腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座

細(xì)胞信號傳導(dǎo)腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第1頁細(xì)胞信號傳導(dǎo)系統(tǒng)Cellsignalling

英國詩人JohnDonne:“Nomanisanisland”

Cell:Nocellisanisland腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第2頁ReferencesandrecommendedreadingsYoshikawaH,MatsubaraK,QianGS,JacksonP,GroopmanJD,ManningJE,HarrisCC,HermanJG.SOCS-1,anegativeregulatoroftheJAK/STATpathway,issilencedbymethylationinhumanhepatocellularcarcinomaandshowsgrowth-suppressionactivity.NatGenet.;28(1):29-35.

HanahanD,WeinbergRA.Thehallmarksofcancer.Cell.;100(1):57-70.

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TaipaleJ,BeachyPA.TheHedgehogandWntsignallingpathwaysincancer.Nature.;411(6835):349-54.

Blume-JensenP,HunterT.Oncogenickinasesignalling.Nature.;411(6835):355-65.腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第3頁一、細(xì)胞信號傳導(dǎo)基本概念和特征二、G蛋白偶聯(lián)受體和第二信使三、受體型酪氨酸激酶：第二種主要信號傳導(dǎo)路徑四、細(xì)胞信號傳導(dǎo)路徑之間關(guān)系五、其它細(xì)胞信號傳導(dǎo)路徑細(xì)胞信號傳導(dǎo)系統(tǒng)腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第4頁Nobelprizesawardedforresearchinsignaltransduction

L.H.Hartwell,R.T.Hunt,P.M.NurseM&PkeyregulatorsofthecellcycleS.Brenner,H.R.Horvitz,J.E.SulstonM&PApoptosis腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第5頁大多數(shù)細(xì)胞信號傳導(dǎo)系統(tǒng)包含：經(jīng)過質(zhì)膜上特異受體識別來自細(xì)胞外部各種刺激。將信號跨膜傳遞至胞質(zhì)表面。再將信號傳遞至位于質(zhì)膜內(nèi)表面或胞漿內(nèi)特殊效應(yīng)器分子，從而觸發(fā)細(xì)胞各種反應(yīng)?？赡馨虮硎靖淖?，酶活性轉(zhuǎn)換，細(xì)胞骨架重組裝，膜通透性改變，DNA合成激活，甚至細(xì)胞死亡等。外界刺激水平下降后，信號分子失活或解體，造成細(xì)胞反應(yīng)停頓。一、腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第6頁甾醇類激素作用于靶細(xì)胞是以融合擴(kuò)散方式經(jīng)過細(xì)胞膜，然后再與細(xì)胞內(nèi)部受體蛋白作用，轉(zhuǎn)變成一個(gè)有活性轉(zhuǎn)錄因子。一氧化氮(NO)這種細(xì)胞信使也是以擴(kuò)散方式經(jīng)過細(xì)胞膜。還有一個(gè)情況，信使分子與細(xì)胞表面受體結(jié)合直接激發(fā)細(xì)胞起反應(yīng)，而不是在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)刺激信號后再經(jīng)過一系列傳導(dǎo)過程觸發(fā)細(xì)胞起反應(yīng)，如神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿就是這種機(jī)制，當(dāng)它與骨骼肌細(xì)胞上對應(yīng)受體結(jié)合后，即開啟受體本身離子通道直接促發(fā)細(xì)胞反應(yīng)。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第7頁“細(xì)胞信號傳導(dǎo)”概念，可簡單概述為：細(xì)胞經(jīng)過將信號傳遞至細(xì)胞內(nèi)部來完成細(xì)胞對外界環(huán)境刺激所產(chǎn)生對應(yīng)反應(yīng)。

CellsignalingSignaltransduction

腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第8頁在信號傳導(dǎo)過程中，經(jīng)過加上或移去磷酸基團(tuán)從而改變下游一系列蛋白質(zhì)活性是信號傳導(dǎo)過程中一個(gè)最顯著特征。細(xì)胞信號傳導(dǎo)過程另外一個(gè)顯著特征是以GTP結(jié)合蛋白(GTP-bindingproteinsorGproteins)作為“開關(guān)”某種細(xì)胞活動與另外一些一樣需要GTP結(jié)合蛋白參加調(diào)控細(xì)胞活動過程相偶聯(lián)。ATPADPATPADPProteinkinase2Proteinphosphatase1Proteinphosphatase3ATPADPProteinphosphatase2PhosphateActiveproteinkinase3PhosphateRESPONSEInactiveproteinkinase1Activeproteinkinase1Inactiveproteinsubstrate(e.g.,transcriptionfactor)Activeproteinsubstrate(e.g.,capableofbindingtopromotersequenceInDNA)P1P1Inactiveproteinkinase3phosphateP1腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第9頁本節(jié)將重點(diǎn)討論下面兩種顯著不一樣信號傳導(dǎo)過程一個(gè)是配體與細(xì)胞膜表面上受體結(jié)合后，經(jīng)過激活GTP結(jié)合蛋白而傳導(dǎo)細(xì)胞信號另一個(gè)則是配體與受體結(jié)合后直接激活與受體相關(guān)酶活性而傳導(dǎo)細(xì)胞信號除此之外，還將扼要介紹另外幾個(gè)信號傳導(dǎo)路徑。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第10頁第二信使cAMP發(fā)覺

50年代中期

CaseWesternReserveUniversityEarlSutherland,etal.UniversityofWashingtonEdwinKrebsandEdmondFischer,etal.二、腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第11頁★盡管由cAMP引發(fā)快速反應(yīng)主要發(fā)生在胞漿內(nèi)，但細(xì)胞核及其基因也參加了該反應(yīng)?！顲REB(cAMPresponseelement-bindingprotein)轉(zhuǎn)錄因子磷酸化,磷酸化CREB結(jié)合到含有特殊核苷酸序列＿TGACGTCADNA位點(diǎn)上，這段特殊核苷酸序列被稱之為CRE(cAMP-regulatedenhancer)序列?！镌诟渭?xì)胞中，有好幾個(gè)酶參加了葡萄糖再生代謝路徑，結(jié)果發(fā)覺編碼這些酶基因都含有CREs序列。這么，高血糖素和腎上腺素不但激活了分解代謝中酶使糖原分解，而且它們也促進(jìn)了葡萄糖合成代謝路徑中相關(guān)合成酶轉(zhuǎn)錄。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第12頁HormonecAMPPKALevelofproteinphosphorylationincreasedLevelofproteinphosphorylationdecreasedActivePhosphatase-1InactivatedPhosphatase-1PActiveformofinhibitor-1Inactiveformofinhibitor-1P磷酸酶I(PhosphataseI)能夠移去各種磷酸化了酶分子上磷酸基因。如磷酸化了磷酸化酶激酶、糖原合成酶和磷酸化酶等。

