肿瘤发生和演进的机制

• Bcl-2蛋白主要定位于线粒 体外膜，它拮抗促凋亡蛋 白的功能。而大多数促凋 亡蛋白则主要定位于细胞 质，一旦细胞受到凋亡因 子的诱导，它们可以向线 粒体转位，通过寡聚化在 线粒体外膜形成跨膜通道, 或者开启线粒体的PT孔,导 致线粒体细胞色素C释放， 激活caspase,导致细胞凋 亡。
• Bcl-2家族蛋白对于线粒体PT孔的调节作用：促凋亡 蛋白Bax等可以通过与ANT或VDAC的结合介导PT孔的开 放，而抗凋亡类蛋白如Bcl-2、Bcl-xL等则可通过与 Bax竞争性地与ANT结合，或者直接阻止Bax与ANT、 VDAC的结合来发挥其抗凋亡效应。
2）由Fas和其配体介导的凋亡信号：
Fas具有三个富含半胱氨酸的胞外区和一个称为 死亡结构域的胞内区。
Fas的配体FasL与Fas结合后，Fas三聚化使胞内 的DD区构象改变，然后与接头蛋白FADD的DD 区结合，而后FADD的N端DED区（death effector domain）就能与Caspase-8（或10）前体蛋白结合。
– 诱饵受体(Decoy receptor)即（ TRAIL –R3/DcR1、 TRAIL –R4/DcR2、).
它们的配体属于TNF家族。
1）肿瘤坏死因子受体1（TNFR-1)诱导的凋亡信号： TNF由T淋巴细胞和活化的巨噬细 胞产生 ； • TNF与TNFR1结合，通过受体 分子的死亡结构域的相互识别 与适配子TRADD结合,继而征集 TRAF－2的结合，导致NF-kB 和 JNK/Ap-1 通路活化； TRADD还可与FADD结合继而 活化caspase 8;
• DED (death effecter domain)
• DISC (Death Inducing Signaling Complex)
• RAIDD (RIP-associated ICH-1 / CED-3 homologous protein with a death domain)
• CARD (caspase recruitment domain)
二 肿瘤的生长与扩散
一）、生长方式： 1、Expansive growth（膨胀性生长） 2、Infiltrative growth（浸润性生长） 3、Exophytic growth（外生性生长）
二）、肿瘤的生长速度
➢ 分化：细胞成熟的过程；一般说，良性肿瘤分化 好，生长缓慢；而恶性肿瘤分化差，生长较快。 ➢ 倍增时间（Doubling time）：即肿瘤细胞增加 一倍所需要的时间； ➢ 生长分数：细胞群体中处于增殖状态（S、G2、M） 的细胞比例； ➢ 细胞丢失：坏死和凋亡； ➢ 血管形成：营养的供应；
与ATP/dATP结合后，Apaf-1
就可以通过其CARD结构域
召集caspase-9，形成凋亡
体(apoptosome），激活
caspase-3，启动caspase级
联反应。
3、细胞凋亡激活和执行蛋白－Caspase 家族
• Caspase属于半胱氨酸蛋白酶，相当于线虫中的ced-3， 这些蛋白酶是引起细胞凋亡的关键酶。
• 凋亡诱导因子(AIF）：引起核固缩和染色质断裂；
• 核酸内切酶G (Endo G)： 可以使DNA片段化。
5、Bcl-2家族
• Bcl-2为凋亡抑制基因，现已发现至少19个同源物， 它们通过控制线粒体中细胞色素c等凋亡因子的释放 调节凋亡过程。
• Bcl-2家族成员都含有1-4个Bcl-2同源结构域(BH1-4)， 和一个羧端跨膜结构域(transmembrane region,TM)。其 中BH4是抗凋亡蛋白所特有的结构域，BH3是与促进凋 亡有关的结构域。
致瘤因素作用于细胞核内DNA，使遗传密 码发生改变，使某些细胞的调控基因或癌 基因（oncogene）、肿瘤抑制基因(tumor suppressor gene, TSG)、凋亡基因 (apoptotic gene)和DNA修复基因(DNA repair gene)异常表达，使正常细胞转化 为肿瘤细胞。
凋亡：是细胞的程序性死亡； 诱导细胞凋亡的因素：
