肿瘤的生物学背景知识癌症发生的原因及预防课件.ppt

1、教学目的：了解癌症发生的一般原因及机制，中 国人常见癌症及致病因素，生活中应 如何预防癌症的发生，正确认识 癌 症。课程定位：科普性质l一、肿瘤的生物学背景知识l1.胚胎发育l2.细胞结构l3.细胞增殖l4.细胞分化l5.细胞衰老l6.细胞凋亡l7.癌细胞的特征l二、癌的概述l三、肿瘤发生的现状及趋势l四、中国人常见肿瘤及其预防l1.呼吸系统肿瘤l2.消化系统肿瘤l3.妇科肿瘤l4.泌尿生殖系统肿瘤l5.造血系统肿瘤l五、肿瘤发生的原因l4.内因l5.外因l六、常见抗肿瘤食物介绍l七、肿瘤治疗研究进展l八、肿瘤患者的心理变化第一讲第一讲 肿瘤的生物学背景知识肿瘤的生物学背景知识胚胎发育细胞结构

2、细胞增殖细胞分化细胞衰老细胞凋亡癌细胞的特征 精子发生精子发生 卵子发生卵子发生精卵结合精卵结合卵裂、胚泡形成、植入卵裂、胚泡形成、植入卵裂卵裂 受精卵受精卵有丝分裂有丝分裂卵裂球卵裂球桑葚胚桑葚胚胚泡形成胚泡形成形成：形成：桑葚胚桑葚胚 细胞数目细胞数目 腔出现腔出现胚泡胚泡胚泡胚泡结构结构1)内细胞群内细胞群：形成胚胎本身形成胚胎本身2)滋养层：滋养层：吸收营养吸收营养 3)胚泡腔：胚泡腔：含胚泡液含胚泡液植入植入-胚泡埋入子宫内膜的过程胚泡埋入子宫内膜的过程 时间：时间：受精后受精后5 5、6 6天天-11-11、1212天天地点：地点：子宫体、底，多见于后壁子宫体、底，多见于后壁l 胚

3、胎的发育过程就是一个细胞分裂胚胎的发育过程就是一个细胞分裂和细胞分化的过程，其中也伴随着细胞和细胞分化的过程，其中也伴随着细胞的衰老和细胞的死亡。的衰老和细胞的死亡。l 如果细胞的分裂、分化或凋亡异常，如果细胞的分裂、分化或凋亡异常，就有可能转化成肿瘤细胞，导致肿瘤的就有可能转化成肿瘤细胞，导致肿瘤的发生。发生。一、原核细胞：以细菌为代表。二、真核细胞：有核膜把细胞核和细胞质分隔开1.细胞膜2.细胞质：含内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体、线粒体等细胞器3.细胞核三、基因四、非细胞生物（病毒）l 大肠杆菌 l 淋病球菌 弧形霍乱菌 细胞核细胞核(nucleus)功能：功能：遗传：表现为通过遗传：

4、表现为通过DNA染色体的复制和细胞分染色体的复制和细胞分裂，维持物种的世代连续性。裂，维持物种的世代连续性。发育：表现为通过调节基因表达的时空顺序，发育：表现为通过调节基因表达的时空顺序，控制细胞的分化，完成个体发育的使命。控制细胞的分化，完成个体发育的使命。结构结构：主要有核膜、核仁、核基质、染色质、核主要有核膜、核仁、核基质、染色质、核纤层等部分纤层等部分。质膜的结构模型质膜的结构模型功能：蛋白质、脂类的合成加工和转运高尔基体高尔基体功能：蛋白质、脂类的加工和转运动物细胞溶酶体系统示意图 功能：细胞内消化 蛋白质的合成 功能：为细胞活动提供能量l有遗传效应的有遗传效应的DNA片段，是控制生

5、物性状的基片段，是控制生物性状的基本遗传单位。本遗传单位。l结构基因：一类编码蛋白质或结构基因：一类编码蛋白质或RNA的基因的基因 l调节基因：其产物主要调控其他基因的表达。调节基因：其产物主要调控其他基因的表达。生命的遗传与变异生命的遗传与变异生命的遗传与变异l是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强区发生变异，基因产物增多或活性增强时或不能适时关闭基因表达，使细胞过时或不能适时关闭基因表达，使细

