腫瘤的侵襲轉移機制演示文稿

腫瘤的侵襲轉移機制演示文稿當前第1頁\共有90頁\編于星期日\13點惡性腫瘤為什么會侵襲與轉移？過程中有無標記？能否預防？問題解答最終將是從腫瘤轉移的分子機制中尋找。瘤細胞侵襲轉移的過程是瘤細胞與宿主細胞之間相互作用的連續(xù)過程，這個過程是復雜、多步驟的。1當前第2頁\共有90頁\編于星期日\13點腫瘤轉移(tumormetastasis)是指腫瘤細胞脫離原發(fā)生長部位,通過各種途徑的轉運,在機體內遠離原發(fā)部位的器官/組織繼續(xù)增殖生長,形成同樣性質腫瘤(轉移瘤)的過程.在原發(fā)部位生長的腫瘤稱為原發(fā)瘤（primarytumor）,在遠隔部位生長的腫瘤稱為轉移瘤(metastatictumor).腫瘤轉移是惡性腫瘤最顯著的生物學特性之一,是臨床腫瘤病人的主要死因.2當前第3頁\共有90頁\編于星期日\13點瘤細胞轉移步驟：①腫瘤細胞同質型粘附降低，從原發(fā)灶脫離；②腫瘤細胞與細胞外基質（ECM）發(fā)生異質型粘附增加；③ECM降解；腫瘤細胞與ECM中大分子作用，分泌蛋白降解酶類降解ECM成分，形成腫瘤細胞移動的通道，并以此為誘導血管生成的基礎；④腫瘤細胞運動性增強在粘附降解的過程中移動，穿透ECM，并穿透血管壁的基底膜進入循環(huán)；⑤在循環(huán)中運行逃避免疫系統(tǒng)識別與破壞；⑥到達繼發(fā)部位后，在有新生血管形成的前提下增殖，形成轉移灶。3當前第4頁\共有90頁\編于星期日\13點4當前第5頁\共有90頁\編于星期日\13點腫瘤轉移的主要途徑淋巴道轉移：淋巴道轉移是癌轉移的重要途徑，少數(shù)肉瘤如滑膜肉瘤、惡性纖維組織細胞瘤也可發(fā)生淋巴道轉移。淋巴道轉移與淋巴引流的方向相同，但少數(shù)情況下也可發(fā)生跳躍轉移或逆行轉移。瘤細胞侵入淋巴管，隨引流淋巴液進入局部淋巴結，先聚集在淋巴結邊緣竇，逐漸累及破壞整個淋巴結，并可進一步轉移到下一站引流淋巴結，最終經(jīng)胸導管進入體循環(huán)。受累的淋巴結腫大、變硬、互相粘連成團，切面灰白而干燥。顯微鏡下淋巴結結構被破壞，出現(xiàn)數(shù)量不等的腫瘤細胞，嚴重者整個淋巴結被腫瘤組織取代。5當前第6頁\共有90頁\編于星期日\13點6血道轉移：血道轉移是肉瘤轉移的重要途徑，部分癌如腎細胞癌、肝細胞癌、肺癌以及其它癌的晚期也發(fā)生血道轉移。肝、肺是兩個血道轉移的主要靶器官。種植性轉移：體腔內器官的腫瘤累及到器官的表面時，瘤細胞可脫落并種植到體腔各器官的表面，形成種植性轉移瘤。腹腔、胸腔最常受累，心包腔、蛛網(wǎng)膜下腔亦可受累。常在漿膜面形成多數(shù)轉移結節(jié)，很少侵入器官的深層，并常伴血性積液，積液內可查到腫瘤細胞。當前第7頁\共有90頁\編于星期日\13點第一節(jié)瘤細胞同質型粘附下降

同質型（homotypic）粘附是指同種細胞間的粘附，主要由存在于細胞表面的粘附分子（celladhesionmoleculeCAM）所介導。同質型粘附下降，促進腫瘤細胞從瘤體上脫落，所以CAM在腫瘤浸潤和轉移中起重要作用。7CAM是指由細胞合成并組裝與細胞表面或分泌至胞外基質可存進細胞粘附的一類分子。介導細胞之間或細胞與胞外基質之間的選擇性粘附，在機體的發(fā)育、形態(tài)發(fā)生、炎癥反應、凝血和維持組織結構完整性起著重要作用。當前第8頁\共有90頁\編于星期日\13點粘附因子相關腫瘤變化趨勢整合素 a2b1 a4b1 a5b1 a7b1 a6b1鈣粘蛋白 E-鈣粘蛋白免疫球蛋白超家族 DCC ICAM-1 CEA其他因子

選擇素 CD44

粘蛋白受體乳腺癌、肺癌黑色素瘤乳腺癌、小細胞肺癌黑色素瘤結腸癌乳腺癌、頭頸腫瘤結直腸癌黑色素瘤結腸癌淋巴瘤乳腺癌、結直腸癌、肺癌增加或減少增加減少增加增加減少減少增加增加增加增加增加8當前第9頁\共有90頁\編于星期日\13點1、鈣粘蛋白（Cadherin）

鈣粘蛋白是鈣依賴性跨膜糖蛋白，是一組依賴細胞外Ca2+的CAM，介導Ca2+依賴性細胞間粘附，通過同類或同分子親和反應相結合。鈣粘蛋白參與建立和維持細胞間連接，可能是最重要的形成細胞間聯(lián)系的細胞粘附因子之一。已克隆了4種鈣粘蛋白，一級結構相似，由723-748個氨基酸組成，每個鈣粘蛋白分子包含一個信號肽，一個含三個重復結構的細胞外區(qū)，一個跨膜錨定作用的高疏水區(qū)，還有一個較長的胞內尾部。不同組織不同種族之間鈣粘蛋白的同源性為50-60%。9當前第10頁\共有90頁\編于星期日\13點當前第11頁\共有90頁\編于星期日\13點

