一种子宫癌筛查的新方法.ppt

一种子宫癌筛查的新方法一种子宫癌筛查的新方法恶性肿瘤的形成过程恶性肿瘤的形成过程前致前致前致前致癌物癌物癌物癌物终终终终致致致致癌物癌物癌物癌物DNADNA损伤损伤损伤损伤基因基因基因基因突突突突变变变变癌前癌前癌前癌前病病病病变变变变恶恶恶恶性性性性肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤活化活化活化活化解毒解毒解毒解毒凋亡凋亡凋亡凋亡增生增生增生增生修复修复修复修复损伤损伤损伤损伤致癌因素致癌因素致癌因素致癌因素 健 康 疾 病主观感觉主观感觉客观指标客观指标健康指标健康指标疾病指标疾病指标 暴露因素暴露因素 健康态健康态 潜在疾病态潜在疾病态临界疾病态临界疾病态亚临床态亚临床态临床态临床态 机体易感性因素机体易感性因素 健康疾病健康疾病连续带连续带示意示意图图（health-disease continuum，HDC）亚健康态亚健康态潜在疾病态潜在疾病态健康态健康态临床态临床态亚临床态亚临床态临界疾病态临界疾病态“冰山冰山”现象现象患者患者亚亚临床者临床者健健 康康 者者 “海平面海平面”子宫癌是指发生在子宫阴道子宫癌是指发生在子宫阴道部及宫颈管的恶性肿瘤。部及宫颈管的恶性肿瘤。最常见的子宫癌最常见的子宫癌：【宫颈癌宫颈癌】【子宫内膜癌子宫内膜癌】【绒毛膜上皮癌绒毛膜上皮癌】子宫癌 系列 宫颈癌 子宫 内膜癌 绒毛膜 上皮癌 浸润性 鳞状细胞癌 浸润性 宫颈腺癌 微小 浸润癌 腺鳞癌 透明 细胞癌 疣状癌 梭形 细胞癌 其它少见 宫颈癌 腺癌 腺癌伴鳞状 上皮化生 透明癌肿瘤 细胞癌 浆液性乳头样腺癌 子宫癌 分类 宫颈癌宫颈癌 (cervical cancer)宫颈癌是女性常见恶性肿瘤之一，发病原宫颈癌是女性常见恶性肿瘤之一，发病原因目前尚不清楚，早婚、早育、多产及性生因目前尚不清楚，早婚、早育、多产及性生活紊乱的妇女有较高的患病率。病毒或真菌活紊乱的妇女有较高的患病率。病毒或真菌感染感染如如单纯疱疹病毒单纯疱疹病毒型、人乳头瘤病毒、型、人乳头瘤病毒、人巨细胞病毒以及真菌感染可能与宫颈癌的人巨细胞病毒以及真菌感染可能与宫颈癌的发生有关。发生有关。初期没有任何症状，后期可出现异常阴道初期没有任何症状，后期可出现异常阴道流血。目前治疗方案以手术和放射治疗为主，流血。目前治疗方案以手术和放射治疗为主，但中晚期患者治愈率很低。但中晚期患者治愈率很低。宫颈癌是由人类乳头瘤病毒（宫颈癌是由人类乳头瘤病毒（Human Human PapillomavirusPapillomavirus，简称，简称HPVHPV）引起的，）引起的，HPVHPV病毒可直接通过皮肤接触传播，有病毒可直接通过皮肤接触传播，有十几年的潜伏期，故初期没有任何症状十几年的潜伏期，故初期没有任何症状。宫颈癌可防可测，按时进行宫颈癌筛查宫颈癌可防可测，按时进行宫颈癌筛查就能有效避免不幸发生。就能有效避免不幸发生。子宫内膜癌子宫内膜癌 (carcinoma of the endometrium)子宫内膜癌又称为子宫体癌，是妇科子宫内膜癌又称为子宫体癌，是妇科常见的恶性肿瘤，仅次于子宫颈癌。子宫常见的恶性肿瘤，仅次于子宫颈癌。子宫内膜癌患者多为老年妇女，绝经期延迟，内膜癌患者多为老年妇女，绝经期延迟，或月经不规则；常为不孕或产次不多，合或月经不规则；常为不孕或产次不多，合并肥胖、高血压、糖尿病；绝经后又有不并肥胖、高血压、糖尿病；绝经后又有不规则阴道流血或排液臭。规则阴道流血或排液臭。子宫内膜癌的真正发病原因迄今不明，但子宫内膜癌的真正发病原因迄今不明，但其其发病发病危险因素有：危险因素有：1 1、肥胖、糖尿病与高血压三者并存于子肥胖、糖尿病与高血压三者并存于子宫内膜癌患者，称为宫内膜癌患者，称为“宫内膜的三联征宫内膜的三联征”或或“宫内膜癌综合征宫内膜癌综合征”。2 2、月经失调月经失调 宫内膜癌患者月经紊乱、宫内膜癌患者月经紊乱、量多者，比正常妇女高量多者，比正常妇女高3 3倍。倍。3 3、初潮早与绝经迟初潮早与绝经迟1212岁以前比岁以前比1212岁以岁以后初潮者，宫内膜癌的发生率多后初潮者，宫内膜癌的发生率多60%60%。宫内膜。宫内膜癌的绝轻年龄较正常妇女迟癌的绝轻年龄较正常妇女迟6 6年。年。4 4、孕产次孕产次：宫内膜癌发生于多产、未产、宫内膜癌发生于多产、未产、不孕症者较多。不孕症者较多。5 5、多囊卵巢综合征多囊卵巢综合征、卵巢肿瘤卵巢肿瘤、子宫内膜子宫内膜不典型增生不典型增生。