肿瘤细胞与分化、凋亡(一)

Manfredini 等用ATRA和vitD3 诱导白血病母细胞分化 实验中发现，M0、M1对二者不敏感，M3在ATRA诱导下向 粒细胞方向分化，M2则在二者诱导下向单核细胞分化。进 一步研究方发现，ATRA和vitD3 有效地增加核内VDR， VDR与RXR形成二聚体，再结合到DR3型VD反应元件，从 而激活VD反应元件调控的报告基因的转录，启动了M2 向 单核细胞方向分化。
H3 β-actin DADS(mg·L-1): ─ 15 30 60 ─ 30 SB(mM) :─ ─ ─ ─ 5 5 DADS对体外培养 对体外培养MGC803细胞组蛋白乙酰化的影响 对体外培养 细胞组蛋白乙酰化的影响
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Control DADS(15mg/L) DADS(30mg/L) DADS(60mg/L) SB(5mM) SB(5mM) and DADS(30mg/L)
肿瘤细胞与分化、凋亡(一)
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前
言
大量研究证明，肿瘤的发生是多因素、多阶段、多基因 共同作用的结果。其特点是多因素（环境因素，如物理、化 学、生物等；机体因素，如遗传、免疫、年龄与性别等）交 互作用，有的起致癌作用，即诱导细胞恶性转化，有的起促 癌作用。肿瘤的发生发展经历了启动、促发、侵袭、转移等 阶段。并且，各阶段都可能发生多种癌基因激活、抑癌基因 失活。表现为增生过度、分化异常、凋亡受阻。 失活。表现为增生过度、分化异常、凋亡受阻。 增生过度
2.体内分化诱导模型 2.体内分化诱导模型
目前，体内分化诱导尚无理想的模型。人白血病细胞 一般采用小鼠腹腔扩散法及裸鼠皮下移植法;人实体瘤采用 小鼠肾包膜下移植和裸鼠移植建立分化诱导模型。分化诱导 效果主要根据肿瘤生长抑制和荷瘤鼠生命延长，细胞标记酶 、抗原以及形态的变化来判断。国内用NB4细胞株建立了 SCID小鼠人APL腹水细胞模型，在ATRA作用下能发生分化 ，如明显提高NBT还原率和CD11b的表达，小鼠的生存期明 显延长。该模型的建立是评价新的或已有的治疗APL药物和 临床前期实验研究的理想模型。
2.外源性分化诱导剂 2.外源性分化诱导剂
可分为以下几类： 可分为以下几类： ⑴无机化合物：亚硒酸钠等。 无机化合物：亚硒酸钠等。 ⑵简单的有机化合物：正丁酸、二甲基亚砜(DMSO)、六次 简单的有机化合物：正丁酸、 甲基二乙酰胺(HMBA)等。 类化合物：维甲酸、 芳维甲等。 ⑶维生素A类化合物：维甲酸、AM80、芳维甲等。 ⑷佛波酯类化合物：12-O-十四酯酰佛波-13-乙酸(TPA)。 佛波酯类化合物： 丝裂霉素等； ⑸抗生素类：放线菌素D、丝裂霉素等； 抗生素类： ⑹抗癌药：6-巯基嘌呤、5-氮胞嘧啶等。 抗癌药： 巯基嘌呤、 氮胞嘧啶等。
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C ontrol D AD S(15m g/L) D AD S(30m g/L) D AD S(60m g/L) S B (5m M ) S B (5m M ) and DA DS (30m g/L)
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Treatm ent factores
细胞分化与肿瘤
长期以来， 细胞一旦癌变后，就永远是癌细胞” 长期以来，“细胞一旦癌变后，就永远是癌细胞” 的观点一直统治着肿瘤学领域，即恶性肿瘤是不能逆转 的观点一直统治着肿瘤学领域， 的。在这种思想指导下，传统的肿瘤治疗不外乎外科手 在这种思想指导下， 术切除、化疗、放射或免疫治疗。1971年，Friend报告 术切除、化疗、放射或免疫治疗。1971年 Friend报告 小鼠红白血病细胞（MEL）可被二甲基亚砜（DMSO） 小鼠红白血病细胞（MEL）可被二甲基亚砜（DMSO） 诱导分化，开创了肿瘤细胞分化研究的先河。目前，诱 诱导分化，开创了肿瘤细胞分化研究的先河。目前， 导肿瘤细胞分化的已经成为重要研究前沿。 导肿瘤细胞分化的已经成为重要研究前沿。