根據(jù)基因克隆免疫學特征及分布組織不同，將鈣粘蛋白家族分為三個亞類:①E-Cad：見于成熟上皮細胞;②N-Cad：成熟神經(jīng)組織及肌肉組織;③P-Cad:起初在胎盤及上皮基底層發(fā)現(xiàn)，后來發(fā)現(xiàn)發(fā)育過程中在其它組織也有短暫表達。

近來又發(fā)現(xiàn)新的亞類，如內皮細胞鈣粘蛋白和橋連粘附蛋白（desmoglein），以及V-Cad,M-Cad,B-Cad，R-Cad,T-Cad等。10當前第12頁\共有90頁\編于星期日\13點鈣粘蛋白選擇性地與同種分子親和性結合，這種粘附反應是利用其細胞外結構中“組-丙-頡”（HAV）序列來識別和介導的，鈣粘蛋白的功能依賴于胞漿內結構與細胞骨架元件之間的作用。但這種作用是間接的與三種胞漿連鎖蛋白（catenin）αβγ結合，這些分子與鈣粘蛋白一起位于細胞的粘附小帶(zonuleadherin)上，參與連接的形成與穩(wěn)定。鈣粘蛋白也是重要的形態(tài)分子，E-Cad作用于形成完整的上皮層，P-Cad則在基底層起作用，這些鈣粘蛋白的存在對于保持上皮和內皮結構很重要，其表達改變將導致細胞-細胞間正常連接完整性的喪失。11當前第13頁\共有90頁\編于星期日\13點目前認為與腫瘤浸潤、轉移關系最密切的是E-Cad。許多研究證實E-Cad與腫瘤浸潤、轉移呈負相關，可能由于E-Cad能促進瘤細胞的同質型粘附不易使瘤細胞從瘤體上脫落。在很多腫瘤組織中呈低表達、不均勻性表達、甚至表達缺失狀態(tài)，其表達強度往往隨著腫瘤分化程度的降低而下降。表達下調是多種上皮源性惡性腫瘤如乳腺癌、頭頸部鱗癌、婦科腫瘤等發(fā)生淋巴結轉移的重要原因之一。12當前第14頁\共有90頁\編于星期日\13點Biawy報道67%舌鱗癌E-Cad表達下降。E-Cad（-）者淋巴結轉移發(fā)生率遠高于E-Cad（+）者。以攜帶E-CadmRNA的質粒轉染高侵襲性的癌細胞，可使其侵襲性消失。因此認為E-Cad是一種抑制侵襲轉移的因子。然而并非所有腫瘤的轉移都與E-Cad表達呈負相關。GunjiN等報道E-Cad表達與原發(fā)性胰腺癌肝轉移不存在顯著關系。13當前第15頁\共有90頁\編于星期日\13點2、腫瘤細胞表面電荷增加

瘤細胞表面電荷增加時瘤細胞間的排斥力增大，促使瘤細胞從瘤體上脫落。瘤細胞表面電荷大小可以通過電泳速度表現(xiàn)出來。細胞電泳率的大小與轉移呈負相關。所以細胞電泳速度被認為是篩選不同浸潤和轉移潛能瘤細胞的初篩標記。此外溶解性酶的釋放，細胞間隙壓力的增加，也有利于瘤細胞從瘤體上脫落下來。14當前第16頁\共有90頁\編于星期日\13點第二節(jié)瘤細胞異質型粘附的增加

異質型（heterotypic）粘附是指瘤細胞與宿主細胞，或宿主基質的粘附。瘤細胞脫離瘤體，浸潤到基底膜或穿過基底膜遭遇宿主基質和宿主細胞，這一過程就是異質型粘附的過程。這一過程有利于瘤細胞穿過基質、基底膜的血管壁，有利于瘤細胞在血管內聚積。15當前第17頁\共有90頁\編于星期日\13點（一）整合素（Integrin）

是一組介導異質粘附的細胞粘附分子。

整合素：是一類廣泛分布的具有二價陽離子依賴性的細胞表面糖蛋白。由α/β亞單位通過非共價鍵相連的異二聚體，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)18種α亞單位和11種β亞單位，可形成20多種整合素。

16當前第18頁\共有90頁\編于星期日\13點整合素配體：Ⅰ型、Ⅳ型膠原、LN、FN、Vitronectin、endotoxin、ICAM-1、VCAM-1。整合素與相鄰細胞上或ECM中相應配體相結合，介導細胞間以及與ECM間的粘附作用，參與細胞信號傳導及影響細胞的運動。在細胞生長、分化、形成連接和維持極性等方面起重要作用。在整合素配體中多含有RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）序列，這一序列是整合素的結合位點。17當前第19頁\共有90頁\編于星期日\13點根據(jù)作用方式分三類：介導細胞與ECM的粘附反應：α4/β1、α5/β1、αV/β1均可與FN相結合；αV/β3、αV/β5可與LN相結合，αV/β3還可與纖維蛋白原結合介導細胞-細胞間粘附反應：αL/β2（LFA-1）的配體是ICAM-1，αM/β2（MAC-1）的配體是ICAM-1、C3bi、Endotoxin;α4/β1的配體是VCAM-1。既介導細胞-細胞又介導細胞-ECM的粘附反應：VLA-4及αM/β2。18當前第20頁\共有90頁\編于星期日\13點ListofIntegrinReceptorsandTheirLigands19當前第21頁\共有90頁\編于星期日\13點樁蛋白踝蛋白紐蛋白紐蛋白（黏著斑蛋白、聯(lián)結蛋白VCL）：連接肌動蛋白與質膜踝蛋白（Talin）：膜下的一種細胞骨架蛋白樁蛋白（Paxillin）

