肿瘤转移课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,肿瘤侵袭转移机理的研究进展,南昌大学医学院,熊小亮,肿瘤侵袭转移机理的研究进展 南昌大学医学院,1,主要内容：,（一）肿瘤的生长、发展与转归,（二）恶性肿瘤的生物学特征,（三）肿瘤细胞的侵袭（恶性浸润）,（四）恶性肿瘤的转移,主要内容：（一）肿瘤的生长、发展与转归,2,（一）肿瘤的生长、发展与转归（1-1）：,（1）肿瘤细胞群体的构成：,1）周期细胞（G,1,S G,2,M）,干细胞：,具无限增殖能力。,2）G,0,期细胞,（静止期细胞）,3）终末分化细胞,（不再进行分裂而注定要死亡的）,* 细胞群体动力学：,在空间上占有一定位置，在形态、功能上类似的细胞群体的由增生、分化、停滞和死亡（丢失）的不断运动、变化的过程。,（一）肿瘤的生长、发展与转归（1-1）：（1）肿瘤细胞群体的,3,（2）人类肿瘤的起源：,干细胞：是一类未分化的细胞或原始细胞，是具有自我复制能力的多潜能细胞。,肿瘤干细胞：肿瘤内具有启动和支持肿瘤生长能力的细胞。,共同特点,：1、基因表达，2、自我表现复制,3、一定程度的分化能力,不同点：,肿瘤干细胞分化为肿瘤，无限生长,（2）人类肿瘤的起源：干细胞：是一类未分化的细胞或原始细,4,1,肿瘤细胞起源于不同分化阶段的正常细胞的干细胞,：,2,肿瘤干细胞的特征是多能性和具有自我维持的能力：,3,肿瘤干细胞在肿瘤的增殖生长过程中处于核心位置,：,干细胞-终末细胞是一个等级分化过程，各部分细胞量在逐渐增加的同时，细胞分化程度增高，增殖能力逐步丧失,。,1 肿瘤细胞起源于不同分化阶段的正常细胞的干细胞：,5,4,肿瘤干细胞的异质性：,同一肿瘤随时间迁延，所含干细胞克隆亚群也逐渐增多。这种亚群之间生物学性质上的差异并不独立，克隆间具有相互调节作用。,5,肿瘤干细胞在肿瘤的生长、转移和复发中起重要作用,。,6,原癌基因,c-myc、c-myb,等与肿瘤干细胞的发生、发展有密切关系。,7,应用某些化学物质可使不成熟的恶性细胞逆转，向正常的细胞分化。这些物质称为,分化诱导,剂。,4肿瘤干细胞的异质性：,6,（3）原发性和转移性人类肿瘤的倍增时（举例）：,肿瘤类型 原发瘤倍增时 肺转移瘤倍增时,结直肠癌 632（天） 95（天）,乳腺癌 96（天） 73（天）,骨肉瘤 63（天） 30（天）,*人类肿瘤的倍增时在不同病人（即使同一组织类型）的,肿瘤之间变化很大；转移瘤的倍增时较其原发瘤明显缩短,（转移瘤生长速度增快）。,（3）原发性和转移性人类肿瘤的倍增时（举例）：肿瘤类型,7,（4）肿瘤细胞的丢失：,以往认为：,增殖失控是引起恶性肿瘤生长的唯一原因。,新近研究表明：,细胞也有控制其何时死亡的内部通路。在恶性肿瘤，细胞死亡的通路可能受到抑制，致使其寿命延长。目前有观点认为：癌症可能是细胞应死而未死亡的后果，即,细胞凋亡,受到抑制的后果。,（4）肿瘤细胞的丢失：以往认为：增殖失控是引起恶性肿瘤生长的,8,凋亡的概念,是活体内单个细胞或小团细胞的死亡，死亡细胞的质膜不破裂，不引起死亡细胞的自溶，也不引起急性炎症反应。,也称为,程序性细胞死亡,(PCD)。,凋亡的概念是活体内单个细胞或小团细胞的死亡，死亡细胞的质膜不,9,肿瘤转移课件,10,肿瘤转移课件,11,凋亡形态特征,1、细胞膜完整,2、胞浆固缩,3、凋亡小体,凋亡形态特征 1、细胞膜完整,12,肿瘤转移课件,13,肿瘤转移课件,14,肿瘤转移课件,15,凋亡细胞浆嗜酸性小体 、核固缩,凋亡细胞浆嗜酸性小体 、核固缩,16,（鼻咽癌）细胞凋亡,（鼻咽癌）细胞凋亡,17,凋亡与坏死区别,凋亡与坏死区别,18,necrosis apoptosis,细胞核,固缩.碎裂.溶解 先浓缩,后降解,间质,胶原肿胀 无明显改变,崩解.液化,凋亡小体,无 有,细胞自溶,有 无,急性炎症,有 无,necrosis apopto,19,细胞凋亡 细胞坏死,早期DNA规律降解为180-200bp片段，琼脂凝胶电泳呈,特征性梯带状,。,DAN降解不规律，片段较大，琼脂凝胶电泳不呈梯带状,。,细胞凋亡,20,（一）肿瘤的生长、发展与转归：,凋亡的分子生物学变化：,凋亡细胞核DNA变化为核小体 (Nucleosome) 之间连接区的双链DNA被切割成由 180-200碱基对组成的 DNA 片段。可用琼脂糖凝胶电泳检测，表现为特征性的梯形条带(Ladder).,（一）肿瘤的生长、发展与转归：凋亡的分子生物学变化：凋亡细胞,21,各种内源性和外源性刺激,细胞内钙离子浓度增加（细胞内降解级联,核酸内切酶 180-200bpDNA片段,蛋白酶 细胞骨架崩解 细胞皱缩,转谷氨酰胺酶 胞浆蛋白交联 细胞固缩,各种内源性和外源性刺激 细胞内钙离子浓度增加（细胞内降解级联,22,参与凋亡调控的基因：,凋亡诱导基因：c-fos; c-myc.,凋亡抑制基因：,bcl-2。