腫瘤細(xì)胞十大特征是治療腫瘤的靶點(diǎn)鸥印,是生物靶向治療的基礎(chǔ)

??眾所周知灰瞻,癌細(xì)胞幾乎肆虐橫行在人體的每一個(gè)部位,從大腦到各個(gè)器官辅甥,從表皮到骨骼酝润,我們?cè)?jīng)在進(jìn)化中得到的、在生物界引以為豪的人體璃弄,在癌細(xì)胞肆虐下往往顯得那么脆弱要销,有時(shí)似乎變得不堪一擊。

??癌細(xì)胞并非入侵的外族夏块,它們與組成人體各個(gè)器官的正常細(xì)胞同文同種疏咐,但不同的是癌細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)和功能的變化賦予了它們十種特殊“器物”纤掸,從而使得它們能夠在人體內(nèi)縱橫捭闔,所向披靡浑塞。

??癌細(xì)胞有十大特征借跪,這十個(gè)特征分別是:

  1. 自給自足生長信號(hào)(Self-Sufficiency in Growth Signals)
  2. 抗生長信號(hào)的不敏感(Insensitivity to Antigrowth Signals)
  3. 抵抗細(xì)胞死亡(Resisting Cell Death)
  4. 潛力無限的復(fù)制能力(Limitless Replicative Potential)
  5. 持續(xù)的血管生成(Sustained Angiogenesis)
  6. 組織浸潤和轉(zhuǎn)移(Tissue Invasion and Metastasis)
  7. 避免免疫摧毀(Avoiding Immune Destruction)
  8. 促進(jìn)腫瘤的炎癥(Tumor Promotion Inflammation)
  9. 細(xì)胞能量異常(Deregulating Cellular Energetics)
  10. 基因組不穩(wěn)定和突變(Genome Instability and Mutation)。

??這十個(gè)腫瘤細(xì)胞區(qū)別于正常細(xì)胞的特征是治療腫瘤的靶點(diǎn)酌壕,是生物靶向治療的基礎(chǔ)掏愁。

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其一:生長信號(hào)的自給自足

??在人體這個(gè)迄今為止最為復(fù)雜的系統(tǒng)中,倘若一個(gè)細(xì)胞想要改變其現(xiàn)有狀態(tài)(如從靜止到生長分化狀態(tài)的改變)卵牍,必須接收到一系列相關(guān)指令果港,這一過程才能進(jìn)行,就像軍隊(duì)中的令行禁止一樣糊昙。就這樣辛掠,數(shù)以萬億計(jì)的細(xì)胞各司其職,在和諧統(tǒng)一的秩序中維系著人體的健康释牺。到目前為止萝衩,科學(xué)家在正常細(xì)胞中還沒有發(fā)現(xiàn)一例例外。

??這些改變細(xì)胞狀態(tài)的指令没咙,生物學(xué)上稱之為信號(hào)分子欠气,它們多是外源的,即由另一類細(xì)胞產(chǎn)生镜撩,這也是人體保持自我平衡的重要機(jī)制。信號(hào)分子通過與靶細(xì)胞上相應(yīng)指令接收器(受體)相結(jié)合队塘,細(xì)胞狀態(tài)改變這一過程得以實(shí)施袁梗。

??在這方面,癌細(xì)胞是截然不同的憔古,它們通過種種“奇巧淫技”把自己對(duì)外源生長信號(hào)的依賴降到了最低限度遮怜。首先癌細(xì)胞們獲得自己發(fā)號(hào)施令的能力,也就是說它們可以自行其是的合成生長分化所需的生長信號(hào)鸿市,無需依賴外源性信號(hào)锯梁。比如科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)膠母細(xì)胞瘤和惡性肉瘤中的癌細(xì)胞就分別獲得了合成PDGF(血小板源生長因子)和TGFα(腫瘤生長因子α)的能力。其次癌細(xì)胞還會(huì)大量表達(dá)其表面的信號(hào)接收器焰情,這樣就可以富集周圍微環(huán)境中的生長信號(hào)從而進(jìn)入生長分化狀態(tài)(注:正常情況下陌凳,未經(jīng)富集濃度的生長信號(hào)不足以觸發(fā)生長分化)。此外癌細(xì)胞還會(huì)改造它周圍的一些正常細(xì)胞成為生長信號(hào)的生產(chǎn)工廠供其使用内舟,并招募一些幫兇細(xì)胞合敦,如成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞來幫助它們生長分化。

