题目: 细胞膜与肿瘤的关系院系:专业:班级:姓名:学号:教师:细胞膜与肿瘤的关系摘要:肿瘤细胞具有无限生长和转移的特点.这表明它在细胞的辨认,细胞的接触抑制和细胞的粘着力等方面发生了故障.而细胞的这些性质都是直接和细胞膜的流动性有关系的。
因此,近年来对肿瘤细胞膜流动性的研究十分引人注目L‘一3,.研究的方法从原来经典的显微镜观察发展到了现代生物物理技术.如差示扫描量热法,X一射线衍射法.荧光偏振法.电子自旋共振和核磁共振法及光致漂白法.研究的对象也从最初的转化细胞膜发展到动物和人的肿瘤细胞膜.这些研究揭示了肿瘤细胞膜的结构、功能和动力学性质,对于搞清癌变机理、为肿瘤的诊断和治疗提供了有价值的信息.本文主要总结一下细胞膜与肿瘤的关系。
关键词:细胞膜识别肿瘤流动性一、水通道蛋白与肿瘤的关系水通道蛋白(aquaporins,AQPs)是一族广泛存在于原核和真核生物细胞膜、高效选择性转运水分子的特异通道。
肿瘤是机体在各种致瘤因素的作用下,局部组织的某一个细胞在基因水平上失去其生长的正常调控,导致克隆性增生而形成新生物的过程。
肿瘤所依赖的各种代谢都需要水分子的参与,而水通道蛋白可以快速特异的转运水分子。
1 、水通道蛋白在人体中正常表达到目前为止.总共有13种AQPs表达于人体的各种组织器官根据转运物质的不同,它们可分为两个亚家族:一类的主要功能是转运水分子。
另一类主要功能是转运甘油和其它小分子,它包括AQP3、AQP7、AQP9、AQP10和AQP12。
它参与肾脏对水的重吸收,腺体的分泌、小肠脂肪吸收.参与血脑屏障、脑脊液形成.参与应急反应,组织损伤、感染及肿瘤形成过程等。
2、水通道蛋白在肿瘤中表达异常AQP1高表达于胶质瘤、小脑囊性成血管细胞瘤、前列腺癌、结肠癌及卵巢交界性和恶性肿瘤而低表达于脉络膜癌:AQP5高表达于卵巢交界性及恶性肿瘤而低表达于卵巢良性肿瘤。
研究发现AQP1高表达于脑膜瘤浸润的前缘和硬脑膜附着处。
Longatti等研究小脑囊性成血管细胞瘤高表达AQP1.且囊肿体积大小与AQP1表达正相关.此时如果患者脑部肿瘤中出现微囊.医生就建议其行外科手术治疗Longatti等证实脉络膜癌中AQP1低表达这些研究均提示AQP1在脑部肿瘤中表达出现异常.且在肿瘤的侵袭过程中可能起重要作用。
3、水通道蛋白可能促进肿瘤血管的增生和肿瘤细胞迁移众所周知.新生血管对肿瘤的生长非常重要:其一.新生血管可以提供营养和氧气:其二,新生血管内皮细胞可以分泌许多种多肽生长因子.促进肿瘤生长。
研究发现AQP1表达于肿瘤新生血管并且AQP1可促进肿瘤血管生成4、水通道蛋白参与细胞凋亡,可能促进肿瘤增殖细胞凋亡是在各种生理或病理因素的作用下.由基因控制的细胞自主有序的死亡,是机体为适应生存环境而主动自杀的过程。
AQP8和AQP9表达于正常肝脏.AQP8主要定位于细胞内.而AQP9主要定位于细胞膜,肝癌细胞上AQP8和AQP9表达下降.并且这些细胞对渗透压反应和对凋亡刺激的反应性下降。
肝癌细胞对凋亡刺激的反应减少,则肿瘤细胞死亡数量少,就意味着肿瘤生长分数与丢失分数之比增加,肿瘤可以不断长大。
二、细胞膜表面糖链与肿瘤之间的关系连接在天冬酰胺上的N-糖链,连接在丝氨酸和苏氨酸上的0-糖链,连接在丝氨酸上的糖胺聚糖,连接在脂类物质上的糖脂等糖基化修饰在真核细胞表面普遍存在,并调节了细胞的各种功能,它们不仅参与生命活动中正常的生理生化活动,而且于疾病的发生发展密不可分。
肿瘤细胞表面糖基异常化,如糖链在表达水平上的差异以及特殊糖链结构的出现,均与肿瘤细胞的侵袭和转移有密切关系。
