第14章细胞增殖调控与癌细胞
细胞生物学：第一章 绪论
论约20年，它、进化论及1866年孟德尔确立
的遗传学一起，奠定了现代生物学的基础，同
时也孕育细胞学的产生。细胞学说也可以认为
是两者的“基石”。
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细胞学的经典时期
1、原生质理论的提出 • 19世纪30年代后发现活细胞并不是空的而是 充满粘稠的液体。 • F. Dujardin（1835）将之称为 “sarcode”； • JE. Purkinje（1839）和von Mohl （1846）首次将动物、植物细胞的内含物称 作原生质“protoplasm” 。 • Max Schultze(1861)提出原生质理论，认 为有机体的组织单位是一小团原生质，这种物 质在一般机体中是相似的。 • 如今“原生质”一词已从生物学文献中消失了， 但在当时具有十分重要的意义。
• Schwann提出了“细胞学说”（Cell Theory) ； 1839年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显 微研究”。指出动植物都是细胞的集合物。
• 二人共同提出：一切植物、动物都是由细胞组成的， 细胞是一切动植物体的基本单位———著名的细胞学 说。
• 1855 德国人R. Virchow 提出“一切细胞来源于 细胞”（omnis cellula e cellula）的著名论断； 进一步完善了细胞学说。
• 1830s消色差显微镜出现，人们才对细胞的结构 和功能有了新的认识。
• 1831年Robert. Brown在兰科植物和其它几 种植物表皮细胞中发现了细胞核。
• 1836年GG. Valentin在动物神经细胞中发现 了细胞核与核仁。这些工作对于细胞学说的诞生 具有重要意义。
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• 通常认为施莱登（MJ. Schleiden）和施旺（T. Schwann）正式提出了细胞学说。
细胞周期调控与癌细胞增殖的联系
细胞周期调控与癌细胞增殖的联系细胞周期调控是维持正常细胞生长和分裂的关键机制之一。
准确无误的细胞周期调控是细胞代谢和生长的基础，也是细胞增殖的关键步骤。
然而，当某些异常事件发生，例如遗传突变或外部因素的侵袭，细胞周期调控可能失去平衡，导致癌细胞的不受控制的增殖。
本文将探讨细胞周期调控与癌细胞增殖之间的联系，并着重介绍几种常见的调控机制。
细胞周期分为四个主要阶段：G1阶段（细胞增长阶段）、S阶段（DNA 复制阶段）、G2阶段（前期）和M阶段（有丝分裂）。
这些阶段由多个调控因子和分子互相配合，确保细胞在合适的时间和环境下进行一系列的代谢和分裂过程。
一个重要的细胞周期调控机制是Rb蛋白（Retinoblastoma，遗传疾病）的功能。
在G1阶段，Rb蛋白与转录因子E2F结合，阻止细胞进入S阶段。
一旦细胞接受到外部刺激或内部信号，Rb蛋白被磷酸化并失去抑制E2F的作用，细胞便进入S阶段开始DNA的复制。
然而，在某些癌症中，Rb基因发生突变或功能缺陷，导致Rb蛋白无法正常发挥阻止细胞增殖的作用，进而使癌细胞无法受约束地增殖。
另一个重要的调控因子是p53蛋白。
p53蛋白作为一种转录因子，在细胞受到DNA损伤或其他压力时被激活。
一旦激活，p53蛋白能够抑制细胞周期的进展，通过调控相关基因的表达，如p21，从而启动细胞凋亡或修复受损的DNA。
然而，在许多癌症中，p53基因发生突变，导致p53蛋白功能失常。
这使得癌细胞能够逃避受损DNA的修复和凋亡信号，进而继续不受控制地增殖。
除了Rb蛋白和p53蛋白，细胞周期调控中还涉及一系列激活和抑制蛋白质的变化。
这些蛋白质包括细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）和其配体细胞周期蛋白（Cyclin）。
CDK与Cyclin结合形成复合物，通过相互作用和磷酸化调节细胞周期的进行。
当细胞准备进入下一个阶段时，特定的Cyclin将被合成并与CDK结合，促进细胞周期的进展。
然而，在某些癌症中，CDK或Cyclin的功能受到突变或异常表达的影响，导致细胞周期的失调和癌细胞的无限增殖。
细胞学作业第十四章 细胞增殖调与癌细胞
一、简述p34^cdc2/cyclin B蛋白激酶的发现过程。
Tim Hunt 为代表的科学家以海胆卵为材料，对细胞周期调控进行了深入研究。
JR.Evans 等人于1983年报道，在海胆卵细胞中含有两种特殊蛋白，它们的含量随周期过程变化而变化，一般在细胞间期内积累，在细胞分裂期内消失，在下一个周期有重复这一过程，因而它们将其命名为周期蛋白。
随后的研究证明：周期蛋白为诱导蛋白进入M期所必须。
各种生物之间的周期蛋白在功能上有着广泛的互补性。
将海胆cyclin B的mrna引入到非洲爪蟾卵非细胞系中，其翻译产物可诱导该非细胞体系进行多种细胞周期循环。
接下来的一系列实验提示周期蛋白可能参与MPF的功能调节。
二、举例说明CDK在细胞周期中是如何执行调节功能的？细胞周期调控包括正调控、负调控和信号反应。
CDK激酶是正调控因子，它是细胞沿周期运行的引擎蛋白。
以MPF为例阐述：MPF是一种使多种底物磷酸化的蛋白激酶，即CDK1激酶，由p34蛋白和周期蛋白B结合而成。
CDK1激酶活性首先依赖于周期蛋白B含量的积累。
周期蛋白B一般在G1期的晚期开始合成，通过S期，其含量不断增加，达到G2期，其含量达到最大值，CDK1激酶的活性随着周期蛋白B浓度变化而变化。
CDK1激酶的活化还受到激酶与磷酸酶的调节。
活化的CDK1激酶可使更多的CDK1激酶活化。
随着周期蛋白B 含量达到一定程度，CDK1激酶活性开始出现，到G2晚期阶段，CDK1激酶活性达到最大值并一直维持到M期的中期阶段。