除了放大功效外，級聯(lián)式反應(yīng)另外一個(gè)特點(diǎn)是該反應(yīng)鏈中每一個(gè)酶，不論是激酶或是磷酸酶，都是潛在控制細(xì)胞反應(yīng)調(diào)整點(diǎn)。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第13頁★

在不一樣組織細(xì)胞中，由不一樣種類激素(配體)刺激靶細(xì)胞產(chǎn)生cAMP將產(chǎn)生不一樣生理反應(yīng)。1.在肝臟中，腎上腺素刺激肝細(xì)胞產(chǎn)生cAMP并激活PKA后，將造成糖原分解；2.在腎臟中，加壓素刺激腎小管細(xì)胞產(chǎn)生cAMP并激活PKA后，將造成腎小管細(xì)胞膜對水滲透性下降；3.在甲狀腺中，促甲狀腺激素刺激甲狀腺細(xì)胞產(chǎn)生cAMP并激活PKA后，將造成甲狀腺激素分泌?！?/p>

即使是同一激素，在不一樣組織細(xì)胞中，盡管結(jié)合是同一受體，也能產(chǎn)生不一樣生理反應(yīng)。如腎上腺素，在肝細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞中，都是與類似-腎上腺素能受體結(jié)合，一樣產(chǎn)生也是cAMP，然而反應(yīng)卻是不一樣：肝細(xì)胞中糖原分解，脂肪細(xì)胞中甘油三酯分解，平滑肌細(xì)胞則產(chǎn)生松馳。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第14頁只有當(dāng)細(xì)胞外第一信使保持較高水平情況下，cAMP才會連續(xù)不停產(chǎn)生；當(dāng)細(xì)胞外第一信使?jié)舛认陆岛瓦@些第一信使分子從靶細(xì)胞膜上解離下來后，腺苷酸環(huán)化酶失活，cAMP濃度快速下降，胞漿中已經(jīng)存在那些cAMP分子迅即被腺核苷磷酸二酯酶降解，使反應(yīng)終止。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第15頁P(yáng)eceptorLigandNH2COOHGDPGProteinEffectoragb配體結(jié)合“口袋”是相當(dāng)特異兩種受體間不一樣點(diǎn)只在于受體細(xì)胞膜外表面配體結(jié)合“口袋”，這種配體結(jié)合“口袋”是相當(dāng)特異。不但兩種受體結(jié)構(gòu)非常相同，而且在受體和腺苷酸環(huán)化酶之間傳遞信息另外一個(gè)蛋白也是非常相同，這種受體和效應(yīng)器分子之間信息傳遞是由傳導(dǎo)系統(tǒng)中第三種成份來完成。這第三種成份就是異源三聚體G蛋白，因?yàn)樗芘c鳥苷酸(GTP或GDP)結(jié)合，故稱之為G蛋白。HeX.,etal.BBRC;;297(3):528腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第16頁在真核細(xì)胞中，經(jīng)過胞外刺激，受體與G蛋白之間發(fā)生功效聯(lián)絡(luò)并從而激發(fā)第二信使產(chǎn)生看來是一個(gè)普遍機(jī)制。從酵母到高等動植物，已經(jīng)發(fā)覺了一百各種不一樣G蛋白偶聯(lián)受體系統(tǒng)，這些受體系統(tǒng)分別接收各種不一樣配體刺激，如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、外激素(pheromones)、氣味分子(odorants)和光子(photons)等。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第17頁到當(dāng)前為止，各種G蛋白偶聯(lián)受體系統(tǒng)激活都有著相同時(shí)間秩序，能夠用下面描述來加以說明。1．經(jīng)過受體激活G蛋白2．G蛋白與效應(yīng)器分子之間信號傳輸3．跨膜產(chǎn)生信號反饋4．反應(yīng)中止腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第18頁有證據(jù)表明：大量不一樣配體包含激素、神經(jīng)遞質(zhì)和感覺刺激等在內(nèi)，都能夠經(jīng)過類似機(jī)制跨膜傳送信息，觸發(fā)各種各樣細(xì)胞反應(yīng)。在不一樣類型細(xì)胞中，cAMP經(jīng)過激活蛋白激酶后使不一樣蛋白底物磷酸化而引發(fā)各種各樣反應(yīng)。其特異性可能主要由位于信號傳導(dǎo)路徑“前端”(Frontend)不一樣受體和G蛋白所決定。對于一個(gè)給定配體，其受體會有幾個(gè)不一樣異構(gòu)體(Isoform)，這些異構(gòu)體對對應(yīng)配體有著不一樣親和力，同時(shí)對與其相關(guān)特定G蛋白也有著不一樣親和力。研究人員已經(jīng)分離到了9種不一樣腎上腺素能受體異構(gòu)體和15種不一樣5－羥色胺受體異構(gòu)體。這些受體不一樣異構(gòu)體可能共存在同一細(xì)胞質(zhì)膜中，也可能存在于不一樣類型靶細(xì)胞膜中。將信號從受體傳送至效應(yīng)器分子異源三聚體G蛋白也存在各種形式，最少有20種不一樣G亞基、5種不一樣G亞基和7種不一樣G亞基已經(jīng)被分離判定。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第19頁刺激型G蛋白(Stimulatory,aGsprotein)抑制型G蛋白(Inhibitory,aGiprotein)取決于亞基性質(zhì)。相同刺激在一個(gè)細(xì)胞中能夠激活Gs蛋白，而在另一個(gè)細(xì)胞中卻可能激活Gi蛋白。如肝細(xì)胞中，腎上腺素與－腎上腺素能受體結(jié)合，激活Gs蛋白，產(chǎn)生cAMP；相反，在平滑肌細(xì)胞中，腎上腺素與－腎上腺素能受體結(jié)合，激活Gi蛋白，抑制cAMP產(chǎn)生。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第20頁cAMP是第一個(gè)被發(fā)覺第二信使，由它觸發(fā)反應(yīng)至今仍在發(fā)覺當(dāng)中。除此之外，由G蛋白偶聯(lián)受體激活其它信號傳導(dǎo)路徑還有許多，我們將在下面章節(jié)中討論幾個(gè)例子。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第21頁神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿結(jié)合到血管平滑肌細(xì)胞表面時(shí)，引發(fā)血管收縮，使血管變狹窄；當(dāng)外來抗原結(jié)合到肥大細(xì)胞表面時(shí)，會引發(fā)細(xì)胞分泌組胺，從而引發(fā)變態(tài)反應(yīng)發(fā)生。這兩個(gè)反應(yīng)，一個(gè)造成收縮，另一個(gè)造成分泌，卻都是由一樣細(xì)胞信使引發(fā)。這種細(xì)胞信使是磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol,PI)衍生物，PI是細(xì)胞膜組份中一個(gè)較小分子，它不但是脂質(zhì)雙分子層結(jié)組成份，而且也是一系列主要調(diào)整分子前體。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第22頁當(dāng)乙酰膽堿結(jié)合到平滑肌細(xì)胞表面或抗原與肥大細(xì)胞結(jié)合時(shí)，結(jié)合了配體受體可激活異源三聚體G蛋白，該G蛋白接下來可激活效應(yīng)器分子磷脂酶C(PhospholipaseC,PLC)。磷脂酶C與腺苷酸環(huán)化酶相同，也位于細(xì)胞膜內(nèi)表面。磷脂酶C可水解PIP2成為肌醇1,4,5,－三磷酸(Inositol1,4,5-trisphosphate,IP3)和甘油二酯(diacylglycerol,DAG)，二者都在細(xì)胞信號傳導(dǎo)過程中起著主要作用。經(jīng)判定，由G蛋白激活磷脂酶C(PLC)是PLC，以區(qū)分于PLC異構(gòu)體，PLC是由受體型酪氨酸激酶所激活(見本節(jié)下文)。這兩種異構(gòu)體催化同一反應(yīng)，但有著不一樣性質(zhì)。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第23頁P(yáng)KC實(shí)際上是一個(gè)家系，有些可單獨(dú)被脂類形式第二信使(如DAG)激活，有些則需要在Ca2+作為其激活劑情況下才能被激活(酶名字中“C”即起源于此)。同PKA(被cAMP所激活)一樣，PKC也是一個(gè)多功效絲氨酸／蘇氨酸激酶，可將許多不一樣蛋白底物磷酸化。PKC在細(xì)胞生長與分化、細(xì)胞代謝和轉(zhuǎn)錄激活等細(xì)胞生命活動中起著非常主要作用，但大多數(shù)作用機(jī)制還不甚明了。PKC在細(xì)胞生長控制中所起主要調(diào)控作用，在對一個(gè)植物化合物佛波酯(Phorbolesters)研究中也得到了證實(shí)。Phorbolesters能夠激活各種正常培養(yǎng)細(xì)胞PKC功效，使細(xì)胞失去生長控制，暫時(shí)含有惡性細(xì)胞行為；當(dāng)佛波酯從培養(yǎng)基中移走后，細(xì)胞又回復(fù)到正常生長行為。與此相對照，已經(jīng)遺傳工程化、連續(xù)表示PKC細(xì)胞，經(jīng)過以上處理，在體外培養(yǎng)時(shí)將出現(xiàn)永久性惡性表型，并對易感裸鼠含有致瘤能力。PLC水解PIP2后生成DAG，它激活效應(yīng)器分子是蛋白激酶C(ProteinkinaseC,PKC)，它能夠?qū)械鞍追肿由辖z氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第24頁肌醇1,4,5-三磷酸(IP3)是一個(gè)小水溶性分子，能夠快速擴(kuò)散。在細(xì)胞膜中形成IP3分子擴(kuò)散進(jìn)胞漿，與光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面IP3特異受體結(jié)合。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是各種細(xì)胞鈣離子貯藏場所，其上面IP3受體不但僅是受體，而且也是四聚體Ca2+通道。IP3與受體結(jié)合后通道打開，Ca2+擴(kuò)散至胞漿，與各種靶分子結(jié)合，觸發(fā)特異性反應(yīng)發(fā)生。IP3作用是瞬間，因?yàn)樗芸炀捅幻附馐Щ?。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第25頁盡管鈣離子在結(jié)構(gòu)上與環(huán)核苷酸、肌醇磷酸等完全不一樣，而且也不是一個(gè)酶促反應(yīng)合成物質(zhì)分子，但卻和其它胞漿信使一樣也含有一樣主要作用。在正常情況下，胞漿內(nèi)鈣離子濃度是很低，大約10-7M。與此相對應(yīng)，在胞外空間或一些細(xì)胞器如光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)，鈣離子濃度將比正常胞漿鈣離子濃度高一萬倍。鈣離子在許多主要細(xì)胞生命活動中起著主要作用，包含細(xì)胞分裂、分泌、內(nèi)吞、受精、突觸傳遞、新陳代謝和細(xì)胞運(yùn)動。計(jì)算機(jī)成像技術(shù)鈣離子與熒光染料結(jié)合能顯示單細(xì)胞中游離鈣離子濃度時(shí)間上改變。