6、胞过度增殖，从而形成肿瘤度增殖，从而形成肿瘤,此时又称为癌基此时又称为癌基因。因。l也称为抗癌基因也称为抗癌基因,正常细胞增殖过程中的正常细胞增殖过程中的负调控因子负调控因子.它们的丢失、突变或失去功它们的丢失、突变或失去功能，使激活的癌基因发挥作用而致癌。能，使激活的癌基因发挥作用而致癌。l 病毒是一类非细胞形态的介于生命病毒是一类非细胞形态的介于生命与非生命形式之间的物质。有以下主要与非生命形式之间的物质。有以下主要特征：个体微小，大多数必须用电镜特征：个体微小，大多数必须用电镜才能看见；仅具有一种类型的核酸，才能看见；仅具有一种类型的核酸，或或DNA或或RNA，没有含两种核酸的病毒；，没

7、有含两种核酸的病毒；专营细胞内寄生生活；具有受体连专营细胞内寄生生活；具有受体连结蛋白，与敏感细胞表面的病毒受体连结蛋白，与敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞。结，进而感染细胞。细胞增殖的意义细胞增殖的意义细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一,是生物繁育的基础。是生物繁育的基础。单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加。单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加。多细胞生物由一个单细胞多细胞生物由一个单细胞(受精卵受精卵)分裂发育而来，分裂发育而来，细胞增殖是多细胞增殖是多细胞生物繁殖基础。细胞生物繁殖基础。成体生物仍然需要细胞增殖，主要取代衰老死亡的细

8、胞，成体生物仍然需要细胞增殖，主要取代衰老死亡的细胞，维持维持个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等，都要依赖细胞机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等，都要依赖细胞 增殖。增殖。l 细胞增殖是通过细胞周期来实现的，而细胞细胞增殖是通过细胞周期来实现的，而细胞周期的有序运行是通过相关基因的严格监视和调周期的有序运行是通过相关基因的严格监视和调控来保证的。细胞无限制增长对个体来说意味着控来保证的。细胞无限制增长对个体来说意味着癌症，个体无限制繁殖对地球来说意味着灾难。癌症，个体无限制繁殖对地球来说意味着灾难。一个大肠

9、杆菌若按一个大肠杆菌若按20分钟分裂一次，并保持这一分钟分裂一次，并保持这一速度，则两天即可超过地球的重量。速度，则两天即可超过地球的重量。细胞周期细胞周期细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分 完成所经历的一个有序过程。其间细胞遗传物完成所经历的一个有序过程。其间细胞遗传物 质和其他内含物分配给子细胞。质和其他内含物分配给子细胞。细胞周期时相组成根据增殖状况，细胞分类三类细胞周期时相组成间期：间期：G1 phaseG1 phase，S phaseS phase，G2 phaseG2 phase分裂期分裂期:有丝分裂期有丝分裂期(Mitosis),(Mitos

10、is),胞质分裂期胞质分裂期(CytokinesisCytokinesis)细胞沿着细胞沿着G1SG2MG1G1SG2MG1周期性运转，在间期细胞体周期性运转，在间期细胞体积增大积增大(生长生长)，在，在 M M 期细胞期细胞 先是核分裂，接着胞质分裂，先是核分裂，接着胞质分裂，完成一个完成一个细胞周期细胞周期。l细胞核DNA约3109bp(29.1亿bp)；l线粒体DNA 16,569bp生命的遗传与变异生命的遗传与变异生命的遗传与变异生命的遗传与变异生命的遗传与变异生命的遗传与变异l血红蛋白由四条链组成，两条血红蛋白由四条链组成，两条链和两条链和两条链，链，基因发生单一碱基突变，正常基因发