死亡受体； 离子照射； 病毒攻击； 细胞应激： 生长因子或血清缺乏 氧自由基等； T淋巴细胞释放的毒 性颗粒
• TNF (tumour necrosis factor)
• TNFR1 (Tumour Necrosis Factor Receptor-1) • DD (death domain）
➢ 由线粒体释放的凋亡相关蛋白：
• 细胞色素c：与Apaf、 caspase-9前体、ATP/dATP形 成凋亡体，启动Caspase途径；
• Smac 蛋白（second mitochondria-derived activator of caspase）：能通过N端的几个氨基酸 与IAPs（凋亡抑制蛋白）的BIR结构域结合，从而解 除IAP对caspase的抑制；
1、死亡受体
细胞表面凋亡受体通过与细胞外特异性配体结 合，激活caspase系列反应，传送凋亡信号。
凋亡受体是属于肿瘤坏死因子受体（TNFR）家族的跨 膜蛋白，包括：
– 肿瘤坏死因子受体1 （TNFR 1）
– Fas又称APO-1/CD95 receptor
– 死亡受体4（DR4）/肿瘤坏死因子凋亡诱导配体受 体1(TRAIL –R1）和死亡受体5（DR5）/TRAIL –R2）
➢Growth fraction
（生长分数）
处于增殖状态（Leabharlann Baidu、 G2、M）的细胞比例
生长最旺盛的肿瘤 增殖指数也仅有 20%左右。
恶性肿瘤生长分数 高；良性肿瘤生长 分数低；
➢细胞周期和增殖：
1、流式细胞仪检测不同细胞周期的比例； 2、免疫组化检测Ki67或PCNA可以反应细胞增殖状态；
➢细胞丢失＝坏死＋凋亡
1）含有3个结构域：
① CARD（caspase recruitment domain）结构域，能 召集caspase-9；
② ced-4 同源结构域，能结合ATP/dATP；
③ C端结构域，含有色氨酸/天冬氨酸重复序列，当细 胞色素c的结合到这一区域后，能引起Apaf-1多聚化 而激活。
2）Apaf-1具有激活Caspase3的作用，而这一过程又 需要细胞色素c（Apaf-2） 和caspase-9（Apaf-3）参与。 Apaf-1/细胞色素c复合体
• 线粒体PT孔（permeability transition pore）：主要由 位于内膜的腺苷转位因子（Adenine nucleotide translocator，ANT）和位于外膜的电压依赖性阴离子 通道（Voltage dependent anion channel VDAC）等蛋白 所组成，PT孔开放会引起线粒体跨膜电位下降和细 胞色素c释放
CD95－FADD- caspase 8复合物被称之为DISC (Death Inducing Signaling Complex. )
引起caspase-8、10通过自身剪激活，它们启动 caspase的级联反应，使caspase-3、-6、-7 激活。
2、凋亡酶激活因子1（Apaf-1) （apoptotic protease activating factor-1）
• Bax在线粒体外膜形成跨膜孔，导致细胞色素C和凋 亡诱导因子（AIF)流出线粒体外；
• Bcl-2或Bcl-XL 与Bax或Bad结合阻止跨膜孔形成；
• 胞质中的促凋亡蛋白可通过不同的方式被激活，包 括去磷酸化，如Bad；被caspase加工为活性分子， 如Bid；从结合蛋白上释放出来，如Bim是与微管蛋 白结合在一起的。
凋亡细胞的主要特征是：
①染色质聚集、分块、位于核膜上，胞质凝缩，最后 核断裂，细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体；
②凋亡小体内有结构完整的细胞器，还有凝缩的染色 体，可被邻近细胞吞噬消化，因始终有膜封闭，没有 内溶物释放，故不会引起炎症；
• Caspase 的功能
1）可激活核酸酶CAD（caspase-activated Dnase),CAD能 在核小体的连接区将其切断，形成约为200bp整数倍 的核酸片段。
