碳煙與腫瘤的發(fā)生及進(jìn)展的關(guān)聯(lián)芻議

1、碳煙與腫瘤的發(fā)生及進(jìn)展的關(guān)聯(lián)芻議北京市海淀區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校韓鵬飛摘要 在中國大部分地區(qū)常年出現(xiàn)輕中度霾，在特殊時(shí)期時(shí)常出現(xiàn)重度霾。研究表明，霾為一級(jí)致癌物，且中國肺癌發(fā)病率連年上升。對(duì)于霾的組成成分及霾與肺病發(fā)生的關(guān)系已經(jīng)有了大量研究，但對(duì)于主要成分的致病機(jī)理尚不明確。本文選擇碳煙這一霾的重要組成成分，利用假說演繹的方法，以碳煙復(fù)合體模型及信號(hào)傳導(dǎo)異常為核心，從細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物物理學(xué)及腫瘤學(xué)的角度假設(shè)，初步得出了碳煙通過影響信號(hào)通路的信息傳導(dǎo)導(dǎo)致細(xì)胞周期加快、抑制死亡、逃過免疫機(jī)制、促進(jìn)腫瘤血管生成及轉(zhuǎn)移，并初步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文觀點(diǎn)，為霾導(dǎo)致惡性腫瘤的預(yù)防及解決做基礎(chǔ)理論

2、工作。關(guān)鍵詞 碳煙 腫瘤 信號(hào)傳導(dǎo) 霾是懸浮在大氣中的大量微小塵粒、煙?；螓}粒的集合體，主要由氣溶膠組成，使空氣渾濁，水平能見度降低到10km以下的一種天氣現(xiàn)象。霾的組成成分非常復(fù)雜，包括數(shù)百種大氣顆粒物。其中有害人類健康的主要是直徑小于10微米的氣溶膠粒子，如礦物顆粒物、硫酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)氣溶膠粒子等。直徑小于2.5微米的為細(xì)顆粒物，化學(xué)成分主要包括有機(jī)碳、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、鈉鹽等，它能直接進(jìn)入并粘附在人體上下呼吸道和肺葉中，對(duì)人們的健康造成威脅?；剂先紵泅伯a(chǎn)生的主要原因之一。2015年底北京等地區(qū)出現(xiàn)了大面積霾污染，供暖期燃煤污染是重要來源，特別是城鄉(xiāng)結(jié)合部和廣大農(nóng)村地區(qū)的原煤

3、散燒污染。煤中的微量元素有些是具有毒性，砷、汞、等有毒物質(zhì)隨煙氣進(jìn)入大氣，煤在空氣加熱形成揮發(fā)物一氧化碳、硫化氫、氨氣及多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔锖吞紵煹阮w粒物。 由上海復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院研究了霧霾對(duì)生物器官組織破壞。項(xiàng)目組歷時(shí)5個(gè)月，使用大流量采樣器在上海徐匯區(qū)非工業(yè)區(qū)采用玻璃纖維濾紙采集大氣細(xì)顆粒物PM2.5制成顆粒物懸濁液，對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠氣管滴注PM2.5懸濁液，建立肺損傷模型并觀測不同對(duì)照組的體征、肺重比、各項(xiàng)關(guān)鍵生化指標(biāo)以及鼠肺損傷程度。研究通過大鼠解剖后發(fā)現(xiàn)，PM2.5對(duì)照組大鼠經(jīng)過隔天滴注總計(jì)6天后（144小時(shí)），肺組織變硬，缺乏彈性，呈暗紅色，邊緣色澤灰白，肺組織有明顯可見的黑色顆粒物

4、彌散。研究項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生教研室主任、博士生導(dǎo)師宋偉民教授在接受采訪時(shí)表示，“PM2.5顆粒對(duì)肺的損傷一旦形成，治療的藥物成本和時(shí)間成本就會(huì)大大增加，如果形成“黑肺”，徹底消除的難度大大增加，幾乎無逆轉(zhuǎn)可能?！?研究發(fā)現(xiàn)，PM2.5進(jìn)入肺組織后不僅影響肺泡巨噬細(xì)胞的吞噬功能，而且會(huì)影響肺上皮細(xì)胞細(xì)胞膜的通透性和流動(dòng)性，造成細(xì)胞內(nèi)容物漏出，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。同時(shí)，PM2.5會(huì)引起肺組織生化成分的改變以及炎癥因子的釋放，誘發(fā)炎癥，嚴(yán)重而持久的炎癥會(huì)引起組織增生纖維化，導(dǎo)致肺部疾病乃至肺癌的發(fā)生。世界衛(wèi)生組織下屬國際癌癥研究機(jī)構(gòu)指出，有充足證據(jù)顯示，暴露于戶外空氣污染中會(huì)致肺癌，

5、接觸顆粒物和大氣污染的程度越深，罹患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)越大。 世界衛(wèi)生組織下屬國際癌癥研究機(jī)構(gòu)發(fā)布報(bào)告，首次指認(rèn)大氣污染對(duì)人類致癌，并視其為普遍和主要的環(huán)境致癌物。室外空氣中顆粒物污染成為全球第7大死因，中國第4大死因，全球超過300萬人死于該污染引發(fā)的各種疾病，其中中國有123萬多人因此死亡，2400多萬人減壽。每年有近200萬過早死亡病例與PM2.5等顆粒物污染有關(guān)。即便在歐盟國家中，由于暴露于人類活動(dòng)產(chǎn)生的PM2.5 ，人均期望壽命也減少8.6個(gè)月。它對(duì)人的影響要大于其他任何污染物。*來自于新聞及互聯(lián)網(wǎng)上的文章碳煙與腫瘤的發(fā)生及進(jìn)展的關(guān)聯(lián)芻議結(jié)構(gòu)及內(nèi)容簡介1.碳煙的形成及特點(diǎn)煤粉燃燒碳煙的形成及

