质； ﹡胞质结构简单，散布着大量核糖体和线粒体； ﹡在体外分化抑制培养中呈克隆状生长，细胞紧密
地聚集在一起，形似鸟巢，细胞界限不清。
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生化特征: ﹡表达早期胚胎细胞的表面抗原； ﹡含有丰富的碱性磷酸酶； ﹡还具有很强的端粒酶活性； ﹡表达干细胞因子（stem cell factor，SCF）、
外源性因素 ﹡分泌因子 ﹡膜整合蛋白介导的细胞间相互作用 ﹡整合素与细胞外基质
内源性因素 ﹡转录因子：如Oct-4和Nanog ﹡细胞内蛋白：如Insc蛋白 ﹡“时钟”因子
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第二节胚胎干细胞
➢ ES细胞的定义 ➢ 人胚胎干细胞系的建立 ➢ ES细胞的来源 ➢ ES细胞的生物学特性 ➢ ES细胞的开发和利用
cell is progressively restricted.
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干细胞的分类 ☆ 根据干细胞所处的发育阶段分为：
胚胎干细胞（embryonic stem cell）成体干细胞（adult stem cell） ☆ 根据干细胞的发育潜能分为：全能干细胞（totipotent stem cell）多能干细胞（pluripotent stem cell）专能干细胞（multipotent stem cell）癌干细胞（cancer stem cell）

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物质代谢及酶的变化
✓核酸代谢 ✓蛋白质代谢 ✓糖代谢 ✓酶系统
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物质代谢及酶的变化
✓酶系统 ➢增殖相关和分化相关的酶
➢转化相关和演进相关的酶
转化相关
细胞恶变的指标。
主要正常细胞发生转化，总可出现这类酶活性的改变。
演进相关的酶酶活性于恶性程度呈平行关系的酶
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•存在于细胞核内的一类酶，他们能够催化DNA链的断裂和结合，从而控制DNA的拓扑状态。
•DNA拓扑异构酶通过形成短暂的单链裂解-结合循环，催化DNA复制的拓扑异构状态的变化
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(A) Classification of human DNA topoisomerases. Type IB are the only enzymes that form cleavage complexes (cc) with 30-phosphotyrosyl (30-P-Y) intermediates.
Fifty to 200 bp of the telomeric DNA shortens at each round of mitosis. When average DNA reaches a critically short length, about 4–7 kb, is arrested Irreversibly.
肿瘤的生物化学特性
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物质代谢及酶的变化肿瘤细胞的分化肿瘤细胞的生长肿瘤细胞扩散的过程机制肿瘤侵袭和转移相关基因
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物质代谢及酶的变化
✓核酸代谢
•核酸增多是肿瘤迅速生长的物质基础 ➢DNA拓扑异构酶 ➢端粒酶

肿瘤干细胞的生物学特性及其在癌症治疗中的应用

肿瘤干细胞的生物学特性及其在癌症治疗中的应用肿瘤干细胞（tumor stem cells，TSCs）是一类具有干细胞特性的肿瘤细胞亚群，在肿瘤的起源、增殖、侵袭、复发和耐药中起着重要作用。