吞噬細(xì)胞，向環(huán)境中吞噬目標(biāo)靠近、移動并最終將它吞噬全過程中，鈣離子濃度在吞噬細(xì)胞一些區(qū)域內(nèi)將會有顯著性瞬間增加。鈣離子濃度在吞噬細(xì)胞中增加是為了調(diào)整細(xì)胞骨架改變，以滿足吞噬活動需要。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第26頁IP3受體和Ryanodine受體是細(xì)胞內(nèi)兩個(gè)主要Ca2+通道之一，因?yàn)镽yanodine受體對于植物性生物堿Ryanodine是敏感。在骨骼肌細(xì)胞中，伴隨T小管(Ttubule)動能傳來，Ryanodine受體將會從肌漿網(wǎng)中釋放出Ca2+。與IP3受體不一樣，Ryanodine受體型鈣離子通道能被許多試劑打開，鈣離子本身也是這些試劑中一個(gè)。當(dāng)有限鈣離子經(jīng)過質(zhì)膜上鈣離子通道進(jìn)入胞漿后，這些進(jìn)入胞漿鈣離子會誘使光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SER)上Ryanodine受體打開鈣離子通道，造成大量鈣離子進(jìn)入胞漿，這種現(xiàn)象叫做鈣離子誘導(dǎo)鈣離子釋放(Calcium-inducedcalciumrelease)，能夠快速產(chǎn)生瞬間鈣離子波并擴(kuò)散至胞漿。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第27頁最有名鈣波之一發(fā)生在精子與卵細(xì)胞膜接觸最初一分鐘和接下去受精過程中，突然升高鈣離子濃度是激發(fā)早期胚胎發(fā)育主要觸發(fā)器，包含激活細(xì)胞周期素依賴激酶(Cyclin-dependentkinase，CDK)，該激酶可驅(qū)使受精卵發(fā)生第一次有絲分裂。這個(gè)鈣離子波被認(rèn)為是由細(xì)胞膜內(nèi)表面合成第二信使cADPR(Cyclicadenosinediphosphateribose,cADPR)引發(fā)。cADPR擴(kuò)散至胞漿，促發(fā)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上Ryanodine受體型Ca2+通道打開。將非常微量cADPR注射進(jìn)一個(gè)未受精海膽(Seaurchin)卵細(xì)胞中，就能引發(fā)鈣離子釋放并激活該卵細(xì)胞。cADPR已經(jīng)被認(rèn)為是一個(gè)能在許多細(xì)胞中打開Ryanodine型Ca2+通道第二信使，如胰細(xì)胞，當(dāng)血糖濃度升高時(shí)，經(jīng)過該機(jī)制，可誘使胰島素分泌。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第28頁不像環(huán)核苷酸，經(jīng)過激活蛋白激酶所介導(dǎo)作用改變不大，鈣離子卻能影響細(xì)胞中許多效應(yīng)器分子，其中包含各種鈣離子依賴蛋白激酶。鈣離子濃度升高能夠激活或抑制傳輸系統(tǒng)和各種各樣酶活性，造成膜離子通透性發(fā)生改變、膜融合、細(xì)胞骨架重組和肌肉收縮。鈣離子通常不是以自由離子形式與各種靶蛋白分子發(fā)生作用，而是與一些鈣離子結(jié)合蛋白(Calcium-bindingprotein)結(jié)合后激發(fā)細(xì)胞反應(yīng)。如鈣調(diào)素(Calmodulin)就是鈣離子結(jié)合蛋白之一，是60年代末期在腦組織中發(fā)覺一個(gè)小分子多肽，在體內(nèi)廣泛分布。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第29頁一個(gè)鈣調(diào)素分子有四個(gè)鈣離子結(jié)合位點(diǎn)，當(dāng)它結(jié)合一個(gè)或一個(gè)以上鈣離子后，該蛋白構(gòu)象發(fā)生改變，使得其與許多蛋白質(zhì)分子親和力增加。在不一樣細(xì)胞中，鈣離子結(jié)合鈣調(diào)素復(fù)合物可能與蛋白激酶結(jié)合，也可能與環(huán)核苷磷酸二酯酶結(jié)合，或者與質(zhì)膜中鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)發(fā)生結(jié)合。鈣調(diào)素廣泛存在于植物、動物和真核微生物中，且有一樣氨基酸次序。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第30頁在前文中，我們從高血糖素和腎上腺素作用機(jī)制著手開始了信號傳導(dǎo)討論，這兩種激素作用結(jié)果使葡萄糖濃度得以升高，供各組織所需。胰島素作用于肝細(xì)胞和肌細(xì)胞，起動一系列與高血糖素／腎上腺素作用相反反應(yīng)，降低血流中葡萄糖并合成糖原。三、腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第31頁胰島素受體不但僅是一個(gè)結(jié)合配體蛋白，它也是一個(gè)酶－一個(gè)蛋白酪氨酸激酶(Proteintyrosinekinase)，能特異性在靶蛋白分子中酪氨酸殘基上加上一個(gè)磷酸基團(tuán)。酪氨酸激酶參加是細(xì)胞生長和分化早期調(diào)控，而不是細(xì)胞中間代謝調(diào)控。胰島素受體含有這種酪氨酸激酶活性，它也被稱之為受體型酪氨酸激酶(Receptortyrosinekinase,RTK)。已經(jīng)有50各種不一樣RTK得到分離判定。與含有7個(gè)跨膜單位G蛋白偶聯(lián)受體不一樣，每個(gè)RTK單聚體僅橫跨細(xì)胞膜一次。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第32頁胰島素受體是一個(gè)四聚體蛋白，由兩個(gè)多肽鏈和兩個(gè)多肽鏈組成。鏈位于細(xì)胞膜外表面，含有胰島素結(jié)合位點(diǎn)，而鏈則橫跨過膜，將信號跨膜傳送至膜內(nèi)表面。沒有結(jié)合胰島素時(shí)，受體酪氨酸激酶活性是失活；結(jié)合胰島素后，受體構(gòu)象發(fā)生改變，其酪氨酸激酶活性被激活，可將磷酸基團(tuán)特異性地加到a)其它亞基特異性酪氨酸殘基上，該反應(yīng)稱之為“自動磷酸化”(Autophosphorylation)；b)最少兩種底物蛋白分子多個(gè)特定酪氨酸殘基上。這兩種特定底物蛋白質(zhì)分子稱之為胰島素受體底物(Insulinreceptorsubstrates,IRSs)。磷酸化IRSs唯一功效就是結(jié)合并激活“下游”許多效應(yīng)器分子。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第33頁腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第34頁RTKs并不是將底物蛋白每一個(gè)酪氨酸殘基都磷酸化，它們僅將一些特殊氨基酸序列內(nèi)酪氨酸殘基磷酸化，這些序列稱之為“磷酸酪氨酸基序”(Phosphotyrosinemotifs)。參加受體型酪氨酸激酶介導(dǎo)信號傳導(dǎo)路徑許多蛋白都含有SH2功效域(Src-homologydomain)。該功效域?qū)τ诹姿崂野彼峄蚝懈哂H和力，而對于酪氨酸殘基沒有磷酸化對應(yīng)蛋白質(zhì)分子幾乎沒有親和力。當(dāng)IRS上磷酸酪氨酸基序被胰島素受體磷酸化后，IRS就會象磁鐵一樣結(jié)合到含有SH2功效域這種適當(dāng)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)效應(yīng)分子上。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第35頁胰島素受體一旦被激活，磷酸化IRS蛋白對于大量不一樣含有SH2功效域蛋白質(zhì)效應(yīng)分子起著“錨定位點(diǎn)”(Dockingsites)作用。每一個(gè)被激活蛋白質(zhì)效應(yīng)分子都引發(fā)一條獨(dú)立信號傳導(dǎo)路徑。結(jié)果是：胰島素與細(xì)胞表面結(jié)合后這種信息能夠沿著幾個(gè)不一樣獨(dú)立傳導(dǎo)路徑在細(xì)胞內(nèi)部傳遞開來。其中之一可能是刺激DNA合成和細(xì)胞分裂；另一個(gè)路徑可能是刺激葡萄糖轉(zhuǎn)導(dǎo)體向細(xì)胞膜運(yùn)動，方便向細(xì)胞內(nèi)輸入更多葡萄糖分子；還有一個(gè)路徑可能是造成轉(zhuǎn)錄因子激活，開放一系列胰島素特異基因；還有可能一個(gè)路徑是造成蛋白質(zhì)合成激活。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第36頁