6、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)碳煙在人體內(nèi)的行為制備本文實(shí)驗(yàn)用放射性碳煙2.碳煙與腫瘤發(fā)生的關(guān)系(1)碳煙與化學(xué)致癌物：碳煙形成的過程出產(chǎn)生的中間產(chǎn)物具有致癌性(2)碳煙與致癌微生物：碳煙的內(nèi)部提供了一個(gè)較為封閉且適合微生物生存的環(huán)境（實(shí)驗(yàn)）(3)碳煙與信號(hào)傳導(dǎo)異常1碳煙EGF 復(fù)合體的形成：在內(nèi)環(huán)境中碳煙與 EGF 具有形狀互補(bǔ)、疏水作用、電場作用2對(duì)三種復(fù)合物的物理分析：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)力學(xué)討論碳煙EGFR、碳煙EGF、EGFEGFR 的結(jié)合概率、粒子數(shù)及解離度（實(shí)驗(yàn)）3RTK 信號(hào)通路異常（Ras/MAPK 通路及PI3K/Akt 通路）碳煙EGF 復(fù)合體降低了機(jī)體對(duì) EGF的滅活程度并隱藏 EGF 不被發(fā)現(xiàn)碳煙、E

7、GF、EGFR 形成的復(fù)合體的相互作用（實(shí)驗(yàn)）形成碳煙EGFR 復(fù)合體導(dǎo)致受體被占用（實(shí)驗(yàn)）導(dǎo)致 RTK 通路持續(xù)激活，EGF、EGFR 過度表達(dá)細(xì)胞周期加快，抑制凋亡（實(shí)驗(yàn)）4JAK-STAT 信號(hào)通路異常：碳煙復(fù)合體影響受體內(nèi)吞，通路關(guān)閉效率降低，作用時(shí)間加長，使更多腫瘤細(xì)胞逃過免疫5Hegdehog信號(hào)通路異常：碳煙Shh 復(fù)合體的形成影響 Ptc 的內(nèi)吞，不能解除對(duì) Smo 的抑制，進(jìn)而使通路持續(xù)處于失活狀態(tài)，阻止腫瘤形成 （實(shí)驗(yàn)）6 BMP信號(hào)通路及生長因子cyclin通路異常: 碳煙通過影響 BMP 通路，使 TGF-過度表達(dá)，影響對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)控（實(shí)驗(yàn)）。碳煙、EGF、EGFR

8、形成的復(fù)合體的相互作用導(dǎo)致 cyclin 過度表達(dá)，細(xì)胞周期加快（實(shí)驗(yàn)）形成碳煙CDK和碳煙cyclin復(fù)合體，導(dǎo)致 CDK、cyclin 過表達(dá)，過多靶細(xì)胞磷酸化，細(xì)胞周期加快7碳煙與 PKC：形成碳煙DAG 復(fù)合體，使參加反應(yīng)的DAG 減少，PKC 活性降低（實(shí)驗(yàn)）3. 碳煙與腫瘤進(jìn)展的關(guān)系(1)碳煙與腫瘤細(xì)胞血管生長的關(guān)系：EGFR 過表達(dá)，導(dǎo)致 VEGF 過表達(dá)，形成碳煙、VEGF 與VEGFR復(fù)合體，下游持續(xù)激活，促進(jìn)血管生長(2) 碳煙與腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)系：碳煙與刺激腫瘤生長、運(yùn)動(dòng)、侵襲的因子及受體相互作用，持續(xù)激活下游，形成碳煙MMP 復(fù)合體，導(dǎo)致 MMP 過表達(dá)，降解 ECM 作用

9、增強(qiáng)，促進(jìn)腫瘤已侵襲和轉(zhuǎn)移4.碳煙與腫瘤細(xì)胞死亡的關(guān)系：形成碳煙TNF 復(fù)合物，TNF 與腫瘤細(xì)胞持續(xù)作用，同時(shí)促進(jìn)壞死因子，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞死亡1.碳煙的形成及特點(diǎn) 化石燃料（以煤為例）燃燒生成的顆粒物大部分為碳煙，主要由碳元素組成。碳煙的形成分為三個(gè)步驟。第一步是碳煙前體物的形成，在這個(gè)步驟中形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)并與乙炔反應(yīng)長大。在第二步通過化學(xué)和凝結(jié)作用形成了臨界尺寸（3000-10000原子質(zhì)量單位）的小顆粒。通過這一步，大分子轉(zhuǎn)變成顆粒。接下來的第三步中，小的初始碳煙顆粒在隨著燃料流向火焰運(yùn)動(dòng)的過程中，不斷暴露在熱解燃料形成的組分中，并不斷長大和聚合。 對(duì)于碳煙形成的樣貌問題，由于形成過程的復(fù)雜

10、性，會(huì)出現(xiàn)很多種聚合碳煙結(jié)構(gòu)。8較小的碳煙顆粒，其內(nèi)部氧化燃燒形成了中空的納米結(jié)構(gòu)。而碳煙顆粒氧化的各向異性，促進(jìn)了碳煙顆粒邊緣的石墨化，形成了膠囊狀粒子。 碳煙在空氣中為氣溶膠形式存在，且具有膠體的性質(zhì)。在溶液中含有與碳煙粒子所帶電荷相反的離子，這些反離子被膠體表面所吸引。這些離子會(huì)受到膠體表面排斥，從而傾向于離開膠體表面。最終導(dǎo)致在碳煙粒子周圍總有一團(tuán)離子云，起所帶的電荷與膠體表面電荷符號(hào)相反，但電量恰好相等；膠體粒子連同它的反離子形成一個(gè)電中性的體系。碳煙粒子在溶液體系中，既可以以正電粒子的形式，也可以以負(fù)電粒子的形成出現(xiàn)。碳煙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)總結(jié)：存在中空膠囊狀碳煙粒子，在溶液體系中會(huì)在粒子表

11、面出現(xiàn)電荷，具有疏水性。霾中的碳煙作為一個(gè)超細(xì)顆粒，可深入到支氣管及肺泡。當(dāng)霾進(jìn)入人體，關(guān)于碳煙的行為，據(jù)研究報(bào)道，在“細(xì)胞自噬”這一細(xì)胞的自我保護(hù)行為作用下，細(xì)胞會(huì)試圖通過“自噬”包裹住碳煙等顆粒并降解。然而，由于這些含有大量無機(jī)碳、重金屬等有毒物質(zhì)，很難被細(xì)胞自噬降解。在一系列復(fù)雜過程下，最終導(dǎo)致了氣道炎癥和粘液的大量分泌，最終引發(fā)慢性呼吸道疾病。當(dāng)碳煙進(jìn)入肺泡后，I 型肺泡細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)有較多的吞飲小泡，內(nèi)有細(xì)胞吞入的微小粉塵，可裝運(yùn)至間質(zhì)清除，同時(shí)肺泡隔巨噬細(xì)胞具有活躍的吞噬功能，能清除異物，之后沉積在肺間質(zhì)內(nèi)，有的從呼吸道隨粘液咳出，還有的進(jìn)入肺淋巴管，在遷移至肺淋巴結(jié)。關(guān)于本文實(shí)驗(yàn)的碳

