肿瘤的生物学特性

物理（放射线）
化学（缺氧） 生物（病毒）
（转录水平调节）
结果：抑制细胞G1
S向前运行，为DNA修复提供足够的时间。
（P21 WAF1为细胞周期通用性抑制物 可在多个周期时相发挥作用）
② G2期检测点的监控：
DNA损伤 激活 hATM/hATR （蛋白激酶） chk1 （蛋白激酶）

CDC25-ser.216

（磷酸酶）
+ 14－3－3蛋白 （14―3－3）-CDC25-Ser-216 (CDC25失活)

＋cyclnB1/CDC2-thr14/tyr15
cyclinB1/CDC2-thr14/tyr15-
结果：CDC2不能被激活，抑制细胞G2
M，而中止于G2期
（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；
P16INK4 -CDK4
CDK4 +cyclin X
生理性调节： TGF-β cAMP
P15 P16 （转录水平） P27 (转录后水平)
cyclin-CDK
EGF (Go 期) PDGF FGF
P21 （转录水平）
CKI蛋白水平变化：细胞周期时相起伏（与cyclins似） 当细胞周期在G1/S交界处，泛肽化依赖性蛋白质水解 机制 CKI降解 细胞进入S期
基因改变： 缺失（等位基因杂合子、纯合子缺失） 重排 断裂 突变（误义、无义、丢失、插入、接驳）
改变结果： 原癌基因激活 抑癌基因失活
2.多步骤发生，一次性严重DNA损伤
多次性突变
细胞死亡
细胞转化
恶性细胞克隆
*肿瘤是一种多基因、经历多步骤突变所起的细胞克隆性 进化性疾病
3.细胞周期失控：许多原癌/抑制基因直接/间接参与细胞 周期调控 原癌/抑制基因突变 细胞周期失控 增生过多 凋亡过少 肿瘤形成