6 6、外源性雌激素外源性雌激素：服用雌激素的妇女具有服用雌激素的妇女具有高度发生子宫内膜癌的危险，其危险与剂量高度发生子宫内膜癌的危险，其危险与剂量大小、服用时间长短，及是否合用孕激素、大小、服用时间长短，及是否合用孕激素、中间是否停药，以及病人特点等有关。中间是否停药，以及病人特点等有关。子宫内膜癌的阴道细胞学检查诊率比子宫内膜癌的阴道细胞学检查诊率比宫颈癌低，诊断性刮宫为确诊不可缺少宫颈癌低，诊断性刮宫为确诊不可缺少的方法。宫腔镜检查诊断内膜癌的准确的方法。宫腔镜检查诊断内膜癌的准确性为性为94%94%。对放射治疗不敏感，治疗以对放射治疗不敏感，治疗以手术为主，其他尚有放疗、化疗手术为主，其他尚有放疗、化疗、孕激孕激素治疗及其他药物等综合治疗。素治疗及其他药物等综合治疗。绒绒 毛毛 膜膜 上上 皮皮 癌癌 （Choriocarcinoma)绒毛膜上皮癌绒毛膜上皮癌是是一种高度恶性肿瘤，一种高度恶性肿瘤，早期就可血行转移至全身，破坏组织及早期就可血行转移至全身，破坏组织及器官，引起出血坏死。最常见的转移部器官，引起出血坏死。最常见的转移部位依次为肺、阴道、脑及肝。死亡率位依次为肺、阴道、脑及肝。死亡率20-20-30%30%。多。多继发于葡萄胎、流产、足月产继发于葡萄胎、流产、足月产，比率比率为为2:1:1,2:1:1,少数可发生在异位妊娠少数可发生在异位妊娠之后之后。多为生育年龄妇女，也可发生在多为生育年龄妇女，也可发生在绝经之后绝经之后。主主要要临临床床表表现现是是阴阴道道不不规规则则流流血血，产产后后、流流产产后后闭闭经经。出出现现下下腹腹隐隐痛痛甚甚至至急急性性腹腹痛痛。阴阴道道转转移移导导致致大大出出血血；肺肺转转移移出出现现咳咳嗽嗽、胸胸痛痛血血痰痰或或反反复复咯咯血血；脑脑转转移移是是致致死死的的主主要要原原因因。凡凡流流产产、分分娩娩、异异位位妊妊娠娠以以后后，HMHM清清宫宫后后一一年年以以上上出出现现症症状状或或转转移移灶灶、并并有有HCGHCG升升高高均均可可诊诊断断。HMHM清清宫宫后后半半年年-一一年年内内发发病病则则侵侵蚀蚀性性HMHM或或绒绒癌癌均均有可能有可能。治疗以化疗为主，手术为辅。治疗以化疗为主，手术为辅。子宫癌筛查的新方法子宫癌筛查的新方法子宫上皮细胞稳定性检测技术子宫上皮细胞稳定性检测技术 细胞游离亚铁原卟啉细胞游离亚铁原卟啉检测检测 子宫子宫上皮细胞稳定性检测技术上皮细胞稳定性检测技术是通过是通过检测宫颈渗液中是否含有细胞游离亚铁原检测宫颈渗液中是否含有细胞游离亚铁原卟啉卟啉（Cells Free Ferrous Protoporphyrin FH）而了解鼻咽部细胞而了解鼻咽部细胞是否癌变的一种检测技术。是否癌变的一种检测技术。细胞游离亚铁原卟啉是细胞游离亚铁原卟啉是子宫癌子宫癌发生过发生过程中产生的因果性生物标志因子程中产生的因果性生物标志因子。FH是是含含亚铁原卟啉蛋白的分解产物。亚铁原卟啉蛋白的分解产物。FH具有强氧化作用，导致细胞自稳调具有强氧化作用，导致细胞自稳调节功能紊乱。节功能紊乱。FH含量具有连续可测量性，且与细胞含量具有连续可测量性，且与细胞癌变程度呈密切正相关。采用直接生物学癌变程度呈密切正相关。采用直接生物学介质（介质（宫颈宫颈渗液）进行靶向定位检测，即渗液）进行靶向定位检测，即可显示可显示子宫上皮子宫上皮细胞恶变过程。细胞恶变过程。致癌因素基因突变FH析出细胞代谢改变细胞癌变细胞稳定性失调瓦博格效应细胞周期改变p53缺失 细胞蛋白构象改变DNA损伤DNA错误转录FH与细胞恶 变过程演绎 能量代谢重编程是肿瘤细胞的能量代谢重编程是肿瘤细胞的重要特征之一重要特征之一,快速增殖的肿瘤快速增殖的肿瘤细胞以高速率的糖酵解为主要的细胞以高速率的糖酵解为主要的供能方式。供能方式。肿瘤细胞能量代谢重编程与线肿瘤细胞能量代谢重编程与线粒体的氧化损伤有重大关系。粒体的氧化损伤有重大关系。【正常细胞的能量来源正常细胞的能量来源】1 1、葡萄糖、氨基酸和脂肪、葡萄糖、氨基酸和脂肪酸等能源物质分解代谢。酸等能源物质分解代谢。共同途径：三羧酸循环。共同途径：三羧酸循环。2 2、氧化磷酸化反应。、氧化磷酸化反应。葡 萄 糖 6-磷酸葡萄糖 3-磷酸甘油酸 丙 酮 酸 氧化磷酸化反应（氧化磷酸化反应（oxidative oxidative phosphoryla-tion phosphoryla-tion）是与电子传递）是与电子传递偶联并从偶联并从ADPADP生成生成ATPATP的过程。在呼吸的过程。在呼吸基质氧化中游离出来的能量确保了基质氧化中游离出来的能量确保了ATPATP的高能磷酸键。