1、2014-10-27 腫瘤的發生包含了流行病學、病因學、遺傳等多方面因素，是一個多階段多步驟的過程，但其惡性增生在生物學角度主要表現在兩個方面：（1）細胞凋亡障礙腫瘤細胞的不滅性；（2）細胞增殖失控程序發生紊亂；生命是如何生長，生存，繁衍和死亡？生命是如何生長，生存，繁衍和死亡？生物鐘（精密的程序） 細胞周期（cell cycle）能持續分裂的真核細胞從一次有絲分裂結束后生長，再到下一次分裂結束的循環過程。細胞周期的長短反映了細胞所處狀態，這是一個細胞物質積累與細胞分裂的循環過程。2前言前言細胞周期細胞周期 在相關基因的控制下，細胞周期依據一定的規則和節奏運行以調控細胞的生長、分裂和死亡： 胚

2、胎細胞/癌變細胞：細胞周期保持快速運行/分裂異常 成年細胞：細胞周期運行慢 神經元細胞：細胞周期幾乎不運行 細胞周期： 不運行死亡 錯誤運行癌變腫瘤是一類細胞周期疾病, 各種基因的功效會影響細胞周期機制形成腫瘤3前言前言4G1SG2M G0細細胞胞周周期期示示意意圖圖前言前言 G1 G1期期：大量合成大量合成RNARNA；蛋白質量明顯增加蛋白質量明顯增加：可能與蛋白質合成增強有關，或使其降解的減弱；合成進入合成進入S S期所需蛋白期所需蛋白：如 DNA聚合酶、觸發蛋白、鈣調蛋白、細胞周期蛋白等； 觸發蛋白：對細胞從G1期進入S期是必須的。只有當其含量積累到臨界值，細胞周期才能朝DNA合成方向進

3、行 鈣調蛋白：真核細胞內重要的鈣受體，調節細胞內鈣的水平，含量在G1晚期可達峰值。用抗鈣調蛋白藥物處理細胞，可延緩其從G1期到S期。蛋白質磷酸化蛋白質磷酸化：在G1期開始增加，這將有利于G1晚期染色體結構成分的重排。非組蛋白、一些蛋白激酶在G1期也可發生磷酸化，已知大多數蛋白激酶磷酸化發生于其絲氨酸或蘇氨酸、酪氨酸部位5細胞各時相的動態變化細胞各時相的動態變化S S期期 ：DNADNA大量復制：大量復制：相關酶含量或活性可顯著增高；按照嚴格的時間順序進行復制（早S期：GC含量高；晚S期：含量高）；組蛋白及非組蛋白大量合成：組蛋白及非組蛋白大量合成：組蛋白進入胞核，與復制后的DNA迅速結合，繞成

4、核小體；中心粒的復制：中心粒的復制：原本垂直的一對中心粒發生分離，各自在其垂直方向形成一個子中心粒，其后發揮微管組織中心的作用；染色體的復制染色體的復制6細胞各時相的動態變化細胞各時相的動態變化G2G2期：期：細胞分裂準備期細胞分裂準備期合成與M期結構功能相關的蛋白質，與核膜破裂，染色體凝集相關的成熟促進因子在此期合成。微管蛋白合成達高峰，為M期紡錘體微管的形成提供了豐富的來源。復制后的中心粒逐漸長大，并開始向細胞兩極分離。M M期：期：細胞有絲分裂期細胞有絲分裂期染色體凝集后發生姊妹染色單體的分離，核膜核仁破裂后再重建，胞質中有紡錘體收縮環出現，隨著兩個子核的形成，胞質一分為二完成細胞分裂。

5、7細胞各時相的動態變化細胞各時相的動態變化1.CDK1.CDK調控中心調控中心 細胞周期依賴性蛋白激酶細胞周期依賴性蛋白激酶(CDK)(CDK)： 依賴于細胞周期素，具有細胞周期特異性和時相性激活，各自在細依賴于細胞周期素，具有細胞周期特異性和時相性激活，各自在細胞周期內特定的時間激活，通過對相應的底物磷酸化，驅使細胞完成細胞周期內特定的時間激活，通過對相應的底物磷酸化，驅使細胞完成細胞周期。胞周期。 細胞周期素細胞周期素(Cyclin)(Cyclin)： 細胞周期特異性或時相性表達、累積與分解的蛋白質細胞周期特異性或時相性表達、累積與分解的蛋白質。CDKCDK：CDK1-7; CDK1-7;