12、煙的制備，采用煤粉燃燒火焰區(qū)域中碳煙的結(jié)構(gòu)及行為中的碳煙發(fā)生結(jié)構(gòu)，將通入發(fā)生裝置的空氣換為模擬空氣，由79%N2、21%18O2和稀有氣體組成。收集的碳煙通過放射性檢測，獲得被放射性同位素標(biāo)記的碳煙。將取樣后的碳煙分級(jí)收集，利用超聲波對(duì)聚酸碳酯膜上的碳煙進(jìn)行分散分離，儲(chǔ)存在模擬空氣（氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為78%，氧氣的體積分?jǐn)?shù)為21%，其余為二氧化碳及稀有氣體）或處理過的無生命的空氣中，濃度約為發(fā)生霾時(shí)空氣中碳煙的濃度。對(duì)于本文實(shí)驗(yàn)中的細(xì)胞培養(yǎng)，制備實(shí)驗(yàn)組I及對(duì)照組I。取兩份等量人呼吸道上皮細(xì)胞于合成培養(yǎng)基及血清中體外培養(yǎng)，其中一份持續(xù)通入制備的含有放射性碳煙的模擬空氣，另一份等時(shí)間、等流量持續(xù)通入

13、普通空氣，培養(yǎng)一段時(shí)間。2.碳煙與腫瘤發(fā)生的關(guān)系*均假設(shè)碳煙顆粒已經(jīng)進(jìn)入內(nèi)環(huán)境2.1.碳煙與化學(xué)致癌物 在碳煙的形成過程中，生成了大量PAH等致癌物。如燃燒中生成的苯并芘釋放到大氣中以后和碳煙等在大氣中的微粒所形成的氣溶膠結(jié)合在一起，經(jīng)呼吸道吸入肺部，進(jìn)而進(jìn)入肺泡及血液。這些間接致癌物通過細(xì)胞色素 P-450等酶代謝活化為最終致癌物，如苯并芘最終代謝為7,8-二氫二羥基-9,10-環(huán)氧化苯并芘。這些最終致癌物通過與 DNA 分子加合，對(duì) DNA 分子進(jìn)行修飾或抑制DNA修復(fù)，致使DNA在合成期突變率增加，導(dǎo)致基因的不可逆損傷，開啟細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。同時(shí)，在煤燃燒時(shí)，還存在微量著鈹、鎘、砷等有毒物質(zhì)

14、隨空氣進(jìn)入呼吸道，這些物質(zhì)也能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生及惡化。2.2.碳煙與致癌微生物 微生物感染是人類發(fā)生腫瘤的重要原因之一，由微生物引發(fā)的腫瘤占整體腫瘤發(fā)生率的20%左右，EB 、HBV 、HCV 、HPV 、HP 等病毒均為人類常見致瘤病毒。中空膠囊狀碳煙提供了一個(gè)空間，可以讓微生物在其中生存，可以儲(chǔ)存一些物質(zhì)，如體液等，并有可能保護(hù)微生物逃過機(jī)體免疫。存在的問題。中空膠囊狀碳煙的內(nèi)部空間能否提供病毒等微生物生存的所需的條件。實(shí)驗(yàn)A：取一定體積的人體液于體外封閉環(huán)境，保持濕度45%55%、溫度25（人最適環(huán)境）。將碳煙空氣通入體液環(huán)境中，充分混合一段時(shí)間。將混合后的體液分散，分離出碳煙顆粒，獲得碳

15、煙體液混合物。在體外培養(yǎng) EB 病毒，將碳煙顆粒與病毒充分混合一段時(shí)間，再次分離出碳煙顆粒。體外培養(yǎng)人 B 淋巴細(xì)胞，將碳煙與細(xì)胞混合后培養(yǎng)。不同時(shí)間取樣，檢測 EB 病毒數(shù)量。由于 EB 病毒只能在 B 淋巴細(xì)胞中增殖，若結(jié)果顯示病毒數(shù)量增多，則可判斷該病毒可以在碳煙中生存。 （以EB 病毒為例）2.3.碳煙與信號(hào)傳導(dǎo)異常2.3.1. 碳煙 EGF復(fù)合體的形成*僅以 EGF 為生長因子代表 EGF ，等電點(diǎn)4.6，分子量6045Da，由53個(gè) AA 殘基組成的分子多肽，含有3個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵。N端天冬酰酸（受體結(jié)合），C端為精氨酸，具有較高的穩(wěn)定性，其二級(jí)結(jié)構(gòu)只有折疊，三級(jí)結(jié)構(gòu)為致密環(huán)狀，片層占

16、25%。無規(guī)則卷曲占75%。且分子結(jié)構(gòu)較為柔軟，多肽鏈上幾乎所有殘基的芳香側(cè)鏈都在分子表面成簇存在，形成疏水的袋。EGF 在人體體液中解離為陰離子，同時(shí)顆粒表面其他親水集團(tuán)，吸引水分子，形成水化膜。911 碳煙可以與 EGF 形成碳煙EGF復(fù)合體。首先，中空膠囊狀碳煙粒子與 EGF 具有形狀互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)，有利于形成復(fù)合體。其次，碳煙粒子與 EGF 之間有靜電作用。碳煙粒子具有正電，EGF 解離為陰離子，兩者通過電場作用結(jié)合形成復(fù)合體。且碳煙粒子不溶于水，其中的有機(jī)結(jié)構(gòu)具有疏水性質(zhì)， EGF 中具有親水及疏水集團(tuán)，兩者通過疏水作用結(jié)合。從而形成了碳煙EGF 復(fù)合體。2.3.2對(duì)三種復(fù)合體（碳煙EG

17、F、碳煙EGFR、EGFEGFR）的物理分析 正常人血液中EGFR 濃度51.2 ng/ml2，即2.8×10-10mol/L ，EGF 濃度190.17 ng/L3 ，即 3×10-11mol/L。冬季北京日平均 PM2.5濃度108 g/m3 4，其中碳煙屬于次生有機(jī)碳，碳煙顆粒多為球狀及膠囊狀，假設(shè)膠囊狀占碳煙顆?？偭康?0%， 約占PM2.5總量的6%7%5，即濃度約為7 g/m3，取納米結(jié)構(gòu)碳煙顆粒質(zhì)量4×10-18 g，則濃度約為3×10-14mol/L。（以上關(guān)于碳煙的數(shù)據(jù)來自網(wǎng)絡(luò)及不同文獻(xiàn)，本文可能存在引用或處理錯(cuò)誤）將細(xì)胞視為力學(xué)及化學(xué)