一個(gè)研究得較為深入含有SH2功效域效應(yīng)分子是與IRS結(jié)合3－羥基磷脂酰肌醇激酶(Phosphatidylinositol3-hydroxykinase,PI(3)K)。PI(3)K催化反應(yīng)是：催化一個(gè)磷酸基團(tuán)加到磷脂酰肌醇(PI)糖環(huán)上3'－碳原子位置，該酶催化所得到產(chǎn)物包含PI－3，4－二磷酸和PI－3,4,5－三磷酸，它們是大量肌醇類細(xì)胞信使前體，在許多細(xì)胞中，含有各種各樣功效；更為主要是磷酸化PIs水平與靶細(xì)胞生長狀態(tài)改變親密相關(guān)，在胰島素誘導(dǎo)信號傳導(dǎo)路徑中已經(jīng)顯示出一些路徑能夠刺激細(xì)胞生長和增殖,相關(guān)刺激生長路徑下文將深入詳細(xì)討論。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第37頁許多細(xì)胞外因子都能與特異靶細(xì)胞表面RTKs相互作用，調(diào)整細(xì)胞各種功效。包含細(xì)胞生長和增殖、細(xì)胞分化、巨噬細(xì)胞活動中外源顆粒吞噬等。這些因子中研究得最為詳盡是激素如胰島素、生長激素和血液起源生長因子，后者中包含表皮生長因子(Epidermalgrowthfactor,EGF)、血小板衍生生長因子(Platelet-derivedgrowthfactor,PDGF)、纖維細(xì)胞生長因子(Fibroblastgrowthfactor,FGF)和細(xì)胞因子(Cytokins)。細(xì)胞因子是一類由免疫細(xì)胞分泌后誘導(dǎo)其它免疫細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)一類因子，如干擾素(Interferons,INFs)和白細(xì)胞介素(Interleukins,ILs)。全部這些因子都是經(jīng)過激活RTK后經(jīng)信號傳導(dǎo)路徑發(fā)揮其作用。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第38頁不一樣于胰島素受體，大多數(shù)RTKs在非活化細(xì)胞中是以單體形式存在，只有當(dāng)配體與RTK單體結(jié)合后，這種與配體結(jié)合單體才與另一個(gè)RTK單體相互作用形成二聚體。