,P53 基因：,WT-p53：诱导或促进凋亡；,MT-p53：抑制凋亡、促进增殖。,参与凋亡调控的基因：,23,（5）肿瘤的演变与转归 (Grandual progress)：,1。致癌过程（,启动 、促进 、 演进多阶段）,：,致癌因子 促癌因子,正常细胞 细胞持续增生 肿 瘤,（癌前病变）,（5）肿瘤的演变与转归 (Grandual progress,24,（5）肿瘤的演变与转归（,Gradual progress)：,2。癌变后的演变转归：,癌细胞,癌细胞分化成熟 恶性程度降低 肿瘤消退,不同恶性程度亚群,不同转移能力亚群,不 同 耐 药 亚 群,恶性程度增加,侵袭、转移,宿主,死亡,（5）肿瘤的演变与转归（Gradual progress)：,25,（二）恶性肿瘤的生物学特征（1-1）：,（1）增殖与分化调控失调：,当原癌基因遭到外来因子干扰被激活而异常表达时，破坏调节网络的动态平衡，使,依赖外来生长因子刺激,而增殖的细胞变为,自我刺激生长,的细胞，分化程度停留在较原始的干细胞水平。这些细胞恶变的特征可能都与在正常细胞生长中起重要作用的原癌基因发生结构和功能的改变有关。,（二）恶性肿瘤的生物学特征（1-1）：（1）增殖与分化调控失,26,（二）恶性肿瘤的生物学特征（1-2）：,（2）侵袭性与远处转移：,是细胞增殖与分化调控失调所导致的后果，是恶性肿瘤最重要的生物学特征之一。,侵袭：,包括侵犯、占领和破坏的含义，指瘤细胞从原发瘤,直接向邻近组织侵犯，占领及破坏邻近宿主组织。,转移：,指瘤细胞从原发灶脱离，沿淋巴道或血道到达远隔,适应部位或器官，在那里形成转移灶，即继发瘤形,成，该过程称为转移。,（二）恶性肿瘤的生物学特征（1-2）：（2）侵袭性与远处转移,27,（三）肿瘤的扩散,1、两种方式：,侵袭性,远处转移,2、机制,（三）肿瘤的扩散 1、两种方式：,28,1、侵袭（ invasion ）,随着肿瘤的不断长大，瘤细胞常常连续地沿着组织间隙、淋巴管、血管或神经束衣浸润，,破坏邻近正常器官或组织，并继续长大,，称为直接蔓延。,特点：,1）生长方式为,浸润性,生长,2) 形成的肿瘤与原发瘤,相,连,，,类 型相同,。,1、侵袭（ invasion ）,29,肿瘤直接蔓延,子宫颈癌直接蔓延示意图,肿瘤直接蔓延子宫颈癌直接蔓延示意图,30,原发性侵袭：原发肿瘤向周围组织侵袭继发性侵袭：转移瘤向周围组织侵袭两者的性质和发生机制是否相同：目前尚未明确阐明。,原发性侵袭：原发肿瘤向周围组织侵袭继发性侵袭：转移瘤向周围,31,侵犯间质,出芽状生长,侵犯包膜,常沿包膜垂直方向向外突起，,可侵出包膜，裂口由纤维组织愈合,侵犯神经,侵入神经束，沿神经束衣间隙扩展并,破坏神经纤维,肿瘤的侵犯方式,肿瘤的侵犯方式,32,肿瘤侵犯神经周围,肿瘤侵犯神经周围,33,滤泡性肿瘤的包膜侵犯,“蘑菇样” 总是有意义的,滤泡性肿瘤的包膜侵犯“蘑菇样” 总是有意义的,34,肿瘤转移课件,35,肿瘤转移课件,36,新的癌瘤侵袭模式扩张性侵袭,不同于浸润性侵袭的新方式,表现为以腺体拥挤融合、间质消失为特征的新的间质侵袭方式,镜下表现为:筛状结构、绒毛巨腺结构、广泛乳头状结构等,新的癌瘤侵袭模式扩张性侵袭不同于浸润性侵袭的新方式,37,肿瘤转移课件,38,肿瘤转移课件,39,扩张性侵袭提出意义,在原发卵巢黏液性肿瘤中，这种方式多见，如出现浸润性侵袭，首先要排转移。诊断卵巢黏液性癌要靠两点侵袭及面积。,提高诊断性刮宫中子宫内膜癌的准确率,在其他肿瘤研究较少，为腺癌的诊断提出新的思路和新的标准。,扩张性侵袭提出意义,40,2、转移(metastasis),1) 概念,瘤细胞从原发部位侵入,淋巴管、血管或体腔,，迁徙到他处而继续生长，形成与原发瘤,同样组织类型,的肿瘤，这个过程称为转移。所形成的肿瘤称为,转移瘤,或,继发瘤,。,2、转移(metastasis) 1) 概念,41,原发瘤,血 管,体 腔,转移瘤,淋巴管,Conception,原发瘤血 管体 腔转移瘤淋巴管Conception,42,原发瘤,转移瘤,原发瘤转移瘤,43,2) 转移方式,A 淋巴道转移 Lymphatic metastasis,途径：,瘤细胞 淋巴管 局部淋巴结 较少防御杀死，较多破坏性大 停留在,淋巴结边缘窦, 占据淋巴结大部分 淋巴结转移,2) 转移方式A 淋巴道转移 Lymphatic met,44,原发瘤,淋巴结,输出淋巴管,输入淋巴管,原发瘤淋巴结输出淋巴管输入淋巴管,45,原发瘤,淋巴结,输入淋巴管,输出淋巴管,主页,下页,上页,原发瘤淋巴结输入淋巴管输出淋巴管主页 下页上页,46,肉眼特点：,淋巴结肿大，质地变硬，切面,常呈灰白色，互相融合成团块。