cyclin H-CDK7-Thr170 (CAK)
例： pRb-E2F
pRb- +E2F
（3）Weel / CDC25 对cyclin-CDK复合物中 CDK-thr 14/tyr15*的磷酸化/去磷酸化 Weel 性质：一种蛋白激酶 作用：促进底物磷酸化 CDC25 磷酸酶家族 CDC25 A.B.C 使底物去磷酸化 CDC25 A.B.C分别在G1.S.G2 发挥对CDK的调控
② S期和G2-M期分别有不同的促进因子 SPF（S-phase
promoting factor）和 MPF（M-phase promoting factor） 分别承担不同的功能 SPF： 存在于S期，诱发G1 S期，不能使G2 S期
MPF：存在于G2-M期，诱发G2期细胞进行有丝分裂
③ S期启动DNA复制步骤的检测
CDK的激活主要受cyclin、CAK、 Weel/CDC25
和CKI 等方面的调控；而在细胞周期演过程中，
同时受到R点的制约和G1、G2检测点和时相次
序的监控， 确保细胞周期适时运行和忠实复制，
最终能精确地完成细胞的生长与分裂。
2．细胞周期的驱动机制（R点的通过） 目的:启动G1 (Restriction point)
S
综上所见：pRb为主要制动分子，通过pRb的磷酸化状态 控制细胞周期的启动 周期启动前：低磷酸化pRb/E2F 周期启动时：CDK4激活 pRb + E2F pRb失去对细胞周期的抑制 结果：①细胞周期跨过R点从G1 S ②E2F启动S期DNA合成、转录及相关蛋白合成
第二：S期CDK/DDK（不同的蛋白激酶）被激活后 启动 DNA复制，
同时 ， S、M期CDK的激活 Pre-RC再组装
上述结果：保证细胞周期按序进行S期的DNA复制，且只能一次
④ M期完成有丝分裂步骤的检测 主要是由APC(anaphase promoting complex 又称cyclosome，有丝分裂后 期促进复合物)承担 首先： M期CDK激活 第二： APC激活 泛肽化途径 有丝分裂后期的抑制物降解 Pdslp 与姊妹染色体分离有关 （识别含裂解盒蛋白）
*肿瘤是一类细胞周期疾病
综上所述：肿瘤是多基因经历多步骤变化导致细胞周期 紊乱，使细胞失控性生长而形成的新生物（新生长物）
不同致癌（促癌）因素
不同部位 不同基因改变 不同器官 不同组织类型 （具有不同的生物学特性） 的肿瘤
失控性增生
恶性肿瘤的共同生物学特性 浸润 转移
二 肿瘤细胞失控性增生 (一) 细胞周期 (cell cycle)
②制动部分：根据发现问题的信号制动细胞周期停顿；
③检修部分：对DNA损伤/错误部分作修理； ④处理部分：根据修检结果，决定细胞的归宿 检修好 无法检修 继续以后的细胞周期 凋亡
（2）DNA损伤检测的机制
① G1期检测点的监控:
各种损伤因素 DNA损伤 信号 P53蛋白 P21WAF1
结合
cyclin-CDK-p21 WAF1
* CDK分子近NH4－ 端 CDC2－Thr14(苏氨酸残端) CDK2－Tyr15(酪氨酸残端) Weel/CDC25是一对作用相反的酶，通过控制 CDK-Thr14/tyr15的磷酸化/去磷酸化， 进一步控制CDK的活性
(4)CKIs对CDK活性的负调节（抑制）作用 CKIs细胞周期依赖性蛋白激酶抑制物（CDK inhibitor） 由CKI基因编码的蛋白质家族
cutzp
Aselp 与后期纺锤体有关 Polo/CDC5 促M期蛋白的激酶
M期cyclin
结果：姊妹染色体分离，形成两个子细胞 APC活性至G1期为止，使G1期CDK能累积 M期cyclin 水解，松解了pre-RC组装的抑制 为下一周期作准备
综上所述：细胞周期是由一系列瀑布式的CDK激活所驱动。
分类 ① P21 CIP1/WAF1 P27K2P1 序列同源性 40％
② P16 INK P15INK4β 38－82％ 与CDK4、CDK6抑制有关
功能:与CDK2 、CDK4抑制有关
机理:未确切清楚
大多数情Βιβλιοθήκη Baidu如下：
CKI
cyclin-CDK cyclin-CDK-CKI
个别情况如下：
P16INK4 + CDK4
调节亚单位
催化亚单位
Cyclin
CDK （非活性态）
cyclin--CDK复合物 （活性态）
cyclin的分子结构（功能区）
细胞周期素盒* (cyclin box) 与CDK结合区域 (调节亚单位，100＋aa )
裂解盒 控制cyclin降解 （destruction box） 特别区间 引导CDK到特定底物/部位
肿瘤的生物学特性 ──增生、浸润与转移
一、肿瘤的概念：
以往概念： （现象） 机体组织细胞 各种致癌、促癌因素 持续异常增生 新生长物/新生物 （neogrowth/neoplasm） 无止境异常增生 失分化 功能不协调 物理 化学 生物学
目前概念： （本质） 1.多基因参与，通常2个/2个以上癌/抑制基因（除Rb例外） 按一定方式组合 例如： 结肠癌 APC RAS P53 DCC 脑胶质瘤 P53 Interferons MTS1 MTS2 EGFR 肺癌 RAS c-myc erbβ2(EGFR) Rb P53 3P