该反应系统在于的高能磷酸键。该反应系统在于线粒体内膜进行。线粒体内膜进行。能量计算（以一个葡萄糖分子完全氧化计算）能量计算（以一个葡萄糖分子完全氧化计算）第一阶段（胞液）：第一阶段（胞液）：2ATP 2NADH2 计计7（5）ATP 第二阶段（线粒体）：第二阶段（线粒体）：2NADH2 2CO2 计计5ATP 第三阶段（线粒体）第三阶段（线粒体）：6NADH2 4CO2 2FADH2 2GTP（或（或2ATP）计计20ATP 共计共计 32（30）ATP和和6CO2 【癌细胞的代谢异常】癌细胞的代谢异常】充足的营养和能量供应是癌细胞得充足的营养和能量供应是癌细胞得以无限增殖、浸润和转移的基础和前以无限增殖、浸润和转移的基础和前提。癌细胞的葡萄糖、氨基酸和脂肪提。癌细胞的葡萄糖、氨基酸和脂肪代谢都与正常细胞不同代谢都与正常细胞不同,存在着普遍的存在着普遍的能量代谢重编程，能量代谢重编程，ATPATP生成受阻。生成受阻。在人体正常组织中在人体正常组织中90%ATP90%ATP来源来源于细胞线粒体氧化磷酸化反应，于细胞线粒体氧化磷酸化反应，而仅有而仅有10%10%来源于细胞浆糖酵解。来源于细胞浆糖酵解。在有氧情况下在有氧情况下,有氧氧化对糖酵有氧氧化对糖酵解产生抑制，这种现象称为解产生抑制，这种现象称为PasteurPasteur效应。效应。诺贝尔奖获得者德国生物化学家奥托诺贝尔奖获得者德国生物化学家奥托.海海因里希因里希.瓦博格（瓦博格（Otto Heinnich Warburg Otto Heinnich Warburg）发现肿瘤细胞的耗糖速度是正常细胞的）发现肿瘤细胞的耗糖速度是正常细胞的1010倍，却仅产生倍，却仅产生1/101/10的能量。肿瘤细胞主的能量。肿瘤细胞主要通过磷酸戊糖途径产能，使即便在有氧要通过磷酸戊糖途径产能，使即便在有氧情况下有氧氧化过程也不能对糖酵解产生情况下有氧氧化过程也不能对糖酵解产生抑制，这称为瓦博格氏效应（抑制，这称为瓦博格氏效应（Warburg Warburg effecteffect）。）。磷酸戊糖途径（磷酸戊糖途径（pentose phosphate pentose phosphate pathwaypathway）是指从）是指从G-6-PG-6-P脱氢反应开始，经脱氢反应开始，经一系列代谢反应生成磷酸戊糖等中间代谢一系列代谢反应生成磷酸戊糖等中间代谢物，然后再重新进入糖氧化分解代谢途径物，然后再重新进入糖氧化分解代谢途径的一条旁路代谢途径。该旁路途径的起始的一条旁路代谢途径。该旁路途径的起始物是物是G-6-PG-6-P，返回的代谢产物是，返回的代谢产物是3-3-磷酸甘油磷酸甘油醛和醛和6-6-磷酸果糖，其重要的中间代谢产物磷酸果糖，其重要的中间代谢产物是是5-5-磷酸核糖和磷酸核糖和NADPHNADPH。整个代谢途径在胞。整个代谢途径在胞液中进行。关键酶是液中进行。关键酶是6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶。磷酸葡萄糖脱氢酶。戊糖途径的主要特点是葡萄糖直接氧化戊糖途径的主要特点是葡萄糖直接氧化脱氢和脱羧，不必经过糖酵解和三羧酸循脱氢和脱羧，不必经过糖酵解和三羧酸循环，脱氢酶的辅酶不是环，脱氢酶的辅酶不是NAD+NAD+而是而是NADP+NADP+，产生的产生的NADPHNADPH作为还原力以供生物合成用，作为还原力以供生物合成用，而不是传递给而不是传递给O2O2，无，无ATPATP的产生和消耗。的产生和消耗。【总反应式】【总反应式】3 G-6-P+6NADP+3CO2+6NADPH 3 G-6-P+6NADP+3CO2+6NADPH +2 F-6-P+3-P-+2 F-6-P+3-P-甘油醛甘油醛阻抑蛋白阻抑蛋白p53+葡萄糖葡萄糖-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶p53葡萄糖葡萄糖-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶A三羧酸循环三羧酸循环ATP二氧化碳二氧化碳水水葡萄糖葡萄糖戊糖磷酸代谢途径戊糖磷酸代谢途径NADPH果糖果糖-6-磷酸磷酸二氧化碳二氧化碳Warburg 效应效应正常能量编程正常能量编程3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛 肿瘤细胞主要通过戊糖磷酸途径产能，使肿瘤细肿瘤细胞主要通过戊糖磷酸途径产能，使肿瘤细胞的耗糖速度是正常细胞的胞的耗糖速度是正常细胞的1010倍。