活化的CDK1激酶促使分裂期细胞在分裂前期执行下列生化事件：（1）染色质开始浓缩形成有丝分裂染色体；（2）细胞骨架解聚，有丝分裂纺锤体开始组装；（3）高尔基复合体、内质网等细胞器解体，形成小的膜泡。
在有丝分裂的后期，活化的后期促进因子APC主要介导两类蛋白降解：后期抑制因子和有死分裂周期蛋白。
前者维持姐妹染色单体粘连，抑制后期启动；后者的降解意味着CDK1激酶失去活性，有死分裂即将结束，即染色体开始去凝集，核膜重建。
费晓方《细胞生物学》14ch14-细胞周期调控与癌细胞
三、周期蛋白cyclin的发现
海胆细胞分裂的研究发现随细胞周期变化的蛋白- 周期蛋白 (cyclin)：在间期 累积，在分裂期消失 – 与MPF活性消长一致；
cyclin B即是蟾卵MPF的p45 = 酵母的p56cdc13：调节亚单位，即周期蛋白 (cyclin) 而蟾卵MPF的p32 =酵母p34cdc2（酵母p34cdc28）是催化亚单位，即周期蛋白依赖性
(Cdh1)
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三、CKI控制G1、G1/S、S期
Cip/Kip家族：p21Cip/WAF1、p27Kip1、p57Kip2 INK4家族：p16、p15、p18、p19
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SCF使CKI等泛素化后降解调节分裂间期
SCF (Skp, Cullin, F-box containing c整o理m课p件lex): multi-protein E3 ubiquitin ligase
APC和SCF在细整胞理课周件期中的活性及其底物
The Major Cell-Cycle Regulatory Proteins
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p16 p21 p27 Wee1
Aging DNA damage Differentiation
Cdc25
SCF
Cdk1
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Cdk2
多种内在和外在因素参与细胞周期的调控
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CAK (CDK-activating kinase)
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M-Cdk的激活反馈调节 CKI和Cdc25磷酸酶活性
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二、M周期蛋白与细胞分裂中-后期转换
第十四章细胞增殖调控详解
• 不同的Cyclin-CDK复合体表现不同的CDK 活性：不同的周期蛋白在细胞周期中表达的时
相不同，并通过不同的周期蛋白框与不同的 CDK结合，组成不同的cyclin-CDK复合体，表 现出不同的CDK活性。
周期蛋白含量随细胞周期的变化
部分周期蛋白分子结构特征（图14-4）
Hale Waihona Puke 细胞周期蛋白的降解盒与降解途径
部分哺乳动物（A）和酵母细胞（B牙殖和C裂殖）周期 蛋白在细胞周期中的积累及其与CDK活性的关系（图14-5）
四、CDK和CDK抑制因子
• 周期蛋白依赖性蛋白激酶（cyclin-dependent kinase, CDK）：由周期蛋白结合并活化的调控 细胞周期进程的蛋白激酶。 CDK通过磷酸化其 底物而对细胞周期进行调控。 • CDK有多种：在人体中发现并命名的CDK包括 CDK1（Cdc2）~CDK13。不同的CDK在细胞 周期中起调节作用的时期不同。 • 某些CDK与cyclin的配对关系及执行的功能的时 期：见表14-1。 • CDK激酶结构域：各种CDK的CDK激酶结构域 保守程度有所不同，但其中有一小段序列则相当 保守，即PSTAIRE序列，与周期蛋白结合有关。
• 成熟卵细胞细胞质移植发现成熟促进因子的存 在：两位科学家分离出第Ⅳ期等待成熟的非洲 爪蟾卵母细胞，并用孕酮进行体外刺激，诱导 卵母细胞成熟，然后进行细胞质移植实验，他 们发现，在成熟的卵细胞的细胞质中必然有一 种物质可以诱导卵母细胞成熟，即成熟促进因 子（MPF）；后来还证明，在成熟卵细胞中， MPF已经存在，只需通过翻译后修饰即可转化 为活性状态的MPF。 • 1998年分离获得了MPF：1998年，科学家们 以非洲爪蟾卵为材料，分离获得了微克级的纯 化MPF，并证明其主要含有p32和p45两种蛋 白，并且是一种蛋白激酶。
第14章 癌细胞
氧自由基（反应性氧中间物ROI ;
或反应 性氧离子 ROS)
化学致癌物
How is tumor developed?
大多数癌衍生于单个的畸变细胞 （abnormal cell）
Cancers result from somatic mutations and involve several rounds of mutations
●病毒癌基因
◆原癌基因（proto-oncogene）
癌基因与抑癌基因
癌基因(oncogene), 是控制细胞生长和分裂的正常基因的突
变形式，能引起细胞癌变。这种突变通常是使之处于持续活 化状态，因而促进细胞增殖。如：src, ras, smads, myc 等。 其中包括： 生长因子 生长因子受体 信号通路介导因子 转录因子 细胞周期调控蛋白 抑癌基因(tumor-suppressor gene), 是指如果丧失功能， 则导致细胞增殖失控而癌变的基因。通常是正常细胞增殖中 的负调节因子，在细胞周期的检验点上起阻止周期进程的作 用。如果失活，细胞周期会失去控制。如p53, Rb 等。
不受控制的干细胞增殖可能引发癌
How is tumor developed?