正常情况下CAD存在于胞质中，并且与抑制因子 ICAD/DFF-45蛋白结合，不能进入细胞核。活化的 Caspase可以降解ICAD/DFF-45，释放出CAD，使它进 入细胞核降解DNA。
肿瘤 tumor neoplasia
➢概念 ➢生物学特征 ➢致病机理 ➢病因学: 致癌因素 ➢肿瘤对机体的影响 ➢肿瘤的常见类型 ➢肿瘤的临床特征 ➢肿瘤的实验室诊断
免疫组织化学 分子诊断
肿瘤的概念
肿瘤是机体在各种致瘤因素 作用下，局部组织细胞的基因发 生改变，导致异常增生而形成的 新生物，通常形成局部肿块。
• AIF (apoptosis inducing factor) • Apaf-1 （apoptotic protease activating factor-1 ） • IAPs（inhibitors of apoptosis proteins） • BIR结构域（baculovirus IAP repeats domain）[
• TRAF2 (TNF-associated factor 2) • TRADD （TNFR-associated death domain） • TRAIL (TNF-related apoptosis inducing ligand)
• FADD (Fas-associated death domain)
一、肿瘤的异常增生
肿瘤的增生与非肿瘤性增生的区别： 炎症、损伤时增生的组织是适应机体的需 要，当病因消除后，组织的结构、功能可恢复正 常，增生就停止了。 肿瘤组织生长旺盛，呈持续性(continous)、 自主性生长(self-renewal)，与机体不协调，即 使致瘤因素停止刺激，仍保持自主性生长。
与整个机体不协调 相对无止境的旺盛生长
非肿瘤性增殖特点：
1、多克隆性(polyclonal) 2、反应性增生，是机体需要的，对机体有利; 3、增殖的细胞或组织能够分化成熟; 4、原因消除后不再继续增生;
一般说机体内各种组织的细胞均可 发生肿瘤。
不同组织的细胞发生肿瘤的潜能不 同。一般说成熟度低、增殖能力强的细 胞成分，更容易发生肿瘤。
• 特点：①酶活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性；②总 是在天冬氨酸之后切断底物，所以命名为caspase （cysteine aspartate-specific protease）③都是 由两大、两小亚基组成的异四聚体，大、小亚基由同 一基因编码，前体被切割后产生两个活性亚基。
• 按功能分类：执行蛋白如caspase-3、6、7，它们可直 接降解胞内的结构蛋白和功能蛋白，引起凋亡；启动 蛋白如caspase-8、9，受到信号后，能通过自剪接而 激活，然后引起caspase级联反应，如caspase-8可依 次激活caspase-3、6、7。
• 根据功能和结构可将Bcl-2基因家族分为两类： 抗凋亡蛋白如：Bcl-2、Bcl-xl、Bcl-w、Mcl-1；
促进凋亡的如：Bax、Bak、Bad、Bid、Bim，在促凋亡蛋 白中还有一类仅含BH3结构，如Bid、Bad。
TM为跨膜结构域；BH1和BH2为空形成结构域；
BH3和BH4为调节结构域；BH4是抗凋亡结构域，BH3是促进 凋亡的结构域。
2）分解或剪切关键性细胞基质包括细胞骨架的 结构蛋白，核蛋白如DNA修复酶。
• 细胞中还具有caspase的抑制因子，称为IAPs （inhibitors of apoptosis proteins）， 属于一个庞大的蛋白家族。它们能通过BIR结 构域（baculovirus IAP repeats domain） 与caspase结合，抑制其活性，如XIAP。
4、线粒体
• 细胞应激反应或凋亡信号能引起线粒体细胞色素c释 放,细胞色素c能与Apaf-1、caspase-9前体、ATP/dATP 形成凋亡体，然后召集并激活caspase-3，进而引发 caspases级联反应，导致细胞凋亡。
• 细胞色素是通过线粒体PT孔和线粒体跨膜通道释放 到细胞质中的。