肿瘤发生假说课件.ppt
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1、关于肿瘤发生假说现在学习的是第1页,共36页 人类在癌症研究方面经历了一个又一个浪潮,人类在癌症研究方面经历了一个又一个浪潮,2020世纪世纪20205050年代,是化学致癌研究最迅猛的时代,年代,是化学致癌研究最迅猛的时代,60607070年代的掀起寻求癌症病毒狂潮,年代的掀起寻求癌症病毒狂潮,70708080年代是癌基因疯狂时代,年代是癌基因疯狂时代,8080年代末进入迷恋抑癌基因时代,年代末进入迷恋抑癌基因时代,9090年代细胞周期、信号转导和细胞凋亡理论在癌症研究中的广泛运用,然而,浪潮很年代细胞周期、信号转导和细胞凋亡理论在癌症研究中的广泛运用,然而,浪潮很快过去了,因为这些都被证明
2、与癌症有关,但不是癌症的本质。快过去了,因为这些都被证明与癌症有关,但不是癌症的本质。2121世纪来了,肿瘤干细胞因为干细胞研究的进展而获得了最佳契机,而且研究人员似世纪来了,肿瘤干细胞因为干细胞研究的进展而获得了最佳契机,而且研究人员似乎都认识到肿瘤干细胞才是癌症的根源。于是,肿瘤干细胞开始进入疯狂时代。肿瘤乎都认识到肿瘤干细胞才是癌症的根源。于是,肿瘤干细胞开始进入疯狂时代。肿瘤干细胞的根本问题是自我更新控制问题,也就是生命本质问题,在分子生物学方面,干细胞的根本问题是自我更新控制问题,也就是生命本质问题,在分子生物学方面,干细胞不对称分裂方面,染色体非随机分配方面的进展将会为肿瘤干细胞的
3、研究注入干细胞不对称分裂方面,染色体非随机分配方面的进展将会为肿瘤干细胞的研究注入生命力。生命力。现在学习的是第2页,共36页刺激假说(The irritation hypothesis)1919世纪后期临床医生世纪后期临床医生BroussaisBroussais和和BillrothBillroth提出慢性炎症提出慢性炎症是癌症根源的假说。是癌症根源的假说。该假说的主要依据:该假说的主要依据:(1 1)肿瘤总发生在慢性炎症迁延不愈的部位。如胃癌常发)肿瘤总发生在慢性炎症迁延不愈的部位。如胃癌常发生于慢性胃溃疡部位;生于慢性胃溃疡部位;90%的肝癌发生于由慢性肝炎的的肝癌发生于由慢性肝炎的患者。
4、患者。(2 2)工作环境和饮食习惯的刺激。如清扫烟尘煤灰的工人易患肺癌,水手常被暴晒的部位易患皮肤癌,经常抽烟和酗酒的人易患食管癌。所有这些观察给人强烈的印象:慢性炎症与癌症存在密切所有这些观察给人强烈的印象:慢性炎症与癌症存在密切关系关系现在学习的是第3页,共36页刺激假说的成功与不足成功之处:对不同人员的观察作了个总结,把临床的观察用于判断癌症的原因并形成假说,这个假说与观察到的事实相符。不足之处:不是所有的刺激都可以导致癌症的发生,一些肿瘤的发生没有经过任何明显的癌前刺激。解决问题:在癌变理论中引入选择和突变原则现在学习的是第4页,共36页选择与突变 选择是一个渐变的筛选过程,最终获得适
5、合于新环境的生物。突变是一个突选择是一个渐变的筛选过程,最终获得适合于新环境的生物。突变是一个突然的过程,并且突变可以遗传给子代。慢性炎症不断刺激细胞增生,许多增然的过程,并且突变可以遗传给子代。慢性炎症不断刺激细胞增生,许多增生的细胞不断死亡,但是那些活下来能够适应这种环境的细胞不断获得过度生的细胞不断死亡,但是那些活下来能够适应这种环境的细胞不断获得过度的增殖和侵袭能力。最终不再依赖宿主而获得新的生命特征。的增殖和侵袭能力。最终不再依赖宿主而获得新的生命特征。但是并不是那些具有新特征的细胞总是能够癌变成功,因为时间漫长和环境但是并不是那些具有新特征的细胞总是能够癌变成功,因为时间漫长和环境
6、的变化,都可能断送演进的进程。因此一个恰当或者合适的环境可能至关重的变化,都可能断送演进的进程。因此一个恰当或者合适的环境可能至关重要。这可能是为什么癌变几率很小的一个原因。要。这可能是为什么癌变几率很小的一个原因。关于突变的假说主要关于突变的假说主要是是BoveriBoveri提出。突变可能主要发生在细胞核提出。突变可能主要发生在细胞核。当时他观察到。当时他观察到细胞分裂总是将核内容物均等分配给两个子代细胞。而在慢性炎症刺激下,细胞分裂总是将核内容物均等分配给两个子代细胞。而在慢性炎症刺激下,细胞的分裂常常发生错误,常常一分为三甚至一分为四。这样核的分裂可能细胞的分裂常常发生错误,常常一分为
7、三甚至一分为四。这样核的分裂可能不均衡。因为有无数的机会细胞进一步获得缺陷,能够活下来的细胞几率很不均衡。因为有无数的机会细胞进一步获得缺陷,能够活下来的细胞几率很小很小,因此癌变是一个很低概率的事件小很小,因此癌变是一个很低概率的事件 现在学习的是第5页,共36页新的问题即使刺激和机会都是癌变的决定因素,为什么与上皮一样同样受到刺激的结缔组织没有上皮发生肿瘤的机会多?男女发生肿瘤的机会几乎相等,但是男性发生的肿瘤大部分集中于消化道、呼吸道和泌尿系统,但是女性主要集中于生殖系统。怎样的刺激造成这样大的差别?现在学习的是第6页,共36页启动-促进学说19411941年,著名肿瘤学家年,著名肿瘤学
