医学专题—细胞游离亚铁原卟啉检测技术资料28373.ppt

细胞细胞(x(x bo)bo)游离亚铁原卟游离亚铁原卟啉啉 检测技术检测技术 作者：温鑫作者：温鑫第一页，共六十八页。细细胞游离胞游离亚铁亚铁原原卟卟啉（啉（CeCell lls Free Ferrs Free Ferrouous s PrPro ot to op po orprph hyriyrin n FH FH）是）是恶恶性性肿肿瘤瘤发发生生过过程中程中产产生生的的因因果果性生物性生物标标志因子志因子。FH 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 FH具有具有强强氧化氧化作用，作用，导导致致细细胞自胞自稳调节稳调节功能功能紊乱。紊乱。FHFH含量具有含量具有连续连续可可测测量性，且与量性，且与细细胞癌胞癌变变程程度呈密切正相关。采用直接度呈密切正相关。采用直接(zhj(zhji i)生物学介生物学介质质（组组织织渗液）渗液）进进行靶向定位行靶向定位检测检测，即可，即可显显示示细细胞胞恶恶变变过过程。程。第二页，共六十八页。细胞游离细胞游离(y(y ulul)亚铁原卟啉亚铁原卟啉 （FHFH）主要主要来源来源 线粒线粒体体第三页，共六十八页。膜间腔膜间腔膜间腔膜间腔嵴间腔嵴间腔嵴间腔嵴间腔DNADNADNADNA基粒基粒基粒基粒 外膜外膜外膜外膜内膜内膜内膜内膜核糖体核糖体核糖体核糖体嵴嵴嵴嵴 嵴内嵴内嵴内嵴内嵴内嵴内腔腔腔腔腔腔(n(n(n(n(n(ni i i i i i q q q qq qi i i ii in)n)n)n)n)n)基质基质基质基质(j(j(j(j zh)zh)zh)zh)基质基质基质基质(j(j(j(j zh)zh)zh)zh)颗粒颗粒颗粒颗粒线粒体的超微结构线粒体的超微结构线粒体的超微结构线粒体的超微结构第四页，共六十八页。膜间腔膜间腔嵴内腔嵴内腔嵴间腔嵴间腔基粒基粒第五页，共六十八页。抑制剂抑制剂 可溶性的可溶性的 ATP ATP 酶酶寡酶素敏感蛋白寡酶素敏感蛋白（OSCPOSCP）HPHP蛋白蛋白第六页，共六十八页。线粒体内含线粒体内含亚铁原卟啉亚铁原卟啉的的蛋白蛋白主要主要包括包括：铁硫蛋白、辅酶铁硫蛋白、辅酶Q Q、细胞色素细胞色素等；等；ATPATP合合酶酶、过氧化氢过氧化氢(u(u yn hu yn hu qn)qn)酶、酶、过氧化物酶、过氧化物酶、单胺氧化酶单胺氧化酶、血红素加氧酶血红素加氧酶 、NADNAD（P P）H H氧化酶、鸟氨酸氧化酶氧化酶、鸟氨酸氧化酶、一氧化氮合一氧化氮合成酶成酶、腺苷酸激酶腺苷酸激酶、细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶、苹果酸苹果酸还原酶还原酶等等120120余种酶类。余种酶类。第七页，共六十八页。在病理情况下，亚铁原卟啉在病理情况下，亚铁原卟啉从细从细胞蛋白析出，胞蛋白析出，成为成为细胞细胞游离亚铁原卟游离亚铁原卟啉，不仅没有生物学功能啉，不仅没有生物学功能(gngn(gngn ng)ng)，反而能引起细胞和组织反而能引起细胞和组织器官的氧化器官的氧化损损伤。伤。第八页，共六十八页。细胞游离细胞游离(y(y ulul)亚铁原卟啉亚铁原卟啉 （FHFH）生成机制生成机制 【细胞能量代谢重编程】【细胞能量代谢重编程】第九页，共六十八页。ATP ATP ADP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 P P P P 机械能机械能(肌肉肌肉(jr(jr u)u)收缩收缩)渗透能渗透能(物质主动物质主动转运转运)化学能化学能(合成代谢合成代谢)电能电能(生物电生物电)热能热能(维持体温维持体温)生物体内能量的储存和利用生物体内能量的储存和利用(l(ly yng)ng)都以都以ATPATP为中心。为中心。第十页，共六十八页。糖糖 脂肪脂肪 蛋白质蛋白质 葡萄糖葡萄糖 脂酸脂酸+甘油甘油 氨基酸氨基酸 乙酰乙酰C Co oA A T TAC AC 2 2H H 呼呼吸吸(h h x x)链链 H H2 2O O ADPADP+Pi Pi A AT TP P COCO2 2 ：分解：分解(f fnjnji i)：氧化：氧化(y ynghu)nghu)分解分解 ：氧化磷酸化：氧化磷酸化第十一页，共六十八页。