与常规肿瘤细胞相比，肿瘤干细胞具有自我更新、多向分化和治疗抵抗性等特点，因此，对肿瘤干细胞的研究和治疗具有重要意义。

本文将探讨肿瘤干细胞的生物学特性以及其在癌症治疗中的应用。

1. 肿瘤干细胞的生物学特性1.1. 自我更新能力：肿瘤干细胞具有自我增殖和更新的能力，能够不断分化为肿瘤细胞亚群和自身干细胞，从而维持肿瘤的生长和进展。

1.2. 多向分化能力：肿瘤干细胞具有多向分化为不同类型的肿瘤细胞的能力，包括肿瘤细胞、血管内皮细胞和间质细胞等。

1.3. 抗肿瘤治疗能力：肿瘤干细胞能够通过激活多种耐药机制来抵抗常规的癌症治疗，包括化疗、放疗和靶向治疗等。

2. 肿瘤干细胞在癌症治疗中的应用2.1. 临床诊断：肿瘤干细胞的存在可以作为一种新的生物标志物，用于癌症的早期诊断和分期，改善临床预后评估的准确性。

2.2. 靶向治疗：肿瘤干细胞与常规肿瘤细胞的差异性存在靶向治疗的潜力。

通过研究肿瘤干细胞的分子标志物和信号传导途径，可以设计针对肿瘤干细胞的特异性靶向治疗方法，如抗体药物、小分子抑制剂等。

2.3. 肿瘤治疗的辅助作用：肿瘤干细胞在肿瘤的侵袭和转移中起着重要作用。

通过干扰肿瘤干细胞与其他肿瘤细胞的相互作用，可以有效抑制肿瘤的侵袭和转移。

2.4. 肿瘤干细胞治疗：肿瘤干细胞的特性为新一代肿瘤治疗方法提供了思路。

例如，通过选择性杀伤肿瘤干细胞，可以根治或控制多种类型的癌症。

3. 肿瘤干细胞治疗的挑战与前景3.1. 肿瘤干细胞的异质性：肿瘤干细胞的异质性是肿瘤干细胞治疗的重要难题。

不同类型的肿瘤干细胞具有不同的特征和功能，研究如何选择性地干扰肿瘤干细胞群体中的特定亚群体是一个重要的研究方向。

3.2. 肿瘤干细胞的耐药性：肿瘤干细胞对治疗的耐药性是影响肿瘤干细胞治疗效果的关键因素。

肿瘤干细胞的生物学特性

的命运。
Hedgehog信号通路的异常激活会导致肿瘤干细胞的耐药性增强，从而降低肿瘤对
治疗的敏感性。
针对Hedgehog信号通路的抑制剂已在临床试验中取得了一定的疗效，为肿瘤治疗提供了新的策略。
Notch信号通路
01
02
03
Notch信号通路是肿瘤干细胞维持自我更新和多能性的关键途径之一，通过调控NOTCH等转录因子的表达，影响干细胞的分化与增殖。
肿瘤干细胞的研究意义
01
肿瘤干细胞的研究有助于深入了解癌症的发生机制和进展机制，为癌症治疗提供新的思路和靶点。
02
通过研究肿瘤干细胞的生物学特性，可以开发针对肿瘤干细胞的特异性药物，提高癌症治疗的疗效和降低复发率。
03
肿瘤干细胞的研究还有助于发现癌症的早期诊断和预后评估的生物标志物，为癌症的预防和治疗提供科学依据。
耐药性的产生与细胞内药物代谢酶、DNA修复能力和细胞凋亡调节等机制有关。
迁移和侵袭能力
肿瘤干细胞具有迁移和侵袭的能力，能够通过血液或淋巴系统扩散到远处器官，形成转移灶。
迁移和侵袭的过程涉及到细胞黏附、基质降解、运动和新生血管形成等多个环节。
03
肿瘤干细胞的信号转导通路
Wnt信号通路
Wnt信号通路是肿瘤干细胞自我更新和多能性的重要调控途径，通过βcatenin等关键蛋白的磷酸化与去磷酸化，调控干细胞的增殖与分化。
02
肿瘤干细胞的特性
自我更新能力
肿瘤干细胞具有自我更新的能力，能够持续产生新的肿瘤干细胞和分化细胞，维持肿瘤的生长和扩散。
自我更新能力的调控机制涉及到多种信号通路和转录因子的作用，如Wnt、 β-catenin、Bmi-1等。