Metastasis is the key factor of dangerous cancer
第三节 参与肿瘤形成的基因
肿瘤抑制基因、癌基因与原癌基因
◆肿瘤抑制基因(tumor suppressor gene) ◆癌基因(oncogene) ●细胞癌基因
• 目前已发现 1700 多种不 同的突变种类：
突变集中于4－9外显子
CpG区域经常发生突变, 以GC－TA最多
第四节 肿瘤的遗传和表观遗传的改变
细胞生物学-复习资料123
《细胞生物学》复习资料名词解释：原生质体、细胞质膜、脂质体、水孔蛋白、血影、被动运输、主动运输、ATP驱动泵、胞吞作用、胞饮作用、胞吐作用、吞噬作用、线粒体片段化、氧化磷酸化、电子传递链、细胞内区室化、细胞质基质、内膜系统、分子伴侣、微粒体、内质网应激、残质体、过氧化物酶体、蛋白质分选、共翻译转运、翻译后转运、膜泡运输、细胞通信、细胞信号转导、配体、细胞内受体、第二信使、分子开关、细胞因子、细胞骨架、踏车行为（微丝和微管）、核小体、染色质、染色体、细胞周期、染色体凝缩、接触抑制、癌基因、细胞分化、干细胞、细胞衰老、细胞程序性死亡、细胞凋亡、细胞连接、细胞外基质、桥粒、黏着斑复习重点：1、细胞分为原核细胞、古核细胞与真核细胞三大类。
2、细胞的基本共性。
3、原核细胞和真核细胞共有的基本的特征。
4、病毒是细胞吗？病毒与细胞的关系。
5、细胞质膜的结构模型和基本特征。
6、细胞质膜的基本功能。
7、膜的流动性影响因素。
8、细胞质膜与其他生物膜一样都是由膜脂与膜蛋白构成的。
膜蛋白可分为周边膜蛋白（或外在膜蛋白）、整合膜蛋白（或膜内在蛋白）和脂锚定膜蛋白。
9、生物膜的基本特征是流动性和不对称性，这也是完成其生理功能的必要保证。
10、膜脂的运动方式包括侧向运动、钟摆运动、自转运动、翻转运动。
11、红细胞膜骨架包括：血影蛋白、肌动蛋白、肌球蛋白、带 4.1 蛋白、锚蛋白。
12、小分子物质跨膜运输有3种类型，即简单扩散、被动运输与主动运输。
13、膜转运蛋白可分为两类：一类称载体蛋白，另一类称通道蛋白。
14、载体蛋白能通过一系列构象改变介导溶质分子的跨膜转运，而通道蛋白形成跨膜亲水性通道，有离子通道、孔蛋白以及水孔蛋白三大类型。
15、根据激活信号的不同，离子通道可分为电压门控通道、配体门控通道和应力激活通道。
16、真核细胞通过胞吞作用和胞吐作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。
17、胞吞作用可分为两种类型：胞饮作用和吞噬作用。
细胞增殖的调控机制及其与癌症的关系
细胞增殖的调控机制及其与癌症的关系概述一个成年人由数万亿个细胞组成，这些细胞不断增殖、更新，以维持身体正常功能。
细胞增殖一定程度上受调控，过度的细胞增殖可能导致癌症。
了解细胞增殖的调控机制及其与癌症的关系，对癌症的预防、诊断和治疗都有重要意义。
细胞增殖的调控机制细胞增殖可以分为两个阶段：有丝分裂和无丝分裂。
在有丝分裂中，细胞核分裂成两个细胞核。
在无丝分裂过程中，细胞核不会分裂，但是细胞质会增加，从而导致细胞的数量增加。
细胞增殖的调控是一个非常复杂的过程，包括许多分子、信号通路和细胞周期调控蛋白。
细胞周期调控蛋白具有非常重要的调控作用，它们能够促进或抑制细胞增殖，从而参与细胞周期的调节。
其中最为关键的分子是细胞周期蛋白和其配体细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）。
在细胞周期不同的阶段，CDK与不同的配体结合，从而促进或抑制细胞增殖。
此外，细胞周期调控蛋白还包括细胞周期抑制蛋白（CDKIs），它们通过抑制CDK的活性从而调节细胞增殖。
除了细胞周期调控蛋白，许多信号通路也能对细胞增殖进行调控。
比如，胞内信号分子WNT/β-catenin通路是一个重要的调控途径，通过激活β-catenin来促进细胞增殖，抑制蛋白素激活剂蛋白激酶（PKA）信号路径可抑制细胞增殖。
与癌症的关系癌症是指由于基因突变或遗传变异等原因导致细胞增殖过度、失控的一类疾病。
在正常情况下，细胞增殖是受调控的，但某些基因的突变，或者其他调控机制的失常，可能导致细胞无法停止增殖。
这些细胞不断分裂，形成肿瘤。
这些由于基因突变或遗传变异导致的异常细胞增殖和分化，可以是肿瘤的早期阶段。
正常细胞的增殖通常是有限和受到紧密的控制，但是在癌细胞中，细胞增殖的调控机制被破坏，使癌细胞能够无限制地增殖和扩散，形成恶性肿瘤。
癌症研究者已经发现，许多与细胞周期调控相关的基因在肿瘤中被突变或失活。
这些基因包括肿瘤抑制基因和肿瘤促进基因，它们可以通过不同的方式影响细胞周期的进程。
胚胎发育中的细胞分化
早期胚胎发育中的细胞分化
ectodermin
VegT Xwnt8 Xnr （TGF-β家族） BMP4（TGF-β家族） β-catenin（Wnt）
爪蟾原肠胚形成中的信号分子
Alberts et al, Molecular Biology of the Cell, 4th