18、平衡的系統(tǒng)，于是可以利用統(tǒng)計(jì)力學(xué)探究配體及受體的一些問題。需要討論的問題有：（1）復(fù)合體的結(jié)合概率；（2）復(fù)合體的解離率。1用玻爾茲曼分布考慮配體受體結(jié)合的概率 p。p=狀態(tài)結(jié)合狀態(tài)結(jié)合+狀態(tài)未結(jié)合引入配體受體結(jié)合能b ，配體在溶液中的能量sol ，=1/kBT，取 T=310.15K，則 =2.3×1020 J-1，做盒子模型，受體在盒子里，系統(tǒng)允許的盒子數(shù)，配體數(shù) L，由此得到配分函數(shù)，即概率的分母，ZL,=e-Lsol!L!(-L)+e-Lbe-(L-1)sol!L-1!-L-1! 通過近似處理，引入=b-sol，參考濃度 c0=/Vbox，通常取1mol/L，配體濃度c=L/

19、Vbox，得到p的表達(dá)式，p=cc0e-1+cc0e- 碳煙和受體結(jié)合與EGF和受體的作用是競爭關(guān)系，設(shè)=x·kBT，為使趨勢(shì)比較更明顯，將 p 擴(kuò)大一定倍數(shù)，做出 p(x)曲線。p與的關(guān)系比較大，當(dāng)-較大時(shí)，p 趨近于1；在一定的范圍內(nèi)，EGF與受體結(jié)合的概率高于受體與碳煙的結(jié)合概率。由上文分析得知，碳煙與受體有更多的作用力，放出的能量較多，但具體需要實(shí)驗(yàn)判斷能量范圍，從而確定概率。 EGF與受體和碳煙與 EGF 的結(jié)合同樣是競爭的關(guān)系，p(x)曲線與上圖相似。由上文分析，碳煙與 EGF 的結(jié)合放出的能量較多，但具體需要實(shí)驗(yàn)判斷能量范圍，從而確定概率。2應(yīng)用化學(xué)熱力學(xué)定律，考慮配體

20、受體反應(yīng)L+RLR，dU=TdS-pdV+dN當(dāng)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)Ni的變化 ， dN=i ，其中為微量，i為變化的克分子數(shù)。對(duì)于上述反應(yīng) v L=vR=-1，vLR=1。當(dāng)均勻系統(tǒng)達(dá)到平衡后，外界與它沒有物質(zhì)交流，則只能有兩個(gè)獨(dú)立變數(shù)iii=0由已知，i=i0+kBTlncicio得到質(zhì)量作用定律，并定義解離常數(shù)Kd（可實(shí)驗(yàn)測得）。1Kd=i=1Ncii=(i=1Nci0i)e-ii0i/kBT并有，Kd=LRLRKd的取值范圍為0Kd1，則配體受體復(fù)合物的濃度為，LR=LRKd 對(duì)于碳煙EGF、碳煙EGFR、EGFEGFR，三者的濃度都很小，當(dāng)解離常數(shù)趨近于0的時(shí)候，復(fù)合體才能與單體處于同一數(shù)

21、量級(jí)。 關(guān)于本節(jié)中物理數(shù)據(jù)的獲取，應(yīng)用ITC 的方法測量：碳煙EGF、碳煙EGFR、EGFEGFR的摩爾結(jié)合焓及解離常數(shù)。2.3.3. RTK 信號(hào)通路的異常 EGFR，是配體 EGF 的受體，是原癌基因 C-erbB-1的表達(dá)產(chǎn)物，具有酪氨酸激酶活性，廣泛的分布于哺乳動(dòng)物的上皮細(xì)胞，定位于細(xì)胞膜上。 第一，當(dāng)形成復(fù)合體的時(shí)候，碳煙的中空膠囊狀的結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)構(gòu)柔軟的 EGF 是一種保護(hù)，避免 EGF 與外界環(huán)境接觸，降低了對(duì) EGF的滅活程度。當(dāng) EGF 與 EGFR 解離后，碳煙EGF 復(fù)合體依然存在，EGF 未能被滅活，而由于碳煙的存在，機(jī)體有可能不能發(fā)現(xiàn)還存在著 EGF，通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)，由基

22、因正常的轉(zhuǎn)錄翻譯出的 EGF 分子。假如，繼續(xù)形成碳煙EGF 復(fù)合體，由于 EGF 的分子量較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，使得復(fù)合體同樣具有 EGF 活性。由此，導(dǎo)致了機(jī)體內(nèi)出現(xiàn)大量的有活性的 EGF，并且碳煙EGF 復(fù)合體與單獨(dú) EGF 都能與 EGFR 結(jié)合，導(dǎo)致產(chǎn)生更多的 EGFR。第二，碳煙微粒具有電性，有一定概率可以與受體蛋白成鍵，加強(qiáng)柔軟的 EGF 與受體的作用力，保護(hù)EGF 與受體之間的作用并導(dǎo)致有可能持續(xù)與受體作用，在沒有蛋白激酶 C 的調(diào)節(jié)下，持續(xù)激活下游通路。 第三，當(dāng)碳煙與單獨(dú)的受體蛋白成鍵，導(dǎo)致受體被占用，轉(zhuǎn)錄出更多的 EGFR。 Ras/MAPK通路：首先， 部分配體EGF與所有

23、受體 EGFR作用，為使剩余的配體與受體作用，原癌基因 C-erbB-1加快轉(zhuǎn)錄進(jìn)而翻譯出更多的 EGFR。此時(shí)，有超過正常數(shù)量的配體受體復(fù)合物。EGF 介導(dǎo)二聚化，并磷酸化EGFR 胞內(nèi)區(qū)的酪氨酸殘基。然后 EGFR 與接頭蛋白 Grb2中介導(dǎo)信號(hào)分子與含磷酸酪氨酸的蛋白分子結(jié)合的 SH2結(jié)構(gòu)域結(jié)合，Grb2中介導(dǎo)信號(hào)分子與富含脯氨酸的蛋白分子結(jié)合的 SH3結(jié)構(gòu)下游的 SOS結(jié)合，SOS 從血漿中招募 Ras-GDP 至細(xì)胞膜，使之轉(zhuǎn)化為活性的 Ras-GTP，激活下游的 Raf、MAPKK、MAPK。6由于配體受體復(fù)合物過多，更多活化的 MAPK 進(jìn)入細(xì)胞核，通過磷酸化作用激活轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)