這種RTK多肽二聚體化激活了它們酪氨酸激酶活性，造成其中一個(gè)亞基將另外一個(gè)亞基位于胞漿區(qū)域內(nèi)大量酪氨酸殘基磷酸化。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第39頁盡管G蛋白和RTK信號傳導(dǎo)路徑經(jīng)過不一樣機(jī)制起作用，它們之間存在著大量類似共同點(diǎn)。在G蛋白路徑中，G蛋白構(gòu)象改變是將信號傳導(dǎo)至細(xì)胞內(nèi)部分子開關(guān)，一樣在RTK路徑中，酪氨酸磷酸化也起著相同作用。就象腺苷酸環(huán)化酶或磷脂酶C是G蛋白偶聯(lián)受體效應(yīng)分子一樣，含有SH2功效域蛋白質(zhì)也能夠看作是RTKs效應(yīng)分子。既然不一樣細(xì)胞可能含有含有相同SH2功效域不一樣效應(yīng)器分子，同一配體就能夠在不一樣靶細(xì)胞中觸發(fā)不一樣反應(yīng)。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第40頁

Ras最初是作為一個(gè)病毒性癌基因而被發(fā)覺。攜帶有該Ras基因一些腫瘤病毒能使轉(zhuǎn)化細(xì)胞從正常狀態(tài)向惡性狀態(tài)轉(zhuǎn)變。隨即研究顯示，象其它癌基因一樣，Ras也存在于包含人體在內(nèi)動物正?；蚪M中。八十年代早期，從幾個(gè)人類腫瘤抽提出來DNA中發(fā)覺了一個(gè)突變型Ras，將其導(dǎo)入一些培養(yǎng)中細(xì)胞，這種突變型Ras基因可使細(xì)胞向惡性腫瘤方向發(fā)生轉(zhuǎn)化，提醒該Ras基因突變可使細(xì)胞失去正常生長控制。以后研究發(fā)覺，在全部些人類腫瘤中，約有30－40%腫瘤存在著Ras基因突變。因?yàn)樵摶蛟谌祟惸[瘤發(fā)生中主要性，許多科學(xué)家都把注意力集中到揭示Ras基因產(chǎn)物作用機(jī)制上。直到最近幾年才逐步揭示出Ras基因產(chǎn)物作用機(jī)制。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第41頁Ras是一個(gè)小分子單聚體G蛋白，位于質(zhì)膜內(nèi)表面，它在各種細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)路徑中起著非常主要作用。象其它G蛋白一樣，Ras循環(huán)也在GDP結(jié)合非活性形式和GTP結(jié)合活性形式之間進(jìn)行。Ras活性形式，能夠激活信號傳導(dǎo)路徑中位于其下游效應(yīng)分子。也和其它G蛋白一樣，Ras也含有內(nèi)在GTPase活性，將結(jié)合在其上GTP水解成為GDP，其作用就象一個(gè)開頭，關(guān)閉了Ras蛋白活性。造成腫瘤形成Ras基因突變可使Ras蛋白失去GTase活性。其結(jié)果是：Ras突變產(chǎn)物在細(xì)胞中一直處于活性狀態(tài)，沿著信號傳導(dǎo)路徑連續(xù)將信號傳遞至下游，使細(xì)胞一直處于增殖狀態(tài)。另外，也發(fā)覺一個(gè)Ras基因突變產(chǎn)物不能結(jié)合GTP，造成細(xì)胞不能分裂。Ras被認(rèn)為參加了細(xì)胞內(nèi)各種不一樣信號傳導(dǎo)路徑，是這些信號傳導(dǎo)路徑聚焦點(diǎn)。在將信號從細(xì)胞膜外傳遞至細(xì)胞核過程中，Ras蛋白起著非常主要作用。整個(gè)過程開始于生長因子（如EGF或PDFG）等與各自受體細(xì)胞外功效域結(jié)合。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第42頁一個(gè)情況下，Ras代表一個(gè)特殊蛋白－指Ras基因產(chǎn)物。另一個(gè)情況下，Ras代表一個(gè)小分子GTP結(jié)合蛋白同源性超家族，該家族最少有50個(gè)以上由不一樣基因編碼組員。這些基因中一部份所編碼蛋白(如最初Rho亞家系)是信號從質(zhì)膜受體向細(xì)胞骨架傳遞過程中主要組員，最終可使肌動纖維排列發(fā)生改變，從而影響細(xì)胞形態(tài)、運(yùn)動和粘附特征。如將Rho蛋白注射入培養(yǎng)中纖維母細(xì)胞，可影響其細(xì)胞骨架重排。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第43頁生長因子與RTK結(jié)合后，RTK胞漿部分由自動磷酸化反應(yīng)生成磷酸酪氨酸就成為了一個(gè)被稱之為Grb2(Growthfactorreceptorbindingprotein)SH2底物蛋白分子結(jié)合點(diǎn)，然后Grb2在另一個(gè)叫做Sos(Sonofsevenless)蛋白幫助下結(jié)合到細(xì)胞膜內(nèi)表面，從這里開始Ras蛋白就參加進(jìn)來了。在一個(gè)未激活細(xì)胞內(nèi)，Ras與GDP保持結(jié)合狀態(tài)；當(dāng)配體與RTK結(jié)合后，吸引Grb2-Sos到細(xì)胞膜內(nèi)表面，Sos蛋白與Ras蛋白結(jié)合，使GDP從Ras蛋白上脫離，由GTP取代，造成Ras蛋白被激活。Ras－GTP是最基本也可能是唯一功效就是吸引另外一個(gè)叫做Raf蛋白與之一同結(jié)合到質(zhì)膜上。Raf蛋白一旦定位在質(zhì)膜上，就變成了一個(gè)有活性蛋白激酶，激發(fā)一個(gè)稱之為MAP(Mitogen-activatedprotein)激酶級聯(lián)式反應(yīng)。MAP激酶級聯(lián)式反應(yīng)與葡萄糖總動員中由cAMP觸發(fā)級聯(lián)式反應(yīng)相同，不過它更復(fù)雜。級聯(lián)式反應(yīng)中最終一個(gè)蛋白激酶MAPK(MAPkinase)進(jìn)入到細(xì)胞核，將特異轉(zhuǎn)錄因子磷酸化。這些被激活轉(zhuǎn)錄因子可與被稱之為血清反應(yīng)元件(Serumresponseelement,SRE)特異DNA序列結(jié)合。之所以稱之為血清反應(yīng)元件是因?yàn)樗鼈兛捎蓙碜匝逯猩L因子所傳導(dǎo)信號所激活。這幾個(gè)基因所編碼蛋白被認(rèn)為在細(xì)胞周期激活中起著主要作用，最終可起動DNA合成，造成細(xì)胞分裂。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第44頁細(xì)胞核并不是MAP激酶級聯(lián)式反應(yīng)唯一靶向地，最近研究表明另一個(gè)靶向物是胞漿蛋白PHAS-1。PHAS-1非磷酸化狀態(tài)，可與關(guān)鍵性起動因子之一eIF4E結(jié)合。在真核細(xì)胞中，eIF4E可使核糖體錨定到mRNA分子上，開始蛋白質(zhì)合成。當(dāng)PHAS-1與該起動因子結(jié)合后，該因子就不能在蛋白質(zhì)合成中發(fā)揮它作用。在激活狀態(tài)下，MAP激酶使PHAS-1磷酸化，其構(gòu)象會發(fā)生改變，使其失去結(jié)合eIF4E能力；換言之，也就是使得該起動因子在翻譯過程中能夠發(fā)揮它作用。由此能夠看出，在靶細(xì)胞中，MAP激酶級聯(lián)式反應(yīng)在轉(zhuǎn)錄和翻譯調(diào)控上都起著主要作用。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第45頁