,常为,癌,的转移方式,肉眼特点：,47,肿瘤转移课件,48,淋巴结肿大,淋巴结肿大,49, 血道转移,Hematogenous metastasis,运行与血栓栓塞过程相似。,体循环右心肺,门静脉肝肺,肺心全身器官,胸、腰骨盆静脉 脊椎静脉丛脑。,运行与血栓栓塞过程相似。,53,转移瘤,转移瘤,54,肉眼特点：,边界清楚,并常为多个,散在,分布的结节，且多接近器官的,表面,。位于器官表面的转移瘤，由于瘤结节中央出血、坏死而下陷，可形成“,癌脐”。,肉瘤,常发生血道转移, 肉眼特点：,55,肺转移性肝癌,肺转移性肝癌,56,癌脐,癌脐,57,癌栓,癌栓,58,肿瘤转移课件,59,Metastatic adenocarcinoma,liver,Metastatic adenocarcinoma,live,60,脑转移性癌,脑转移性癌,61,骨转移性癌,病理性骨折,骨转移性癌病理性骨折,62,C 肿瘤的种植性转移Implantation metastasis,体腔内器官的肿瘤蔓延至器官表面时，瘤细胞可以,脱落,，并像播种一样,种植在体腔内各脏器的表面,，形成多数的转移瘤。这种转移方式为,种植性转移,或播种。,C 肿瘤的种植性转移Implantation meta,63,种植性转移模式图,种植性转移模式图,64,肿瘤转移课件,65,大网膜种植性转移,大网膜种植性转移,66,肿瘤转移课件,67,种植性转移腹水形成,种植性转移腹水形成,68,2、肿瘤侵袭转移机制,1986年,Liotta 提出的肿瘤侵袭（浸润）三步假说,第一步：,粘 附,瘤细胞由特异性细胞表面,受体介导粘附于基质,（LR-LN；FR-FN）,第二步：,降解基质,瘤细胞释放多种水解酶,金属蛋白酶抑制物减少,第三步：,游 走,瘤细胞在降解的基质中,运动游走，完成浸润,2、肿瘤侵袭转移机制1986年 Liotta 提出的肿瘤侵,69,1）、局 部 浸 润,由细胞粘附因子介导的肿瘤细胞,彼此之间的粘附力减少,癌细胞与基底膜紧密附着,(attachment),肿瘤细胞降解,(degradation),细胞外基质,癌细胞移出,(migration),肿瘤细胞表达,上皮性钙粘素下调,肿瘤细胞高表达整合素,肿瘤细胞分泌金属,蛋白酶类等基质溶解酶,肿瘤细胞分泌自分泌移动因子,1）、局 部 浸 润由细胞粘附因子介导的肿瘤细胞癌细胞,70,（2）肿瘤侵袭的机理及影响因素,1）肿瘤细胞的自主性增殖与接触性抑制丧失,原发瘤的增殖有利于其侵袭和浸润，肿瘤细胞不断增殖导致肿瘤组织内部压力增高，细胞趋向于向周围扩展,密度接触性抑制丧失,运动接触性抑制丧失,：,（2）肿瘤侵袭的机理及影响因素1）肿瘤细胞的自主性增殖与接触,71,2）肿瘤细胞的粘附性：,同质性粘附：,指相同细胞之间的粘附，如瘤细胞与瘤细胞之间的粘附。由细胞表面粘附分子介导。,*,E-Cadherin,CAM、DCC、CEA。,异质性粘附：,指瘤细胞与宿主细胞和宿主基质细胞的粘附，包括宿主细胞外基质、在血管内与白细胞、血小板和内,皮细胞的粘附等，由细胞表面粘附分子介导与宿主,细胞外基质、细胞等表面配体结合而发生粘附,。,* Integrin,CD44, Ig,超家族,2）肿瘤细胞的粘附性：,72,导致肿瘤细胞间同型粘附性下降的主要原因包括：,癌细胞间连接装置不发达,肿瘤细胞表面负电荷增多 ，使肿瘤细胞间排斥力增加,肿瘤细胞粘附分子的表达下降,肿瘤转移课件,73,3）细胞外基质成分对肿瘤侵袭的作用：,1、细胞外基质（ECM）的主要组成成分,基底膜：,层粘连蛋白（,Laminin, LN)：,纤粘连蛋白（Fibronectin, FN)：基膜型,IV 型胶原 （Collagen IV）：,间质纤维结缔组织：,基质型 FN,I、II、III型胶原,2、细胞外基质对肿瘤侵袭主要起,支架,作用，,纤维结缔,组织包裹对肿瘤侵袭也起一定的限制作用,。,3）细胞外基质成分对肿瘤侵袭的作用：,74,细胞外基质降解增加的原因：,1、肿瘤细胞分泌降解酶类增加：,主要相关酶类有,*,基质金属蛋白酶,（,matrix metalloproteinase, MMP）：,间质胶原酶、IV型胶原酶、基质溶解素,纤维蛋白溶解酶原激活因子,（PA）、,组织蛋白酶 D,等；,2、,组织金属蛋白酶抑制物（IMMP）分泌减少,：,细胞外基质降解增加的原因：,75,4）、肿瘤细胞运动性,运动方式包括阿米巴运动，借助鞭毛和纤毛的泳动和成纤维细胞样运动 。