中国科学技术大倍。中国科学技术大学生命科学学院吴缅教授和美国宾夕法尼亚大学医学生命科学学院吴缅教授和美国宾夕法尼亚大学医学院杨小鲁教授的合作研究结果学院杨小鲁教授的合作研究结果“p53 regulates“p53 regulates biosynthesis through direct inactivation of biosynthesis through direct inactivation of glucose-6-phosphate dehydrogenase”glucose-6-phosphate dehydrogenase”显示，这显示，这种代谢异常与抑癌基因种代谢异常与抑癌基因p53p53等突变有关。等突变有关。p53 p53基因是人类肿瘤中突变率最高的基因。基因是人类肿瘤中突变率最高的基因。它因编码是一种分子质量为它因编码是一种分子质量为53 kDa53 kDa的蛋白的蛋白质而得名，是一种抑癌基因。其表达产物质而得名，是一种抑癌基因。其表达产物为基因调节蛋白（为基因调节蛋白（p53p53蛋白）。当蛋白）。当DNADNA受到受到损伤时表达产物急剧增加，可抑制细胞周损伤时表达产物急剧增加，可抑制细胞周期进一步运转。一旦期进一步运转。一旦p53p53基因发生突变，基因发生突变，P53P53蛋白失活，细胞分裂失去节制，发生蛋白失活，细胞分裂失去节制，发生癌变。癌变。吴缅教授等研究发现：阻抑蛋白吴缅教授等研究发现：阻抑蛋白p53p53可可以与磷酸戊糖途径上第一步反应的关键以与磷酸戊糖途径上第一步反应的关键酶酶“葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶”相结合相结合,并并且抑制它的活性。在正常情况下且抑制它的活性。在正常情况下,p53,p53参参与阻止这一旁路的进行与阻止这一旁路的进行,细胞中的葡萄糖细胞中的葡萄糖主要通过三羧酸循环代谢主要通过三羧酸循环代谢,产生细胞生长产生细胞生长所需的大量能量。所需的大量能量。但是，在但是，在p53p53发生突变或缺失的肿瘤细发生突变或缺失的肿瘤细胞中胞中,失去了与葡萄糖失去了与葡萄糖-6-6-磷酸脱氢酶结磷酸脱氢酶结合的能力和对该酶的抑制合的能力和对该酶的抑制,大量的葡萄糖大量的葡萄糖通过戊糖磷酸途径代谢通过戊糖磷酸途径代谢,只能进行大量的只能进行大量的生物合成生物合成,产生大量还原型辅酶产生大量还原型辅酶，（烟，（烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸酰胺腺嘌呤二核苷磷酸 NADPH NADPH）,使肿瘤使肿瘤细胞快速、无限生长细胞快速、无限生长,形成形成“瓦博格效应瓦博格效应”。致癌因素致癌因素阻抑蛋白p53 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶P53突变突变突变的p53 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶激活启动因子启动因子葡萄糖戊糖磷酸代谢途径TACNADPH果糖-6-磷酸3-磷酸甘油醛二氧化碳抑制抑制瓦博格氏效应瓦博格氏效应 NADPHNADPH在人体内的化学反应中在人体内的化学反应中起递氢体的作用，作为起递氢体的作用，作为GSHGSH还原酶还原酶的辅酶，它可以使氧化型谷胱甘的辅酶，它可以使氧化型谷胱甘肽（肽（GSSGGSSG）还原成为还原型谷胱）还原成为还原型谷胱甘肽（甘肽（GSHGSH）,使细胞内使细胞内GSHGSH含量增含量增高。高。谷胱甘肽过氧化物酶以还原型谷谷胱甘肽过氧化物酶以还原型谷胱甘肽胱甘肽(GSH)(GSH)作为供氢体来分解作为供氢体来分解H2O2H2O2，生成氧化型谷胱甘肽，生成氧化型谷胱甘肽(GSSG)(GSSG)，使细胞内，使细胞内GSH:GSSGGSH:GSSG的比的比率下降。率下降。GSHGSH生成生成GSSGGSSG过程中形成过程中形成肿瘤细胞的低氧状态，激活氧感肿瘤细胞的低氧状态，激活氧感受器和缺氧信号传导通路。受器和缺氧信号传导通路。细胞内氧化型细胞内氧化型/还原型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽(GSSG/GSH)(GSSG/GSH)的改变作用于氧感受器分子，使其构象发生改的改变作用于氧感受器分子，使其构象发生改变，导致蛋白质的巯基由氧化型向还原型转变，变，导致蛋白质的巯基由氧化型向还原型转变，促使缺氧特异性转录因子促使缺氧特异性转录因子-低氧诱导因子低氧诱导因子（hypoxia-inducible factorhypoxia-inducible factor；HIF HIF）HIF-HIF-1a1a的磷酸化并与的磷酸化并与HIF-1bHIF-1b结合而形成一个完整的结合而形成一个完整的HIF-1HIF-1转录复合体。