胚胎发育的过程，就是一个精密调控的细胞分裂、迁移、分化和凋 亡的过程，而分化是发育的核心。虽然细胞分化不是胚胎发育所特有的， 单细胞生物也会产生细胞分化，但是最重要、最吸引人的细胞分化无疑 存在于后生动物的胚胎发育过程中。
随着发育生物学和干细胞研究的深入，人们越来越认识到 各不相同的细胞分化过程，其实还是有许多的共同特征：
影响细胞分化的因素
受精卵细胞质的不均一性
胞外信号分子及其浓度
细胞自身的“记忆”与决定
受精卵细胞质的不均一性对细胞分化的影响
胞外信号分子对细胞分化的影响——胚胎诱导
诱 导：胚胎发育中，一部分细胞对其邻近的另一部分细胞产生影 响，并决定其分化方向的作用，称为胚胎诱导。
基因印记
PGCs进入生殖嵴后的细胞分裂
小 鼠 的 PGCs 在 10.5dpc 进 入 生 殖 嵴 ， 而后其细胞周期在雌雄之间出现很大差 异 。 在 卵 巢 原 基 中 ， PGCs 继 续 进 行 有 丝分裂，并且在13.5dpc进入减数分裂I （ 此 时 PGCs 实 际 上 已 经 分 化 为 初 级 卵 母细胞），经历细、偶和粗线期，进入 双线期。胚胎出生后，初级卵母细胞进 入终变期，直到性成熟后，才依次完成 减数分裂I，进入减数分裂II，并停留在 中期。这时卵子从卵巢排出，受精后减 数分裂II完成，排出极体，成为受精卵。
细胞周期调控与癌细胞增殖抑制
细胞周期调控与癌细胞增殖抑制细胞是生命的基本单位，具有自我复制和分化的能力。
正常细胞的增殖受到严格的调控，以保持组织和器官的稳态。
然而，在癌症中，这种调控机制发生了异常变化，导致癌细胞无限增殖并形成恶性肿瘤。
了解细胞周期调控与癌细胞增殖抑制之间的关系对于癌症治疗非常重要。
一、细胞周期调控的概述1. 细胞周期是指一个完整的细胞生命周期，包括从某个特定时刻开始直到其分裂为两个新生物体。
2. 细胞周期包括四个阶段：G1期（第一次生长期）、S期（DNA复制期）、G2期（第二次生长期）和M期（有丝分裂期）。
3. 细胞周期调控主要由多个蛋白激酶、蛋白激酶抑制剂和转录因子等调节因子共同作用完成。
4. 关键调控点包括G1/S转变处、G2/M转变处和M期的控制点，通过这些关键调控点，细胞周期得以严格控制。
二、癌细胞增殖过程中的异常细胞周期调控1. 高度失控的增殖：癌症细胞通过无限增殖、忽略外界信号和形成肿瘤来表现出对细胞周期调控失效。
2. 细胞周期检查点缺陷：某些癌症类型存在着与特定阶段检查点相关的突变，导致DNA损伤未能引发阻滞性减数分裂，使异常细胞得以存活和扩张。
3. 增强正常通路活性：研究表明，一些关键细胞周期调节蛋白在肿瘤中被过度表达或激活，从而促进异常增殖。
同时，异常信号传导也可以通过上调这些蛋白来促进癌症发展。
三、抑制癌细胞增殖的策略1. 靶向关键维持恶性转化所需功能的基因和蛋白质：如靶向TGF-beta信号通路、EGFR、HER2等相关分子，可以有效阻断癌细胞的生长和扩散。
2. 激活抗癌免疫应答：通过激发机体自身免疫系统，以克服肿瘤组织对宿主的免疫逃避和耐受性。
3. 抑制血管生成：肿瘤细胞通常具有促进血管生成的能力，靶向这些信号通路可以阻断癌细胞对氧气和营养物质的供应，限制其生长和扩散能力。
4. 抑制癌基因表达：通过RNA干扰技术或药物靶向转录因子等方式来阻断或降低癌基因在癌细胞中的表达。
四、细胞周期调控与治疗创新1. 组合治疗策略：针对多个调控位点同时使用治疗手段，可以增加治愈概率并减少药物抵抗性。
细胞生物学考研题库【名校考研真题+章节题库】细胞增殖及其调控【圣才出品】
第14章细胞增殖及其调控14.1名校考研真题一、选择题1．有活性的CDK1激酶符合下列何种描述？（）[南开大学2011研]A．与周期蛋白以复合物形式存在B．Thr161去磷酸化C．Thr14和Tyr15磷酸化D．与之结合的周期蛋白泛素化【答案】A【解析】CDK激酶激活的途径：①CDK蛋白本身不具有蛋白激酶活性；②当周期蛋白B/A含量积累到一定值时，二者相互结合形成复合体，但不表现出激酶活性；周期蛋白与CDK 的结合是CDK激酶活性表现的先决条件；③在wee1/mik1和CAK激酶的催化下CDK的Thr14、Tyr15、Thr161磷酸化，形成高度磷酸化的周期蛋白CDK复合体，但仍不具备激酶活性；④在磷酸酶Cdc25的催化下，Thr14和Tyr15去磷酸化，CDK激酶活性才能表现出来。
Thr161位点保持磷酸化状态是CDK1激酶活性表现所必需的前提。
2．癌细胞的主要特点之一是（）。
[军事医学科学院2006研]A．细胞间黏附性增强B．缺少接触抑制作用C．对生长因子的需求量上升D．增殖力下降【答案】B【解析】A项，癌细胞几乎丧失细胞间的黏着，相互之间不产生抑制作用，更有利于快速繁殖。
C项，由于癌细胞的增殖能力增强，其对生长因子的需求量下降。
D项，癌细胞的一个典型特征就是增殖力增强。
3．调节细胞进出S期所必需的蛋白激酶是（）。
[复旦大学2004研]A．MPFB．SPFC．CDCD．ACE．PKC【答案】B【解析】A项，MPF是M期促进因子，能够调控细胞周期从G2到M期。
B项，SPF是S期促进因子，能够调控细胞周期从G1到S期。
C项，CDC是蛋白激酶催化亚基。