第十二页，共六十八页。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.海因里希海因里希.瓦博瓦博格（格（Otto Heinnich Warburg Otto Heinnich Warburg）发现肿瘤细胞的耗糖速）发现肿瘤细胞的耗糖速度是正常细胞的度是正常细胞的1010倍，却仅产生倍，却仅产生1/101/10的能量。肿瘤细胞的能量。肿瘤细胞主要通过主要通过磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(t(t j j ng)ng)产能，使即便在有氧情况下产能，使即便在有氧情况下有氧氧化过程也不能对糖酵解产生抑制，这称为瓦博格氏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（效应（Warburg effectWarburg effect）。）。第十三页，共六十八页。以以以以6-6-6-6-磷酸磷酸磷酸磷酸(l(l(l(l n sun)n sun)n sun)n sun)葡萄糖开始，在葡萄糖开始，在葡萄糖开始，在葡萄糖开始，在6-6-6-6-磷酸葡萄糖脱磷酸葡萄糖脱磷酸葡萄糖脱磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成氢酶催化下形成氢酶催化下形成氢酶催化下形成6-6-6-6-磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成以磷酸磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成以磷酸磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成以磷酸磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成以磷酸戊糖为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途径，简称戊糖为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途径，简称戊糖为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途径，简称戊糖为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途径，简称PPPPPPPPPPPP途径。途径。途径。途径。x 反应部位：胞浆反应部位：胞浆x 重要反应产物：重要反应产物：NADPHNADPH、5-5-磷酸核糖磷酸核糖x 限速酶（启动因子）：限速酶（启动因子）：6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶第十四页，共六十八页。6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性磷酸葡萄糖脱氢酶的活性与抑癌基因与抑癌基因p53p53有关。有关。p53p53基因因编码一种分子质量基因因编码一种分子质量为为53kDa53kDa的蛋白质而得名，是一种的蛋白质而得名，是一种抑抑癌基癌基因。一旦因。一旦p53p53基因发生突变，基因发生突变，P53P53蛋白失活，蛋白失活，细胞分裂失去细胞分裂失去(shq(shq)节制，发生癌变。节制，发生癌变。第十五页，共六十八页。第十六页，共六十八页。在正常情况下在正常情况下,p53,p53与葡萄糖与葡萄糖-6-6-磷磷酸脱氢酶相结合酸脱氢酶相结合,抑制它的活性抑制它的活性，阻阻止磷酸戊糖途径进行止磷酸戊糖途径进行,细胞细胞(x(x bo)bo)中中的葡萄糖主要通过三羧酸循环产生的葡萄糖主要通过三羧酸循环产生能量。能量。第十七页，共六十八页。