,肿瘤细胞位移,伪足延伸,细胞膜波状起伏,定向位移 最能反映肿瘤细胞的转移能力,4）、肿瘤细胞运动性,76,促使肿瘤细胞的运动的因素,刺激肿瘤细胞运动和侵袭的因子 (自分泌运动因子 AMF),刺激肿瘤细胞生长和运动的因子 (表皮生长因子EGF、类胰岛素生长因子、肝细胞生长因子等),刺激肿瘤细胞运动但抑制其生长的因子（转化生长因子TGF、干扰素等 ）,促使肿瘤细胞的运动的因素,77,5）肿瘤的血管生成：,（一）血管生成的概念,早在1836年Virchow就注意到恶性肿瘤组织中血管数目增多、发生卷曲和扩张并集中于肿瘤边缘的现象。,5）肿瘤的血管生成：（一）血管生成的概念,78,1945年 Algire提出了“肿瘤血管生成（tumor angiogenesis）”或“血管新生化（neovascularization）”概念。,1971年 Folkman提出“肿瘤生长依赖于血管生成”观点。,1945年 Algire提出了“肿瘤血管生成（tumor,79,血管生成,或称,血管新生化,是指活体组织在已存在的微血管床上芽生（ sprouting）出新的以毛细血管为主的血管系统的过程。,血管生成或称血管新生化是指活体组织在已存在的微血管床上芽生,80,此概念有别于胚胎时期由早期内皮细胞分化形成新血管的过程即血管形成。,多种组织和器官存在血管生成现象：,此概念有别于胚胎时期由早期内皮细胞分化形成新血管的过程即血管,81,肿瘤血管生成可能通过以下两种方式发生：,肿瘤细胞团先处于无血管期生长，后因缺氧而产生大量血管生成因子，从而诱导血管生成；,癌细胞先依赖宿主组织已存在的血管生长，继而出现瘤内血管消退，然后再因缺氧诱导血管生成因子作用而发生血管生成。,82,肿瘤转移课件,83,肿瘤血管生成是一个复杂的过程，主要包括以下步骤：,1,血管内皮基底膜溶解,2,内皮细胞向肿瘤组织迁移,3,内皮细胞在迁移前沿增殖,4,内皮细胞管道化、分支形成血管环,5,形成新的基底膜,肿瘤血管生成过程是,肿瘤细胞,、,血管内皮细胞,与其,微环境,相互影响的结果。,2 肿瘤血管生成的基本过程,肿瘤血管生成是一个复杂的过程，主要包括以下步骤：2 肿瘤,84,3- 肿瘤血管生成因子,1,血管内皮生长因子,VEGF,2,血小板生长因子,PDGF,3,表皮细胞生长因子,EGF,4,纤维母细胞生长因子,FGF,酸性,aFGF,碱性,bFGF,5,转化细胞生长因子,TGF,*肿瘤细胞可释放血管生成因子刺激血管内皮生长和移行，诱导血管生成。任何促进血管生成的因素均可增加肿瘤转移倾向。,3- 肿瘤血管生成因子,85,主要的血管生成因子,VEGF,血管内皮生长因子,。是从黏液细胞或神经母细胞瘤中提取,的较强的血管生成因子，与肝素有较强亲和性，能特异性,结合血管内皮细胞，促进内皮细胞生长，并具有血管通透,活性，可协助肿瘤细胞进入脉管系统。,PDGF,血小板生长因子,。能促进多种细胞加快分裂，主要起刺激,血管内皮细胞生长和趋化移行等作用。,EGF,表皮细胞生长因子,FGF,纤维母细胞生长因子,促进多种细胞加快,（酸性,aFGF /,碱性,bFGF,）,分裂增殖,TGF,转化细胞生长因子,主要的血管生成因子 VEGF 血管内皮生长因子。是从黏,86,主要的血管生成抑制因子,PF4,血小板因子-4。,是一种强有力的血管生成抑制剂，能使FGF 丧失生物效应，并能增加TNF-a的功效。PF4可通过抗血管生长和增加免疫功能抑制肿瘤转移。,TSP-1,血小板反应素-1,。,是一种多种细胞分泌的糖蛋白，可抑制 血管生长素对多种活性因子的刺激，并能抑制血管内皮的 移行，在抑制肿瘤转移可起重要作用。诱导TSF-1的产生， 有望成为控制肿瘤转移的方法之一。,u-995,是最近从蓝鲨软骨中提取的一种双肽复合物。能有效抑制小静脉内皮的生长移行，明显阻碍肿瘤的生长和转移。,姜黄素,(curcumin),通过调节内皮细胞增殖期蛋白酶活性从而有效抑制新生血管的形成，还可使已形成的微血管崩解，可抑 制肿瘤的生长和转移。,iNOs,氮氧诱导合成酶。,能有效抑制血管生成。,主要的血管生成抑制因子PF4 血小板因子-4。是一种强,87,4 肿瘤血管生成与肿瘤的侵袭转移,肿瘤的生长、和侵袭转移与血管生成密切相关：,1,无血管期,肿瘤,D2mm,时，微血管逐渐形成，瘤体随之迅速增大，进而发生转移。,4 肿瘤血管生成与肿瘤的侵袭转移 肿瘤的生长、和侵袭,88,2 肿瘤实体内,微血管的数量,与肿瘤,侵袭转移,的潜能成,正相关,。,3 某些血管生成因子,（VEGF、PDGF、EGF、FGF）,通过促进血管生长明显增加肿瘤转移的几率。,4,血管生成抑制剂,能抑制肿瘤在体内的生长和转移，但在体外培养时不能抑制肿瘤细胞的生长。