转录复合体。HIF-1HIF-1转录复合体对糖代谢基因的调控转录复合体对糖代谢基因的调控是肿瘤能量代谢重编程的重要机制之一，是肿瘤能量代谢重编程的重要机制之一，它对肿瘤细胞糖代谢进行调控，对谷氨它对肿瘤细胞糖代谢进行调控，对谷氨酸替代途径调节，与相应靶基因上的缺酸替代途径调节，与相应靶基因上的缺氧反应元件氧反应元件(HRE)(HRE)结合，促进基因的表达结合，促进基因的表达.并通过第二信使并通过第二信使-活性氧族活性氧族(ROS)(ROS)与激酶与激酶系统发生联系并激活该激酶系统。系统发生联系并激活该激酶系统。谷胱甘肽过氧化物酶使细胞谷胱甘肽过氧化物酶使细胞GSH:GSSGGSH:GSSG的比率下的比率下降。降。H2O2H2O2与细胞内的铁离子作用，通过与细胞内的铁离子作用，通过FetonFeton反反应，产生应，产生OHOH。OHOH和和GSSGGSSG都可与蛋白质分子上都可与蛋白质分子上的巯基相互作用，影响蛋白质构象。低氧时的巯基相互作用，影响蛋白质构象。低氧时H2O2H2O2浓度下降，使浓度下降，使OHOH的浓度随之下降，同时使的浓度随之下降，同时使GSHGSH的浓度升高，导致蛋白质的巯基由氧化型向的浓度升高，导致蛋白质的巯基由氧化型向还原型转变，使一些转录因子（如还原型转变，使一些转录因子（如HIF-1HIF-1）的构）的构象发生改变，激活其结合象发生改变，激活其结合DNADNA的活性，促进低氧的活性，促进低氧敏感基因敏感基因EPOEPO的转录表达。的转录表达。过氧化氢酶催化过氧化氢酶催化H2O2H2O2过程中可间过程中可间接激活鸟苷酸环化酶（接激活鸟苷酸环化酶（soluble soluble guanylate cyclaseguanylate cyclase，sGCsGC），增加），增加cGMPcGMP（鸟嘌呤核糖苷（鸟嘌呤核糖苷-3,5-3,5-环磷环磷酸酯）的水平。而酸酯）的水平。而cGMPcGMP抑制低氧敏抑制低氧敏感基因的表达。低氧时感基因的表达。低氧时H2O2H2O2浓度下浓度下降，使这条信号途径的活性降低。降，使这条信号途径的活性降低。在氧含量正常的条件下，由在氧含量正常的条件下，由NADNAD（P P）H H所脱下的电所脱下的电子迅速传递给氧分子，产生超氧阴离子，这在细胞浆子迅速传递给氧分子，产生超氧阴离子，这在细胞浆中造成了一种相对高的氧化状态。超氧阴离子歧化生中造成了一种相对高的氧化状态。超氧阴离子歧化生成过氧化氢，最终导致活性氧（成过氧化氢，最终导致活性氧（ROSROS）的增加，在结合）的增加，在结合铁离子的部位容易引起铁离子的部位容易引起fetonfeton反应（人体内的过氧化物反应（人体内的过氧化物与低与低FeFe反应生成氧自由基的反应反应生成氧自由基的反应)，诱导调节蛋白的，诱导调节蛋白的位置专一性氧化。在低氧条件下，氧含量的减少将引位置专一性氧化。在低氧条件下，氧含量的减少将引起这一系统氧转运率的降低，由此降低了起这一系统氧转运率的降低，由此降低了ROSROS的产生速的产生速率，导致细胞内环境处于一个低氧和相对还原性的状率，导致细胞内环境处于一个低氧和相对还原性的状态。态。低氧时血红素氧合酶及一氧化氮低氧时血红素氧合酶及一氧化氮合成酶（合成酶（NOSNOS）活性受到抑制，使）活性受到抑制，使内源性内源性COCO及及NONO产生量下降，调控产生量下降，调控cGMPcGMP的产生下降，从而对低氧敏的产生下降，从而对低氧敏感基因感基因EPOEPO的抑制作用减弱。的抑制作用减弱。肿瘤细胞肿瘤细胞瓦博格瓦博格效应效应NADPH增加增加GSH/GSSG比例下降比例下降激活氧感受器激活氧感受器和缺氧信号和缺氧信号传导通路传导通路缺氧特异性转录因子缺氧特异性转录因子HIF-1a稳定和活性增强稳定和活性增强激活激活第二信使第二信使-ROS与激酶系统与激酶系统EPO基因基因表达水平升高表达水平升高NADPH氧化酶氧化酶H2O2下降下降cGMP抑制抑制激活激活鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶OH下降，下降，GSH升高，升高，激活激活HIF-1结合结合DNA的活性的活性血红素氧合酶血红素氧合酶及及NOS活性抑制活性抑制内源性内源性CO及及NO下降下降FH合成合成和释放增多和释放增多 缺氧可使线粒体出现线粒体单价电缺氧可使线粒体出现线粒体单价电子渗漏（子渗漏（univalent leakunivalent leak）；胞内）；胞内Ca2+Ca2+超载，触发线粒体摄取超载，触发线粒体摄取Ca2+Ca2+并并使使Ca2+Ca2+在线粒体内积聚；抑制线粒在线粒体内积聚；抑制线粒体内脱氢酶的功能；以上改变可使体内脱氢酶的功能；以上改变可使线粒体肿胀、嵴断裂崩解、钙盐沉线粒体肿胀、嵴断裂崩解、钙盐沉积、外膜破裂和基质外溢。