在在p53p53发生突变或缺失的肿瘤细胞中发生突变或缺失的肿瘤细胞中,失去了失去了对葡萄糖对葡萄糖-6-6-磷酸脱氢酶的抑制磷酸脱氢酶的抑制,该酶作为戊糖磷该酶作为戊糖磷酸途径酸途径的的启动因子，启动因子，使使葡萄糖通过戊糖磷酸途径葡萄糖通过戊糖磷酸途径代谢代谢。1 1、耗能；、耗能；2 2、产生产生(chnshng)(chnshng)大量还原型辅酶大量还原型辅酶（NADPHNADPH）,进行生物合成进行生物合成；3 3、改变细胞微环境。、改变细胞微环境。第十八页，共六十八页。致癌因素致癌因素(y ynn s s)阻抑蛋白阻抑蛋白p53p53 葡萄糖葡萄糖-6 6-磷酸磷酸(ln(ln s sun)un)脱氢酶脱氢酶P53P53突变突变(t tbbi in)n)突变的突变的p53p53 葡萄糖葡萄糖-6 6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶葡萄糖葡萄糖-6 6-磷酸脱氢酶激活磷酸脱氢酶激活启动因子启动因子葡萄糖葡萄糖戊糖磷酸代谢途径戊糖磷酸代谢途径TACNADPHNADPH果糖果糖-6 6-磷酸磷酸3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛二氧化碳二氧化碳抑制抑制第十九页，共六十八页。第二十页，共六十八页。Warburg Warburg 效应形成的细胞微环境效应形成的细胞微环境紊乱紊乱 低氧低氧（氧稳态紊乱）（氧稳态紊乱）酸性环境酸性环境（酸碱平衡紊乱）（酸碱平衡紊乱）还原性状态还原性状态(zhu(zhu ngtngt i)i)（氧化（氧化-还原平衡紊乱）还原平衡紊乱）第二十一页，共六十八页。第二十二页，共六十八页。FHFH位于细胞位于细胞含含亚铁原卟啉蛋白的肽链靠近亚铁原卟啉蛋白的肽链靠近表面表面(biomi(biomi n)n)的一个疏水核内，它主要依靠的一个疏水核内，它主要依靠Fe2+Fe2+与与F8HisF8His的咪唑氮配位而挂在的咪唑氮配位而挂在PrPr链上。但链上。但是它之所以能固定在蛋白质的固定位置上而是它之所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且取向一定，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，这些残基中有之内，这些残基中有6060多处与多处与FHFH比较靠近，可以发生极性与非极性比较靠近，可以发生极性与非极性的相互作用，足以保持的相互作用，足以保持FHFH在细胞蛋白中的位在细胞蛋白中的位置。置。第二十三页，共六十八页。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与肽链之间的静电引力对于(du(du y y)维维持持FHFH在细胞在细胞含亚铁原卟啉含亚铁原卟啉蛋白中的位置有蛋白中的位置有很大作用。很大作用。第二十四页，共六十八页。谷胱甘肽过氧化物谷胱甘肽过氧化物(u(u yn hu yn hu w w)酶以还酶以还原型谷胱甘肽原型谷胱甘肽(GSH)(GSH)作为供氢体来分解作为供氢体来分解H H2 2O O2 2，生成氧化型谷胱甘肽，生成氧化型谷胱甘肽(GSSG)(GSSG)，使细胞，使细胞内内GSH:GSSGGSH:GSSG的比率下降。的比率下降。GSHGSH生成生成GSSGGSSG过过程中形成肿瘤细胞的低氧状态，程中形成肿瘤细胞的低氧状态，激活氧激活氧感受器感受器和和缺氧信号传导通路缺氧信号传导通路。第二十五页，共六十八页。FHFH的极性部分丙酸基侧链伸向亲水的的极性部分丙酸基侧链伸向亲水的表面，在生理表面，在生理pHpH下解离成负离子，在下解离成负离子，在链中，有一个丙酸基与链中，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相连。相连。FHFH与肽链之间的静电引与肽链之间的静电引力对于力对于(du(du y y)维持维持FHFH在细胞在细胞含亚铁原卟啉含亚铁原卟啉蛋白中的位置有很大作用。蛋白中的位置有很大作用。第二十六页，共六十八页。