其二:對(duì)抑制生長信號(hào)不敏感

??平衡似乎是人體系統(tǒng)中最重要的關(guān)鍵詞验游。人體內(nèi)除了有生長信號(hào)外充岛,還存在著生長抑制信號(hào)保檐。在細(xì)胞分裂的不同階段,都有一些分子如同看家護(hù)院的“愛犬”一般時(shí)刻檢測這些細(xì)胞的“身體狀況”和周邊環(huán)境崔梗,根據(jù)情況來決定細(xì)胞的未來的命運(yùn):或是繼續(xù)生長分化夜只,或是仍然處于靜止期,抑或喪失生長分化能力進(jìn)入有絲分裂的后期蒜魄。這樣正常細(xì)胞才能保持動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)扔亥,進(jìn)行有序的生長分化。對(duì)于癌細(xì)胞來說权悟,如果想要擴(kuò)大自己的地盤砸王,不斷地生長分化,必須逃避這些“愛犬”分子的監(jiān)控峦阁。他們主要策略就是通過基因突變使得這些“愛犬”分子失去活性谦铃,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)抑制生長信號(hào)不敏感的目的。

其三:規(guī)避細(xì)胞凋亡

??逃避細(xì)胞凋亡幾乎是所有類型的癌細(xì)胞都具有的能力榔昔。負(fù)責(zé)細(xì)胞凋亡的信號(hào)分子大體上可以分為兩類:一類如同上文所述的“愛犬”分子驹闰,如一種名叫p53的蛋白就是其中最重要的成員之一;另一類則負(fù)責(zé)執(zhí)行細(xì)胞凋亡撒会。前者監(jiān)控細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境嘹朗,一旦發(fā)現(xiàn)不正常情況足以觸發(fā)細(xì)胞凋亡,即指揮后者執(zhí)行诵肛。目前科學(xué)研究證實(shí)屹培,DNA損傷,信號(hào)分子的失衡以及機(jī)體缺氧都有可能觸發(fā)細(xì)胞凋亡怔檩。

??細(xì)胞凋亡是人體防癌抑癌的主要屏障褪秀。在“愛犬”分子眼中,癌細(xì)胞就是一種狀態(tài)不正常的細(xì)胞薛训,而癌細(xì)胞逃避細(xì)胞凋亡的主要方法是通過基因突變使p53蛋白失活媒吗。統(tǒng)計(jì)顯示大約超過50%的人類癌癥中發(fā)現(xiàn)p53蛋白的失活。

其四:具有無限的復(fù)制潛力

??在細(xì)胞體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中乙埃,人們觀察到闸英,大多數(shù)正常細(xì)胞僅有60次左右的分裂能力〗橥啵科學(xué)家已經(jīng)證實(shí)甫何,細(xì)胞的分裂能力與染色體末端的一段數(shù)千個(gè)堿基的序列有關(guān)。這段序列成為端粒遇伞,每經(jīng)一個(gè)分裂周期沛豌,這段序列就會(huì)減少50~100個(gè)堿基,隨著分裂次數(shù)的漸多,端粒變得越來越短加派,后果就是其無法再保護(hù)染色體的末端叫确,染色體也就無法順利復(fù)制,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞的衰老死亡芍锦。

??研究結(jié)果表明竹勉,所有類型的癌細(xì)胞都有維持端粒的能力。這種能力主要是通過過量表達(dá)端粒酶實(shí)現(xiàn)的娄琉。端粒酶主要功能是為端粒末端添加所需堿基次乓,以保證端粒不會(huì)因復(fù)制而縮短。

其五:持續(xù)的新生血管形成

??對(duì)細(xì)胞來說孽水,血管就是最重要的“糧道”票腰。這個(gè)“糧道”對(duì)于細(xì)胞正常生長并良好地行使其功能是如此重要,以至于一個(gè)細(xì)胞與其最近的毛細(xì)血管的距離不能超過100微米女气。

??通常情況下杏慰,在組織形成和器官發(fā)生這些生理過程中,血管生成是受到精細(xì)調(diào)控的炼鞠,而且這種情況下的血管形成也是暫時(shí)的缘滥,當(dāng)上述生理過程結(jié)束后,血管生成即會(huì)停止谒主。促進(jìn)和抑制血管生成的信號(hào)分子通常處于“勢均力敵”的平衡狀態(tài)朝扼。

??癌細(xì)胞獲得持續(xù)的新生血管形成能力就是通過打破這種平衡狀態(tài)開始的■希科學(xué)家們?cè)谠S多類型的腫瘤當(dāng)中發(fā)現(xiàn)擎颖,一些促進(jìn)血管形成的信號(hào)分子如VEGF(血管內(nèi)皮生長因子)和FGF(成纖維細(xì)胞生長因子)的表達(dá)水平都遠(yuǎn)高于相應(yīng)的正常組織對(duì)照,而一些起抑制作用的信號(hào)分子如thrombospondin-1或β-interferon的表達(dá)則下降观游。