D项，AC 即腺苷酸环化酶，是膜整合蛋白，能够将ATP转变成cAMP引起细胞的信号应答，是G蛋白偶联系统中的效应物。
E项，PKC是信号调节系统中的蛋白激酶，主要起到激活下游级联反应的作用。
二、填空题1．让M期的细胞与间期的细胞融合，诱导间期细胞产生PCC。
细胞增殖与癌症
细胞增殖与癌症在我们的身体内，细胞无时无刻不在进行着增殖。
细胞增殖是生命活动的重要特征之一，它使得我们的身体能够生长、发育、修复损伤的组织。
然而，当细胞增殖失去控制时，就可能引发癌症这一严重的疾病。
细胞增殖是一个受到严格调控的过程。
正常情况下，细胞会根据身体的需求进行分裂和增殖。
例如，在我们的成长阶段，细胞增殖速度较快，以帮助身体发育；而在成年后，细胞增殖则主要用于替换受损或老化的细胞。
这个过程受到多种因素的精细调节，包括细胞内的基因、蛋白质以及细胞外的信号分子等。
细胞内有一系列的基因被称为“原癌基因”和“抑癌基因”，它们在细胞增殖的调控中起着关键作用。
原癌基因通常促进细胞的生长和分裂，而抑癌基因则起着抑制细胞过度增殖的作用。
当原癌基因发生突变或异常激活，或者抑癌基因失活时，细胞增殖的平衡就会被打破，导致细胞不受控制地生长和分裂，从而形成肿瘤。
癌症的发生是一个多步骤、多阶段的过程。
通常，单个基因突变并不足以导致癌症的发生。
而是需要多个基因突变的累积，以及细胞所处的微环境的变化，共同促使正常细胞逐渐转化为癌细胞。
在这个过程中，癌细胞不仅增殖失控，还具有一些其他的特征。
例如，癌细胞能够逃避细胞凋亡的程序，即使在不利的条件下也能继续生存和增殖。
它们还具有改变自身代谢方式的能力，以满足快速增殖所需的能量和物质需求。
此外，癌细胞能够突破细胞之间的连接，侵入周围组织，并通过血液或淋巴系统转移到身体的其他部位，形成新的肿瘤灶。
癌症的类型繁多，不同类型的癌症其细胞增殖的特点和机制可能有所不同。
例如，肺癌、乳腺癌、结肠癌等常见癌症，它们的发生发展与特定的基因突变和细胞信号通路异常密切相关。
对于癌症的治疗，了解细胞增殖的机制至关重要。
目前的癌症治疗方法包括手术、放疗、化疗、免疫治疗等。
手术和放疗主要是直接去除或破坏肿瘤组织；化疗则是通过使用药物抑制癌细胞的增殖；免疫治疗则是激活人体自身的免疫系统来识别和攻击癌细胞。
细胞模块描述
模块名称
细胞模块（cell module）
模块编号
0214425
模块类型
（由教务处确定素质、专业等分类）
适用专业
食品质量与安全
模块简介
该模块包括细胞生物学（4学分，理论课3学分和实验课1学分）和免疫学（2学分）两个子模块。
细胞生物学理论主要介绍细胞的结构、细胞的功能、细胞的结构与功能的关系、各细胞器结构与功能的联系、细胞周期与细胞分裂、细胞增殖调控与癌细胞、细胞分化与胚胎发育、细胞死亡与细胞衰老、细胞的社会联系等内容。
教学目标
培养学生利用学到的基础知识，解决实际工作和日常生活中遇到的常见问题；辨别实际生活中食品相关产品的真伪；培养学生自己设计实验解决实际问题的能力，提高学生的学习兴趣，进而提高学生阅读文献水平和培养科学的科研思路。
预备知识
有机化学、分析化学、食品化学、食品生物化学
负责人
归属单位
生物与环境工程系
执行学期
环境要求：多媒体教师、学生讨论室、自习室、实验室。
参考资料
[1]翟中和.细胞生物学.高等教育出版社, 2013.
[2]王金发.细胞生物学.科学出版社, 2003.
[3]辛华.细胞生物学实验.科学出版社, 2001.
[4]杨汉民.细胞生物学实验（第二版).高等教育出版社, 1997.
[5]印莉萍,分子细胞生物学实验技术.首都师范大学出版社, 2001.
教学内容
细胞生物学内容：
第一章绪论；第二章细胞的统一性与多样性；第三章细胞生物学研究方法（自主学习）；第四章细胞质膜；第五章物质的跨膜运输；第六章细胞的能量转换——线粒体与叶绿体；第七章细胞质基质与内膜系统；第八章蛋白质分选与膜泡运输（自主学习）；第九章细胞信号转导（自主学习）；第十章细胞骨架；第十一章细胞核与染色体；第十二章核糖体；第十三章细胞周期与细胞分裂；第十四章细胞增殖调控与癌细胞（自主学习）；第十五章细胞分化与胚胎发育（自主学习）；第十六章细胞死亡与细胞衰老（自主学习）；第十七章细胞的社会联系（自主学习）。
14细胞增殖调控
细胞周期的调控
CDK激酶
CDK激酶对细胞周期运转起核心性调控作用
CDK激酶
CDK激酶：周期蛋白依赖性蛋白激酶（cyclindependent kinase）的简称，是一种使多种底物蛋 白磷酸化的蛋白激酶，由一个催化亚基（CDK）和 一个调节亚基（周期蛋白,cyclin）组成，由不同 种类的周期蛋白和不同种类的CDK结合构成的CDK激 酶在细胞周期不同时相表达，在推动细胞周期运转 中起着分子引擎作用，CDK激酶抑制物（ cyclindependent kinase inhibitors,CDKI）对CDK激酶 活性起负性调控作用。
4、S/G2/M期转换与DNA复制检验点