氧感受器分子氧感受器分子导致蛋白质的巯基由氧化型导致蛋白质的巯基由氧化型向还原型转变，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-低低氧诱氧诱导导因子因子（hypoxia-inducible factorhypoxia-inducible factor；HIF HIF）HIF-1aHIF-1a的磷酸化并与的磷酸化并与HIF-1bHIF-1b结合而结合而形成一个完整的形成一个完整的HIF-1HIF-1转录复合体，从而与相应转录复合体，从而与相应靶基因上的缺氧反应元件靶基因上的缺氧反应元件(HRE)(HRE)结合，促进基因结合，促进基因的表达的表达.并通过第二信使并通过第二信使-活性氧族活性氧族(ROS)(ROS)与激与激酶系统酶系统(x(x tng)tng)发生联系，激活发生联系，激活下游下游酶系统酶系统。第二十七页，共六十八页。细胞在代谢过程中细胞在代谢过程中通过通过FentonFenton反应反应产产生生产生一系列活性氧产生一系列活性氧族族（reactive oxygen reactive oxygen species,ROSspecies,ROS），包括：），包括：O O2 2-、H H2 2O O2 2 及及HOHO2 2、OHOH等。等。ROS ROS 可双向调控细胞的凋亡和增殖，可双向调控细胞的凋亡和增殖，机体内的自由基通过其浓度调节机体内的自由基通过其浓度调节(ti(ti ojioji)着机着机体细胞的生死平衡，对转录因子的激活以及体细胞的生死平衡，对转录因子的激活以及对细胞增殖的促进。对细胞增殖的促进。第二十八页，共六十八页。由于瓦格博效应，在低氧诱导因子由于瓦格博效应，在低氧诱导因子（hypoxia inducible factorhypoxia inducible factor，HIFHIF）的）的介导下，介导下，血管内皮生长因子血管内皮生长因子（V EGFV EGF）mRNAmRNA转录和稳定性增加，且转录和稳定性增加，且VEGFVEGF受体表受体表达上调，达上调，VEGF VEGF的生物学效应增强。的生物学效应增强。其表其表达的结果达的结果(ji gu)(ji gu)是增加血管分支形成是增加血管分支形成,增增强血流量强血流量。第二十九页，共六十八页。HIF-1aHIF-1a、ROSROS、V EGFV EGF表达上调，表达上调，使一使一种亲脂性物质种亲脂性物质(w(w zhzh)（Hydrophilic Hydrophilic fatty moleculesfatty molecules）进入细胞）进入细胞含亚铁原卟含亚铁原卟啉啉蛋白疏水核内，它所带的负电荷中和了蛋白疏水核内，它所带的负电荷中和了肽链上肽链上HisHis、LysLys所带的正电荷，使它们不所带的正电荷，使它们不再与再与FHFH丙酸基侧链保持静电吸引，从而使丙酸基侧链保持静电吸引，从而使FHFH在细胞蛋白中脱落。在细胞蛋白中脱落。第三十页，共六十八页。瓦博格瓦博格(b(b )效应效应NADPHNADPH增加增加(zngj(zngji i)GSHGSH增加增加(zngj(zngji i)激活激活氧感受器氧感受器和和缺氧信号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-1HIF-1a a活性增强活性增强激活激活第二信使第二信使-ROS-ROS与激酶系统与激酶系统EPOEPO基因基因表达水平升高表达水平升高NADPHNADPH氧化酶氧化酶H H2 2O O2 2下降下降c cG GMMP P抑制抑制激活激活鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶VEGFVEGF表达上调表达上调血红素氧合酶血红素氧合酶及及NOSNOS活性抑制活性抑制内源性内源性COCO及及NONO下降下降FHFH释放释放第三十一页，共六十八页。代谢改变代谢改变 HIF-1HIF-1 V EGFV EGF 不典型增生不典型增生 癌前病变癌前病变 原位癌原位癌 浸润癌浸润癌 细胞增生细胞增生 形态学改变形态学改变低氧、还原态低氧、还原态 ROSROS 瓦博格瓦博格 效效 应应 链链CD3HisCD3His 链链CD3SerCD3Ser、E10LysE10Lys 酶蛋白酶蛋白 FHFH p53p53等基因突变等基因突变 致癌因素致癌因素 Hfm Hfm 细胞高增生细胞高增生 低凋亡低凋亡 低分化低分化低氧代谢低氧代谢(d(di ix xi i)通路通路第三十二页，共六十八页。