,2 肿瘤实体内微血管的数量与肿瘤侵袭转移的潜能成正相关,89,原发瘤的增殖 肿瘤新生血管的生长 瘤细胞侵袭基底膜,在循环系统中存活 侵入血管或淋巴管,形成瘤栓并转运到远隔靶器官,滞留于靶器官微小血管中,穿出血管并形成微小转移灶,肿瘤血管形成，转移癌灶增殖,3、肿瘤的血行转移,形成瘤栓并转运到远隔靶器官滞留于靶器官微小血管中穿出血管并,90,转移的形成及特点,1）、肿瘤细胞从循环系统进入继发器官,通过侵袭突破ECM屏障进入循环系统的肿瘤细胞绝大多数在短期内死亡 ，导致肿瘤细胞死亡的原因来自于肿瘤细胞本身及宿主环境：,肿瘤细胞本身因素,：缺乏变形能力而难以顺利通过循环系统；细胞由于分子生物学特性而不能与血液成分形成癌栓；肿瘤细胞表面缺乏粘附因子的表达而不能有效地与血管内皮粘附结合等,。,转移的形成及特点1）、肿瘤细胞从循环系统进入继发器官,91,宿主环境损伤因素：,免疫系统监视杀伤,血液的涡流可导致肿瘤细胞的破坏，毛细血管的垂直压力对肿瘤细胞的损伤,细胞素刺激内皮细胞产生的NO被认为是非特异杀伤循环癌细胞的重要因素,宿主环境损伤因素：,92,）、肿瘤转移的器官选择性,（1）,肿瘤转移器官选择性规律,肿瘤细胞的血行和淋巴道转移并不总是循着血流或淋巴液流动方向到达相应的脏器，即使,通过渗透进入体腔,，也不遵循自由沉淀规律继发生长。,从粘附分子的角度看，,肿瘤转移的亲器官性是通过器官内皮细胞表达特异性粘附分子,，而肿瘤细胞则产生这些粘附分子的特异性配体得以实现。,）、肿瘤转移的器官选择性 （1） 肿瘤转移器官选择性规,93,(2)肿瘤转移的器官亲和性学说：,机械学说,肿瘤转移的器官分布依据癌栓沿血循环途径（静脉运行）播散的几率而定，癌细胞在靶器官停驻的量与该器官动脉供血量有关。,(2)肿瘤转移的器官亲和性学说： 机械学说 肿瘤转,94,大量临床观察发现，许多转移性肿瘤的器官分布很难用，或不能简单用经典的血循环途径及供血量来解释。 如:,1,肺、肝的静脉回流非常丰富，但有时并无转移；供血丰富的横纹肌、甲状腺、脾脏也很少有转移。,2,原发性肾癌、前列腺癌和甲状腺癌常转移到骨，乳腺癌常转移到骨和脑，胃癌好发腹膜转移等；,3,脑肿瘤极少形成颅外转移， 而它却是许多肿瘤转移的好发靶器官。,大量临床观察发现，许多转移性肿瘤的器官分布很难用，或不能简单,95,种子-土壤学说（,Paget 1889),主要论点为：肿瘤细胞（“种子”）对某种特定靶器官（“土壤”）提供的局部环境有生长亲和性，一定的“种子”（肿瘤细胞）只有在一定的“土壤”（靶器官）中才能生长。,种子-土壤学说（Paget 1889),96,常见肿瘤转移的器官选择性规律,原发肿瘤 常见继发转移肿瘤,乳腺癌,骨、脑、肾上腺,前列腺癌,骨,肺小细胞癌,骨、脑、肝,皮肤黑色素瘤,肺、脑,甲状腺癌,骨,肾透明细胞癌,骨、肝、甲状腺,膀胱癌,脑,神经母细胞瘤,肝、肾上腺,眼脉络膜黑色素瘤,肝,睾丸癌,肝,常见肿瘤转移的器官选择性规律,97,目前关于肿瘤转移器官特异性机理的研究进展认为：,1 器官本身的微环境对肿瘤细胞增殖、生长提供适宜的条件，器官细胞产生某种调节因子。,2 肿瘤细胞对靶器官内成分的优先粘附（异质性粘附）。,目前关于肿瘤转移器官特异性机理的研究进展认为：,98,肿瘤转移的分子生物学基础,肿瘤转移的分子生物学基础,99,肿瘤转移的分子生物学基础：,基因调控下的肿瘤转移,转移相关基因,ras,转移抑制基因,nm23,黏附因子与肿瘤转移,同源细胞间黏附 异源细胞间黏附,细胞与细胞外基质的黏附,血管生成与肿瘤转移,VEGF PDGF EGF FGF,瘤体内微血管数量与转移潜能成正相关,纤维蛋白溶解酶及其抑制因子,PA,t-PA u-PA,PAI,PAI-1(胞浆) PAI-2(胎盘) PAI-3 (功能不清),机体免疫状态与肿瘤转移,瘤细胞免疫逃逸,NK细胞/巨噬细胞/T细胞/B细胞,肿瘤转移的分子生物学基础：基因调控下的肿瘤转移 转移,100,一、转移相关基因,肿瘤转移表型既取决于对转移起促进作用的基因激活，又取决于对转移起抑制作用的基因的失活，以及二者之间的失衡,已知至少有10余种癌基因与肿瘤转移相关 : ras家族、myc、erbB-2、p53等,转移促进基因：ras 、CD44基因,转移抑制基因 ：腺病毒2EIA基因 、nm23,一、转移相关基因肿瘤转移表型既取决于对转移起促进作用的基因,101,nm23:,肿瘤转移抑制基因,1998年由,Steeg首先在黑色素瘤细胞系中分离鉴别的一种与肿瘤转移有关的抑制基因，,nm23,基因产物为核苷,酸激酶,NDPK,。,NDPK,通过参与信号转导影响肿瘤细胞微管的组合从而影响细胞微管、微丝等细胞骨架蛋白的活动，通过参与调节细胞内微管系统的状态而抑制肿瘤的转移。,目前已确认两种人,nm23cDNA,克,隆，即,nm23H1,和,nm23H2,。乳腺良性肿瘤和不伴有淋巴结转移的导管癌,nm23H1,表达水平高；,在结肠癌、小细胞肺癌及胃癌中也证实,nm23H1,等位基因的缺失。,结论：高nm23表达肿瘤多表现低转移特性，两者为负相关关系。