结构：其分子结构是一种cyclin-CDK 复合物
调节亚单位 催化亚单位
cyclin H
CDK7 (MO 15)
为高度保守的CDK相关蛋白激酶
机理：CAK中CDK7-thr170的磷酸化是发挥CAK激酶 活性的关键（也象其它cyclin-CDK 复合物激活 原理一样）,能激活所有cyclin-CDK cyclin D-CDK4-thr160 cyclin D-CDK2-thr160 cyclin E-CDK2-thr160 cyclin A-CDK2-thr160 cyclin B1-CDC2-thr161
CDKs主要功能： 各自在细胞周期的特定时间被激活，对相应底物磷酸化，从 而驱动细胞完成生长、分裂这一完整的细胞周期；
CDKs在发挥细胞周期调控作用的整个过程中，含量不变， 活性/非活性比例变化。
CDKS活性状态的调控： Cyclins + +
－
CKI CDKs
±
(1)cyclin 的起伏 (2)CAK的磷酸化 (3)Weel/cdc25磷酸化/去磷酸化 (4)CKIs的抑制
综上所述：细胞周期能够运行完成细胞周期， 从G1 S G2 M
最终使细胞一分为二，是依靠上述的四方面机制： cyclins、CAK、Weel/CDC25、 CKI调控处于不同 时期的CDKs的活性状态而实施的,其中CDKs的激活 是整个事件的关键。然而，细胞能否进入细胞周期 的运行，运行过程是否忠实无误，则还有赖于细胞 周期的驱动和监控两方面。
细胞间期 G1(DNA合成前期) (interphase) Ｓ(DNA合成期) G2(DNA合成后期) 有丝分裂期 M (mitosis) 静止期 Go 细胞离开细胞分裂周期，处于静止状态， (quiescence) 但保持增殖能力 Ｓ G1 Go
合 成 物 质 水 平 蛋白质 RNA DNA ＋＋ ＋＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋ ＋
G2 M
有丝分裂期 (mitosis) 前期 染色体凝集，中心粒移向核两端，核 prophase 仁解体，核膜消失
中期 纺锤体形成，染色体排列在中间，形 metaphase 成赤道板
后期 anaphase 姐妹染色体分开，移向两极
末期 子核形成，胞质分裂 telophase
(二)细胞周期调控机理 1.细胞周期调控机制的核心 ——CDKs (cyclin-dependent kinase) CDKs: 一组由CDK基因所编码的蛋白激酶，细胞周期素 依赖性激酶 这组蛋白激酶的共同特性，主要是： ① 大小非常接近，分子量在35－40KD； ② 40％以上氨基酸相同； ③ 主要功能均在细胞周期调控中起核心作用 人类CDKS已发现的主要成员有： CDK1(CDC2) CDK5 CDK2 CDK6 CDK4 CDK7
CAK
Weel/cdc25
(1)cyclins对CDKS 活性的调控
cyclins是调控CDKS 在细胞周期呈特定时间激活（时相 性 激活）的关键因子， 人类cyclins（细胞周期素）主要成员有： cyclin D1.2.3(由CCND1.CCND2.CCND3基因编码 ) cyclin E cyclin A cyclin B1 cyclins对CDK的调控机理：
3．细胞周期的监控机制（检测点的检测作用） 目的：检测DNA复制的 忠实性
(1) 检测点的类型：
(check point)
从功能角度: ①DNA损伤检测点：检测DNA损伤、修复/合成错误
②时相次序检测点：确保细胞周期时相的严格次序，不重复性
从机制角度： ①传感器部分：发现DNA损伤/错误，转换成信号传到下一部分；
* 若该区突变,则调节CDK功能丧失
CDK的分子结构（功能区） 催化亚单位，300＋aa,在该区内 CDK2: Thr 160(苏) CDK1: Thr 161(苏) 非活化态下： 活化态下：
“T”环遮盖
该处被暴露才有可能
被磷酸化而激活，
（由CAK完成）
（2）CAK对cyclin-CDK复合物中CDK－Thr160/161的磷酸化 CAK：cyclin-dependent kinase-activated kinase CDK激活性蛋白激酶
首先：Pre－RC(pre-replication complex)复制前复合物组装
由ORC(origin recognition complex,起始部位识别复合物)
事先结合于DNA复制的起始部位 CDC6p 到达DNA复制起始部位，催化Mcm结合到DNA
复制起始部位
Mcm 三组蛋白组合成Pre-RC,只有Pre-RC组装完成才能进行下一步
① cyclins水平在细胞周期呈时相性起伏 cyclins分别在细胞周期不同时相呈高峰表达：
② 特定的CDK被特定的cyclin结合并激活
cyclin D1. 2. 3 / CDK2. 4. 5. 6 它们的结合 G1期运行必要条件 cyclin E / CDK2 cyclin A / CDK2 cyclin B1 /CDC2(CDK1) S 期启动 G2期启动，运行 M 期启动，运行