聚焦粘附激酶（FAK）

引起細胞膜磷脂酰肌醇代謝，將細胞外信號轉導到胞質核糖體合成基因轉錄所需的蛋白質。20當前第22頁\共有90頁\編于星期日\13點Regulationofintracellularsignallingbyintegrins

21當前第23頁\共有90頁\編于星期日\13點IntegrinbindingtoECMligandspreventsapoptosis

失巢凋亡anoikis22當前第24頁\共有90頁\編于星期日\13點表達可隨腫瘤轉移的不同階段而改變。如在轉移早期，某些整合素（如FN受體、α5β1）表達減弱或功能喪失，導致腫瘤細胞間及腫瘤細胞與ECM間的粘附作用降低而易于從瘤體脫落；而當腫瘤細胞進入循環(huán)系統(tǒng)后，瘤細胞表面某些整合素分子如α2β1（膠原/LN受體）表達增強，促進了與血管內皮細胞間的粘附，有助于轉移灶的最終形成。23當前第25頁\共有90頁\編于星期日\13點整合素分子結構或表達水平的改變與腫瘤細胞浸潤轉移行為密切相關。并且在各種不同的瘤細胞中表達頻率不同，如：α4β1、α1β1、α2Bβ3主要在黑色素瘤中表達；浸潤性黑色素細胞瘤β3亞單位表達上升；在黑色素細胞生長過程中VLA-4整合素增加，α6亞單位表達下降。N膠質細胞瘤、惡性星形細胞瘤的VN-R、αv/β3表達增加。當N母細胞瘤有αv/β3、α4/β1、α6/β4表達而無N-myc原癌基因表達時腫瘤預后較好。24當前第26頁\共有90頁\編于星期日\13點上皮性腫瘤的整合素表達也有異質性，分化差的腫瘤中一些整合素亞單位（尤其是膠原、LN結合亞單位α2、α3、α6）表達下降。在許多研究中發(fā)現(xiàn)基底膜完整性與整合素表達之間存在一定關系，浸潤性腫瘤基底膜缺乏完整性，與基底膜結合的整合素（如α6）趨于不表達；膠原的α2/β1在正常乳腺細胞中有較強表達，而在浸潤性乳腺癌中表達明顯下降。α5β1主要在乳腺癌和小細胞肺癌中表達。α6β主要在結腸癌中表達。25當前第27頁\共有90頁\編于星期日\13點（二）LN受體（LN—R）腫瘤細胞只有通過基底膜才能產(chǎn)生浸潤與轉移。LN是基底膜的重要組成部分，腫瘤細胞通過其表面的LN-R與基底膜中的LN結合而穿過基底膜。

其高表達與乳癌，肺癌，結腸癌等許多腫瘤的浸潤轉移能力呈正相關。26當前第28頁\共有90頁\編于星期日\13點（三）CD44及其變體

也稱為Hermes抗原，H-CAM、Pag-1抗原，細胞外基質受體Ⅲ（ECM-Ⅲ）。CD44V1-10，分子量約85-160KD，目前研究較多的是CD44v6。CD44是一種淋巴細胞表面的歸巢（homing）受體，在多種高轉移性癌中高表達。CD44原為淋巴細胞和小靜脈內皮細胞有關的分子，CD44陽性的腫瘤細胞也可能因此獲得淋巴細胞的偽裝，更易進入淋巴結形成轉移。27當前第29頁\共有90頁\編于星期日\13點CD44是一種多功能的跨膜透明質酸受體,介導細胞與細胞間，細胞與ECM間的相互作用.28當前第30頁\共有90頁\編于星期日\13點胞膜外區(qū):是CD44分子發(fā)揮生物學功能的重要結構，在此區(qū)域，CD44分子信號肽的氮末段功能區(qū)（糖基化位點和硫酸軟骨素連接位點）能夠連接胞外基質及基底膜的透明質酸，從而調節(jié)細胞的運動及形態(tài)；跨膜區(qū):由21個疏水氨基酸組成；胞漿區(qū):部分可作為蛋白激酶C（PKC）的底物被磷酸化，參與信號傳導過程。N-連接的糖基化位點

連接的糖基化位點

硫酸軟骨素連接位點29當前第31頁\共有90頁\編于星期日\13點

CD44的功能：1）作為透明質酸受體（C-C,C–ECM間的黏附）；2）為淋巴細胞歸巢分子；3）賦予腫瘤細胞轉移潛能；4）參與正常免疫應答(Tc活動和炎癥反應）。

30當前第32頁\共有90頁\編于星期日\13點

腫瘤細胞表達CD44刺激腫瘤生長的途徑：1）固定腫瘤細胞，為克隆形成提供病灶場所；2）腫瘤細胞與基質細胞相互作用產(chǎn)生EGF及VEGF，促進腫瘤生長；3）CD44還可識別宿主組織的額外配體，直接刺激腫瘤細胞增殖；4）CD44的胞漿內部分與細胞骨架蛋白作用，傳導細胞分裂信號。31當前第33頁\共有90頁\編于星期日\13點Culty等進行細胞培養(yǎng)實驗表明，乳癌細胞CD44表達與其浸潤能力呈正相關，只有CD44高表達的細胞株才有結合降解透明質酸鹽的能力，[H3]標記的透明質酸鹽降解率與CD44含量和細胞浸潤生物學潛能密切相關，CD44結合降解透明質酸鹽能力可被抗CD44抗體Hermes-1阻斷。介導降解透明質酸鹽是CD44在腫瘤細胞浸潤過程中主要功能之一。32當前第34頁\共有90頁\編于星期日\13點Washington等免疫組化分析表明，CD44表達與胃癌浸潤表型及生存期有關，認為CD44高表達是浸潤表型及預后差的指標。Castella等用免疫組化方法檢測14例早期胃癌，37例晚期胃癌，18例胃周圍轉移淋巴結。結果表明浸潤程度與CD44表達沒有明顯關系，但腸型胃癌轉移灶CD44V6陽性率比彌漫型胃癌轉移灶中CD44V6陽性率顯著增高，說明CD44V6表達可能與腸型胃癌，而不是彌漫型胃癌的轉移有關。33當前第35頁\共有90頁\編于星期日\13點