上文描述相關(guān)致有絲分裂因子信號傳導(dǎo)路徑是一個(gè)直接從細(xì)胞表面受體到細(xì)胞核中DNA“直線”路徑，盡管對于一條特定信號傳導(dǎo)路徑，這是僅有通路，但它不是該傳導(dǎo)路徑激活RTK后從細(xì)胞表面開始傳遞信號可能選擇唯一路徑。研究表明信號在細(xì)胞內(nèi)部傳遞是相當(dāng)復(fù)雜，如：許多不相關(guān)生長因子，經(jīng)過與各自受體結(jié)合，最終都能激活同一個(gè)效應(yīng)器分子，如Ras或MAP激酶。同一個(gè)配體如EGF或胰島素能夠激活各種不一樣效應(yīng)器分子，使細(xì)胞產(chǎn)生各種不一樣反應(yīng)。信號能夠在不一樣傳導(dǎo)路徑間交互傳遞(Crosstalk)。四、腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第46頁(一)趨同信號傳導(dǎo)(Convergentsignaling)最近一個(gè)最有趣信號傳導(dǎo)路徑趨同例子在胰島素反應(yīng)研究中被發(fā)覺。胰島素與其受體結(jié)合，觸發(fā)胰島素受體底物磷酸化，激活PI(3)K；同時(shí)胰島素也激發(fā)細(xì)胞其它反應(yīng)，包含蛋白質(zhì)合成激活和刺激生長。胰島素受體底物磷酸化產(chǎn)生一個(gè)Grb2“錨點(diǎn)”(Dockingsite)，含有一樣SH2功效域蛋白質(zhì)也能夠與磷酸化EGF或PDGF受體結(jié)合。由此能夠看出，三種不一樣配體(胰島素、表皮生長因子和血小板衍生生長因子)與其受體結(jié)合后起動信號傳導(dǎo)路徑可共同沿著激活Ras和MAP激酶級聯(lián)式反應(yīng)路徑傳導(dǎo)下去，在靶細(xì)胞中，造成相同相關(guān)促進(jìn)生長基因轉(zhuǎn)錄和翻譯。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第47頁(二)趨異信號傳導(dǎo)(divergentsignaling)在上文中曾講過EGF或PDGF與其受體結(jié)合后可造成受體本身磷酸化，吸引含有SH2功效域Grb2蛋白與質(zhì)膜上受體胞漿部分結(jié)合。Grb2不是唯一含有可與磷酸酪氨酸基序結(jié)合SH2功效域蛋白；另外，最少還存在著二種其它SH2蛋白，即PI(3)K和PLC，也能與這些受體結(jié)合，經(jīng)相互作用而被激活。這兩種酶與相關(guān)刺激間相互關(guān)系前面已經(jīng)有所討論。PI(3)K是一個(gè)對磷脂酰肌醇(PI)磷酸化酶，而PLC是一個(gè)將磷酸化磷脂酰肌醇水解成IP3和DAG兩種第二信使酶。這兩種酶位于各自信號傳導(dǎo)路徑上游。EGF或PDGF與各自受體結(jié)合后不但能夠沿著Ras-MAP激酶路徑傳遞信號，而且也能沿著由磷酸化肌醇觸發(fā)路徑傳導(dǎo)信號。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第48頁(三)信號傳導(dǎo)路徑間交互作用審閱一下前面描述過那些信號傳導(dǎo)路徑，似乎每一條路徑都是直線型傳遞鏈。實(shí)事上，信息流在細(xì)胞內(nèi)流動更象一個(gè)相互作用網(wǎng)絡(luò)。這條信息傳遞鏈生成產(chǎn)物也能參加到另一條信息傳遞鏈中。對細(xì)胞內(nèi)信息傳遞鏈了解得越多，就會發(fā)覺信息傳導(dǎo)路徑間交互作用(Crosstalk)現(xiàn)象就越多。這里不打算將細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)路徑中交互作用全部方式都?xì)w類出來，只列舉cAMP參加作用幾個(gè)例子來說明交互作用主要性。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第49頁人們對于細(xì)胞外配體與G蛋白偶聯(lián)受體或受體型酪氨酸激酶相互作用后所起動兩種細(xì)胞信號傳導(dǎo)路徑已經(jīng)進(jìn)行了較為詳盡研究。除此之外，還發(fā)覺了大量將細(xì)胞外信號傳至細(xì)胞內(nèi)部其它通路，其中少數(shù)比較主要傳導(dǎo)路徑將在下面略加討論。五、腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第50頁發(fā)覺背景1985年，人們發(fā)覺了一個(gè)缺乏巨噬細(xì)胞突變小鼠，這種小鼠對異常細(xì)胞或細(xì)菌沒有吞噬能力，在氮代謝上也出現(xiàn)異常。正常小鼠伴隨細(xì)菌感染和炎癥發(fā)生會伴伴隨尿中氮排泄增加，不過這種現(xiàn)象在突變小鼠是不存在。以后發(fā)覺正常巨噬細(xì)胞在培養(yǎng)過程中，其吞噬活動依賴于培養(yǎng)基中精氨酸，缺乏這種氨基酸，巨噬細(xì)胞就不能吞噬外來物；很快就發(fā)覺精氨酸是一氧化氮合成酶底物，在精氨酸氧化代謝過程中產(chǎn)生一氧化氮。該一氧化氮起著細(xì)胞內(nèi)信使作用，刺激細(xì)胞吞噬活動。炎癥期間，因?yàn)榫奘杉?xì)胞主動參加廣泛吞噬活動，有大量一氧化氮生成，一氧化氮降解代謝產(chǎn)生大量氮源，這就很好地解釋了為何會有大量氮出現(xiàn)在該動物尿中。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第51頁血管內(nèi)皮細(xì)胞生成NO就是其對支配血管自主性神經(jīng)所釋放乙酰膽堿反應(yīng)。乙酰膽堿與內(nèi)皮細(xì)胞表面結(jié)合，產(chǎn)生一個(gè)使胞漿內(nèi)Ca2＋濃度升高信號，激活NO合成酶，在內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)生成NO跨細(xì)胞膜擴(kuò)散至相鄰平滑肌細(xì)胞，在這里NO激活鳥苷酸環(huán)化酶(Guanylylcyclase)，催化合成cGMP，cGMP觸發(fā)反應(yīng)是造成肌肉松馳，緊接著血管膨脹。NO介導(dǎo)血管膨脹機(jī)制發(fā)覺很好地解釋了硝酸甘油作用機(jī)制。硝酸甘油用于治療心臟血供不足造成心絞痛已經(jīng)有若干年，硝酸甘油在體內(nèi)降解產(chǎn)生NO，可刺激心臟周圍血管平滑肌松馳，促使血液回流心臟。大多數(shù)研究者認(rèn)為身體內(nèi)生成NO是決定人血壓高低主要原因。