,nm23: 肿瘤转移抑制基因 1998年由St,102,Ras,基因-转移相关基因,肿瘤转移是一个涉及多个癌基因与抑癌基因改变非常复杂的过程，其 中最具特征的是ras基因。Ras基因作为原癌基因类家族包括,N-Ras 、k-Ras,和,H-Ras,三类，其对某些人类恶性肿瘤的发生发展其重要作用。,Ras,基因产物,p21,蛋白是与G-蛋白功能相似的膜转运蛋白，参与腺苷酸环化酶的激活，通过第二信使将外部刺激传入细胞内。,大量研究已证实，,激活的或突变的Ras基因能增强肿瘤细胞的侵袭性和转移潜能，与肿瘤的转移密切相关。,K-Ras基因过度表达往往提示肿瘤病情已进入晚期或已有淋巴结或其它脏器转移。,Ras 基因-转移相关基因 肿瘤转移是一,103,p53,基因,已证实其是细胞生长周期中的负调节因子,与细胞周期调控,、,DNA修复,、,细胞分化,、,细胞凋亡等重要的生物学功能有关.,野生型p53 wp53,蛋白极不稳定，半衰期仅数分钟，具有广谱的肿瘤抑制作用。,突变型p53 Tp53,具有癌基因的作用,促进细胞的恶性转化.,约50%肿瘤有p53基因的异常(胃癌,、,结直肠癌,、,膀胱癌,、,乳腺癌,、,肺癌,、,前列腺癌,、,肝癌,、,头颈部鳞状细胞癌,、,软组织肿瘤,、,淋巴造血系统肿瘤等),p53 基因已证,104,二、粘附因子与肿瘤转移,粘附因子是一类介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质间粘附作用的膜表面糖蛋白。,肿瘤转移侵袭过程中的粘附类型 ：同型粘附 、异型粘附 、肿瘤细胞与ECM的粘附。,二、粘附因子与肿瘤转移粘附因子是一类介导细胞与细胞、细胞与,105,粘附分子种类 ：,1、选择素：包括选择素P（P-selectin）、选择素E（E-selectin）和选择素L（L-selectin）三个成员，表达于白细胞、活化的内皮细胞以及血小板表面，介导白细胞与其它细胞表面寡糖分子的结合 。,肿瘤转移的一些关键步骤如循环肿瘤细胞的聚集和癌栓的形成，以及肿瘤细胞与特定脏器血管内皮的粘附结合都有选择素的参与,粘附分子种类 ：,106,2、整合素：是一组细胞表面糖蛋白受体，其配体为细胞外基质（ECM）成分，主要功能是参与不同细胞间的粘附、介导细胞与ECM的结合等 。,2、整合素：是一组细胞表面糖蛋白受体，其配体为细胞外基质（E,107,整合素与肿瘤的关系具有两重性：,在肿瘤发生早期，整合素表达的降低可导致肿瘤细胞与基底膜或ECM成分的粘附作用减弱，这有利于肿瘤在局部的增殖扩展,在肿瘤细胞进入循环后，整合素表达的增多有利于肿瘤细胞粘附于脉管内皮，继而发生侵袭、转移,整合素与肿瘤的关系具有两重性：,108,3、免疫球蛋白类粘附因子：参与细胞之间的粘附 。与肿瘤侵袭和转移密切相关的几种：,ICAM-1 ：它从肿瘤细胞表面脱落进入循环系统成为可溶性分子后，可协助肿瘤细胞逃逸细胞毒T细胞和NK细胞的免疫监视杀伤效应，促使肿瘤发生转移,VCAM-1：参与协助肿瘤逸出循环系统，进入继发脏器,NCAM：其功能为信息传导和调控细胞生长，其缺失可能导致细胞生长失控,3、免疫球蛋白类粘附因子：参与细胞之间的粘附 。与肿瘤侵袭和,109,4、钙依赖粘附素（cadherins）,包括E-cadherin、N-cadherin和P-cadherin三个亚类 ，主要参与介导同型细胞间的粘附作用,E-cadherin的表达与肿瘤转移潜能呈,负,相关,4、钙依赖粘附素（cadherins）,110,E-Cadherin,(E-钙依赖粘附素）,:,是,Cadherin,（钙依赖粘附素）家族成员之一。它们是依赖细胞外,Ca+的细胞粘附分子，介导Ca+依赖性的,同质细胞之间的粘附。,目前认为E-Cadeherin 属于,侵袭抑制分子,，E-Cadherin 基因也可能为转移抑制基因，其可能通过促进同质细胞之间的粘附，使瘤细胞之间保持密切接触，难以脱离原发瘤进入周围正常组织和脉管系统。,* 癌细胞同质型粘附力与侵袭转移能力呈负相关，即侵袭转移能力高者，其同质型粘附力低（,E-Cadherin 表达低调）。,E-Cadherin (E-钙依赖粘附素）:,111,5、CD44,由单一基因编码的一类具有高度异质性的单链膜表面糖蛋白，介导多种细胞与细胞、细胞与ECM之间的粘附作用,对肿瘤CD44表达的分析有助于评价肿瘤的转移潜能和判断患者预后,CD44v6,表达与胃癌的淋巴结转移和肝脏转移呈正相关，与胃癌患者的不良预后密切相关,5、CD44,112,三、 细胞外基质水解酶与肿瘤转移,1、丝氨酸蛋白酶,：包括纤维蛋白溶解酶原激活因子（PA），白细胞弹力蛋白酶和组织蛋白酶G,PA可将纤维蛋白溶解酶原转变为纤维蛋白溶解酶，后者可溶解纤维蛋白、FN、LN、蛋白多糖核心蛋白等成分，并且可促使胶原酶原变为活性的胶原酶，共同参与对基质的酶解作用,三、 细胞外基质水解酶与肿瘤转移1、丝氨酸蛋白酶 ：包括纤,113,PA包括组织型（t-PA）和尿激酶型（u-PA）两类，二者均有较强的激活纤维蛋白溶解酶原的作用 。