还有的学者还有的学者特别强调自由基的作用，特别强调自由基的作用，认为亲认为亲脂性物质进入脂性物质进入含亚铁原卟啉含亚铁原卟啉蛋白疏水核，蛋白疏水核，与与蛋白蛋白中心的中心的FeFe2+2+通过通过FentonFenton反应反应产产生生 OHOH。OHOH具有极高的氧化还原具有极高的氧化还原(hu(hu n yun yu n)n)态态势，势，反应力极强，几乎可以和生物细胞内所有反应力极强，几乎可以和生物细胞内所有类型的分子以类型的分子以s-1s-1化学反应化学反应0 0级级（相当于几相当于几个个飞秒飞秒，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）的反应速率作用。的反应速率作用。第三十三页，共六十八页。但是，但是，OHOH寿命短暂，因而最靠近寿命短暂，因而最靠近 OHOH的的部位受到攻击的可到性也最大部位受到攻击的可到性也最大。位居线粒体内。位居线粒体内膜膜基粒基片基粒基片的含亚铁原卟啉的含亚铁原卟啉蛋白由于在空间位置蛋白由于在空间位置上的态势，首先上的态势，首先(shuxin)(shuxin)受到受到 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。第三十四页，共六十八页。FHFH对细胞氧化损伤对细胞氧化损伤可能的可能的作用作用(zu(zu y y ng)ng)靶靶点：点：1 1、细胞周期、细胞周期各期交叉处存在各期交叉处存在的的检查点检查点（checkpointcheckpoint）及及核染色体基因组核染色体基因组（nucleic genome)nucleic genome)；2 2、线粒体基因组、线粒体基因组(mitochondrial(mitochondrial genome)genome)；3 3、细胞囊泡（细胞囊泡（VesiclesVesicles）运输调控机）运输调控机制制。第三十五页，共六十八页。DNADNA损伤损伤(snshng)(snshng)检查点检查点 （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 checkpointspindle assembly checkpoint）第三十六页，共六十八页。第三十七页，共六十八页。人类具有两个基因组：人类具有两个基因组：核核/染色体基因组（染色体基因组（nucleic genome)nucleic genome)线粒体基因组线粒体基因组(mitochondrial genome)(mitochondrial genome)一般一般(ybn)(ybn)认为线粒体基因组（认为线粒体基因组（mtDNAmtDNA）的）的自发突变率远较核基因组（自发突变率远较核基因组（n nDNADNA）高，）高，约约10-2010-20倍。倍。第三十八页，共六十八页。mtDNAmtDNA在在nDNAnDNA内的整合内的整合(zhn h(zhn h)可能通过两可能通过两条途径引起细胞癌变：条途径引起细胞癌变：1 1、通过引起核基因组的不稳定性发生癌通过引起核基因组的不稳定性发生癌变；变；2 2、通过改变细胞能量产生，提高线粒体通过改变细胞能量产生，提高线粒体氧化压力，引起线粒体酶表达异常和氧化压力，引起线粒体酶表达异常和/或调或调控凋亡等途径来影响细胞的生物学行为，使控凋亡等途径来影响细胞的生物学行为，使其发生恶变。其发生恶变。第三十九页，共六十八页。第四十页，共六十八页。囊泡运输是生命囊泡运输是生命(shngm(shngm ng)ng)活动的基本过程，活动的基本过程，细胞内的膜性细胞器之间的物质运输细胞内的膜性细胞器之间的物质运输(如蛋白如蛋白质、脂类质、脂类)，主要是通过囊泡完成的。囊泡，主要是通过囊泡完成的。囊泡是是细胞内物流的集装箱。细胞内物流的集装箱。钙离子是囊泡释放的开钙离子是囊泡释放的开关关。苏德霍夫发现，囊泡表面有一种结合蛋白，。