1、肿瘤细胞的糖基化改变核细胞表面普遍存在着的糖基化修饰,主要包括连接在天冬酰胺上的N 一糖链,连接在丝氨酸和苏氨酸上的0-糖链,连接在丝氨酸上的糖胺聚糖(GAGs),连在脂类物质上的糖脂。
细胞识别过程包括粘着、接触抑制和归巢行为,免疫保护,代谢调控,受精机制,形态发生、发育、癌变、衰老、器官移植等众多生理病理过程都与糖蛋白的糖链有关。
肿瘤细胞的糖基化改变是件很普遍的事。
N-乙酰氨基葡萄糖转移酶V(GnT-V)表达增强活性增强,增强肿瘤细胞的迁移和侵袭能力,并使得原来非肿瘤性的细胞产生肿瘤的行为。
2、各种糖基化结构的表达与肿瘤转移N-乙酰氨基葡萄糖转移酶V(GnT.V)和N-乙酰氨基葡萄糖转移酶III(GnT.III)位于高尔基体内,参与糖蛋白中N-糖链的合成,GnT—III催化合成N-糖链核心五糖上的平分型N一乙酰氨基葡萄糖(B1,4-GlcNAc);GnT-V合成131,6分支(Glc-NAc131,6ManCl 16Man131),植物凝集素PHA-L 可以特异地识别131,6分支结构。
免疫组化实验表明,人乳腺癌、结肠癌、食道癌和恶性黑素瘤组织中高表达131,6分支。
通过转染的方法使小鼠乳腺癌细胞高表达GnT-V可明显提高其转移能力,而GnT.III高表达能够抑制肿瘤细胞的转移。
GnT-III通过与GnTV竞争同一底物能够抑制GnT-V的活性,减少131,6-GlcNAc的表达从而降低肿瘤的转移能力。
唾液酸化的Tn抗原(STn)是一种肿瘤相关糖类抗原,其结构是唾液酸以c(2,6连接至GalNAca-O-Ser/Thr上,主要是由唾液酸转移酶ST6GalNAc I 催化合成,用编码ST6GalNAc IcDNA的表达质粒转染乳腺癌细胞MDA-MB.23 1和T47·D细胞使细胞表面表达STn抗原,STn抗原的表达能够同核心-1(core.1)[31,3.半乳糖转移酶竞争,终止糖链的延长,缩短O-连接的糖链,从而改变糖蛋白的糖链修饰,这种变化可表现在重要的癌抗原MUC I上,表达STn抗原后延长细胞的伸展,使细胞对接触抑制的敏感度降低,迁移能力增强。
神经节苷脂(ganglioside)是一类存在于细胞膜的酸(glycosphingolipid),在内质网和高尔基体经过各种糖基转移酶的作用合成,在其寡糖链结构中至少含有一个唾液酸,疏水的神经酰胺长链结构锚在细胞膜中,亲水的糖链部分则伸向细胞外。
肿瘤相关神经节苷脂能够促进肿瘤的侵袭和转移。
三、整联蛋白与肿瘤的关系整联蛋白隶属于细胞粘附受体大家族成员,是极其重要的受体蛋白,它介导细胞与胞外基质(ex—traeellular matrix,ECM)以及细胞与细胞之间的相互作用,是细胞与ECM相结合并发生应答的主要途径。
整联蛋白可刺激抗细胞凋亡机制,使肿瘤细胞延迟死亡或促进肿瘤细胞生长。
当整联蛋白与生长因子受体协同作用时可诱导细胞增殖。
其机制是:激活细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶(Cak)的转录,下调Cdk抑制剂;激活Bc1.2基因的转录而增加了MAPK、JNK、PI.3激酶及PKB/Akt的抑制凋亡活性。
另外一个作用机制是,在肿瘤发生过程中ECM的参与受到抑制,肿瘤细胞接触不到能杀伤它本身的ECM。
因此,整联蛋白表达状况与恶性肿瘤的转归密切相关。
研究证明,整联蛋白a3 l下调表皮钙粘着蛋白(E.cadherin)介导的粘附作用,造成细胞与细胞粘附作用及连接传递功能的丧失,因而增强了恶性肿瘤细胞的侵袭力。