24、控細(xì)胞周期，加上上文所述的通路持續(xù)激活，使得細(xì)胞增殖周期變短，細(xì)胞分裂變快。細(xì)胞周期是嚴(yán)格按照順序執(zhí)行的。細(xì)胞在分裂中有一系列避免發(fā)生錯(cuò)誤機(jī)制。由于磷酸化增多，導(dǎo)致其失調(diào)，使本來應(yīng)停止的增殖或發(fā)生凋亡的細(xì)胞沒有正常作用，致使 DNA 損傷或復(fù)制錯(cuò)誤未能及時(shí)糾正，細(xì)胞就會(huì)帶著錯(cuò)誤信息進(jìn)入周期循環(huán)而造成惡變。此種碳煙復(fù)合體導(dǎo)致的結(jié)果，發(fā)生 DNA 突變或其他機(jī)理導(dǎo)致癌變的細(xì)胞繼續(xù)增殖，腫瘤持續(xù)惡性發(fā)展。同時(shí)，原癌基因C-erbB-1 過度表達(dá)，從而導(dǎo)致腫瘤的形成。 PI3K/Akt 信號(hào)通路：生長因子通過刺激PI3K/Akt通路刺激 Akt 的活化。同上文所述，碳煙EGF復(fù)合體的出現(xiàn)，形成較正常水

25、平較高的配體受體復(fù)合物，導(dǎo)致信號(hào)通路的過度活化。當(dāng) Akt 被過度激活后，能夠向細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)，并與相應(yīng)部位的底物蛋白發(fā)生作用，使底物蛋白特定部位的絲氨酸/蘇氨酸發(fā)生磷酸化而激活或滅活底物蛋白，從而抑制細(xì)胞凋亡。13同時(shí)，Akt 磷酸化 GSK3和 mTOR ，從而上調(diào) cyclin D，以及磷酸化一系列抑制蛋白，加快細(xì)胞周期。 存在的問題。第一，碳煙與 EGF 復(fù)合體的結(jié)合程度及結(jié)合穩(wěn)定程度，與其他作用力相比，是否存在拮抗的作用而影響復(fù)合體的形成及分解。第二，受體 EGFR胞內(nèi)區(qū)的第645位蘇氨酸殘基的磷酸化作用調(diào)節(jié)受體激酶活性，其可被蛋白激酶 C 磷酸化，由此降低該受體對(duì)配體的親和力，

26、使配體通過受體活化酪氨酸蛋白激酶的作用減弱。這種作用是否能調(diào)節(jié)上述信號(hào)通路異常。第三，解離后的碳煙EGF 復(fù)合體的結(jié)合程度，能否被機(jī)體發(fā)現(xiàn)解離后的 EGF 未被滅活，有多少?zèng)]有被機(jī)體發(fā)現(xiàn)。第四，EGFR 及 EGF的過度表達(dá)程度有多少。第五，其他作用于 RTK 通路的生長因子，由于配體蛋白的結(jié)構(gòu)和功能不同，是否均有同樣的作用。第六，碳煙與受體結(jié)合的趨勢(shì)能對(duì)配體受體復(fù)合物多少作用力，對(duì)復(fù)合物解離的影響有多大。 實(shí)驗(yàn)B：利用抗原抗體反應(yīng)、同位素標(biāo)記及熒光標(biāo)記等方法，檢測在碳煙影響下RTK 信號(hào)通路中EGFR 的磷酸化情況。i/制備無 EGF的血清。提取人表皮生長因子（EGF），將一定量的 EGF注

27、入小鼠體內(nèi)，使小鼠 B 淋巴細(xì)胞產(chǎn)生EGF 的抗體。利用單克隆抗體技術(shù)，獲得大量EGF抗體。向血清中加入一定量的 EGF 抗體一段時(shí)間，將抗原抗體復(fù)合物沉淀，去除血清中的 EGF。ii/制備含同位素標(biāo)記的 EGF的血清。找出人細(xì)胞編碼EGF基因片段，通過基因工程的方法，并用含15N的唯一氮源培養(yǎng)，獲得同位素標(biāo)記的EGF。將同位素標(biāo)記的 EGF 加入到上步制備的無普通 EGF 的血清中，且EGF 濃度為3×10-11mol/L。iii/制備碳煙影響下的細(xì)胞。制備一定量的 32P標(biāo)記的磷酸，加入到合成培養(yǎng)基中。利用處理過的血清及合成培養(yǎng)基，分為實(shí)驗(yàn)組II和對(duì)照組II，體外培養(yǎng)人呼吸道上皮

28、細(xì)胞，并置于一封閉空間內(nèi)，同時(shí)持續(xù)緩慢地通入空氣。將實(shí)驗(yàn)組的普通空氣換為上文所述制備的含有放射性碳煙的空氣，通入封閉空間內(nèi)一段時(shí)間同時(shí)對(duì)照組通入等量普通空氣。iv/取一定量實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞，顯微觀察膜外相鄰有多處高放射性的位置且放射性強(qiáng)度不同并標(biāo)記在膜上；取一定量對(duì)照組的細(xì)胞，顯微觀察膜外有一處高放射的位置并標(biāo)記在膜上。觀察兩組標(biāo)記位置的胞內(nèi)放射強(qiáng)度，記錄高放射性存在的時(shí)間。v/比較實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的高放射性存在的時(shí)間。 高放射性存在的時(shí)間，對(duì)應(yīng)為 EGFR 活化的時(shí)間。若實(shí)驗(yàn)組的時(shí)間較長，則證明形成的碳煙EGF 復(fù)合體影響了 RTK 信號(hào)通路，使其持續(xù)激活。 實(shí)驗(yàn)C：探究碳煙EGFR復(fù)合體數(shù)量及膜