,在肿瘤的病理过程中，t-PA可促使肿瘤细胞降解细胞外基质，而u-PA促进肿瘤侵袭和转移的效应主要表现在参与细胞分化、血管生成、细胞迁移、细胞外基质降解和组织重建等过程 。,PA包括组织型（t-PA）和尿激酶型（u-PA）两类，二者均,114,MMP可被特异性金属蛋白酶抑制因子（TIMP）抑制,人类TIMP家族主要有TIMP-1、TIMP-2和TIMP-3三个成员,2、金属蛋白酶,2、金属蛋白酶,115,MMP可水解不同类型的胶原蛋白、LN、FN、弹力蛋白和蛋白多糖的核心蛋白，从而在ECM降解、肿瘤侵袭和转移过程中发挥重要作用,TIMP可有效抑制多种肿瘤细胞的ECM降解能力和体外侵袭能力,MMP可水解不同类型的胶原蛋白、LN、FN、弹力蛋白和蛋白多,116,3、半胱氨酸蛋白酶,如肿瘤相关胰蛋白酶原，肝素酶、组织蛋白酶B、组织蛋白酶D和组织蛋白酶L等均在肿瘤侵袭和基质降解中起到相应的作用,3、半胱氨酸蛋白酶 如肿瘤相关胰蛋白酶原，肝素酶、组织蛋白酶,117,四、血管生成与肿瘤转移,任何原发和继发性肿瘤直径超过23mm都必须有血管长入,肿瘤新生毛细血管基底膜往往存在缺陷，对肿瘤转移的发生具有重要意义,四、血管生成与肿瘤转移任何原发和继发性肿瘤直径超过23m,118,1、微血管密度与肿瘤的生物学特性,肿瘤组织中微血管密度的测定有助于肿瘤的诊断及预后判断,1、微血管密度与肿瘤的生物学特性,119,五、免疫细胞与肿瘤转移,机体的抗肿瘤免疫杀伤功能主要以细胞免疫（巨噬细胞、T细胞、NK细胞、细胞毒T淋巴细胞、TIL细胞、LAK细胞等 ）为主 ，对于病毒诱发的肿瘤，体液免疫亦起着重要作用,免疫效应细胞对肿瘤转移的影响主要在两个环节起作用：即清除肿瘤细胞和抑制肿瘤生长,五、免疫细胞与肿瘤转移机体的抗肿瘤免疫杀伤功能主要以细胞免,120,1、细胞毒T淋巴细胞（CTL）,特异性抗肿瘤免疫效应细胞,CTL（CD,+,8）抗肿瘤效应具有MHC约束性。即它只杀伤表面带有特异性肿瘤抗原和MHC-I类分子的靶细胞,CTL并不能清除原发肿瘤灶，但在清除循环中的单个肿瘤细胞或少量肿瘤细胞集团中发挥较大作用,1、细胞毒T淋巴细胞（CTL）特异性抗肿瘤免疫效应细胞,C,121,2、自然杀伤（NK）细胞,NK细胞是细胞免疫中的非特异成分，不需经抗原刺激其杀瘤作用即正常存在，因此先于CTL发挥作用而处于机体抗肿瘤的第一道防线,NK细胞具有抵御肿瘤转移的能力，这种能力可被干扰素、IL-2和TNF-增强,2、自然杀伤（NK）细胞 NK细胞是细胞免疫中的非特异成分,122,3、肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）,TIL存在于肿瘤局部，可被IL-2激活并发生增殖反应，能特异性、高效地杀伤自体肿瘤细胞,TIL对异体肿瘤和体外培养的肿瘤细胞杀伤能力很弱。,3、肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）TIL存在于肿瘤局部，可被I,123,4、单核巨噬细胞,巨噬细胞杀伤肿瘤的机制：,ADCC作用；,通过非特异性膜受体，直接与肿瘤细胞结合，发挥杀瘤效应；,通过巨噬细胞分泌的某些产物（如TNF-）抑制肿瘤的生长；,活化巨噬细胞的溶酶体酶的杀瘤作用；,巨噬细胞与致敏T细胞、特异性抗体和补体协同发挥抗瘤效应,4、单核巨噬细胞,124,肿瘤转移诊断与阻止肿瘤转移,一、 转移的常规诊断方法,影像学手段 ： 普通X线摄片 CT 、MR、超声诊断技术、核素骨扫描、常规病理组织学方法（ 局部切除淋巴结、活检组织）,以上方法只能检测到较大的转移瘤灶或数量较多的肿瘤细胞集团，而却难以发现小的转移灶和微转移（micrometastasis）的存在,肿瘤转移诊断与阻止肿瘤转移一、 转移的常规诊断方法,125,二、肿瘤微转移及其检测方法,肿瘤微转移概念：恶性肿瘤在发展过程中，播散并存在于血液循环、淋巴管、骨髓及各组织器官中的少量肿瘤细胞，尚未形成转移性结节，且无任何临床表现，常规病理学、影像学等方法难以发现和检测到的转移,检测微转移的方法：,连续切片法 免疫组织化学技术 流式细胞 聚合酶链反应（PCR）及逆转录 PCR（RT-PCR）技术,二、肿瘤微转移及其检测方法肿瘤微转移概念：恶性肿瘤在发展过,126,三、阻止肿瘤转移的发展方向,肿瘤转移是一个多阶段、多步骤的复杂过程，不同种类肿瘤转移特性不同，但各种肿瘤转移过程中一些关键步骤是基本一致的,通过对肿瘤转移的整个过程及其调控、影响机制的深入了解，可以探索阻止肿瘤转移的治疗方案 。