Guo等用ELISA測定腫瘤病人血清中CD44濃度，表明血清CD44濃度與腫瘤轉移及腫瘤增殖有關，外科切除腫瘤后血清CD44水平明顯下降，認為血清CD44濃度可作為監(jiān)測腫瘤增殖及腫瘤轉移的指標。Matsumura等測定尿中脫落細胞的CD446號外顯子產(chǎn)物診斷膀胱癌，敏感性91%（40/44），特異性83%（38/46）。體液：治療：抗CD44抗體在腫瘤浸潤轉移的治療中有潛力。（靜脈，皮下）34當前第36頁\共有90頁\編于星期日\13點（四）路易斯寡糖（SLEX）

SLEX在正常成人分布于粒細胞，單核細胞表面。在腫瘤分布于上皮性腫瘤細胞表面如肺癌，胃癌，結腸癌等。SLEX可分泌入血，腫瘤病人血清中可查到SLEX。最近研究指出，腫瘤細胞表面唾液酸化的SLEX作為血管內皮細胞上的E-選擇素的配體，是結腸癌早期診斷、癌浸潤、預后不良的一個指標。結腸癌細胞表面SLEX抗原結構和數(shù)量的變化是導致轉移的關鍵因素。所以檢測血清或腫瘤組織中SLEX可以有效監(jiān)測腫瘤，尤其是結腸癌轉移。35當前第37頁\共有90頁\編于星期日\13點36選擇素是一類新發(fā)現(xiàn)的以唾液化路易斯a和x抗原為識別配體的跨膜蛋白。在腫轉移的關鍵步驟如進入循環(huán)系統(tǒng)內腫瘤細胞的聚集，腫瘤細胞與特定臟器血管內皮的錨定粘附等，選擇素被認為是可能與腫瘤轉移的器官選擇性有關。當前第38頁\共有90頁\編于星期日\13點1、開始黏附選擇素與糖蛋白E\Pselectin---Ec---CD34

SLEX----腫瘤細胞--Lselectin2、腫瘤細胞通過selectin的結合或介導selectin間的相互作用3、受體間相互作用出現(xiàn)牢固黏附4、腫瘤細胞與Ec表面同形分子（CD31）相互作用介導細胞間的移出。

37當前第39頁\共有90頁\編于星期日\13點

（五）免疫球蛋白超家族（Ig-SF）Ig-SF包括許多有共同結構特征的分子，這一結構包含170-110氨基酸組成7-9個β折疊，每個單位在兩條β鏈之間由二硫鍵形成穩(wěn)定復合物。Ig-SF大部分成員參與細胞間識別（包括那些有免疫功能的分子，如MHA、CD4、CD8和T細胞受體，參與N發(fā)育（N-CAM，L1）白細胞交流（ICAM-1，VCAM-1，PECAM-1）和信息傳遞（CSF-1受體，血小板源性生長因子受體）。38當前第40頁\共有90頁\編于星期日\13點39當前第41頁\共有90頁\編于星期日\13點1．CEA

CEA是一種高度糖基化的細胞表面糖蛋白，分子量為180KD。近年來對CEA基因及蛋白結構分析表明，CEA是Ig-SF的成員之一，是一種重要的細胞粘附分子，可能有細胞識別和相互作用的功能，作為粘附分子，CEA可增強腫瘤細胞與正常細胞間的結合。Hostetter等給予外源性的CEA后，促進結、直腸癌細胞的轉移潛能。Benchimol等觀察到產(chǎn)生CEA多的細胞株比產(chǎn)生CEA少的細胞株聚集得快，這種聚集可被CEA抗體完全抑制。將CEA的cDNA轉染結腸癌細胞株，測定細胞株CEA表達水平，再將表達CEA不同的細胞株注射入裸鼠脾臟，結果表明，CEA高表達的細胞株肝臟轉移明顯高于CEA低表達者，并且有肝轉移的裸鼠血清CEA亦明顯升高。40當前第42頁\共有90頁\編于星期日\13點2．N-CAM