DNA复制未完成，M期CDK活性不能表现出来。用非 洲爪蟾卵提取物的实验发现，S期时，Cdc25c的活性较低， Wee1的活性较高，CDK1活性受到了抑制，若在S期加入过 量Cdc25c，即使DNA复制未完成，仍可以促使S→G2→M的 转化。
其他内在和外在因素在细胞周期调控中的作用： 癌基因和抑癌基因：癌基因产物包括蛋白激酶、多肽 类生长因子、膜表面生长因子受体和激素受体、信 号转导器、转录因子、类固醇和甲状腺素受体、核 蛋白等几个类型。抑癌基因产物p53、Rb等对细胞增 殖起负性调节作用。 外界因素如离子辐射、化学物质作用、病毒感染、温 度变化、pH等对细胞周期也有重要影响。如DNA损伤 后，p53基因表达大大提高。
3、G1/S期转化与G1期周期蛋白依赖性CDK激酶
哺乳动物细胞中，参与G1期周期蛋白依赖性CDK激酶的 周期蛋白包括D、E、A；参与G1期周期蛋白结合的CDK激酶主 要包括CDK2、CDK4、CDK6等。 其中周期蛋白D主要与CDK4和CDK6结合，也可以与CDK2 结合并调节其活性：周期蛋白D为细胞G1/S转化所必须，已 知Rb蛋白为其底物之一。Rb蛋白是G1/S期转化的负调节因子， 在G1期的晚期阶段通过磷酸化而失活。
丁明孝《细胞生物学》第5版教材题库详解
丁明孝《细胞生物学》第5版教材题库详解丁明孝《细胞生物学》（第5版）配套题库【考研真题精选＋章节题库】目录第一部分考研真题精选一、选择题二、填空题三、名词解释四、简答题五、论述题第二部分章节题库第1章绪论第2章细胞生物学研究方法第3章细胞质膜第4章物质的跨膜运输第5章细胞质基质与内膜系统第6章蛋白质分选与膜泡运输第7章线粒体和叶绿体第8章细胞骨架第9章细胞核与染色质第10章核糖体第11章细胞信号转导第12章细胞周期与细胞分裂第13章细胞增殖调控与癌细胞第14章细胞分化与干细胞第15章细胞衰老与细胞程序性死亡第16章细胞的社会联系•试看部分内容考研真题精选一、选择题1在英国引起疯牛病的病原体是（）。
[中山大学2019研] A．阮病毒B．RNA病毒C．立克次体D．支原体【答案】A查看答案【解析】疯牛病，又称为牛海绵状脑病，是动物传染性海绵样脑病中的一种。
疯牛病为朊病毒引起的一种亚急性进行性神经系统疾病，通常脑细胞组织出现空泡，星形胶质细胞增生，脑内解剖发现淀粉样蛋白质纤维，并伴随全身症状，以潜伏期长、死亡率高、传染性强为特征。
2SARS病毒是（）。
[武汉科技大学2019研]A．DNA病毒B．RNA病毒C．类病毒D．朊病毒【答案】B查看答案【解析】A项，常见的DNA病毒有痘病毒科的天花病毒。
B 项，S ARS属正链RNA病毒，流感病毒属负链RNA病毒，HIV 属RNA病毒中的反转录病毒。
C项，常见的类病毒有马铃薯纺锤块茎病类病毒。
D项，引起疯牛病、羊瘙痒病、人克雅氏症的病毒为朊病毒。
3体外培养的成纤维细胞通过（）附着在培养基上。
[中山大学2019研]A．黏合斑B．黏合带C．桥粒D．半桥粒【答案】A查看答案【解析】体外培养的成纤维细胞通过黏着斑贴附在培养皿基质上，微丝终止于黏着斑处，这种结构有助于维持细胞在运动过程中的张力以及影响细胞生长的信号传递。
4动物细胞中cAM P的主要生物学功能是活化（）。
[中山大学2019研]A．蛋白激酶CB．蛋白激酶AC．蛋白激酶KD．C a2＋激酶【答案】B查看答案【解析】一般认为，真核细胞内几乎所有的cAMP的作用都是通过活化蛋白激酶A，从而使其底物蛋白发生磷酸化而实现的。
第十四章细胞分化与基因表达调控
第⼗四章细胞分化与基因表达调控第⼗四章细胞分化与基因表达调控⼀、填空题：1、癌细胞内染⾊质，染⾊体的和发⽣改变，细胞核，核仁，核质，癌细胞群分裂相，细胞形态是呈和形。
细胞膜表⾯出现和。
2、在个体发育过程中，通常是通过来增加细胞的数⽬，通过来增加细胞的类型。
3、细胞分化的关键在于特异性的合成，实质是在时间和空间上的差异表达。
4、从⼀种类型的分化细胞转变成另⼀种类型的分化细胞，往往要经历和的过程。
5、根据分化阶段的不同，⼲细胞分为和；按分化潜能的⼤⼩，可将⼲细胞分为、和三种。
6、Dolly⽺的诞⽣，说明⾼度分化的哺乳动物的也具有发育全能性，它不仅显⽰⾼等动物细胞的分化复杂性，⽽且也说明卵细胞的对细胞分化的重要作⽤。
7、基因与基因的突变，使细胞增殖失控，形成肿瘤细胞。
8、细胞分化是基因的结果，细胞内与分化有关的基因按其功能分为和两类。
9、编码免疫球蛋⽩的基因是基因，编码rRNA的基因是基因。
10、癌症与遗传病不同之处在于，癌症主要是的DNA的突变，不是的DNA的突变。
⼆、选择题：1、同源细胞逐渐变为结构和功能及⽣化特征上相异细胞的过程是（）A.增殖B.分裂C.分化D.发育E.衰⽼2、从分⼦⽔平看，细胞分化的实质是（）A.特异性蛋⽩质的合成B.基本蛋⽩质的合成C.结构蛋⽩质的合成D.酶蛋⽩质的合成E.以上都不是3、维持细胞最低限度的基因是（）A.奢侈基因B.结构基因C.调节基因D.管家基因E.以上都不是4、⽣物体的细胞中，全能性最⾼的细胞是（）A.体细胞B.⽣殖细胞C.⼲细胞D.受精卵E.上⽪细胞5、关于细胞分化的叙述,错误的是（）A.分化是因为遗传物质丢失B.分化是因为基因扩增C.分化是因为基因重组D.分化是转录⽔平的控制E.分化是翻译⽔平的控制6、细胞分化过程中，不能激活基因进⾏选择性表达的因素是（）A.DNAB.RNAC.组蛋⽩D.酶蛋⽩E.⾮组蛋⽩7、细胞分化的实质是（）A、基因选择性表达B、基因选择性丢失C、基因突变D、基因扩增8、关于肿瘤细胞的增殖特征，下列说法不正确的是（）。