6、 Cyclin: CyclinCyclin: CyclinA, Cyclin-B(B1A, Cyclin-B(B1，B2), CyclinC, B2), CyclinC, CyclinD(D1,D2,D3), Cyclin-E, Cyclin-F, Cyclin-G, Cyclin-HCyclinD(D1,D2,D3), Cyclin-E, Cyclin-F, Cyclin-G, Cyclin-H8細胞周期機制的核心細胞周期機制的核心CDK調控機制調控機制 細胞周期素（細胞周期素（CyclinCyclin）與）與CDKsCDKs結合后，結合后，CDKsCDKs才具有活性，它們兩者的結才具有活性

7、，它們兩者的結合使細胞周期有序進行。具體結合方式如下：合使細胞周期有序進行。具體結合方式如下：1.CDK2、CDK4與Cyclin-E結合，而CDK2、CDK4、CDK5、CDK6與Cyclin-D結合是G1期運行的必備條件。2.CDK2與Cyclin-E結合是S期啟動的必要條件。3.CDK2與Cyclin-A的結合是G2期啟動和進行的必要條件。4.CDC2(CDC1)與Cyclin-B1的結合是M期啟動和進行的必要條件。 所有所有CyclinCyclin蛋白分子結構上，都有一個由蛋白分子結構上，都有一個由100100多個氨基酸組成的相對保多個氨基酸組成的相對保守的區域，稱為細胞周期盒，其主要

8、功能是結合并激活守的區域，稱為細胞周期盒，其主要功能是結合并激活CDKCDK，如果該區域，如果該區域突變，突變，CyclinCyclin與與CDKCDK的結合能力和激活功能同時喪失的結合能力和激活功能同時喪失CyclinCyclin蛋白質還含蛋白質還含有特別的區間，能將相應的有特別的區間，能將相應的CDKCDK引到特定的底物或亞細胞部位，因此，引到特定的底物或亞細胞部位，因此，CyclinCyclin蛋白質除了激活相應的蛋白質除了激活相應的CDKCDK外，還有加強外，還有加強CDKCDK對特定底物的作用對特定底物的作用9細胞周期機制的核心細胞周期機制的核心CDK調控機制調控機制2. Thr16

9、0/1612. Thr160/161磷酸化和磷酸化和Thr14/Tyr15Thr14/Tyr15去磷酸化去磷酸化 CDK的激活，除了必須與相應的Cyclin結合外，還需要在其保守的蘇氨酸殘基上進行磷酸化。在人類細胞的CDC2（CDK1），這一關鍵性的磷酸化是在161位的蘇氨酸殘基（Thr161），CDK2則在160位的蘇氨酸殘基（Thr160）與Thr14/Tyr15去磷酸化。3. 3. 細胞周期依賴性蛋白激酶抑制物（細胞周期依賴性蛋白激酶抑制物（CKICKI） CKI主要有兩大家族，一類是 p21(CIP1/WAF1/CAP20/SDI1)和p27(KIP1),它們主要與CDK2、CDK4的

10、抑制有關；另一類是p16INK4和 p15INK4B，主要與CDK4 、CDK6的抑制密切相關。其作用機制尚未完全清楚，大多數CKI是通過直接與Thr160/161磷酸化后的CDK-Cyclin復合物密切結合，直接抑制其蛋白激酶活性。10細胞周期機制的核心細胞周期機制的核心CDK調控機制調控機制 1.1.啟動機制：啟動機制： 在人體細胞增殖中，細胞周期能否啟動進行細胞增殖，取決于G1晚期的“限制點”（restriction point）。只要有相應的細胞外生長因子存在，細胞就能通過R點進入S期，完成整個細胞周期。如果缺乏相應的生長因子，細胞周期的運行將停止在R點進入“安靜狀態”，稱之為G0期。

11、連接信號轉導與細胞周期有兩條途徑：Cyclin-D/CDK4和CyclinE/CDK2。兩者都是G1期進行的限速步驟，即CyclinD或CyclinE過度表達，均能縮短G1期時間或加速G1期進行。 2. 2.監控機制：監控機制： (1)DNA(1)DNA損傷檢測點損傷檢測點: : 抑癌基因p53在人類細胞周期G1期檢測點起著關鍵性作用。 (2)(2)時相次序監測點時相次序監測點: : MPF(有絲分裂促進因子)：誘導所有細胞周期時相的細胞核發生染色體凝集。 SPF(S期促進因子)：只誘發G1期細胞進入S期而不能使G2期細胞進入M期。11細胞周期兩大機制：啟動與監控細胞周期兩大機制：啟動與監控細胞周期監控機制的破壞：細胞周期監控機制的破壞： G1-S過渡期：防止DNA受損細胞進入S期的DNA復制 G2-M過渡期：防止受損的DNA和未完成復制的DNA進入有絲分裂p53p53依賴性機制依賴性機制：50%的人類腫瘤都存在P53基因的突變p53p53非依賴性機制非依賴性機制： 發現或傳感器（detect或sensor）；