N-CAM是一種同種親和性鈣依賴性細胞-細胞粘附分子，起初表達于N系統(tǒng)。N-CAM的表達隨發(fā)育而改變，N-CAM可降低細胞的粘附性，使細胞呈“漂浮”狀態(tài)。N-CAM在惡性發(fā)展過程中可能的機制：涉及細胞生長的接觸抑制。轉化N-CAM的細胞株喪失接觸抑制，用抗N-CAM抗體則可抑制腫瘤的生長。41當前第43頁\共有90頁\編于星期日\13點3．V-CAM-1（INCAM10）VCAM（vascularcelladhesionmolecule-1）或INCAM（induciblecelladhesionmolecule）是血管內皮細胞中細胞因子誘導的粘附分子，屬Ig-SF成員，是VLA-4（α4/β1）的受體。VCAM-1的功能是介導白細胞與血管內皮細胞之間的粘附反應，許多惡性細胞中也有VLA-4表達，因此VCAM-1在這些有VLA-4表達的腫瘤中作為腫瘤細胞粘附受體。42當前第44頁\共有90頁\編于星期日\13點4、ICAM-1是相對分子質量為9000的糖蛋白，可與整合素αLβ2和Mac-l連接，主要參與細胞與細胞之間的連接，與腫瘤轉移關系密切。除介導粘附外，實驗證實ICAM-1可從腫瘤細胞表面脫落，進入循環(huán)系統(tǒng)形成可溶性分子，可助腫瘤細胞逃逸CTL和NK細胞的免疫監(jiān)視效應，促進腫瘤的發(fā)生與轉移。ICAM-1表達增加與黑色素瘤惡性發(fā)展，及增加轉移危險性有關。

43當前第45頁\共有90頁\編于星期日\13點第三節(jié)

細胞外基質降解

細胞外基質（ECM）主要由膠原，糖蛋白，蛋白多糖和氨基葡萄糖組成。ECM以基底膜和間質結締組織的形式存在，膠原是ECM的主要成分，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型膠原主要存在于間質結締組織中，Ⅳ型膠原則主要存在于基底膜。ECM中的糖蛋白包括LN，F(xiàn)N，EN（內動蛋白）和ND（接觸蛋白）等。ECM是腫瘤侵襲和轉移的天然屏障，腫瘤從原位增殖到浸潤轉移的演進過程中必須具備降解ECM的能力。能溶解ECM的酶主要是蛋白水解酶，它們的活性均與腫瘤的侵襲和轉移有關。44當前第46頁\共有90頁\編于星期日\13點45當前第47頁\共有90頁\編于星期日\13點四類蛋白水解酶基質金屬蛋白酶（MMP）絲氨酸蛋白酶半胱氨酸蛋白酶（Caspase家族）天門冬氨酸蛋白酶幾乎能降解ECM中的所有成分，是近年腫瘤侵襲、轉移研究中的熱點。46當前第48頁\共有90頁\編于星期日\13點（一）、基質金屬蛋白酶（MatrixmetalloprotinaseMMP）是一組鋅離子依賴性內肽酶（①間質膠原酶②明膠酶③間充質溶解素），目前已發(fā)現(xiàn)至少28個成員，幾乎能降解除多糖外的所有ECM成分。典型MMP以水溶性酶原形式分泌至胞外，需要在激活劑作用下，脫去前肽才具酶活性。新型MMP則不同，間質溶素可直接以活性酶形式分泌至胞外。膜類MMP（membraNetypeMMPMT-MMP）則結合于胞膜上，它們的共同特征是在前肽區(qū)和催化區(qū)間有一含RXKR序列的插入?yún)^(qū)，可能與其活化有關。47當前第49頁\共有90頁\編于星期日\13點

MMP的調節(jié)三個水平調控MMP的表達和活性1、受酶原合成：生長因子和細胞因子等活性介質(EGF,TGF-β等是酶原合成階段最主要的調節(jié)因子)，它們不僅能促進或抑制MMPmRNA的轉錄，而且能影響其半衰期。2、酶原活化：組織金屬蛋白酶抑制劑（tissueinhibitorofmetalloproteinaseTIMP）可以通過結合MMP的鋅離子活性中心抑止其活性。

48當前第50頁\共有90頁\編于星期日\13點TissueinhibitorsofmetalloproteinasesIsoformsTargetMMPsTargetpro-MMPsTIMP-1MMP-2、9Pro-MMP-9TIMP-2MMP-2、9Pro-MMP-2TIMP-3MMP-2、9Pro-MMP-2、9TIMP-4MMP-2、9Pro-MMP-23、抑制劑抑制：49當前第51頁\共有90頁\編于星期日\13點TargetsforinhibitingMMPexpressionandactivity

50當前第52頁\共有90頁\編于星期日\13點各種MMP之間具有一定的底物特異性，但不是絕對的。同一種MMP可降解多種ECM成分，而某一種ECM成分又可以被多種MMP降解。但不同酶的降解效率可有不同。MMP的眾多調控因素構成微妙的調節(jié)網(wǎng)絡，正是這種精確的調控機制保證了機體內生理狀態(tài)下細胞遷移的ECM重構；反之就成為腫瘤侵襲和轉移等病理過程發(fā)生的原因。51當前第53頁\共有90頁\編于星期日\13點

MMP與腫瘤侵襲、轉移的關系

MMP與腫瘤侵襲轉移的關系正被MMP基因轉染技術所證實，將基質溶素和MT1-MMP完整cDNA導入無轉移潛能的或轉移潛能較弱的細胞后，受染細胞的侵襲、轉移率大大提高。反之將MMP的反義核酸序列導入高侵襲轉移潛能的細胞后，可使其侵襲轉移表型減弱。通過調節(jié)MMP抑制劑的水平，也證實了MMP在腫瘤侵襲和轉移中的作用。52當前第54頁\共有90頁\編于星期日\13點