苏德霍夫发现，囊泡表面有一种结合蛋白，该蛋白只有在钙离子定向流动时才能与细胞膜该蛋白只有在钙离子定向流动时才能与细胞膜表面的另一种蛋白结合，从而促进囊泡运输功表面的另一种蛋白结合，从而促进囊泡运输功能。能。第四十一页，共六十八页。FHFH的氧化损伤作用使线粒体出现单价的氧化损伤作用使线粒体出现单价电子渗漏（电子渗漏（univalent leakunivalent leak）；胞内）；胞内CaCa2+2+超载，触发线粒体摄取超载，触发线粒体摄取CaCa2+2+并使并使CaCa2+2+在在线粒体内积聚线粒体内积聚。线粒体线粒体氧化损伤使氧化损伤使CaCa2+2+定定向流动发生异常，不能与细胞膜表面向流动发生异常，不能与细胞膜表面的特定蛋白结合的特定蛋白结合(ji(ji h h)，从而损害囊泡，从而损害囊泡运输功能。囊泡运输功能运输功能。囊泡运输功能的破坏是细胞的破坏是细胞恶变的重要通路。恶变的重要通路。第四十二页，共六十八页。P53P53基因基因(j(jy yn)n)突变突变FHFH物质物质(w(w zhzh)析出析出检查点功能检查点功能(gngn(gngn ng)ng)受损受损细胞周期稳态失调细胞周期稳态失调细胞功能细胞功能紊乱紊乱mtDNAmtDNA氧化损伤氧化损伤基因组稳态失调基因组稳态失调细胞形态细胞形态紊乱紊乱细胞钙通路障碍细胞钙通路障碍囊泡运输功能失调囊泡运输功能失调第四十三页，共六十八页。关于关于细胞细胞癌变癌变(i bii bi n)n)(carcinogenesis)(carcinogenesis)的具体机理的具体机理还存在争议和分歧。还存在争议和分歧。1 1、体细胞突变（体细胞突变（somatic mutationsomatic mutation）假说）假说：主主要包括基因突变要包括基因突变(gene mutation)(gene mutation)假说和非整倍体假说和非整倍体(aneuploidy)(aneuploidy)假说假说；2 2、表型遗传修饰（表型遗传修饰（epigenesisepigenesis）改变假说）改变假说；3 3、肿瘤干细胞假说肿瘤干细胞假说；4 4、对称分裂抑制机制紊乱假说对称分裂抑制机制紊乱假说；第四十四页，共六十八页。5 5、干细胞不对称分裂机制紊乱假说干细胞不对称分裂机制紊乱假说(ji shu)(ji shu)（1 1）基因突变与干细胞不对称紊乱基因突变与干细胞不对称紊乱；（2 2）非整倍体与干细胞不对称分裂紊乱非整倍体与干细胞不对称分裂紊乱；（3 3）表型遗传改变与干细胞不对称分裂紊乱表型遗传改变与干细胞不对称分裂紊乱；（4 4）细胞永生化与干细胞不对称分裂机细胞永生化与干细胞不对称分裂机制紊乱制紊乱。第四十五页，共六十八页。成体干细胞成体干细胞不对称分裂不对称分裂(f fnlnli i)紊乱紊乱第四十六页，共六十八页。根据根据生物全息律生物全息律理论，理论，生物体的一个部生物体的一个部分分（细胞）（细胞）包含全部整体信息包含全部整体信息。肿瘤发生过肿瘤发生过程是体细胞程是体细胞的的全能性表现过程，只不过全能性表现过程，只不过是是表表现出结构和功能只适应特殊的局部环境而现出结构和功能只适应特殊的局部环境而与与整个机体不协调整个机体不协调，是一是一 种种对称破缺紊乱对称破缺紊乱(wnlun)(wnlun)或影像对称（手性特征）破缺紊乱或影像对称（手性特征）破缺紊乱(wnlun)(wnlun)。第四十七页，共六十八页。生命的基本物质是生物大分子，它包括蛋白生命的基本物质是生物大分子，它包括蛋白质、核酸、多糖和脂类。其中蛋白质是生命功质、核酸、多糖和脂类。其中蛋白质是生命功能的执行者，组成生物蛋白质的氨基酸都是能的执行者，组成生物蛋白质的氨基酸都是L L型型（左旋）（左旋）的的；核酸是遗传信息的携带者和传核酸是遗传信息的携带者和传递者递者，通常是右旋的。这是生物大分子的手性通常是右旋的。这是生物大分子的手性特征。生物体内化合物的这种左右不对称性特征。生物体内化合物的这种左右不对称性（对称破缺）（对称破缺）正是生命力的体现正是生命力的体现，人类人类(r(r nlnl i)i)自身都是对称性自发破缺的产物。自身都是对称性自发破缺的产物。对称破缺对称破缺紊乱是病理的结果。