包绕肿瘤细胞周围的ECM分子往往被一种ECM一降解蛋白酶(基质金属蛋白酶)所降解,并通过Ras信号级联增强了侵袭力。
正因整联蛋白参与ECM一降解过程,刺激分泌ECM.降解蛋白酶,才使肿瘤细胞发生离散,加速和提高了细胞的转移和侵袭力。
四、组织因子与肿瘤的关系组织因子(TF)是凝血因子1Ⅱ/Ⅶa的细胞膜受体,在肿瘤组织中可广泛表达于肿瘤细胞和血管内皮细胞、间质巨噬细胞、成纤维细胞;TF是一种多功能生物分子,其胞外区主要与凝血功能有关而胞内区与细咆内信号传导有关,两者均参与肿瘤血管生成、浸润和转移。
正常组织中,TF常表达在组织巨噬细胞.成纤维细胞,血管外膜、部分上皮细胞,而血管内皮细胞无TF表达,在肿瘤组织中TF常异常表达在肿瘤细胞及肿瘤新生血管内皮细胞。
在观察乳癌进展过程中间质细胞表达TF的研究中发现正常乳腺向缦润性乳癌演变过程中,良、恶性上皮细胞均表达TF,与肿瘤进展无明显相关性;正常问质细胞无TF表达,在导管原位癌(DCIS),尤其是粉刺型DCIS则有大量表达TF 的巨噬细胞;而在缦润性乳腺癌中则出现丰富的表达TF的成肌纤维细胞,围绕在癌细胞周围表达TF的巨噬细胞和成肌纤维细胞与细胞外基质改变常同时出现,与癌细胞的侵袭和转移密切相关。
1、 TF促进肿瘤血管生成。
恶性肿瘤诱导血管生成是其恶性特征之一.也是肿瘤生长和转移的先决条件。
大量证据表明TF参与了肿瘤血管生成:TF在胚胎早期血管形成过程中起关键作用,人类重组组织因子通道抑制剂(hrTFPI)在体外能诱导HUVE 的凋亡.抑制内皮细胞生长。
此外用抗TF抗体转染具有促凝活性但胞浆内有突变的TF c DNA 至癌细胞及反义TF 下调TF 基因表达均可抑制实验肿瘤的生长和血管生成。
2、TF与肿瘤转移TF胞外区促凝活性导致癌组织和血管腔内凝血活性增加,组织凝血酶增加改变了细胞外基质(ECM )的构成,有利于肿瘤细胞与其他细咆和,或问质的牯附眭增加.侵袭人血管内的癌细胞易与血小板粘附形成癌血栓而脱落转移.同时.癌细胞牯附性增加也有利于转移靶器官对癌细胞的捕获、固定;胞内区通过细胞内信号传导则促进VEGF的转录.诱发肿瘤血管生成,此外还与act连结蛋白相互作用,促进细胞牯附和迁移TF促肿瘤转移是胞内外区的功能相互梆调的结果。
五、钾离子通道与肿瘤的关系1、离子通道与肿瘤增殖钾离子通道可通过影响细胞膜电位,导致胞外钙离子内流进入胞内,影响细胞信号转导通路,从而影响整个肿瘤细胞的发生和发展;另有一些钾离子通道阻断剂能诱导肿瘤凋亡,可能成为肿瘤治疗的生物调节剂。
离子通道与肿瘤细胞增殖有研究表明离子通道与肿瘤细胞增殖和有丝分裂有密切联系。
细胞分裂增殖是细胞最基本的生理活动,许多因素可诱导或抑制细胞增殖。
细胞分裂的准确性和定时性是正常细胞生长和分化所必需的,细胞周期运行失控可能导致癌瘤的发生和发展2、离子通道抑制剂对肿瘤增殖的影响K离子通道抑制剂对细胞增殖的影响是当前肿瘤基础研究的新热点,细胞增殖的调控主要依赖于两方面因素:一是细胞外信号,如生长因子,它能导致细胞内基因表达的变化,这是一个复杂程序控制的结果,首先细胞外信号通过不同的途径激活转录因子,转录因子又以不同形式激活或抑制DNA的转录,从而控制细胞周期和增生的改变。
二是细胞内信号,如调控细胞增殖周期的蛋白活性的改变,降低信号传导在细胞生长增殖等调控中起重要作用,信号通路中不同组分的改变都会导致细胞增殖失控,产生癌变,通过阻断肿瘤细胞传导系统引起肿瘤细胞周期阻滞来阻抑肿瘤细胞增殖正成为肿瘤学实验研究的热点。