MMP在人體腫瘤中表達較復雜，不同的研究結果也不盡相同，腫瘤細胞及其附近間質細胞中均有表達的報道。間質細胞主要是指（成）纖維細胞，內皮細胞，巨噬細胞和淋巴細胞等。腫瘤周邊的間質細胞產(chǎn)生MMP，提示腫瘤細胞可以通過可溶性介質或膜結合分子與間質細胞進行信息交換，協(xié)同產(chǎn)生和調節(jié)MMP，這在腫瘤細胞侵襲和轉移機制中具有重要意義。53當前第55頁\共有90頁\編于星期日\13點（二）組織蛋白酶Cathepsin家族是一類在大多數(shù)動物組織中存在的細胞內肽鍵水解酶。包括CathepsinB、D、H等，CathepsinD能降解基底膜、間質Ⅰ、Ⅲ型膠原、蛋白聚糖、肌動蛋白、肌球蛋白、FN，從而促進許多腫瘤細胞的侵襲和轉移。其表達及分泌受惡性轉化、生長因子和促癌劑的誘導。組織蛋白酶D是天冬氨酸蛋白酶。54當前第56頁\共有90頁\編于星期日\13點（三）半胱氨酸蛋白酶Caspase家族至今已發(fā)現(xiàn)有14種Caspase，分為3組。1、Caspase-2，-8，-9，是細胞凋亡的起始Caspase，2、Caspase-3，-6，-7，執(zhí)行細胞凋亡，是效應Caspase。這兩組Caspase在細胞凋亡中缺一不可。3、由Caspase-1，-4，-5組成，與細胞凋亡的關系不是很密切，可能與多種炎癥因子的成熟有關。55當前第57頁\共有90頁\編于星期日\13點（四）絲氨酸蛋白酶（纖溶酶原激活劑，PA）

是一種單鏈絲氨酸蛋白酶，能催化纖維蛋白溶酶原轉變?yōu)槔w維蛋白溶酶（plasmin），后者除能引起血凝塊溶解外，還可降解ECM中的層粘蛋白（LN）、纖維連接蛋白（FN）及蛋白聚糖（PG）等，但不降解膠原和彈力蛋白。分為組織型（t-PA）和尿激酶型（u-PA）兩種。56當前第58頁\共有90頁\編于星期日\13點t-PA：促使腫瘤細胞降解ECM，腫瘤組織勻漿中t-PA的水平可作為預后判斷的指標之一；u-PA：腫瘤細胞膜表面的uPA受體可與鄰近內皮細胞、成纖維細胞等釋放的uPA相結合，通過參與細胞分化、血管形成、細胞遷移、ECM降解和組織重建等促進腫瘤的轉移。另外u-PA還可促進細胞粘附、遷移以及整合素信號通路的傳遞等，因此在腫瘤轉移中更為重要。57當前第59頁\共有90頁\編于星期日\13點PA的特異性抑制物為PAI，主要包括PAI-1、PAI-2和PAI-3。PAI-1分布在腫瘤細胞及鄰近組織細胞中，其高水平表達在大多數(shù)腫瘤可提示預后不佳，作用機制可能與調節(jié)腫瘤細胞蛋白水解酶活性及抑制凋亡相關。

PAI-2在多數(shù)腫瘤侵襲轉移時表達水平降低，因此其高表達往往提示預后良好。58當前第60頁\共有90頁\編于星期日\13點第四節(jié)腫瘤運動性增強

（一）移動素（Motogen）可以刺激腫瘤細胞移動性的不同方面，包括：遷移、趨化性、化學激動作用、吞噬動力學等。59當前第61頁\共有90頁\編于星期日\13點移動素分為三大類1、刺激腫瘤細胞移動與浸潤的因子，如移動刺激因子、單核細胞源性分散因子、膠原性移動因子和自分泌移動因子（AMF）。2、刺激生長與移動的因子，如肝細胞生長因子（HGF）、分散因子、內皮生長因子（EGF）和IL-1，3，6。3、刺激移動但抑制生長的因子，如轉化生長因子（TGF）和干擾素（INF）。60當前第62頁\共有90頁\編于星期日\13點自分泌移動因子（AMFs）AMFs是一類由多種腫瘤細胞產(chǎn)生的蛋白因子，各自有特異的糖蛋白受體，信號傳導受G蛋白調節(jié)，最近發(fā)現(xiàn)AMFs還可以旁分泌方式作用，此時稱之為旁分泌移動因子（PMF），調節(jié)細胞的生長及移動。新成員：autotaxin（ATX）61當前第63頁\共有90頁\編于星期日\13點第五節(jié)腫瘤新生血管是轉移阻力最小的通道

腫瘤長到1-2mm3時，為保證快速增殖必須新生血管支持。由腫瘤誘導產(chǎn)生的血管，其基底膜薄而且易斷裂，腫瘤細胞很容易進入這種血管。所以新生血管的形成十分有利于腫瘤的轉移，而一切有利于腫瘤新生血管形成的細胞因子也均有利于腫瘤的侵襲和轉移。這些細胞因子包括酸性或堿性纖維母細胞生長因子（aFGF、bFGF）、血管內皮生長因子（VEGF）又叫血管通透因子（VPF）、表皮生長因子/轉化生長因子（EGF/TGF）。除此之外IL-8、GM/M-GSF、IGF-1、IFN2、促血管素（angiotropin）、P物質等能促進腫瘤新生血管形成。62當前第64頁\共有90頁\編于星期日\13點腫瘤血管生成因子（TAF）是一種能促進宿主毛細血管和小靜脈內皮細胞分裂并刺激毛細血管生長，胃腫瘤的生長與轉移提供有利條件。主要由宿主細胞和瘤細胞本身分泌的可溶性物質。血管生長素（Angiogenin）具有強烈的誘發(fā)血管生成的作用。63當前第65頁\共有90頁\編于星期日\13點與正常組織相比,腫瘤內的毛細血管往往處于持續(xù)生長狀態(tài).這些血管極少分化成熟,且形態(tài)學上表現(xiàn)出很大差異,如結構粗糙,走行紊亂,常呈不規(guī)則的狹窄,擴張及扭曲.多數(shù)血管壁薄,僅有一層內皮細胞,細胞間裂隙較大,基底膜不完整或缺如.這些異常的結構非常有利于腫瘤細胞進入血管腔,進而向遠處播散.腫瘤的血管生成受到來自宿主細胞和腫瘤細胞本身產(chǎn)生分泌的血管生成刺激因子和抑制因子的調節(jié).目前明確的有調節(jié)血管生成作用的內源性因子主要包括：血管生成刺激因子：aFGF,bFGF,angiogenin,IL-8,TGF-a,TGF-b,TNF-a,前列腺素E1,E2,血管內皮細胞生長因子VEGF等。血管生成抑制因子：angiostatin,IFNa,IFNb,TIMPs,肝素酶,血小板因子4,血小板反應蛋白等。64當前第66頁\共有90頁\編于星期日\13點UchidaS等研究顯示VEGF表達與食管癌的浸潤程度和淋巴結轉移高度相關。VEGF促進腫瘤侵襲轉移的機制除了與它參與腫瘤新生血管形成，使血管通透性增加外，還與它能誘導內皮細胞金屬蛋白酶和間質膠原酶的產(chǎn)生有關。研究表明腫瘤微血管數(shù)目和微血管密度直接與腫瘤浸潤和轉移有關，誘發(fā)腫瘤血管生成是具有轉移潛能的腫瘤細胞特性之一。65當前第67頁\共有90頁\編于星期日\13點第六節(jié)腫瘤逃避免疫系統(tǒng)的識別與破壞