在腦和支配各種周圍器官脊神經(jīng)一些區(qū)域內(nèi)，發(fā)覺其中神經(jīng)細(xì)胞含有高濃度NO合成酶，在這些神經(jīng)細(xì)胞中生成NO被認(rèn)為起著神經(jīng)遞質(zhì)作用，可在靶細(xì)胞內(nèi)引發(fā)特異性反應(yīng)，包含腸平滑肌蠕動、收縮、陰莖勃起時(shí)充血反應(yīng)等。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第52頁對NO合成酶研究結(jié)果啟發(fā)了研究人員著手開展對血紅素氧合酶研究。血紅素氧合酶催化血紅蛋白中血紅素降解，血紅蛋白是由衰老死亡血細(xì)胞產(chǎn)生。人們發(fā)覺血紅素氧合酶在一些神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)也有很高水平，它們并不是起著對血紅素進(jìn)行降解作用。神經(jīng)系統(tǒng)中血紅素氧合酶催化生成產(chǎn)物之一是一氧化碳(CO)，與NO一樣，CO也是空氣中有毒污染物。有越來越多證據(jù)表明CO起著化學(xué)信使作用，在靶細(xì)胞中刺激產(chǎn)生cGMP。CO在神經(jīng)功效中起作用證據(jù)起源于對嗅覺神經(jīng)元研究，嗅覺神經(jīng)元在氣味分子刺激下，生成CO，cGMP水平也顯著升高。當(dāng)用抑制血紅素氧合酶藥品處理動物時(shí)，嗅覺神經(jīng)元中cGMP升高將被阻斷。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第53頁非溶性物質(zhì)非細(xì)胞物質(zhì)如基底膜(Basementmembrane)其它細(xì)胞表面。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第54頁整合素(Integrin)是細(xì)胞和外界物質(zhì)、細(xì)胞和細(xì)胞之間接觸點(diǎn)上二聚體膜蛋白受體。在一個(gè)生長個(gè)體中，有證據(jù)顯示整合素細(xì)胞外功效域與細(xì)胞外配體如細(xì)胞外基質(zhì)中纖維結(jié)合素(Fibronectin)之間存在著相互作用，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)造成Ca2＋釋放進(jìn)胞質(zhì)信號，增加肌醇類第二信使合成和細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸化水平，最終造成基因表示發(fā)生改變。局部粘附性激酶(Focaladhesionkinase,FAK)是在這些改變中起作用效應(yīng)器分子之一，它是一個(gè)酪氨酸蛋白激酶。之所以叫這個(gè)名字，是因?yàn)樗诰植空掣絽^(qū)域內(nèi)濃度集中，尤其是在細(xì)胞接觸位點(diǎn)質(zhì)膜內(nèi)表面。在由整合素介導(dǎo)細(xì)胞骨架重組反應(yīng)中，F(xiàn)AK起著效應(yīng)分子作用，細(xì)胞骨架重組影響到細(xì)胞生長和行為表現(xiàn)。如大鼠成纖維細(xì)胞與培養(yǎng)皿接觸時(shí)其細(xì)胞膜表面下就展現(xiàn)出局部粘附反應(yīng)。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第55頁FAK也已經(jīng)被認(rèn)為是觸發(fā)血小板聚集反應(yīng)效應(yīng)分子。血小板是血中存在一個(gè)無核細(xì)胞，負(fù)責(zé)血管受傷部分止血。血小板經(jīng)過其表面與一些血液中蛋白如纖維蛋白原(Fibrinogen)接觸而刺激血小板聚集。有證據(jù)表明纖維蛋白原與血小板質(zhì)膜上整合素細(xì)胞外功效域結(jié)合，經(jīng)過跨膜信號傳遞激活胞漿內(nèi)FAK分子，使得參加血小板聚集反應(yīng)一系列胞漿蛋白磷酸化。這也解釋了Glanzmann's血小板機(jī)能不全患者其血小板上因?yàn)槿狈φ纤囟荒鼙焕w維蛋白原激活，從而造成疾病發(fā)生。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第56頁蛋白磷酸化是一個(gè)重復(fù)可逆修飾過程，由蛋白激酶加上去磷酸基因能夠由蛋白磷酸酶除去，所以，激酶和磷酸酶在它們底物上含有相反作用效果。當(dāng)磷酸化激活該底物時(shí)，去磷酸化則使它失活；反過來也一樣。與蛋白激酶一樣，一些磷酸酶也是多功效，能夠從許多不一樣蛋白質(zhì)上移去磷酸基團(tuán)。然而有一些磷酸酶卻是相當(dāng)特異，僅能夠從一、兩種底物分子上移走磷酸基團(tuán)。與激酶一樣，大多數(shù)磷酸酶要么從絲氨酸／蘇氨酸殘基上移走磷酸基團(tuán)，要么從酪氨酸殘基上移走磷酸基團(tuán)，但不會同時(shí)含有從絲氨酸／蘇氨酸和酪氨酸殘基上移走磷酸基團(tuán)功效。然而，少數(shù)已知雙重特異性磷酸酶卻能夠從這三種氨基酸殘基上移走磷酸基團(tuán)。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第57頁以上全部這些蛋白磷酸酶都是可溶性胞漿酶。另外一類新發(fā)覺磷酸酶，它們橫跨質(zhì)膜，行使著細(xì)胞表面受體作用，參加細(xì)胞信號傳導(dǎo)和細(xì)胞粘附，這些分子稱作為受體樣蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶(Receptorlikeproteintyrosinephosphatases,RPTPs)。RPTPs作為細(xì)胞粘附分子作用，能夠用試驗(yàn)來證實(shí)。RPTP是RPTPs分子中一個(gè)，將其基因?qū)胪ǔＧ闆r下相互間沒有粘附特征昆蟲細(xì)胞，因?yàn)樵摶驅(qū)牒?，其表面產(chǎn)物出現(xiàn)在細(xì)胞膜上，經(jīng)過細(xì)胞膜上RPTPs分子與鄰近細(xì)胞發(fā)生特異相互作用而聚集在一起，造成這些轉(zhuǎn)化了細(xì)胞聚集成簇。該試驗(yàn)提醒RPTPs起著細(xì)胞粘附分子作用。RPTPs細(xì)胞外部份含有與其它細(xì)胞粘附分子(如Fibronectin)相同功效域，在細(xì)胞粘附和跨膜信號傳導(dǎo)過程中，RPTPs分子起著直接聯(lián)絡(luò)作用。腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第58頁以下事件發(fā)生在全部胚胎發(fā)育過程中：