《肿瘤的生物学特性》PPT课件

cyclin D-CDK4-thr160 cyclin H-CDK7-Thr170 thr160 (CAK) cyclin E-CDK2-thr160
cyclin A-CDK2-thr160
cyclin B1-CDC2-thr161
cyclin D-CDK2-
（3）Weel / CDC25 对cyclin-CDK复合物中 CDK-thr 14/tyr15*的磷酸化/去磷酸化
Pdslp
cutzp
Aselp 与后期纺锤体有关
Polo/CDC5 促M期蛋白的激酶
综上所述：细胞周期是由一系列瀑布式的CDK激活所驱动。
eel/CDC25
CDK的激活主要受cyclin、CAK、 W
期演过程中，
和CKI 等方面的调控；而在细胞周
和时相次
同时受到R点的制约和G1、G2检测点
和忠实复制，
＋cyclnB1/CDC2-thr14/tyr15 /tyr15-
cyclinB1/CDC2-thr14
（3）时相次序检测的监控
①通过不同类型的cyclin呈时相性起伏，特异性地结合特
定的CDK，从而使CDK呈时相地激活，有序地推进细
胞周期时相运行；
② S期和G2-M期分别有不同的促进因子 SPF（S-phase
这些改变的逐步积累，最终导致肿瘤的形成，并赋予肿瘤细胞失控性增生的特性。
3．与细胞周期监控有关基因/蛋白异常与肿瘤
……
P53 基因突变
50％以上人类肿瘤〔皮肤病、胃癌、结肠癌、肺癌、鼻咽癌
基因缺失
肺癌、乳癌、结肠直肠癌、膀胱癌、胆囊癌、鼻咽癌 ……
蛋白灭活宫颈癌、外阴癌、腮腺、鼻咽癌…… （病毒蛋白结合）

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(e). CDI的功能
P21抑制cdk2,4,5,6复合物的激酶活性,阻止细胞进入S期 P27作用cyclin-cdk复合物,使细胞停留在G1期 P16抑制cdk4/cdk6介导的Rb的磷酸化 P15结合cdk4,cdk6,抑制其激酶活性 TGFβ在G1后期抑制Rb蛋白磷酸化,使细胞停留在G1期
(f). 恶性肿瘤细胞周期中调控分子的改变 cyclin D1基因扩增,重排和突变
③如果细胞被病毒转化或因抑癌基因突变,细胞会越过M1期,继续分裂.端粒细胞继续缩短,最终达到一个关键阈值.细胞进入另一个危机点M2期.
④这时染色体可能出现异常形态,某些细胞端粒太短,丧失其功能,导致细胞死亡.但极少数细胞在此阶段激活端粒酶,使端粒增长,从而逃避M2期危机,获得永生性.
i. 端粒-端粒酶与肿瘤:①研究发现在肿瘤组织中端粒变短或变得极短或丢失.大部分肿瘤细胞端粒长度明显短2-6kb.②端粒酶被激活.在人类的肿瘤中,均发现端粒酶的表达.③端粒酶活化是细胞无限增殖所必须的.端粒酶在肿瘤发生的那个阶段被活化,目前尚不清楚.④端粒酶如何被活化,Counter提出了两种可能的模式:Ⅰ. 逃避M2期危机的复活模式.Ⅱ.扩充保留模式, 即其它细胞衰老死亡.保留了本身微弱表达端粒酶的细胞.⑤端粒酶抑制剂和端粒酶基因的反义核酸可治疗肿瘤.
phospholation of Thr14+Tyr15+Thr160 of cdk
cdc25 -----------→cdk-Thr160, ←-------CDI
调控cyclincdk 的活性
(d).CDI的主要种类: P21 family,including: P21(cip1/waf1/cap21/sdi1) P27(kip) P57(kip2) P16 family,including: P15(ink4B) P16(ink4A) P18(ink4C) P19(ink4D) P20 TGFβ family,including 1,2,3,4,5

肿瘤细胞生物学课件

肿瘤常见的染色体异常
病名
染色体异常
慢性粒细胞白血病 Burkitt淋巴瘤急性非淋巴细胞白血病慢性淋巴细胞白血病急性淋巴细胞白血病恶性淋巴瘤小细胞肺癌卵巢乳头状腺癌神经母细胞瘤脑膜瘤 Wilms瘤睾丸癌畸胎
t(8;14),t(2;8),t(8;22),ph +8;7q,5q或-5 t(8;21),t(15;17),t(9;22),t(11;14),+12 t(?;11),t(1;9),t(7;12),t(9;14) t(8;14),t(4;11),+21,t(4;11),+12 14q+,+12 del(3)(p14-23) t(6;14) del或t(1;?)(p 32-36;?) 13q -22,22q 11p 1(12p)
❖端粒酶的功能
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❖端粒酶的活性测定经典测定方法：
组织匀浆测定细胞提取物将端粒片段延长至引物3’端的能力
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改进的测定方法
端粒重复序列扩增法（TRAP）：PCR机制共有四种染色法：同位素法、染色法、荧光法和ELISA法
TRAP-Ag染法检测HeLa细胞端粒酶活性
滑膜肉瘤细胞中圈状线粒体（黑“↑”）。 ×60000
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鼻咽癌癌细胞，胞质中增生有大量线粒体（黑 “↑”）。×25000
大鼠败血症模型肝细胞中线粒体（黑“↑”）肿胀，水肿，嵴结构不清。×20000
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线粒体与肿瘤
线粒体DNA（mtDNA）突变导致细胞氧化应激和细胞凋亡抑制从而诱导肿瘤发生
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2.细胞质异常与肿瘤
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研究生讲课肿瘤干细胞-PPT课件