腫瘤細胞即使從瘤體脫落下來，突破細胞外基質或基底膜進入血液循環(huán)或淋巴系統(tǒng)，也不一定能在血液或淋巴系統(tǒng)中存活下來，它可能會被免疫系統(tǒng)識別和消滅掉，所以逃避免疫系統(tǒng)的識別和破壞是腫瘤轉移形成的又一關鍵步驟。目前認為在腫瘤轉移時MHC功能受到抑制，細胞刺激信號的作用減弱，導致了腫瘤細胞免疫逃逸，這是腫瘤轉移發(fā)生的重要原因。66當前第68頁\共有90頁\編于星期日\13點轉移瘤細胞的HLA抗原表達極弱或消失，分化越差的瘤細胞HLA表達也越弱。DouNall等人采用免疫組化法分析110例結腸癌活檢標本，結果發(fā)現(xiàn)44%的結腸癌HLA表達幾乎消失，50%呈中度降低。日本學者的研究發(fā)現(xiàn)，凡攜帶HLA-DR4患者結腸癌是極易轉移，即攜帶HLA-DR4者有47.4%發(fā)生轉移，而不帶HLA-DR4者只有18./5%發(fā)生轉移。誘導淋巴細胞凋亡67當前第69頁\共有90頁\編于星期日\13點第七節(jié)轉移過程中的信號傳導

信號傳導（signaltransduction）是90年代以來生命科學研究領域的熱點與前沿，雖然目前尚無統(tǒng)一確切的定義，但約定俗成的基本概念是指細胞外因子通過與受體結合所引發(fā)的細胞內的一系列生化反應，蛋白與蛋白的相互作用，直至細胞生理反應所需基因表達開始的過程，即信號從細胞外通過膜到細胞核的過程。68當前第70頁\共有90頁\編于星期日\13點

細胞內信號傳導途徑G蛋白途徑酪氨酸激酶途徑胞膜磷脂酰肌醇代謝途徑蛋白激酶C（PKC）途徑鈣調蛋白依賴途徑在侵襲轉移的整個過程中，包括粘附、降解、移動都有信號傳遞參與，細胞表面受體接受刺激將信號傳入細胞內，調節(jié)細胞骨架蛋白，激發(fā)移動，激活細胞產(chǎn)生各種蛋白降解酶類。69當前第71頁\共有90頁\編于星期日\13點蛋白酪氨酸途徑

FAK和/或Ras激活有絲分裂原活化蛋白激酶（MAPK）級鏈反應傳遞細胞生長因子信號到細胞核激活涉及細胞生長與增殖相關的基因轉錄參與細胞的活化、增殖、分化、分泌、遷移、凋亡等

細胞膜磷脂酰肌醇代謝途徑

聚焦粘附激酶（FAK，focaladhesionkinase，F(xiàn)AK）引起細胞膜磷脂酰肌醇代謝，將細胞外信號轉導到胞質核糖體合成基因轉錄所需的蛋白質。70當前第72頁\共有90頁\編于星期日\13點整合素經(jīng)FAK和ILK途徑信號轉導71當前第73頁\共有90頁\編于星期日\13點第八節(jié)腫瘤轉移的基因調控

在癌轉移這個復雜的過程中，必然有許多基因在不同層次上參與調控，包括腫瘤轉移基因的激活和轉移抑制基因的失活。許多與腫瘤侵襲轉移有關的基因表現(xiàn)為多效性（pleiotropy），同一基因在不同組織類型的腫瘤中作用有異，而同一腫瘤的不同階段又可能有不同組合的多個基因參與。