29、上 EGFR 受體數(shù)量。i/制備EGFR胞內(nèi)區(qū)蛋白的熒光標(biāo)記抗體。分離獲得EGFR胞內(nèi)區(qū)，通過上文的方法制得有熒光標(biāo)記的單克隆抗體。ii/取一定量的細(xì)胞，加入大量蒸餾水，使細(xì)胞漲破并分離細(xì)胞器與細(xì)胞膜。取一定量的細(xì)胞膜，分為實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組為通入含放射性的碳煙空氣，對(duì)照組為等時(shí)間、等流量通入的普通空氣，一段時(shí)間后加入EGFR胞內(nèi)區(qū)蛋白抗體。顯微下觀察熒光并標(biāo)記位置，檢測標(biāo)記位置的放射性強(qiáng)度。統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)組一個(gè)細(xì)胞高放射性點(diǎn)的數(shù)量，即碳煙EGFR復(fù)合體數(shù)量。統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組細(xì)胞膜上的熒光標(biāo)記數(shù)量。即EGFR數(shù)量。 實(shí)驗(yàn)D：探究碳煙對(duì)細(xì)胞內(nèi) Ras、Akt 等酪氨酸蛋白激酶介導(dǎo)的信號(hào)通路中的蛋

30、白含量的影響。i/制備實(shí)驗(yàn)組I及對(duì)照組I。ii/制備熒光標(biāo)記的通路蛋白抗體。iii/ 加入抗體培養(yǎng)一段時(shí)間后，加入大量蒸餾水，使細(xì)胞吸水脹破，分離得到胞漿溶液。iv/顯微觀察實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組的熒光數(shù)量。若實(shí)驗(yàn)組數(shù)量大于對(duì)照組，即證明碳煙使 RTK 通路過度激活，細(xì)胞周期加快，抑制凋亡。2.3.4. JAKSTAT 信號(hào)通路異常 JAKSTAT 通路主要由細(xì)胞因子（如白介素27，EGF，INF）激活，在正常細(xì)胞中，該信號(hào)通路激活后對(duì) STAT 的激活是快速且短暫的，受體內(nèi)吞為關(guān)閉方式之一。當(dāng)碳煙與細(xì)胞因子形成復(fù)合體時(shí)，由受體介導(dǎo)內(nèi)吞作用，但由于配體被碳煙外殼的保護(hù)并形成大的顆粒結(jié)構(gòu)，無法降解配體，

31、所以只能依靠JAK/STAT信號(hào)通路激活誘導(dǎo)表達(dá)的細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制蛋白家族的負(fù)反饋調(diào)節(jié)關(guān)閉通路，導(dǎo)致關(guān)閉效率降低。 配體受體結(jié)合后引起受體分子的二聚化，當(dāng)關(guān)閉效率降低時(shí)，與受體偶聯(lián)的 JAK 激酶相互接近并通過交互的酪氨酸磷酸化作用而持續(xù)活化。JAK 激活后催化受體上的酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化修飾，繼而這些磷酸化的酪氨酸位點(diǎn)與周圍的氨基酸序列形成停泊位點(diǎn)，同時(shí)含有 SH2結(jié)構(gòu)域的 STAT 蛋白被招募到停泊位點(diǎn)。之后，激酶 JAK 催化結(jié)合在受體上的 STAT 蛋白發(fā)生磷酸化修飾，持續(xù)活化的 STAT 蛋白以二聚體的形式進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)與靶基因結(jié)合，調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。13JAK/STAT 通路的持續(xù)激

32、活，使腫瘤細(xì)胞具有了免疫逃逸功能，降低機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫殺傷功能。 存在的問題。當(dāng)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用減弱時(shí)，依靠JAK/STAT信號(hào)通路激活誘導(dǎo)表達(dá)的細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制蛋白家族的負(fù)反饋調(diào)節(jié)關(guān)閉通路，此時(shí)關(guān)閉效率有多少降低，降低能使 STAT 蛋白持續(xù)活化的時(shí)間較正常相比相差多少，這些都有待進(jìn)一步討論。2.3.5.Hedgehog 信號(hào)通路異常 Hh 信號(hào)通路主要由Hedgehog配體（Shh）、跨膜蛋白受體 Ptch 和 Smo 和下游轉(zhuǎn)錄因子 Gli 蛋白等。在沒有配體刺激下，Ptch 和 Smo 結(jié)合在一起，Ptch 抑制 Smo 的活性，此時(shí)信號(hào)通路失活狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)Hedgehog配

33、體時(shí)，配體與受體 Ptch 結(jié)合后，解除了 Ptch 對(duì) Smo 的抑制，引發(fā) Smo 移向細(xì)胞表面，此時(shí)的Smo 引發(fā)下游信號(hào)，激活轉(zhuǎn)錄因子 Gli。當(dāng)形成碳煙Shh 復(fù)合體時(shí)，由于碳煙與受體的作用，使得有相互結(jié)合的趨勢(shì)，當(dāng)碳煙Shh復(fù)合體時(shí)， Shh 與Ptc 結(jié)合后不能內(nèi)吞入細(xì)胞使 Ptc 被降解，進(jìn)而不能解除對(duì) Smo 的抑制。在沒有其他蛋白調(diào)控的情況下，使下游轉(zhuǎn)錄信號(hào)不能激活，抑制腫瘤的形成。 存在的問題。碳煙Shh 復(fù)合體被內(nèi)吞的程度影響了 Smo的活性，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)錄。 實(shí)驗(yàn)E：探究碳煙對(duì)Hedgehog 信號(hào)通路活性的影響。利用熒光標(biāo)記的抗原抗體反應(yīng)，檢測細(xì)胞表面 Smo 的數(shù)量

34、。i/制備熒光標(biāo)記的 Smo 抗體。ii/取實(shí)驗(yàn)組I和對(duì)照組I，加入上步制備的抗體，培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察熒光數(shù)量。若對(duì)照組數(shù)量高于實(shí)驗(yàn)組，即實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞表面 Smo 數(shù)量減少，則證明碳煙降低了 Hh 通路活性。2.3.6. BMP信號(hào)通路及生長因子cyclin通路異常 BMP 是 TGF-超家族重要成員。若形成碳煙BMP 復(fù)合體，同上文所述， 導(dǎo)致 BMP、BMPR 過度表達(dá)，通路活化時(shí)間加長。當(dāng) BMP與受體結(jié)合后，BMPR2磷酸化 BMP1，活化的 I 型受體通過胞內(nèi)區(qū)段的絲氨酸/蘇氨酸激酶活性，磷酸化 R-Smad C 端的絲氨酸殘基，并將信號(hào)進(jìn)一步傳給細(xì)胞內(nèi)的 Smad，進(jìn)而影響細(xì)胞轉(zhuǎn)錄