《细胞生物学》教学课件：第14章-细胞分化及调控
环境 基因表达 细胞分化 性状（e.g., 癌） 斑马鱼：密度大，营养差时，多发育为雄性；反之，发育为 雌性。
⑥ 染色质变化和基因重排
例子 a. 马蛔虫：染色体消减现象（特例）
b. 纤毛虫（生殖核和营养核）：
营养核 DNA丢失 DNA重排和多倍化（专化）
c. 浆细胞由B淋巴细胞分化而来：DNA断裂和重排导
正反馈途径，细胞接受信号刺激后，活化转录调节因子
染色质结构变化（DNA与蛋白相互作用的信息）传到
子代细胞
32
④ 细胞质的影响
• 受精卵的细胞质不均一性和不均等卵裂 • 细胞增殖过程中产生不均等细胞的方式
细胞分化的影响因素
隐蔽mRNA
33
卵 细 胞 质 分 布 的 不 对 称 性
34
细胞分化的影响因素
40
肿瘤大体形态
乳 头 状
41
肿瘤大体形态
蕈 伞 状
42
肿瘤大体形态
分 叶 状
43
肿瘤大体形态
结 节 状
44
肿瘤大体形态
溃 疡 状
45
肿瘤大体形态
囊 状
46
鸡马立克氏病
鸡马立克氏病是由Ⅱ群疱疹病毒引起鸡的 一种肿瘤性疾病。主要特征是鸡的外周神 经、性腺、内脏、眼的虹膜、肌肉和皮肤 等部位发生淋巴细胞浸润和形成肿瘤病灶。 本病多发于2月龄以上的鸡。
（1）从芬兰多塞特母绵羊的乳腺中取出乳腺细胞，将其放 入低浓度的营养培养液中，细胞逐渐停止了分裂，此细胞称 之为供体细胞；
（2）给一头苏格兰黑面母绵羊注射促性腺素，促使它排卵， 取出未受精的卵细胞，并立即将其细胞核除去，留下一个无 核的卵细胞，此细胞称之为受体细胞；
细胞生物学选择题总结
第一章诸绪1.2001年，诺贝尔生理学或医学奖授予了Hartwell、Nurse、Tim Hunt3位科学家，表彰他们在()研究上作出了杰出贡献。
（B）A.细胞程序性死亡B细胞周期调控C.G蛋白偶联受体D.细胞自噬机理2.细胞学说是由()提出来的。
(C)A.Robert Hooke和Leeuwen HoekB.Crick和WatsonC.Schleiden和SchwannD.Sichold和Virchow第三章细胞生物学研究方法1.适于观察培养瓶中活细胞的显微镜是(B)A.荧光显微镜B.相差显微镜C.倒置显微镜D.扫描电镜2.观察血细胞的种类和形态一般制备成血液(C)A.滴片B.切片C.涂片D.印片3.冰冻蚀刻技术主要用于(A)A.电子显微镜B.光学显微镜C.微分干涉显微镜D.扫描隧道显微镜4.流式细胞术可用于测定(D)A.细胞的大小和特定细胞类群的数量B.分选出特定的细胞类群C.细胞中DNA、RNA或某种蛋白的含量D.以上三种功能都有5.扫描电子显微镜可用于(D)。
A.获得细胞不同切面的图像B.观察活细胞C.定量分析细胞中的化学成分D.观察细胞表面的立体形貌6.分离细胞内不同细胞器的主要技术是(A)A.超速离心技术B.电泳技术C.层析技术.D.光镜技术.7.细胞器进行分级分离时最先离心分离到的细胞器是(D)。
A.微粒体B.溶酶体C.线粒体D.细胞核8.由小鼠骨髓瘤细胞与某一B细胞融合后形成的细胞克隆所产生的抗体称(A)。
A.单克隆抗体B.多克隆抗体C.单链抗体D.嵌合抗体单选题9.直接取材于机体组织的细胞培养称为(B)。
A.细胞培养B.原代培养C.传代培养D.细胞克隆10.建立分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞是通过下列技术构建立(A)。
A.细胞融合B.核移植C.病毒转化D.基因转移11.动物细胞在体外培养条件下生长情况是(D)。
A.能无限增殖B.不能增殖分裂很快死亡C.经过有限增殖后死亡D.一般进行有限增殖后死亡,但少数情况下某些细胞发生了遗传突变，,获得无限增殖能力12.正常细胞培养的培养基中常需加入血清，主要是因为血清中含有(C)。
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细胞周期中的主要的检验点
G1/S检验点 ：启动DNA的复制 S期检验点：检验DNA复制是否完毕 G2/M检验点：能否开始分裂 中-后期检验点：纺锤体组装的检验
细胞周期调控系统
• 细胞周期调控系统的关键组分
周期性活化和失活的蛋白激酶
• MPF的发现及其作用 • MPF与 CDK激酶 (周期蛋白依赖性蛋白激酶) • 细胞周期蛋白(cyclin)的作用
MPF的功能：G2期——M期
• M-Cdk • 诱导纺锤体装配 • 启动染色体凝集 • 促使核被膜崩解 • 促使细胞骨架重排 • 促使高尔基体、内质网等细胞器重新组织
APC:中期——后期
后期促进因子复合体
纺锤体装配检验点
Mad2
在中期当MPF活性达到最高时，激活 APC将泛素连接在cyclinB上，cyclinB被 蛋白酶体降解，完成一个细胞周期。