紊乱是病理的结果。第四十八页，共六十八页。粒子物理学中的对称破缺问题与未知的力有关粒子物理学中的对称破缺问题与未知的力有关。粒子物理学中的许多理论粒子物理学中的许多理论,如量子如量子色色动力学动力学,爱因爱因斯坦的广义相对论斯坦的广义相对论,都是源于对称的都是源于对称的.可是我们的可是我们的世界又是不对称的世界又是不对称的.这表明除了已经知道的强力这表明除了已经知道的强力,电磁力电磁力,弱力和引力外可能存在未知的力弱力和引力外可能存在未知的力,这个力这个力是引起对称破缺的原因是引起对称破缺的原因.如果我们了解这个力如果我们了解这个力,就就有可能知道对称破缺的机制有可能知道对称破缺的机制,就能知道不对称性的就能知道不对称性的起源起源,进而进而(j(j n n r)r)就有可能了解质量就有可能了解质量(包括暗物质包括暗物质)的来源，也就能真正明了世间万物的产生机理。的来源，也就能真正明了世间万物的产生机理。第四十九页，共六十八页。综之，综之，机体在各种致癌因素作用下，机体在各种致癌因素作用下，可能可能由于细胞游离亚铁原卟啉氧化损伤作用的参由于细胞游离亚铁原卟啉氧化损伤作用的参与，细胞稳定性紊乱，与，细胞稳定性紊乱，在基因水平上失去在基因水平上失去了了正常调控，正常调控，可能导致细胞可能导致细胞对称分裂抑制机对称分裂抑制机制紊乱制紊乱，或者，或者导致导致干细胞不对称分裂机制干细胞不对称分裂机制紊乱紊乱。表型遗传修饰表型遗传修饰(xish(xish)改变改变的细胞的细胞克隆克隆性增生性增生，形成恶性，形成恶性肿瘤。肿瘤。第五十页，共六十八页。致癌因素致癌因素(y ynn s s)细胞细胞(xbo)(xbo)能量代谢能量代谢重编程重编程细胞细胞(xbo)(xbo)内环境内环境紊乱紊乱细胞形态细胞形态紊乱紊乱细胞功能细胞功能紊乱紊乱氧稳态紊乱氧稳态紊乱酸碱平衡紊乱酸碱平衡紊乱氧化氧化-还原态平衡紊乱还原态平衡紊乱细胞周期功能紊乱细胞周期功能紊乱线粒体功能紊乱线粒体功能紊乱囊泡运输功能紊乱囊泡运输功能紊乱表型遗传修饰表型遗传修饰机制紊乱机制紊乱细胞细胞对称分裂抑制机制紊乱对称分裂抑制机制紊乱干细胞不对称分裂机制紊乱干细胞不对称分裂机制紊乱细胞癌变细胞癌变瓦博格氏瓦博格氏效应效应第五十一页，共六十八页。细胞游离亚铁原卟啉细胞游离亚铁原卟啉检测检测 最适宜最适宜(sh(sh y y)领域领域 群体性筛检群体性筛检 （massmassscreeningscreening）第五十二页，共六十八页。筛检试验筛检试验 诊断试验诊断试验对象不同对象不同 健康人或无症状的病人健康人或无症状的病人 病人病人目的不同目的不同把病人及可疑病人与无把病人及可疑病人与无病者区分开来病者区分开来把病人与可疑有病但实际把病人与可疑有病但实际无病的人区分开来无病的人区分开来 要求不同要求不同快速、简便、高灵敏度快速、简便、高灵敏度科学性、准确性科学性、准确性费用不同费用不同简单、廉价简单、廉价一般花费较贵一般花费较贵处理不同处理不同须进一步作诊断试验以须进一步作诊断试验以便确诊便确诊 结果阳性者要随之以治疗结果阳性者要随之以治疗第五十四页，共六十八页。筛检试验技术五大要素筛检试验技术五大要素 准确准确、快捷快捷(ku(ku i jii ji)、经济经济、易易接受接受 与后续的诊断能保持连续性与后续的诊断能保持连续性 细胞游离亚铁原卟啉细胞游离亚铁原卟啉检测基本符合检测基本符合上述要求，是癌症筛查的适宜技术。上述要求，是癌症筛查的适宜技术。第五十五页，共六十八页。细胞游离亚铁原卟啉细胞游离亚铁原卟啉 （FHFH）连续可测量性连续可测量性 【上皮细胞上皮细胞FHFH检测检测(jin c(jin c)技技术】术】第五十六页，共六十八页。采用一种脂溶性较强的物质，使之很容易进采用一种脂溶性较强的物质，使之很容易进入细胞与细胞器中，其与入细胞与细胞器中，其与FHFH物质的氧化物质的氧化-还原产还原产物使上皮细胞内含有的内源性过氧化物酶等酶物使上皮细胞内含有的内源性过氧化物酶等酶染色染色(rns(rns)。作为筛查手段，观察。作为筛查手段，观察组织组织渗液上皮渗液上皮细胞中细胞中FHFH物质对细胞内酶的染色情况，即可显物质对细胞内酶的染色情况，即可显示上皮细胞是否存有恶变及其程度。