1.

中樞神經(jīng)系統(tǒng)之外朝向靶器官發(fā)育神經(jīng)元生長超出了支配該器官需要；2.

T淋巴細(xì)胞(負(fù)責(zé)殺傷異常和感染細(xì)胞免疫細(xì)胞)產(chǎn)生過程中出現(xiàn)了那些有能力攻擊本身正常細(xì)胞T淋巴細(xì)胞；3.

人類手早期形狀類似魚鰭，在以后將要成為手指組織之間沒有任何空間。上面任何一個(gè)情況，細(xì)胞已不再為生物體所需(如過多神經(jīng)元細(xì)胞和手指縫之間細(xì)胞)或細(xì)胞含有傷害本身個(gè)體能力(如T淋巴細(xì)胞)時(shí)，這些細(xì)胞將經(jīng)歷稱之為細(xì)胞凋亡過程而發(fā)生死亡。不象組織意外受傷時(shí)出現(xiàn)細(xì)胞死亡(這種死亡稱之為壞死)，凋亡是一個(gè)有序程序性細(xì)胞死亡。其過程大致為細(xì)胞接收到某種信號，從而起動一個(gè)造成細(xì)胞死亡正常反應(yīng)。凋亡過程中需要激活一系列特異基因，這些基因經(jīng)過影響細(xì)胞周圍環(huán)境而造成細(xì)胞死亡。細(xì)胞凋亡特征是細(xì)胞和細(xì)胞核濃縮，在特定DNA內(nèi)切酶作用下，染色質(zhì)被有序切成小片段，并快速地被巨噬細(xì)胞將正在凋亡細(xì)胞吞噬。象上面例子中提到那樣，凋亡通常發(fā)生在胚胎發(fā)育過程中，但也發(fā)生在成年組織中。對于摧毀身體中那些將要發(fā)展成惡性腫瘤細(xì)胞，誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡含有尤其主要意義。在沒有雄激素睪酮存在情況下，前列腺內(nèi)皮細(xì)胞將發(fā)生凋亡，這就是為何已經(jīng)廣泛擴(kuò)散到其它組織前列腺癌能夠用干擾睪酮產(chǎn)生藥品來治療機(jī)理。

腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第59頁Bcl-2/adenovirusE1B19kDInteractingProteinLikeBNIPLBNIP-2:(BoydJM,etal.Cell,1994):Pro-apoptoticgeneBNIPL:68%positive(43%identity)withBNIP-2Aschematicdiagramshowingtheapproximatelocationsoftheexonsandthesplicingarrangementofthe5’endsofBNIPL_v1andBNIPL_v2.

腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第60頁TwoyeasthybridassayofBNIPLinteractingproteins腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第61頁

BNIPLcdc42GAP、Bcl2anditselfinteractionPull-downAssay腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第62頁InterferingeffectsofBNIPLtoGAPactivityofCdc42GAPtowardCdc42-----0.522----0.521----0.52-2---0.52-1---0.52--11-0.52--0.50.5-0.52--2--0.52--1--0.52----BNIPL_v2DBCH----BNIPL_v1DBCH----BNIPL_v221--BNIPL_v1--1-BSA-Cdc42GAP2222Cdc42-----0.522----0.521----0.52-2---0.52-1---0.52--11-0.52--0.50.5-0.52--2--0.52--1--0.52----BNIPL_v2DBCH----BNIPL_v1DBCH----BNIPL_v221--BNIPL_v1--1-BSA-Cdc42GAP2222Cdc42(mg)100806040200Cdc42GTPaseactivity(%)BasiccontrolGAPcontrolBSABNIPL_v1BNIPL_v2BNIPL_v1+BNIPL_v2BNIPL_v1DBCHBNIPL_v2DBCH1μg2μg1g2g腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第63頁Bcl-2Cdc42GAPBNIPLBNIPLModeofBNIPproteininteraction腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第64頁BNIPLinduceshumanhepatoma7402cellapoptosis腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第65頁QinWX,etal.IdentificationofageneencodingBNIPL,alinkerproteininteractswithBcl-2andCdc42GAP(Submitted).腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第66頁NormalcoloncellIncreasedcellgrowthEarlystageadenomaIntrmediatestageadenomaLatestageadenomaCarcinomaMetastasisAPCgenelossDNAlosesmethylgroupsrasgenemutationDCCgenelossp53genelossOthergenelossesOneofavarietyofpossiblesequencesofgeneticchangesinacelllineagethatcanleadtothedevelopmentofColoncancer.腫瘤分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識專家講座第67頁