积、外膜破裂和基质外溢。线粒体损伤导致含还原态铁原卟啉自线粒体损伤导致含还原态铁原卟啉自由体（由体（FHFH）的蛋白，诸如细胞色素、氧）的蛋白，诸如细胞色素、氧感受器、感受器、FixL FixL跨膜蛋白、过氧化氢酶、跨膜蛋白、过氧化氢酶、过氧化物酶、血红素加氧酶（过氧化物酶、血红素加氧酶（heme heme oxygenase,HOoxygenase,HO）、NAD NAD（P P）H H氧化酶、氧化酶、鸟氨酸氧化酶（鸟氨酸氧化酶（guanylatc guanylatc cyclase,GCcyclase,GC）和一氧化氮合成酶）和一氧化氮合成酶（nityic oxide syathase,NOSnityic oxide syathase,NOS）等外溢、）等外溢、游离。游离。FHFH位于细胞蛋白的肽链靠近表面的一位于细胞蛋白的肽链靠近表面的一个疏水核内，它主要依靠个疏水核内，它主要依靠Fe2+Fe2+与与F8HisF8His的的咪唑氮配位而挂在咪唑氮配位而挂在PrPr链上。但是它之所链上。但是它之所以能固定在蛋白质的固定位置上而且取以能固定在蛋白质的固定位置上而且取向一定，主要是因为还有大约向一定，主要是因为还有大约2121个残基个残基逼近逼近FHFH，距离在，距离在4A4A之内，这些残基中之内，这些残基中有有6060多处与多处与FHFH比较靠近，可以发生极性比较靠近，可以发生极性与非极性的相互作用，足以保持与非极性的相互作用，足以保持FHFH在细在细胞蛋白中的位置。胞蛋白中的位置。FHFH的极性部分丙酸基侧链伸向亲水的表的极性部分丙酸基侧链伸向亲水的表面，在生理面，在生理pHpH下解离成负离子，在下解离成负离子，在链中，链中，有一个丙酸基与有一个丙酸基与CD3HisCD3His相连；在相连；在链中，链中，FHFH的两个丙酸基分别与的两个丙酸基分别与CD3SerCD3Ser和和E10LysE10Lys相相连。连。FHFH与肽链之间的静电引力对于维持与肽链之间的静电引力对于维持FHFH在细胞蛋白中的位置有很大作用。在细胞蛋白中的位置有很大作用。第二信使第二信使-ROS-ROS与激酶系统使一种亲脂性与激酶系统使一种亲脂性物质（物质（Hydrophilic fatty moleculesHydrophilic fatty molecules）进入细胞蛋白疏水核内，它所带的负电荷进入细胞蛋白疏水核内，它所带的负电荷中和了肽链上中和了肽链上HisHis、LysLys所带的正电荷，使所带的正电荷，使它们不再与它们不再与FHFH丙酸基侧链保持静电吸引，丙酸基侧链保持静电吸引，从而使从而使FHFH在细胞蛋白中脱落。在细胞蛋白中脱落。还有的学者认为亲脂性物质进入细胞蛋还有的学者认为亲脂性物质进入细胞蛋白疏水核，与白疏水核，与FHFH中心的中心的Fe2+Fe2+通过通过FentonFenton反反应产生应产生 OHOH（羟自由基）（羟自由基），OHOH具有极具有极高的氧化还原势，反应力极强，几乎可以高的氧化还原势，反应力极强，几乎可以和生物细胞内所有类型的分子以的反应速和生物细胞内所有类型的分子以的反应速率作用。率作用。1091091011mol-1 1011mol-1 s-1s-1化学反应化学反应0 0级，级，相当于几个飞秒。相当于几个飞秒。飞秒（飞秒（femtosecondfemtosecond）也叫毫微微秒，）也叫毫微微秒，即即1010的负的负1515次秒，简称次秒，简称fsfs。1 1飞秒只有飞秒只有1 1秒的一千万亿分之一。秒的一千万亿分之一。但是，但是，OHOH寿命短暂，因而最靠近寿命短暂，因而最靠近 OHOH的部位受到攻击的可到性也最大，同的部位受到攻击的可到性也最大，同Fe2+Fe2+络合的络合的FHFH卟啉环由于在空间位置上卟啉环由于在空间位置上的态势，首先受到的态势，首先受到 OHOH的攻击，共价键的攻击，共价键断裂，其结构遭到不可逆转的破坏，断裂，其结构遭到不可逆转的破坏，FHFH析出。