示上皮细胞是否存有恶变及其程度。因细胞内酶的差异，同一含量因细胞内酶的差异，同一含量FHFH显色可能略有显色可能略有不同。不同。第五十七页，共六十八页。技术特色技术特色 1 1、细胞游离亚铁原卟啉是一种因果、细胞游离亚铁原卟啉是一种因果性生物标志因子，是细胞稳定性失调、性生物标志因子，是细胞稳定性失调、肿瘤发生过程细胞代谢变化的必然产物。肿瘤发生过程细胞代谢变化的必然产物。因而用以检测因而用以检测(jin c(jin c)恶性肿瘤敏感度高。恶性肿瘤敏感度高。2 2、本技术采用直接生物学介质进行检、本技术采用直接生物学介质进行检测，是一种靶向定位检测，因而用以检测，是一种靶向定位检测，因而用以检测恶性肿瘤特异度高。测恶性肿瘤特异度高。第五十八页，共六十八页。3 3、这种代谢、这种代谢(d(d ixiixi)改变的肿瘤细胞是全改变的肿瘤细胞是全息性的，是体细胞全能性不协调的表现，息性的，是体细胞全能性不协调的表现，因而用以检测恶性肿瘤具有广谱性，适用因而用以检测恶性肿瘤具有广谱性，适用范围广。范围广。4 4、简约设计；床边诊断技术，可自检，、简约设计；床边诊断技术，可自检，快速、廉价；操作简便，采样后的检测过程快速、廉价；操作简便，采样后的检测过程只需只需3 3分钟内即可得出检测结果。分钟内即可得出检测结果。第五十九页，共六十八页。生物学介质和检测生物学介质和检测(j(ji inn c)c)范围范围 宫颈渗液宫颈渗液：宫颈癌宫颈癌 直肠渗液直肠渗液：直肠癌直肠癌 鼻咽部渗液鼻咽部渗液：鼻咽癌鼻咽癌 前列腺液：前列腺癌前列腺液：前列腺癌 痰液：肺癌痰液：肺癌 乳头溢液：乳腺癌乳头溢液：乳腺癌 宫腔渗液宫腔渗液：子宫内膜癌、绒毛膜上皮癌子宫内膜癌、绒毛膜上皮癌。体表部位增生、溃疡、糜烂等处的组织渗液体表部位增生、溃疡、糜烂等处的组织渗液：肛管癌、阴茎癌、外阴肛管癌、阴茎癌、外阴(w(w i yn)i yn)癌、口唇癌、舌癌、口唇癌、舌癌、牙龈癌、乳房外湿疹样癌癌、牙龈癌、乳房外湿疹样癌、鳞状上皮细胞癌、鳞状上皮细胞癌、基底细胞癌、恶性黑色素瘤、隆突性皮纤维肉瘤、基底细胞癌、恶性黑色素瘤、隆突性皮纤维肉瘤、淋巴管肉瘤、血管肉瘤、卡波西肉瘤、体表转移淋巴管肉瘤、血管肉瘤、卡波西肉瘤、体表转移癌等。癌等。第六十页，共六十八页。【参考文献】【1】Gatenby R A，Gilles R J Why do cancer have hagh aerobic glycolysis?.Nat Rev Cancer，2004,4（11）891-899【2】Hiroshi Kondon，Cellular life span and the Warburg effect【J】.Exy Cell Res，2008,314（9）1923-1928【3】Wu Mian.P53 regulates biosynthesis throuth direct inactivation of glucose-6-phosphate Nature Cell Biology 2011，（13）310-316【4】Basanta D，Simon M，Deutsch A，et al.Evolutionary game theory elucidates the role of glycolysis in gliama progresion and invasion【J】.Cell prolif，2008，41（6）：980-987【5】Yeung S J，Pan J，Lee M H.Roles of p53，Myc and HIF-I in regulation glycolysisthe severth hallmaek of cancer【J】.Cell Moi life Sci，2008，65 （24）：3981-3999【6】Band V，Karin M.Signal transduction by tumor necrosis fador and is relatives.Yrends 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