35、及增殖。過度表達(dá)的TGF-調(diào)節(jié) CKI 的表達(dá)，影響細(xì)胞周期，同時(shí)，通過誘導(dǎo)一些轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，促進(jìn)了上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化。 細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制的核心是CDK和cyclin 形成復(fù)合物，引起關(guān)鍵的靶蛋白發(fā)生磷酸化，促進(jìn)細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期。當(dāng)形成碳煙CDK 復(fù)合體和碳煙cyclin復(fù)合體時(shí)，兩個(gè)結(jié)構(gòu)結(jié)合后，兩個(gè)中空膠囊狀碳煙形成結(jié)合結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)境內(nèi)游離的 CDK 和cyclin 減少。通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)，產(chǎn)生正常數(shù)量的兩種游離的蛋白，其與兩種碳煙復(fù)合體同時(shí)作用，形成超過正常數(shù)量的磷酸化，周期加快。 未受到生長因子刺激時(shí)，CKI 通過抑制 cyclinCDK 復(fù)合物的活性，使 Rb 保持去磷酸化狀態(tài)，去磷酸化

36、的 Rb 與 E2F 形成復(fù)合物，阻斷了 E2F 的轉(zhuǎn)錄活性。生長因子通過與其受體的作用，通過信號(hào)傳遞促進(jìn) cyclin 基因表達(dá)，cyclin 與相應(yīng)的 CDK 結(jié)合為激酶復(fù)合物對(duì) Rb 進(jìn)行磷酸化；磷酸化的 Rb 釋放 E2F，推進(jìn)細(xì)胞周期。同上文所述，當(dāng)形成碳煙生長因子復(fù)合體時(shí)，cyclin 基因過度表達(dá)，引起更多的 Rb 磷酸化，大量的 E2F 調(diào)控細(xì)胞周期。 存在的問題。當(dāng)形成碳煙CDK 和碳煙cyclin復(fù)合物后，生物活性集團(tuán)有多少能露在碳煙顆粒外面，引起靶蛋白磷酸化。 實(shí)驗(yàn) F：同實(shí)驗(yàn) D，利用熒光標(biāo)記的抗原抗體反應(yīng)探究碳煙對(duì)胞漿 CKI 含量的影響，若實(shí)驗(yàn)組少于對(duì)照組，則證明碳

37、煙抑制細(xì)胞周期抑制蛋白，細(xì)胞周期加快。 實(shí)驗(yàn) G：同實(shí)驗(yàn) B，利用熒光標(biāo)記的抗原抗體反應(yīng)及同位素標(biāo)記探究在碳煙影響下 BMPR 的磷酸化情況。2.3.7.碳煙與PKC PKC可通過兩種途徑參與基因表達(dá)的控制。一種途徑是蛋白激酶激活一個(gè)磷酸化的級(jí)聯(lián)系統(tǒng)，使MAP蛋白激酶磷酸化，磷酸化的MAP蛋白激酶將基因調(diào)節(jié)蛋白Elk-1磷酸化，使之激活。激活了Elk-1與SRE結(jié)合，然后與SRF共同調(diào)節(jié)基因表達(dá)。另一種途徑是蛋白激酶磷酸化并激活抑制蛋白I-B，釋放基因調(diào)節(jié)蛋白NF-B，使之進(jìn)入細(xì)胞核激活特定基因的轉(zhuǎn)錄。 PKC廣泛分布于多種組織、器官和細(xì)胞，靜止細(xì)胞中PKC主要存在于胞漿中，當(dāng)細(xì)胞受到刺激后，

38、PKC以Ca2+依賴的形式從胞漿中移位到細(xì)胞膜上，此為激活的標(biāo)志。PKC的活性依賴于鈣離子和磷脂的存在，由于DAG能增加PKC對(duì)底物親和力，所以只有DAG 的存在下，生理濃度的鈣離子才起作用。PIP2在磷脂酶-C作用下水解生成DAG和IP3。IP3促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)鈣離子的釋放，在激活PKC過程中與DAG起協(xié)同作用。 DAG，二酰甘油，一分子甘油與兩分子脂肪酸酯化形成的甘油酯，是一種小分子量的分子，與碳煙顆粒的分子量相比相差很大，與碳煙中空膠囊狀結(jié)構(gòu)有一定的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)，且具有一定的疏水性及靜電作用。從而，形成碳煙DAG 復(fù)合體，可能被碳煙完全包裹住，使得機(jī)體內(nèi)的游離的DAG 大量減少。由于穩(wěn)態(tài)的負(fù)反饋調(diào)

39、節(jié)，細(xì)胞產(chǎn)生正常數(shù)量的獨(dú)立DAG，進(jìn)而又形成碳煙DAG 復(fù)合體。由于 DAG 的分子量較小，結(jié)構(gòu)較簡單，導(dǎo)致DAG 數(shù)量的減少使得PKC 活性下降，從而影響了細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄，影響細(xì)胞分化和增殖。 存在的問題。第一，由于二者形狀結(jié)構(gòu)相差較大，碳煙對(duì) DAG 分子的包裹程度。第二，機(jī)體對(duì)碳煙DAG 復(fù)合體能否體現(xiàn) DAG 活性，且能否發(fā)現(xiàn)復(fù)合體的 DAG 活性。 實(shí)驗(yàn)H：探究碳煙對(duì)PKC活性的影響。同實(shí)驗(yàn) D，利用熒光標(biāo)記的抗原抗體反應(yīng)，檢測PKC的數(shù)量。若對(duì)照組數(shù)量高于實(shí)驗(yàn)組，則碳煙使活性 PKC數(shù)量減少，降低了 PKC 活性。3.碳煙與腫瘤發(fā)展的關(guān)系3.1.碳煙與腫瘤細(xì)胞血管生長的關(guān)系 由上文RT

40、K 信號(hào)通路的異?？芍?，碳煙可以使得腫瘤細(xì)胞的 EGFR 等過度表達(dá)，導(dǎo)致 VEGF 高表達(dá)。VEGF 是一種很強(qiáng)的有絲分裂原，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞移動(dòng)、增殖。同時(shí)，VEGF 可以改變血管內(nèi)皮細(xì)胞的基因表達(dá)方式，有利于新血管生成及延長血管內(nèi)皮細(xì)胞壽命。當(dāng) VEGF 與 VEGF-R 結(jié)合后，受體二聚化。若形成碳煙VEGF 復(fù)合體，同上文所述，配體受體復(fù)合物作用時(shí)間加長，下游信號(hào)持續(xù)激活，促進(jìn)血管的形成，增加血管的通透性，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入，有利于腫瘤細(xì)胞生長和增殖。（實(shí)驗(yàn)、問題同上文 RTK 通路）3.2.碳煙與腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)系 腫瘤細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)的促進(jìn)與抑制與碳煙形成的復(fù)合體有關(guān)。許多因子可以促使腫瘤細(xì)胞運(yùn)