析出。细细 胞胞 内内GSH含含 量量增高增高细细胞胞蛋蛋白白构象改变构象改变EPO基基因因 表表 达达增强增强Text in here缺缺氧氧特特异异性性转转录录因因子子HIF-1a稳稳定定和活性增强和活性增强第第 二二 信信 使使-ROS与与激激酶酶系系统统细胞色素细胞色素P450高度表达高度表达血血管管内内皮皮生生长长因因子子（V EGF）生生成成增多增多激激活活氧氧感感受受器器和和缺缺氧氧信信号号传传导通路导通路肿肿 瘤瘤 组组织织FH物物质积聚质积聚 细胞稳定性调节紊乱细胞稳定性调节紊乱 细胞的增殖、分化和凋亡始终贯穿于细胞的增殖、分化和凋亡始终贯穿于生命的全过程，它们相互伴随，相互关生命的全过程，它们相互伴随，相互关联。既受细胞外信号的影响，又依靠细联。既受细胞外信号的影响，又依靠细胞内的级联反应进行调控，使细胞的增胞内的级联反应进行调控，使细胞的增殖、分化或凋亡有序地进行，这就是机殖、分化或凋亡有序地进行，这就是机体的稳态调节（体的稳态调节（steady-state adjust steady-state adjust）。）。细胞始终处于增殖和死亡的动细胞始终处于增殖和死亡的动态平衡中，不断地增殖以补充衰态平衡中，不断地增殖以补充衰老脱落或死亡的细胞，这种更新老脱落或死亡的细胞，这种更新称为稳态更新（称为稳态更新（steady-state steady-state renewingrenewing）。）。正常状态下，通过细胞增殖（正常状态下，通过细胞增殖（cell cell proliferationproliferation）增加细胞的数量，通过）增加细胞的数量，通过细胞分化（细胞分化（cell differetiationcell differetiation）形成）形成特定形态、结构和生理功能的子代细胞；特定形态、结构和生理功能的子代细胞；通过细胞凋亡（通过细胞凋亡（cell apoptosiscell apoptosis）参与）参与胚胎的发育和形态的造就，清除体内无胚胎的发育和形态的造就，清除体内无能的、有害的、突变的或受损的细胞，能的、有害的、突变的或受损的细胞，以保证细胞的数量和质量。以保证细胞的数量和质量。细胞的增殖、分化和凋亡始终贯穿于生命细胞的增殖、分化和凋亡始终贯穿于生命的全过程，它们相互伴随，相互关联，在的全过程，它们相互伴随，相互关联，在机体的稳态调节中发挥重要的作用。它们机体的稳态调节中发挥重要的作用。它们即受细胞外信号的影响，又依靠细胞内的即受细胞外信号的影响，又依靠细胞内的级联反应进行调控，使细胞的增殖、分化级联反应进行调控，使细胞的增殖、分化或凋亡有序的进行。如果其中的任一环节或凋亡有序的进行。如果其中的任一环节发生障碍，可使机体内特定的细胞、组织发生障碍，可使机体内特定的细胞、组织和器官的结构、功能和代谢异常，导致疾和器官的结构、功能和代谢异常，导致疾病的发生。病的发生。细胞增殖周期分为四个阶段：细胞增殖周期分为四个阶段：G1 G1期（期（first gat phasefirst gat phase，DANDAN合成前期）合成前期）S S期（期（synthetic phasesynthetic phase，DNADNA合成期）合成期）G2 G2期（期（second gap phasesecond gap phase，DNADNA合成后期）合成后期）M M期（期（mitotic phasemitotic phase，有丝分裂期），有丝分裂期）其中最关键的是其中最关键的是S S期，此期细胞进行期，此期细胞进行DNADNA倍增和染倍增和染色体复制。色体复制。DNADNA复制是指复制是指DNADNA双链在细胞分裂以双链在细胞分裂以前的分裂间期进行的复制过程，复制前的分裂间期进行的复制过程，复制的结果是一条双链变成两条一样的双的结果是一条双链变成两条一样的双链（如果复制过程正常的话），每条链（如果复制过程正常的话），每条双链都与原来的双链一样。这个过程双链都与原来的双链一样。这个过程通过边解旋边复制和半保留复制机制通过边解旋边复制和半保留复制机制得以顺利完成。得以顺利完成。细胞周期的特点：细胞周期的特点：1 1、单向性：细胞只能沿着、单向性：细胞只能沿着G1G1、S S、G2G2、M M方向推进而不能逆行。方向推进而不能逆行。2 2、阶段性：各期细胞形态和代谢、阶段性：各期细胞形态和代谢特点有明显差异。特点有明显差异。3 3、在各期交叉处存在着检查点、在各期交叉处存在着检查点（checkpointcheckpoint）。）。