其六:侵襲和轉(zhuǎn)移

??人體中的正常細(xì)胞除了成熟的血細(xì)胞外搂捧,大多數(shù)需要粘附在特定的胞外基質(zhì)上才能存活并正常行使功能,比如上皮細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞备典,一旦脫離細(xì)胞的胞外基質(zhì)則會(huì)發(fā)生細(xì)胞凋亡。將這些細(xì)胞粘附在胞外基質(zhì)或互相粘附在一起的分子稱為細(xì)胞粘附分子意述,它們?nèi)缤板^”把船固定在港口一樣發(fā)揮著錨定的作用提佣。

??E-鈣粘素是目前研究最深入的細(xì)胞粘附分子之一。它在上皮細(xì)胞中廣泛表達(dá)荤崇,而在大多數(shù)上皮細(xì)胞癌中則發(fā)現(xiàn)活性的喪失拌屏,而喪失的方式有多種多樣,如基因水平上突變導(dǎo)致的失活及蛋白水平上活性區(qū)域被降解導(dǎo)致的失活等术荤∫形梗科學(xué)家們認(rèn)為E-鈣粘素在上皮細(xì)胞癌中發(fā)揮著廣泛的抑制癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的作用。它的活性的喪失標(biāo)志著癌細(xì)胞在獲得第六種武器的道路上邁出了重要的一步。

其七:免疫逃避

??無論是固有免疫還是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)在腫瘤清除中都起著重要的作用端圈。而實(shí)體腫瘤卻都具有不同的逃逸人體免疫系統(tǒng)監(jiān)視的功能焦读,從而確保它們不被免疫細(xì)胞如T細(xì)胞,B細(xì)胞舱权,巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的殺傷和清除矗晃。在結(jié)腸癌和卵巢癌患者中,那些體內(nèi)含有大量CTLs和NK殺傷細(xì)胞的病人狀況要比缺少這些免疫細(xì)胞的病人好得多宴倍。而在那些具有高度免疫原性的癌細(xì)胞中张症,它們通常會(huì)通過分泌TGF-β或其它免疫抑制因子來癱瘓人體的免疫系統(tǒng)。

其八:調(diào)控細(xì)胞代謝

??即便在有氧氣的條件下鸵贬,癌細(xì)胞也會(huì)通過調(diào)控俗他,使其能量主要來源于無氧糖酵解的代謝方式,這被稱為“有氧糖酵解”阔逼。目前已經(jīng)有研究證實(shí)了在神經(jīng)膠質(zhì)瘤和其它種類的癌細(xì)胞中兆衅,異檸檬酸鹽脫氫酶功能上的突變也許和細(xì)胞能量代謝方式的改變有關(guān),它能提高細(xì)胞中氧化物的含量從而影響基因組的穩(wěn)定性颜价,還可以穩(wěn)定細(xì)胞中的HIF-1轉(zhuǎn)錄因子以提高癌細(xì)胞的血管生成和浸潤能力涯保。

其九:基因不穩(wěn)定性和易突變

??腫瘤復(fù)雜的發(fā)生過程可以歸根于癌細(xì)胞基因的不斷突變。在需要大量基因突變來誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生時(shí)周伦,癌細(xì)胞常常會(huì)提高其對(duì)可誘導(dǎo)基因突變物質(zhì)的敏感性夕春,從而加快它們基因突變的速度。在該過程中专挪,由于某些穩(wěn)定和保護(hù)DNA的基因發(fā)生突變及志,會(huì)顯著提高癌癥的發(fā)生幾率。盡管在不同類型的腫瘤中基因突變的種類不同寨腔,但均可以發(fā)現(xiàn)大量穩(wěn)定和修復(fù)基因組DNA的功能缺失速侈。提示我們腫瘤細(xì)胞的一大重要特征就是固有的基因組不穩(wěn)定性。

其十:引發(fā)炎癥反應(yīng)

??在過去數(shù)十年中迫卢,大量的研究證實(shí)了炎癥反應(yīng)(注:主要由固有免疫細(xì)胞引起)和癌癥發(fā)病機(jī)理之間的關(guān)系:炎癥反應(yīng)可為腫瘤微環(huán)境提供各種生物激活分子倚搬,例如包括生長因子(可維持癌細(xì)胞的增殖信號(hào))、生存因子(可抑制細(xì)胞死亡)乾蛤、促血管生成因子和細(xì)胞外基質(zhì)修飾酶(可利于血管生長每界,癌細(xì)胞浸潤和轉(zhuǎn)移)、以及其它誘導(dǎo)信號(hào)(可激活EMT和癌細(xì)胞的其它一些特征)家卖。此外眨层,炎性細(xì)胞還會(huì)分泌一些化學(xué)物質(zhì),其中ROS可以加快臨近癌細(xì)胞的基因突變上荡,加速它們的惡化過程趴樱。

參考資料:

癌細(xì)胞的十大特征

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