8、家BereblumIBereblumI提出了化学诱导癌提出了化学诱导癌症的两阶段学说:启动症的两阶段学说:启动-促进学说,该学说为后来的突促进学说,该学说为后来的突变和选择学说建立基础。变和选择学说建立基础。参考文献:参考文献:1 1、Berenblum I,Armuth VBerenblum I,Armuth V;Two independent aspects of tumor promotionTwo independent aspects of tumor promotion;Biochim Biophys Acta.1981 Aug 31;651(1):51-63.Biochim Bi
9、ophys Acta.1981 Aug 31;651(1):51-63.Review.Review.2 2、Established principles and unresolved problems in carcinogenesis.Established principles and unresolved problems in carcinogenesis.J Natl Cancer Inst.1978 Apr;60(4):723-6.ReviewJ Natl Cancer Inst.1978 Apr;60(4):723-6.Review 3 3、A re-evaluation of
10、the concept of cocarciongenesisA re-evaluation of the concept of cocarciongenesis;Prog Exp Tumor Res.1969;11:21-30.Review.Prog Exp Tumor Res.1969;11:21-30.Review.4 4、A speculative review;the probable nature of promoting action and its significance in the understanding of the mechanism of carcinogene
11、sisA speculative review;the probable nature of promoting action and its significance in the understanding of the mechanism of carcinogenesis;Cancer Res.1954 Aug;14(7):471-7 Cancer Res.1954 Aug;14(7):471-7 5 5、Classicsinoncology:IsaacBerenblum,M.D.CACancerJClin.1981Jul-Aug;31(4):239-53Classicsinoncol
12、ogy:IsaacBerenblum,M.D.CACancerJClin.1981Jul-Aug;31(4):239-53现在学习的是第7页,共36页癌基因假说19691969年,美国年,美国NATIONAL CANCER INSTITUTENATIONAL CANCER INSTITUTE的的Robert J.Robert J.Huebner Huebner 和和 George J.TodaroGeorge J.Todaro提出了癌基因学说,虽然后来癌基因学提出了癌基因学说,虽然后来癌基因学说在此基础上进行了修改。说在此基础上进行了修改。第一个病毒癌基因的发现:第一个病毒癌基因的发现:Due
13、sberg PHDuesberg PH是发现者之一是发现者之一 第一个细胞癌基因(原癌基因)的发现,为此美国人第一个细胞癌基因(原癌基因)的发现,为此美国人Varmus HE,Varmus HE,Bishop JMBishop JM获得获得19891989年诺贝尔奖,方法就是博士后法国人年诺贝尔奖,方法就是博士后法国人Stehelin Stehelin D D用了半年时间制造基因探针,只是杂交了一下正常鸡的组织,用了半年时间制造基因探针,只是杂交了一下正常鸡的组织,发现了病毒的癌基因竟然也存在于正常动物组织之中,由此解发现了病毒的癌基因竟然也存在于正常动物组织之中,由此解开了癌基因理论的序幕。