2. 影响基因转录 Naka 等用 等用9-cis-维甲酸诱导胃癌细胞株分化研究中 ， 发 维甲酸诱导胃癌细胞株分化研究中， 维甲酸诱导胃癌细胞株分化研究中 现大多数胃癌细胞株能合成RARs和RXRs mRNA，其中一 现大多数胃癌细胞株能合成 和 ， 些细胞株并不停滞于G0/G1期，但可一过性增加 但可一过性增加p21WAF1蛋 些细胞株并不停滞于 蛋 白表达，降低 蛋白量， 白表达，降低CDK7、EGFR及cyclinD蛋白量，减少 基因 、 及 蛋白量 减少Rb基因 产物磷酸化。认为9-cis-维甲酸抑制细胞生长是通过调控细 产物磷酸化 。 认为 维甲酸抑制细胞生长是通过调控细 胞周期，影响维甲酸受体 转录来实现的。 胞周期，影响维甲酸受体mRNA转录来实现的。 转录来实现的
DADS对MGC803细胞 对 细胞p21WAF1蛋白表达的影响 细胞 蛋白表达的影响
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二、分化诱导剂 1.内源性分化诱导剂
内源性分化诱导剂是由肿瘤或宿主细胞产生的具有分 化诱导作用的化学物质。它有以下几种： 化诱导作用的化学物质。它有以下几种： ⑴集落刺激因子（CSF）：分为 集落刺激因子（ ） 分为CSF-M和CSF-G； 和 ； ⑵粒细胞巨噬细胞分化因子（GM－DF）； 粒细胞巨噬细胞分化因子（ － ） 类固醇类化合物：如糖皮质激素和1， （ ⑶类固醇类化合物：如糖皮质激素和 ，25-（OH）2-vitD3； ） ； ⑷细胞因子:如TNF-α和INF-γ； 细胞因子 如 和 ； 如神经节苷脂GM3； ⑸糖脂:如神经节苷脂 糖脂 如神经节苷脂 ； ⑹其它，如cAMP等。 其它， 等
Okabe 发现 发现TPA可诱导 可诱导Ph’阳性白血病细胞 MC3向巨核细 可诱导 阳性白血病细胞 向巨核细 胞系分化，血小板糖蛋白GPⅡ 表达增强 表达增强， Ⅱ 胞系分化，血小板糖蛋白 Ⅱb表达增强，GPⅡb mRNA水平 水平 增高，处理组有GATA-1表达，而GATA-3不表达，未处理组仅 表达， 不表达， 增高，处理组有 表达 不表达 GATA-2 转 录 。 TPA 则 通 过 影 响 GPⅡb 及 GATAs 转 录 来 诱 导 Ⅱ MC3细胞分化。 细胞分化。 细胞分化 Garingo在诱导 在诱导MEL分化中发现红细胞特异性基因转录活 在诱导 分化中发现红细胞特异性基因转录活 缺陷时则转录出现障碍。 化 ，PKA缺陷时则转录出现障碍。 转录因子 缺陷时则转录出现障碍 转录因子NF-E2是提高球蛋 是提高球蛋 白位点控制区活性的必须成分。 结合， 球蛋白 白位点控制区活性的必须成分 。 DNA与NF-E2结合， α-球蛋白 与 结合 位点控制区增强子活性在PKA缺陷细胞中明显低于具有 缺陷细胞中明显低于具有PKA活 位点控制区增强子活性在 缺陷细胞中明显低于具有 活 性的细胞， 性的细胞，PKA对转录因子的调控影响了红细胞特异基因转录 对转录因子的调控影响了红细胞特异基因转录 而诱导MEL细胞分化。 细胞分化。 而诱导 细胞分化
研究表明，染色质重塑在基因转录调控中有重要作用， 而组蛋白乙酰化、去乙酰化修饰是影响染色质重塑的重要因 素。我们前期研究的基础上，建立人胃癌MGC803细胞裸鼠 移植瘤模型，以被证实有显著诱导肿瘤细胞分化的药物丁酸 钠（Sodium butyrate, SB Sodium SB）为阳性对照，观察DADS（diallyl DADS diallyl disulfide）在体内外诱导MGC803细胞分化时，对其核组蛋白 乙酰化表达的调控作用，以及二者之间的关系，进一步探讨 DADS对MGC803细胞抑制和诱导分化的作用机理。
人粘液表皮样癌分化诱导实验
MEC-1细胞是上皮样细