1、MPF的发现及其作用
成熟促进因子(maturation promoting factor，MPF）, 又称有丝分裂因子(Mitosis-promoting factor), 是指M期细 胞中存在的促进细胞分裂的因子
1970年，Johnson and Rao将同步化的不同细胞周期的Hela细胞诱导融合 PCC（premature chromosome condensation）：即早熟染色体凝缩，主要是指与M 期细胞融合的间期细胞（G1、S和G2）发生的形态各异的染色体凝缩。
• M期细胞可以诱导PCC，暗示在M期细胞中可 能存在一种诱导染色体凝缩的因子，称为细胞 有丝分裂促进因子（MPF）。
1、MPF的发现及其作用
非洲爪蟾卵细胞成熟过程、受精和第一次卵裂示意图（图14-2）
1、MPF的发现及其作用
激素的作用是什么？
成熟卵细胞细胞质移植发现成熟促进因子（ MPF ）的存在（图14-3）
associated antigen）
染色体非整倍性
2、癌细胞的生理、生化特征
1）细胞周期失控，生长和分裂失控； －具有无限增殖能力，成为“永生”细胞。 2）具有浸润性和扩散性（迁移性）； • 癌细胞的细胞间粘着性下降，具有侵润性和扩散
性，这是癌细胞区别于良性肿瘤细胞的主要特征
• 在分化程度上癌细胞低于良性肿瘤细胞(一定程度 的去分化)，且失去了许多原组织细胞的结构和功 能。
G1期检验点
细胞周期运转的抑制
在肿瘤治疗中，如果肿瘤细胞也发生p53基因突变，则放疗效果往 往不好，请问原因是什么？
第二节 癌细胞
癌症是一种严重威胁人类生命安全的疾病。动物体 内细胞分裂调节失控而无限增殖的细胞称为肿瘤细胞 (tumor cell)。 －良性肿瘤：生长缓慢，与周围组织边界明显。 －恶性肿瘤：癌症(cancer)，生长快、具有迁移性。
扩散性
癌细胞的迁移
3）细胞间相互作用改变； – 识别改变；表达水解酶类；产生新的表面抗原。
4）表达谱改变或蛋白活性改变； – 往往有胚胎细胞蛋白表达，胎儿甲种球蛋白（甲 胎蛋白）是胎儿所特有的。但在肝癌细胞中表达 ，因此可做肝癌早期检定的标志特征。 – 端粒酶活性升高； – 纤连蛋白减少； – 蛋白质合成及分解代谢都增强，
单一细胞癌变就会形成癌症。
一．癌细胞的基本特征
◆癌细胞有三个显著的基本特征即：不死性，迁
移性和失去接触抑制。 不死性，迁移性，失去接触抑制，生长信号的自
给自足，对程序性细胞死亡的逃逸，增长血管 的能力。最新研究表明，肿瘤还具备第七种特 征：肿瘤相关性炎症。 如何判别？癌细胞还有许多不同于正常细胞的形 态特征和生理、生化特征。
多为年长者。 原癌基因与肿瘤抑制基因产物协调作用，避免细胞癌变
1、癌基因( oncogenes)
• 癌基因 oncogenes, onc ：可引起细胞癌变的基因，是调 控细胞增殖、分裂和生长的正常基因（原癌基因）的突 变形式。
• 原癌基因proto-oncogenes：细胞中调控细胞增殖、分裂 和生长的一类正常基因（促进因子），当其突变会促进 癌症的发生（即变成癌基因）。
1、癌细胞的形态特征
• 癌细胞大小形态不一，通常比它的源细胞体积要大 ，核质比显著高于正常细胞。
• 出现巨核、双核或多核现象。核内染色体呈非整倍 态（aneuploidy），某些染色体缺失，而有些染色 体数目增加。
• 线粒体表现为不同的多型性、肿胀、增生。 • 细胞骨架紊乱，某些成分减少，骨架组装不正常。 • 细胞表面特征改变，产生肿瘤相关抗原（tumor
癌基因按其来源可分为两类： － 细胞癌因(致肿瘤病毒中携带): v-onc 。
原癌基因的产物主要包括：
①生长因子，如sis； ②生长因子受体，如fms（受体酪氨酸激酶，CSF-1
受体）、erbB（受体酪氨酸激酶，EGF 受体）； ③信号转导组分，如src、ras、raf； ④细胞周期蛋白，如cyclin D； ⑤细胞凋亡调控因子，如bcl-2； ⑥转录因子，如myc、fos、jun。
本章主要内容
• 细胞增殖调控 • 癌细胞
细胞增殖调控
G1期检验点：酵母——Start；动物细胞——Restriction Point
检验点（checkpoint）
在细胞周期中，决定细胞周期能否继续向前 运转的某一特定时期，称为检验点。
细胞周期检验点是细胞周期调控的一 种机制, 主要是确保周期每一时相事件 的有序、全部完成并与外界环境因素 相联系
5）体外培养的恶性转化细胞特征
体外培养的恶性转化细胞的特征
• 恶性转化细胞同癌细胞一样具有无限增殖 的潜能；
• 在体外培养时贴壁性下降； • 失去接触抑制； • 培养时对血清依赖性降低； • 当将恶性转化细胞注入易感动物体内，往
往会形成肿瘤。
二、癌基因与抑癌基因——肿瘤形成的内因
涉及到两大类与细胞增殖相关的基因的突变： ●促进细胞增殖相关基因突变： 原癌基因(proto-oncogene)突变形成癌基因(oncogene) ●抑制细胞增殖相关基因突变： 肿瘤抑制基因(tumor-suppressor gene)，抑癌基因 细胞癌变是基因突变累积和自然选择的结果，所以患者