14、开了癌基因理论的序幕。第一个证明细胞癌基因具有致瘤能力的实验,第一个证明细胞癌基因具有致瘤能力的实验,RobertWeinbergRobertWeinberg实实验室开始的验室开始的 2020世纪世纪7070年代末年代末8080年代初,癌基因理论获得的实验支持年代初,癌基因理论获得的实验支持 现在学习的是第8页,共36页基因突变学说19751975年美国伯克力大学年美国伯克力大学BruceAmesBruceAmes发明了用细菌筛选化学致突变物质方法,简单有效,现在被称为为Ames实验,检测了成千上万种化学物质,发现大部分致实验,检测了成千上万种化学物质,发现大部分致突变物质是致癌物,虽然致癌物
15、不一定完全是致突变物质,突变物质是致癌物,虽然致癌物不一定完全是致突变物质,但是似乎为基因突变学说提供了坚实的依据。但是似乎为基因突变学说提供了坚实的依据。参考文献可以在参考文献可以在pubmedpubmed用用AmesBN作者检索作者检索现在学习的是第9页,共36页非整倍体与肿瘤发生现在学习的是第10页,共36页基因突变假说认为肿瘤的产生是由于细胞内一些特定基因突变的结果,这个假说现在已经被人们广泛接受。但是最近美国科学院院士Duerberg等提出基因突变不可能导致肿瘤发生,相反,一向被认为是基因突变的结果非整倍体,才可能是肿瘤发生的主要原因。现在学习的是第11页,共36页非整倍体假说主要观
16、点是:致癌因素导致细胞产生非整倍染色体,非整倍体引起有丝分裂相关基因表达异常,产生异常比例的纺锤体蛋白、甚至异常数目的中心粒。不平衡的纺锤体可导致一些染色体的随机丢失或获得。每次细胞分裂时这些非整倍染色体被随机分组并不对称地分配给子代细胞,这样恶性循环,非整倍体自身催化细胞核型的变化和进化,最终导致肿瘤细胞核型的产生。因此,肿瘤的产生是非整倍体自身催化的结果,与基因突变没有直接的关系。现在学习的是第12页,共36页Duerberg等将肿瘤遗传突变归于非整倍体而非特定基因是因为:1)100%的实体瘤都是非整倍体;2)只有染色体的异常才可以瞬间改变细胞内成千上万基因的表达水平,从而可能解释肿瘤细胞
17、表型的异质性现象;而且同时可以成功地解释肿瘤细胞遗传性不稳定的特征原因;现在学习的是第13页,共36页3)肿瘤细胞的最大特征永生化可以解释为:自然选)肿瘤细胞的最大特征永生化可以解释为:自然选择压力只给了非整倍体细胞选择永生化机制的机会,择压力只给了非整倍体细胞选择永生化机制的机会,因为只有非整倍体细胞才具有通过自身催化随机丢因为只有非整倍体细胞才具有通过自身催化随机丢失或获得不同染色体从而最终获得永生化细胞核型失或获得不同染色体从而最终获得永生化细胞核型的机会。由于这样的机会很少,因此在致癌因素作的机会。由于这样的机会很少,因此在致癌因素作用后经过数年或数十年肿瘤才发生;进一步推测可用后经过
18、数年或数十年肿瘤才发生;进一步推测可以认为除了病毒转化的细胞外,所有没有经过处理以认为除了病毒转化的细胞外,所有没有经过处理或不受调节而具有永生化能力的细胞都应当是非整或不受调节而具有永生化能力的细胞都应当是非整倍体细胞;倍体细胞;4 4)肿瘤的其它特征(例如转移能力、去分化、高)肿瘤的其它特征(例如转移能力、去分化、高耐药性等等)也可以应用非整倍体假说来解释。耐药性等等)也可以应用非整倍体假说来解释。现在学习的是第14页,共36页总之,肿瘤最大的特征是非整倍体,总之,肿瘤最大的特征是非整倍体,肿瘤的各种表型是由于非整倍体自肿瘤的各种表型是由于非整倍体自身催化导致大量正常基因表达量和身催化导致
19、大量正常基因表达量和表达比例异常的结果,而不是某些表达比例异常的结果,而不是某些特定基因活性增强或减弱的结果。特定基因活性增强或减弱的结果。现在学习的是第15页,共36页非整倍体怎样产生的呢?非整倍体怎样产生的呢?Duerberg等认为致突变和非致突变因素可能通过物理或者化学过程改变了一个或多个染色体,或者通过改变参与纺锤体蛋白分子从而导致非整倍体产生;对于基因变异和非整倍体产生的关对于基因变异和非整倍体产生的关系需要进一步研究。系需要进一步研究。现在学习的是第16页,共36页是否肿瘤细胞的非整倍体都与基因是否肿瘤细胞的非整倍体都与基因变异有关呢?变异有关呢?1 如如果果非非整整倍倍体体都都是
20、是由由基基因因变变异异引引起起,则则某某些些由由非非非非致致致致突突突突变变变变因因因因素素素素引引起起的的肿肿瘤瘤细细胞胞中中不不应应该该总总是是有非整倍体染色体的出现,但是实验表明所有的由非非致致突突变变因因素素引起的肿瘤细胞都是非整倍体核型。2 “2 “细胞有丝分裂检测点基因细胞有丝分裂检测点基因”的变异应当导致非整倍的变异应当导致非整倍体产生,例如:体产生,例如:p53、细胞有丝分裂检测点基因以及SKT15SKT15等。但是等。但是p53在肿瘤中的变异率不超过在肿瘤中的变异率不超过50%50%;细;细胞有丝分裂检测点基因在结肠癌细胞中只有胞有丝分裂检测点基因在结肠癌细胞中只有11%11
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