72當前第74頁\共有90頁\編于星期日\13點

用突變的ras基因轉染鼠成纖維細胞NIH3T3使之獲得轉移能力。以后研究表明，至少10余種癌基因由細胞轉染實驗證實可誘導或促進癌細胞的轉移潛能。最近通過對以ras基因蛋白為中心的信號傳導系統(tǒng)的闡明，將癌基因“網(wǎng)絡化”，網(wǎng)絡上游癌基因有src、fes、erb-B2等，這些基因編碼具有酪氨酸激酶（PTK）活性的蛋白；下游基因有raf、fos、myc等；ras基因蛋白則通過GTP與GDP功能狀態(tài)的轉換,在網(wǎng)絡中起分子開關的作用。73當前第75頁\共有90頁\編于星期日\13點（一）Nm23：1988年由美國國立癌癥研究院steeg等首先在7株具有不同轉移能力的鼠K-1735黑色素瘤細胞系中，以消減雜交的方法從cDNA文庫中分離到Nm23基因（Non-metastasis非轉移性），并且是檢查到的第23個克隆基因。這是目前分離到的唯一對腫瘤轉移起著負調控作用的基因，它的出現(xiàn)導致了腫瘤轉移基因及轉移抑制基因的概念形成。74當前第76頁\共有90頁\編于星期日\13點Nm23H1基因全長8.5Kb,由5個外顯子和4個內含子組成，位于17號染色體著燃點附近。m23H1基因編碼152氨基酸組成的多肽，分子量約17KD，為二磷酸核苷激酶（NDPK）的A亞基。NDPK的B亞基由Nm23H2基因編碼。NDPK是一類廣泛存在的酶，已知其在正常發(fā)育和腫瘤發(fā)生發(fā)展中起一定作用。NDPK可能通過參與微管聚合或解聚來影響細胞有絲分裂和細胞運動，并參與通過G蛋白介導的信號傳導。近年來大量的有關Nm23基因與腫瘤轉移的報道，在一些腫瘤中，如乳腺癌、肝癌、黑色素瘤、胃癌等，其Nm23的mRNA蛋白表達與腫瘤的轉移及臨床預后不良呈反相關。

75當前第77頁\共有90頁\編于星期日\13點

Nm23基因的缺乏與腫瘤轉移密切相關，顯示了Nm23基因作為腫瘤轉移抑制基因的特性。但在另一些腫瘤中，如結腸癌、N母細胞瘤、肺癌、前列腺癌、腎細胞癌、子宮內膜癌、喉癌等，其Nm23基因的表達水平缺失與腫瘤是否轉移及臨床預后無關。甚至一些腫瘤如N母細胞瘤，其惡化和轉移時Nm23表達可能增高。而且對同一種腫瘤的研究結果也不盡相同，這一系列矛盾的結果使Nm23基因作為一個簡單化的腫瘤轉移抑制基因的角色受到挑戰(zhàn)，說明人們對Nm23的全面認識遠未完成，需擴大研究范圍并深入進行研究。76當前第78頁\共有90頁\編于星期日\13點（二）、KAI1／CD82KAI1基因位于11p11．2區(qū)，長約80kb，其編碼的蛋白質含277個氨基酸，相對分子質量為29．61×1O3，與CD82結構相同，是一種高度糖基化的細胞膜蛋白，KAI1蛋白的這種結構與其參與調控細胞粘附、遷移、增殖、分化有關，并最終抑制腫瘤的轉移。KAI1是一種通用的轉移抑制基因，在體內分布廣泛，能抑制肝癌、直腸癌、食道癌、胰腺癌、肺癌、膀胱癌、卵巢癌、宮頸癌和乳腺癌等的轉移。

77當前第79頁\共有90頁\編于星期日\13點KAI1／CD82抑制腫瘤轉移的機制不清楚，可能與以下因素有關：(1)KAI1／CD82與β1-整合素、E-鈣連素結合形成復合體，調節(jié)β1-整合素、E-鈣連素的粘附功能，從而影響腫瘤細胞的轉移。(2)KA11／CD82通過影響Src激酶介導的細胞內信號傳導途徑，促進細胞之間的同質性粘附，抑制腫瘤的轉移。(3)KAI1／CD82可與表皮生長因子(epidermalgrowthfactor，EGF)相互作用，下調EGF與相應受體的結合，致使EGF誘導的信號傳遞迅速衰減，上皮細胞的板狀偽足伸展和細胞遷移受抑制，從而抑制血管的形成，最終抑制腫瘤轉移。

78當前第80頁\共有90頁\編于星期日\13點（三）、Kiss

從人類胎盤中分離到的具有抑制腫瘤轉移作用的基因。產(chǎn)物是G蛋白結合受體的內源性配體，能使細胞內鈣濃度明顯增加。KISS-1能明顯抑制腫瘤細胞的化學趨化性和侵襲性，并限制腫瘤細胞的遷移功能。

利用熒光標記技術，發(fā)現(xiàn)含Kiss1的黑色素瘤轉移細胞能到達轉移的靶器官組織，但只表現(xiàn)為單個細胞而不能形成瘤組織，表明它們在轉移點的生長受到抑制。同時Kiss1能抑制胃癌、肝癌、鱗狀上皮食道癌、胰腺癌等的轉移。

79當前第81頁\共有90頁\編于星期日\13點(四)、轉移基因（MTSL）1989年Ebrallidze從乳腺肉瘤細胞株中分離出一種在轉移細胞中高度或中度表達，而非轉移細胞中不表達的基因，稱之為轉移基因mtsl。Mtsl基因編碼一種101氨基酸的蛋白，這種蛋白屬鈣結合蛋白家族S100鈣結合蛋白的亞族，是一種S100相關鈣結合蛋白。這種蛋白與細胞骨架成分作用調節(jié)細胞移動性和侵襲性。目前研究表明mtsl基因表達水平與細胞移動性以及腫瘤細胞的侵襲性明顯相關。80當前第82頁\共有90頁\編于星期日\13點（五、腫瘤侵襲誘導基因（TIAM-1）TIAM-11994年由Habets等報道，TIAM-1位于人21號染色體q22帶上，含兩個外顯子一個內含子，cDNA長約7.3Kb,編碼1591氨基酸的蛋白。TIAM-1蛋白可能是Rac和/或Rho活性調