11、生单一碱基突变，正常基基因的第因的第6位密码子为位密码子为GAG,编码谷氨酸编码谷氨酸,突突变后为变后为GTG,编码缬氨酸。编码缬氨酸。根据增殖状况，细胞分三类连续分裂细胞连续分裂细胞(cycling cell)(cycling cell)：如表皮如表皮生发层、部分骨髓细胞。生发层、部分骨髓细胞。休眠细胞休眠细胞(Go(Go细胞细胞)：如淋巴细胞、肝、如淋巴细胞、肝、肾细胞等。肾细胞等。终末分化细胞：终末分化细胞：如神经、肌肉、多形核如神经、肌肉、多形核细胞等。细胞等。l有丝分裂：体细胞的分裂方式，有丝分裂：体细胞的分裂方式，DNA复复制一次，细胞分裂制一次，细胞分裂1次。次。l减数分裂：生殖

12、细胞的分裂方式，减数分裂：生殖细胞的分裂方式，DNA复制一次，细胞分裂复制一次，细胞分裂2次。次。l直接的调控因子：直接的调控因子：CDK（周期蛋白依赖（周期蛋白依赖性蛋白激酶）。性蛋白激酶）。l调控调控CDK的因子：细胞外的环境因素，的因子：细胞外的环境因素，例如激素、温度等。例如激素、温度等。细胞分化细胞分化(cell differentiation)：在个体发育中，由一种相：在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。细胞分

13、化的关键在于特异性蛋白质合成；细胞分化的关键在于特异性蛋白质合成；特异性蛋白质合成是由于组织特异性基因在时间和空间特异性蛋白质合成是由于组织特异性基因在时间和空间上的差异性表达。上的差异性表达。细胞癌变是正常细胞分化机制失控的表现细胞癌变是正常细胞分化机制失控的表现.细胞衰老细胞衰老l 细胞衰老有细胞衰老有复制衰老复制衰老与和与和胁迫诱导的早胁迫诱导的早熟性衰老熟性衰老两种情况。两种情况。复制衰老复制衰老(l 指体外培养的正常细胞经过有限次指体外培养的正常细胞经过有限次数的分裂后，停止分裂，细胞形态和生数的分裂后，停止分裂，细胞形态和生理代谢活动发生显著改变的现象。除了理代谢活动发生显著改变的

14、现象。除了胚胎肝细胞和肿瘤细胞，原代培养的细胚胎肝细胞和肿瘤细胞，原代培养的细胞均存在复制衰老现象。胞均存在复制衰老现象。胁迫诱导的早熟性衰老胁迫诱导的早熟性衰老l 许多刺激因素，如过量的氧、乙醇、许多刺激因素，如过量的氧、乙醇、离子辐射和丝裂霉素离子辐射和丝裂霉素C等能够缩短细胞的等能够缩短细胞的复制寿命，促进细胞衰老指征的显现。复制寿命，促进细胞衰老指征的显现。研究较多的是氧化损伤（自由基）引起研究较多的是氧化损伤（自由基）引起的细胞衰老。的细胞衰老。l 染色体端部的特化部分，其生物学染色体端部的特化部分，其生物学作用在于维持染色体的稳定性。如果用作用在于维持染色体的稳定性。如果用X射线将

15、染色体打断，不具端粒的染色体射线将染色体打断，不具端粒的染色体末端有粘性，会与其它片段相连或两端末端有粘性，会与其它片段相连或两端相连而成环状。相连而成环状。端粒起到细胞分裂计时器的作用，端粒起到细胞分裂计时器的作用，端粒核苷酸复制和基因端粒核苷酸复制和基因DNA不同，每复不同，每复制一次减少制一次减少50-100bp，其复制要靠具有，其复制要靠具有反转录酶性质的端粒酶来完成，正常体反转录酶性质的端粒酶来完成，正常体细胞缺乏此酶，故随细胞分裂而变短，细胞缺乏此酶，故随细胞分裂而变短，细胞随之衰老。细胞随之衰老。l 肿瘤细胞中存在端粒酶，可以修复肿瘤细胞中存在端粒酶，可以修复每次因复制而变短的端