免疫荧光基本原理
流式细胞仪的工作原理
流式细胞仪
流式细胞仪的应用
• 细胞生物学
• 肿瘤些 • 免疫学
• 血液学
• 药物学
流式细胞结果分析（散点图）
流式细胞分析
肺癌干细胞的分离鉴定
原代肺癌细胞培养
TUMOR SAMPLE
DIGESTION: -Collagenase I 37º C - 2 hours -Washing
肿瘤干细胞的起源
• 由正常干细胞经多基因多步骤突变累积而来
• 由骨髓来源的干细胞与基因发生改变的组织细胞融合而来 • 由基因发生改变已分化的细胞逆转化而来
Cancer stem cells should be the therapy target
Reya,T.,et al. Nature.2001.414.105-111
原代培养的肺癌细胞在NOD/SCID 小鼠能形成肿瘤
原代培养的肺癌细胞中含有一小群 CD44 强阳性的细胞
Small cell lung cancer(LC004), large cell lung cancer(LC006) have cd44 strong positive population cells.
SINGLE CELL SUSPENSION
CULTURING: Serum free medium
原代培养建立的肺癌细胞系
We have established 5 squamous carcinoma(B), 4 adenocarcinoma(D), 1 large cell lung cancer(C), 1 small cell lung cancer(A), and 1 lung carcinoid cell lines.

肿瘤 ppt课件

肿瘤（乳腺癌）干细胞与免疫治疗
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1
肿瘤干细胞定义干细胞与肿瘤干细胞比较乳腺癌干细胞特异性标记物的发现过程乳腺癌干细胞治疗前沿
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2
定义：
干细胞是机体内具有自我更新和多向分化潜能的细胞群体。
在肿瘤组织中也存在着一小部分与干细胞性质相似的细胞群体，同样具有自我更新能力和分化潜能，故被命名为“肿瘤干细胞”
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END
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肿瘤干细胞——乳腺癌干细胞
首先发现在血液系统恶性肿瘤中存在肿瘤干细胞, 继而在乳腺癌实体肿瘤中亦分离到了乳腺癌干细胞
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对乳腺癌干细胞的研究
方法：乳腺癌患者 45 例。术中切取部分乳腺癌组织，机械法获得细胞悬液，加入抗 CD55 抗体和抗CK19 抗体，对原发性乳腺癌单细胞悬液进行免疫荧光标记，结合患者的临床资料，分析乳腺癌患者 CD55 高表达与临床病理学指标的关系。
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CD55hig细胞中G0/G1静止期细胞占85.4±3.37%，明显高于CD55low细胞（58.6±2.55%）及MCF-7细胞（70.73±4.21%），P值均<0.05 ，有统计学差异。 CD55hig细胞处于增殖期的 S 期细胞仅占13.93±3.45% ，明显低于 CD55low细胞（ 40.36±2.56% ）及 MCF-7 细胞（24.93±2.86%），P值均<0.05，差异有统计学意义。
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3
干细胞VS肿瘤干细胞
相同点 ①有自我更新和增殖分化能力； ②存在相似的调节自我更新的信号转导途径； ③都能转移到各种不同的组织且有相似的归巢和转移途径；