特别是针对转移中的一些关键环节如基因突变、血管生成、粘附等设计调节阻断方法,，,以达到遏止肿瘤转移的目的,三、阻止肿瘤转移的发展方向肿瘤转移是一个多阶段、多步骤的复,127,1、肿瘤转移的基因治疗,基因治疗,的概念：将功能基因通过分子生物工程手段转染异常细胞，纠正致病基因的表达，使其获得功能蛋白或酶等基因表达产物，从而达到治疗的目的,1、肿瘤转移的基因治疗基因治疗的概念：将功能基因通过分子生,128,基因治疗分类,：,体细胞基因治疗：将受体细胞在体外培养，转染人外源基因后再将细胞回植体内,直接基因治疗：在选择载体上插入目的基因，再将载体注入人体内使其直接转染靶细胞,基因治疗分类：,129,基因治疗肿瘤的目标（策略）,抑制活化癌基因：,利用反义核酸序列特异地与互补的癌基因DNA和RNA结合，从而阻断癌基因转录或翻译,增强抑癌基因的表达：,将正常抑癌基因导入肿瘤细胞中补偿或替代缺失的抑癌基因，以抑制肿瘤生长或逆转其表型，即所谓的基因替代疗法,基因治疗肿瘤的目标（策略） 抑制活化癌基因：利用反义核酸序列,130,提高肿瘤免疫治疗的疗效：,通过外源性基因表达提高人体免疫系统对恶性肿瘤细胞的识别和杀伤能力，包括两种方式：, 直接方式：增加肿瘤的抗原性，使肿瘤细胞容易被机体免疫系统识别, 间接方式：激活机体的免疫潜能细胞，提高其识别和杀伤肿瘤细胞的能力。,提高肿瘤免疫治疗的疗效：通过外源性基因表达提高人体免疫系统对,131,肿瘤自杀基因疗法：,表达产物能够使靶细胞自杀的基因称为自杀基因，如白细胞介素1 - 转化酶基因(IL-1ICE)。,自杀基因作用方式： 直接作用于导入该基因的肿瘤细胞 旁观者效应,肿瘤自杀基因疗法：表达产物能够使靶细胞自杀的基因称为自杀基因,132,提高肿瘤放疗敏感性：, 外源基因转染诱导放射敏感性，从而增加射线对肿瘤细胞的杀伤作用, 外源基因转染的肿瘤细胞发生细胞周期阻滞，出现瘤细胞同步化，增加放射治疗杀伤作用,基因诱导放射防护，降低正常组织放射损伤,提高肿瘤放疗敏感性：,133,减轻正常组织的药物或放射损伤,肿瘤治疗的最终目地是通过最大限度地消灭肿瘤组织，同时保护正常组织以延长患者寿命和提高生活质量,通过导入外源性基因可以提高正常组织的抗药物或放射线损伤的能力，如多药耐药基因（MDR）导入人骨髓细胞，使骨髓细胞能耐受多种化疗药物抑制作用从而可以加大化疗药物剂量,减轻正常组织的药物或放射损伤,134,2、血管生成抑制剂与抗肿瘤转移,血管生成抑制剂抑制肿瘤新生血管形成的机制：,阻断内皮细胞降解周围基质的能力,直接抑制内皮细胞的功能,阻断血管生成因子的合成和释放，拮抗其作用,阻断内皮细胞表面整合素的作用,2、血管生成抑制剂与抗肿瘤转移血管生成抑制剂抑制肿瘤新生血,135,已发现的具有血管生成抑制活性的化合物：,抗生素、维生素D3衍生物、维甲酸类、多磺基化合物、肝素类似物及细胞外基质成分等,血小板因子4（PF4） ：是一种强有力的血管生成抑制剂，能使FGF丧失生物活性，并能增加TNF-的功效,TNP-470 ：是烟曲霉素的一种类似物，它可能通过抑制内皮细胞的生长而使肿瘤血管生成减少，从而达到抑制肿瘤转移的作用,已发现的具有血管生成抑制活性的化合物：,136,血小板反应素-1（TSP-1）：是多种细胞分泌的一种糖蛋白 ，能抑制血管生长因子对各种活性因子的刺激，并能抑制血管内皮的“爬行”生长,姜黄素：可抑制肿瘤的增殖播散，它不但能抑制新生血管的形成，还可使已形成的微血管崩解，其机制可能是通过调节内皮细胞增殖期蛋白酶的活性从而阻止和破坏肿瘤血管的形成,血小板反应素-1（TSP-1）：是多种细胞分泌的一种糖蛋白,137,3、细胞粘附因子抑制剂与抗肿瘤转移,肿瘤转移的每个阶段、每一步骤都包含了肿瘤细胞粘附与去粘附的过程，粘附因子起着极为重要的调控作用。通过调节粘附因子的表达、分布以及功能状态有可能成为阻止肿瘤转移的有效途径之一,3、细胞粘附因子抑制剂与抗肿瘤转移肿瘤转移的每个阶段、每一,138,肿瘤细胞表面的主要粘附因子是整合素，研究表明：整合素家族参与肿瘤细胞与基底膜、血小板、内皮细胞等之间的粘附 。,钙粘素（cadherin）：主要介导同源性细胞之间的粘附 ，E-cadherin是防止肿瘤细胞从原发瘤脱落的重要因素，转染E-cadherin mRNA使其表达增加，能使肿瘤细胞侵袭力明显降低 。,肿瘤细胞表面的主要粘附因子是整合素，研究表明：整合素家族参与,139,肿瘤转移是一个在多基因遗传特性改变的基础上，涉及诸多活性分子（粘附因子、血管生成因子、基质水解酶、免疫细胞等）和多种调控机制的序贯连续的多环节过程。,因此，阻断其中一个环节或改变任意调控因子的分布、表达和功能状态，都可能成为控制肿瘤转移的有效手段,肿瘤转移课件,140,