胞，体外增殖迅速，形态异型性明显，裸鼠体内成瘤性，在 HMBA的作用下出现分化表型：生长抑制、核异型性降低、 表面微绒毛减少、胞浆内粗面内质网增加和出现特征性的成 熟分泌颗粒、DNA含量减少及倍体趋向二倍体等。 其它实体瘤分化诱导模型 其它实体瘤如黑色素瘤、肝癌、 前列腺癌、胶质母细胞瘤、肺癌等均有报道。
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Treatment factores
H4 β-actin DADS(mg·L-1) : ─ SB(mM) :─ 15 30 60 ─ 30 ─ ─ ─ 5 5
DADS对体外培养 对体外培养MGC803细胞组蛋白乙酰化的影响 对体外培养 细胞组蛋白乙酰化的影响
Leabharlann Baidu
3.再分化（redifferentiation） 再分化（ ）
又称逆转（ 又称逆转 （ reversion） ， 它是指在分化诱 ） 导剂的作用下， 导剂的作用下 ， 恶性肿瘤细胞被诱导而重新向 正常细胞的方向演变分化， 表现为形态学、 正常细胞的方向演变分化 ， 表现为形态学 、 生 物学、 生物化学等诸多指标均向正常细胞接近， 物学 、 生物化学等诸多指标均向正常细胞接近 ， 甚至完全转变为正常细胞。 甚至完全转变为正常细胞。
四、诱导肿瘤细胞分化的调控机制
1.核内受体途径 维甲类化合物诱导肿瘤细胞分化主要通过核内受体途径。 维甲酸受体(RAR)是广泛存在各种组织细胞核内的一类受体蛋 白，有RARS和RXRS两类，每一类又有α、β、γ三种类型，比 较其DNA序列和结构特点，二者属于类固醇-甲状腺素-vitD3受 体在内的核内受体超家族。在细胞液内存在RA结合蛋白，能将 RA从细胞浆运输到核内染色体上的受体部位，自身则释放回到 胞浆。RA经胞质内RA结合蛋白运输到染色体上的受体部位，与 核受体以二聚体形式结合某些靶序列，进而引起特定基因的转 录激活或转录抑制来诱导细胞分化。
三、诱导肿瘤分化的研究 、 1.体外分化诱导模型 1.体外分化诱导模型 (1)白血病细胞分化诱导模型 (1)白血病细胞分化诱导模型
最常用的是急性髓性 白血病细胞株 最常用的是急性 髓性白血病细胞株 髓性 白血病细胞株HL-60。 它在分化诱 。 导剂作用下可出现分化表型如形态上由早幼粒白血病细胞分化 为中、晚幼粒、杆状核细胞和分叶核细胞，生化方面出现硝基 为中、晚幼粒、杆状核细胞和分叶核细胞， 蓝四氮唑还原性（ 蓝四氮唑还原性 （ NBT） ， 功能方面出现吞噬活性及趋化性 ， ） 功能方面出现吞噬活性及趋化性， 生物学方面丧失了在软琼脂培养基上形成集落及裸鼠体内移植 成活的能力。 成活的能力。
(2)实体瘤分化诱导模型
人胃癌分化诱导模型 国内外有人用DMSO、HMBA、 suramin、维甲酸、大蒜油及大蒜与其烯丙基硫化合物等处 理胃癌细胞株时，癌细胞在形态结构、功能代谢和生物学 等方面均出现分化特征。 人神经母细胞瘤分化诱导实验 在正丁酸、苯丁酸及其盐 类作用后，瘤细胞可形成树突状结构，功能上能产生神经 递质合成酶，生物学上其致瘤性明显降低，表现出分化的 特点。
一、肿瘤细胞诱导分化的有关概念
1. 分化 分化(differentiation） ） 细胞分化是指幼稚的胚胎细胞生长发育为各 种不同形态结构和功能代谢的成熟细胞的过程。 如人起源于一个受精卵，通过细胞分裂形成内、 中、外三个胚层细胞。
2. 反分化 (retro-differentiation)
又称去分化(dedifferentiation)，肿瘤的反分化 ， 又称去分化 是指细胞恶变后，细胞的多种表型又回到胚胎细胞 是指细胞恶变后， 表型的现象。恶性肿瘤细胞表现分化异常，不成熟。 表型的现象 恶性肿瘤细胞表现分化异常，不成熟。 恶性肿瘤细胞表现分化异常
3.分化诱导的临床试验 3.分化诱导的临床试验
尽管诱导分化研究取得了成绩，但其最终目的是能应用 于临床，ATRA治疗APML能有效地达到临床缓解，被认为是 人类恶性肿瘤分化治疗的成功典范。ATRA能诱导APL病人恶 性肿瘤细胞分化成熟，口服ATRA可使大多数患者达到完全临 床缓解，即使是传统化疗失败后亦是如此。在欧洲的随机实验 证实，ATRA加化疗比单用化疗方案能明显降低复发率和延长 生存期。