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二.自然疗法
导肿瘤细胞趋向终末分化，恢复细胞正常功能。
负离子不仅对癌症有良好改善效果，而且还可从根本上预防癌症的发生，是一种标本兼治的进行的治疗方式。
放射治疗简称放疗，它是利用高能电磁辐射线作用于生命体，使生物分子结构改变，达到破坏癌细胞目的
七.生物反应调节剂治疗
的一种治疗方法。
这一类物质主要通过免疫系
四.化学治疗
统直接或间接增强机体的抗免疫效应
化学疗法是将药物经血管带到全身，对身体所有细胞
都有影响。这种疗法有时也称为“胞毒疗法”，因为
所用药物都是有害，甚至是带毒性的，体内细胞，无
9论是否恶性细胞，都受到破坏。上一页下一页封面封底
大致分为五类： •癌胚蛋白 •肿瘤抗原 •酶类标志物 •激素 •血浆蛋白
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上一页下一页封面封底
食道癌
胃癌
6
上一页下一页封面封底
鼻咽癌
肺癌
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上一页下一页封面封底
大肠癌
肝癌
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上一页下一页封面封底
一.手术治疗
五.细胞分化治疗
通常包括根治性手术，姑息性手术，探查性手术。在分化诱导剂的作用下，诱
迁移性上一页下一页?核形态不一并可出现巨核双核或者多核现象?线粒体表现为不同的多形性肿胀增生?细胞骨架紊乱某些成分减少骨架组装不正常?细胞形态大小不一上一页下一页上一页下一页55肿瘤标志物tumormarker是反映肿瘤存在的化学类物质
——————PBL讨论
肿瘤（Tumor）是机体在各种致癌因素作用下，局部组织的某一个细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控，导致其克隆性异常增生而形成的异常病变。学界一般将肿瘤分为良性和恶性两大类。

肿瘤干细胞脑胶质瘤干细胞课件

含量少，却很重要，具有自我更新、无限增殖和多向分化潜能，即“种子细胞”，在启动肿瘤的形成和生长中起着决定性的作用。
2. 其余，统称为非肿瘤干细胞，其在肿瘤组织中，数量占绝大多数，但都属于”路过性细胞”，经过短暂的生长分化后，最终走向死亡。
肿瘤干细胞学说意义
❖ 这一理论的提出使我们重新认识肿瘤的起源和本质，改变了以往对肿瘤细胞的看法，重新认识了肿瘤的“本元”在于含量较少的肿瘤干细胞，这为临床肿瘤的诊疗提供了新的方向和视觉角度。
BGSCs存在的依据
❖ 脑胶质瘤干细胞 BGSCs 存在的依据： ❖ 基于肿瘤干细胞的研究学说，在BGSCs研究方面，Singh等首先报
道以CD133为标志物，用免疫磁珠法从不同类型的新鲜胶质瘤标本中分离出一小部分与神经干细胞相似的肿瘤细胞，在体外培养表现为： ❖ 1.失去胶质瘤的细胞贴壁生长特点，而呈与神经干细胞生长方式类似的悬浮生长球体。 ❖ 2.在无血清的培养基上，能不断的进行自我更新和增殖，但不分化，维持干细胞的固有特征。 ❖ 3.在血清培养基上，分化为与亲本肿瘤形态和分子表型相似的肿瘤细胞。 ❖ 上述证据表明：一小部分肿瘤细胞即是BGSCs
融合细胞学说
❖ 2.融合细胞来源：在肿瘤研究中发现，在促融合因子例如：CD44,CD48, 巨噬细胞融合受体,IL4等的作用下，会发生一系列的细胞融合反应：即：肿瘤细胞间/肿瘤细胞和正常细胞(包括干细胞)间在促融合因子作用下发生细胞融合导致遗传物质重新组合融合细胞获得新的生物学特性
❖ 具体到脑胶质瘤干细胞，IL4在神经胶质瘤里高表达，其介导的融合细胞可能是胶质瘤干细胞的一个来源。
水平基因传递学说
❖ 3.水平基因传递学说：遗传物质从一个细胞转移到另一个非其子代的细胞中的过程称为水平基因传递(horizontal gene transfer， HGT)，一些“危险基因”可以通过此途径在不同种属间传递，真核细胞可以通过细胞吞噬和吞饮过程来完成水平基因传递