41、動(dòng)，這些因子影響腫瘤細(xì)胞表面受體的分布，通過改變受體與配體間的結(jié)合密度來協(xié)調(diào)細(xì)胞的黏附與去黏附的周期過程，調(diào)節(jié)細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與基質(zhì)之間的黏合。首先，若碳煙與能刺激腫瘤細(xì)胞生長、運(yùn)動(dòng)和侵襲的因子形成復(fù)合體，可能持續(xù)激活下游。其次，如上文所述，腫瘤細(xì)胞的生長因子高表達(dá)。故，碳煙對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移是促進(jìn)作用的。關(guān)于 MMPs 對(duì) ECM 的降解作用。形成碳煙MMP 復(fù)合體，通過上文中所述機(jī)制，產(chǎn)生過量的 MMP，導(dǎo)致 ECM 的降解作用增強(qiáng)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。 存在的問題。碳煙與運(yùn)動(dòng)、侵襲的因子及 MMP復(fù)合體一系列問題（同上文碳煙EGF 復(fù)合體。4.碳煙與腫瘤細(xì)胞死亡的關(guān)系 在細(xì)胞凋亡的過程中，T

42、NF 及其受體家族在細(xì)胞凋亡中起到關(guān)鍵作用。如上文所述，碳煙通過與 TNF 形成復(fù)合體，使TNF 與腫瘤細(xì)胞作用時(shí)間加長，促進(jìn)了其凋亡。 同時(shí)，TNF 刺激，可誘導(dǎo)促壞死復(fù)合體 RIP1-RIP3的形成，從而活化多種壞死介質(zhì)。在 mTOR 通路中，碳煙對(duì)生長因子的影響導(dǎo)致激活持續(xù)活化，抑制了細(xì)胞凋亡；在細(xì)胞自噬機(jī)制下，mTOR活化抑制細(xì)胞自噬，使腫瘤細(xì)胞無法應(yīng)對(duì)代謝壓力而死亡，具有拮抗作用。5. 從物理學(xué)角度考慮腫瘤組織的形成5.1.量子糾纏對(duì)腫瘤組織的形成的作用 腫瘤的發(fā)生于原癌基因的表達(dá)有關(guān)。當(dāng)一個(gè)正常的原癌基因激活時(shí)，它就具備了轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞的能力。假設(shè)細(xì)胞內(nèi)存在不同的種類的量子狀態(tài)的結(jié)

43、構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)能控制細(xì)胞的一些功能。應(yīng)用量子糾纏理論，考慮這個(gè)量子態(tài)結(jié)構(gòu)控制的是否可能是基因。若在細(xì)胞中一種量子態(tài)的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)調(diào)控基因的選擇性表達(dá)及細(xì)胞分化。當(dāng)一個(gè)細(xì)胞的量子態(tài)結(jié)構(gòu)使其分化表達(dá)為 A 類細(xì)胞時(shí)，通過量子糾纏效應(yīng)，使與其糾纏的細(xì)胞也分化表達(dá)為 A 類細(xì)胞，從而形成由大量有特殊功能的細(xì)胞的組織，如上皮組織、結(jié)締組織等。于是，可以從這個(gè)角度討論一個(gè)腫瘤細(xì)胞通過其中的量子態(tài)結(jié)構(gòu)使另一個(gè)細(xì)胞的量子態(tài)結(jié)構(gòu)所控制的基因選擇性表達(dá)發(fā)生變化，從而使正常細(xì)胞的原癌基因表達(dá)，導(dǎo)致其變?yōu)槟[瘤細(xì)胞。5.2.電磁波對(duì)腫瘤組織的形成的作用 腫瘤可以說是一種細(xì)胞周期性疾病，其特征之一即為增殖迅速，由此使細(xì)胞

44、內(nèi)的蛋白質(zhì)、核苷酸、脂質(zhì)、無機(jī)鹽等含量及一些結(jié)構(gòu)與正常細(xì)胞不同。腫瘤細(xì)胞的僅由糖酵解作用釋放能量，使得與正常細(xì)胞的電子傳遞也不同。在細(xì)胞膜上的離子通道，會(huì)有相應(yīng)的離子電流；在蛋白質(zhì)分子和水中質(zhì)子沿氫鍵鏈或環(huán)的定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生質(zhì)子電流；電子在線粒體、DNA 上的遷移，也會(huì)產(chǎn)生磁性；生物組織內(nèi)中也有磁性的元素及化合物，幾種金屬都具有順磁性而這些物質(zhì)都具有自己不同的電磁特性。細(xì)胞內(nèi)的電性多以偶極子方式呈現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞內(nèi)部的某些場的強(qiáng)度、熱效應(yīng)等物理指標(biāo)與正常有區(qū)別。由此，在不斷不均勻變化的電場和磁場中，由細(xì)胞產(chǎn)生并發(fā)生了微弱的電磁波，其中由 DNA 的電子遷移引起的電磁效應(yīng)是較為重要的，其可能影響了基因的

45、選擇性表達(dá)，同理由正常細(xì)胞 A轉(zhuǎn)化的腫瘤細(xì)胞 A 的電磁波的各項(xiàng)指標(biāo)會(huì)變化。 在上皮組織中，若正常細(xì)胞內(nèi)的各物理量為a i，其表現(xiàn)了該細(xì)胞的生理狀態(tài)，由于正常上皮細(xì)胞功能相似，ai也是相似的，而由正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化生成的腫瘤細(xì)胞，由于發(fā)生惡性增殖的途徑不同，腫瘤細(xì)胞內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及化合物含量亦不同。則記腫瘤細(xì)胞的 各物理量為bij。當(dāng)兩種細(xì)胞發(fā)出電磁波時(shí)，發(fā)生干涉效應(yīng)，得到干涉后的電磁波的物理量不同于以前的兩個(gè)。同時(shí)，各個(gè)細(xì)胞也在接受從外界來的電磁波等物理信息，影響這細(xì)胞內(nèi)部生化反應(yīng)。因此，應(yīng)該對(duì)活性的正常生物組織、腫瘤組織及單個(gè)正常細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞的電磁特性做探測。主要研究分析的內(nèi)容有三點(diǎn)。(i=1,2,3