4 4、细胞周期是否顺利推进与细胞、细胞周期是否顺利推进与细胞微环境密切相关。微环境密切相关。DNADNA损伤检查点损伤检查点 （DNA damage checkpointDNA damage checkpoint）DNA DNA复制检查点复制检查点 （DNA replication checkpointDNA replication checkpoint）纺锤体组装检查点纺锤体组装检查点 （spindle assembly spindle assembly checkpointcheckpoint）细胞周期的主要检查点是细胞周期的主要检查点是DNADNA损伤检查损伤检查点，分别位于点，分别位于G1/SG1/S和和G2/MG2/M交界处。当它交界处。当它探测到探测到DNADNA损伤包括基因组或纺锤体损伤损伤包括基因组或纺锤体损伤时，就会打断细胞周期进程。正是在检时，就会打断细胞周期进程。正是在检查点的正确调控下，确保细胞周期精确查点的正确调控下，确保细胞周期精确和有序地进行。和有序地进行。P53P53基因是人类肿瘤中突变率最高基因是人类肿瘤中突变率最高的基因。在的基因。在G1/SG1/S交界处，交界处，P53P53作为一作为一个个DNADNA损伤检查分子，能保证细胞在损伤检查分子，能保证细胞在DNADNA损伤后，停顿于损伤后，停顿于G1G1期，以使期，以使DNADNA在复制前有充分的时间对在复制前有充分的时间对DNADNA进行修进行修复。复。如果如果DNADNA损伤修复失败，损伤修复失败，P53P53则过度则过度表达，通过直接激活表达，通过直接激活baxbax凋亡基因或凋亡基因或下调下调bcl-2bcl-2抗凋亡基因表达而诱导凋抗凋亡基因表达而诱导凋亡。这样可以消除癌前病变细胞不恰亡。这样可以消除癌前病变细胞不恰当地进入当地进入S S期，否则促进癌症的发生期，否则促进癌症的发生和发展。和发展。正常中心粒的复制开始于正常中心粒的复制开始于G1/SG1/S转变期，缺转变期，缺失失P53P53时，一个细胞周期可产生多个中心粒，时，一个细胞周期可产生多个中心粒，最终导致有丝分裂时染色体分离异常，又最终导致有丝分裂时染色体分离异常，又导致染色体数目和导致染色体数目和DNADNA倍数改变，细胞进一倍数改变，细胞进一步逃避免疫监视而演变成恶性肿瘤细胞，步逃避免疫监视而演变成恶性肿瘤细胞，同时可见肿瘤侵袭性和转移性的增加。同时可见肿瘤侵袭性和转移性的增加。DNADNA双链断裂还可在双链断裂还可在G2/MG2/M转变期激活转变期激活DNADNA损伤检查点，阻止细胞进入有丝分裂，损伤检查点，阻止细胞进入有丝分裂，以增加修复时间和诱导修复基因转录，以增加修复时间和诱导修复基因转录，完成完成DNADNA断裂损伤的修复。如果失去断裂损伤的修复。如果失去G2/MG2/M检查点的阻滞作用，就会引起染色体端检查点的阻滞作用，就会引起染色体端粒附近粒附近DNADNA序列丢失以及染色体的重排和序列丢失以及染色体的重排和基因扩增。基因扩增。P53P53缺失缺失，FHFH物质游离，物质游离，FHFH催生羟自催生羟自由基、氧自由基、亚硝基自由基等多由基、氧自由基、亚硝基自由基等多种自由基，引起细胞膜脂质、脂蛋白、种自由基，引起细胞膜脂质、脂蛋白、细胞骨架、细胞骨架、DNADNA等的氧化损伤，干扰细等的氧化损伤，干扰细胞的微环境，干扰细胞周期，使组织胞的微环境，干扰细胞周期，使组织细胞发生恶变。细胞发生恶变。细胞增殖过度还与周期素细胞增殖过度还与周期素D D（cyclinD,bcl-1cyclinD,bcl-1）过量表达有关。）过量表达有关。bcl-1bcl-1是一种生长因子感受器，可导致基是一种生长因子感受器，可导致基因扩增、染色体倒位或易位。另外还与因扩增、染色体倒位或易位。另外还与周期素依赖性蛋白激酶（周期素依赖性蛋白激酶（cyclin cyclin dependent kinase dependent kinase，CDKCDK）增多、）增多、CDKCDK抑抑制因子（制因子（cyclin dependent kinase cyclin dependent kinase inhibitor,CDIinhibitor,CDI）表达不足和突变有关。）表达不足和突变有关。bcl-2 bcl-2是第一个被确认有抗凋亡作用的是第一个被确认有抗凋亡作用的基因。主要通过抗氧化、抑制线粒体释基因。主要通过抗氧化、抑制线粒体释放凋亡诱导因子（放凋亡诱导因子（AIFAIF）、抑制凋亡蛋白）、抑制凋亡蛋白酶（酶（caspasescaspases）的激活等发挥细胞抗凋）的激活等