16、粒，因此细胞不每次因复制而变短的端粒，因此细胞不会衰老。终身保持分裂能力。会衰老。终身保持分裂能力。细胞凋亡的概念及其生物学意义细胞凋亡的概念及其生物学意义概念：概念：细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束细细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束细胞生命的过程，凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。胞生命的过程，凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。生物学意义：生物学意义：细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常 进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面 都起着非常关键的作用都起着非常关键的作用：蝌蚪尾的消失蝌蚪尾的消失，

17、脊椎动物的神经系统的发育脊椎动物的神经系统的发育，发育过程中手和足的成形过程发育过程中手和足的成形过程。细胞凋亡的分子调控机理细胞凋亡的分子调控机理 caspase在细胞凋亡中发挥了重要作用，主要通过两条途在细胞凋亡中发挥了重要作用，主要通过两条途径，一条是通过径，一条是通过胞外信号激活细胞内的凋亡酶胞外信号激活细胞内的凋亡酶caspase、一条、一条是通过是通过线粒体释放凋亡酶激活因子激活线粒体释放凋亡酶激活因子激活caspase。这些活化的。这些活化的caspase可将细胞内的重要蛋白降解，引起细胞凋亡。可将细胞内的重要蛋白降解，引起细胞凋亡。细胞中细胞中还存在非还存在非caspase依赖

18、的凋亡途径，与线粒体释放的凋亡因子依赖的凋亡途径，与线粒体释放的凋亡因子相关。相关。胞外信号分子诱导的细胞凋亡途径(一）当细胞接受凋亡信号分子当细胞接受凋亡信号分子(FasFas配体配体,TNF,TNF等等)后，凋亡细后，凋亡细胞表面信号分子受体相互聚集并与细胞内的衔接蛋白胞表面信号分子受体相互聚集并与细胞内的衔接蛋白(Adaptor protein)(Adaptor protein)结合，这些衔接蛋白又募集结合，这些衔接蛋白又募集Procaspases聚集在受体部位，聚集在受体部位，Procaspase相互活化并产生相互活化并产生级联反应，使细胞凋亡。级联反应，使细胞凋亡。细胞内存在对变异细

19、胞的监控装置，细胞内存在对变异细胞的监控装置，通常情况下，机体内的变异细胞会自发通常情况下，机体内的变异细胞会自发启动凋亡程序，引发变异细胞的凋亡。启动凋亡程序，引发变异细胞的凋亡。某些变异细胞可能避开细胞内的变异监某些变异细胞可能避开细胞内的变异监控装置，从而逃脱凋亡的命运，最终发控装置，从而逃脱凋亡的命运，最终发展为癌细胞。展为癌细胞。癌细胞的基本生物学特征A 细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为“永生永生”细胞。细胞。B B 具有扩散性具有扩散性：癌细胞间粘着性下降，分泌一些特殊物质，溶解及破坏周围组：癌细胞间粘着性下降，分泌一些特

20、殊物质，溶解及破坏周围组织。织。C 在分化程度上癌细胞低于良性肿瘤细胞，且失去许多原组织细胞的结构和功在分化程度上癌细胞低于良性肿瘤细胞，且失去许多原组织细胞的结构和功能。能。D D 细胞间相互作用改变：识别改变；表达水解酶类；产生新的表面抗原。细胞间相互作用改变：识别改变；表达水解酶类；产生新的表面抗原。E E 蛋白表达谱系或蛋白活性改变（胚胎细胞蛋白表达、端粒酶活性升高）。蛋白表达谱系或蛋白活性改变（胚胎细胞蛋白表达、端粒酶活性升高）。F F mRNA转录谱系的改变：少数基因表达不同；突变位点不同。转录谱系的改变：少数基因表达不同；突变位点不同。G G 染色体非整倍性染色体非整倍性。H 细胞骨架紊乱。细胞骨架紊乱。1、细胞增殖失控、细胞增殖失控 2、分化障碍或凋亡受阻、分化障碍或凋亡受阻 3、与相邻细胞关系为：侵袭和转移、与相邻细胞关系为：侵袭和转移