肿瘤分子生物学是基础医学研究的前沿

0 引言 医学是探索人类疾病发病机制及治疗方法的科学.现代医学的快速发展揭示了多种人类疾病的发病机制,并使对多数疾病的预防和治疗成为可能.但仍有许多疾病,尤其是肿瘤性疾病,其发病机制不甚明确,更缺乏有效的预防和治疗手段,严重危害人类生命和健康.因此,迫切需要对肿瘤性疾病的发病机制和治疗措施进行广泛、深入、细致的研究.

肿瘤分子细胞遗传学研究方法的最新进展

荧光原位杂交已广泛应用于分子生物学、肿瘤遗传学的研究,在其基础上,又发展了许多新 技术,并已成为极为重要的研究手段。

线粒体质量控制与肿瘤研究进展

线粒体作为细胞的动力工厂,对细胞能量代谢、细胞死亡等生物学过程具有极其重要的作用。不同于其他细胞器,线粒体含有独特的DNA,并且极易受到多种因素刺激导致DNA损伤。损伤的线粒体DNA会进一步导致线粒体蛋白复合体改变,并通过生成氧自由基等多种机制导致肿瘤的发生。为了维持稳定的线粒体功能,线粒体存在多种机制修复损伤,其依据不同受损程度启动不同修复机制,这一过程称为“线粒体质量控制”。线粒体质量控制机制主要包括线粒体衍生囊泡、线粒体融合/裂变、线粒体自噬等。本文综述了不同的线粒体质量控制机制及其在肿瘤中的作用,并且列举了线粒体质量控制过程中发挥重要功能的蛋白质的相关功能和肿瘤研究进展。此外,线粒体在药物靶点及肿瘤液体活检标志物的开发方面具有极其重要的转化医学前景。相信对于线粒体功能及相关机制的深入探索,能够有助于解决目前肿瘤研究存在的问题。

CD3AK细胞的生物学特性及其抗肿瘤作用

CD3AK细胞是用抗T细胞表而CD3分子的单克隆抗体激活的新型杀伤细胞，在肿瘤的免疫疗法中愈来愈受到重视。本文用抗CD3单克隆抗体(北医太免疫室提供)和rIL-2(日本盐野义制药株式会社产品)共同刺激人外周血单个核细胞(PBMC)，诱导CD3AK细胞，系统地研究了其生物特性及其体外抗肿瘤活性并与LAK细胞作比较。

细胞周期与肿瘤转化医学

恶性肿瘤最基本的生物学特征之一是细胞周期调控紊乱导致的细胞恶性转化和肿瘤细胞失控性增殖。了解细胞周期的调控机制能够揭示肿瘤发生发展的本质,阐释癌症的发生机制,从而为肿瘤的早期诊断和临床治疗提供分子标志物及药物靶点。本综述通过分析参与细胞周期运转的重要蛋白分子以及这些分子在细胞癌变和临床肿瘤防治过程中的作用,探讨基于这些分子的药物研发,从而系统地阐述细胞周期紊乱对肿瘤发生发展的生物学影响及其对肿瘤诊断与治疗的理论和实践意义。

蛋白质组学在实体瘤肿瘤标志物研究中的应用

在后基因组时代,生物学的中心任务是认识基因组的功能。由于基因功能主要是通过其表达蛋白质来实现的,要了解基因的全部信息,必须深入研究不同基因编码的蛋白质,因此蛋白质组学在生命科学研究中已具有重要的地位。肿瘤细胞或组织蛋白质样本通常经过双向电泳等技术可以按不同大小、等电点或类型得以分离(profiling),然后通过质谱技术和蛋白质数据库比较,进一步将特殊的感兴趣的蛋白质鉴定出来。肿瘤蛋白质组学是整个蛋白质组学研究中的一项重要内容,通过蛋白质组分析技术将能够从细胞整体水平上认识在肿瘤的发生、发展过程中蛋白表达谱的变化,为寻找特异的肿瘤标志物这一研究领域带来了新的希望。近几年来,使用蛋白质组学和激光捕获显微切割技术(lasercapturemicrodissection,LCM)已在多种肿瘤中发现了许多有研究前景的肿瘤标志物侯选蛋白,尽管目前被肯定的肿瘤特异性标志物尚为数不多,但和以往相比已经有了十分显著的进步,本文对此做了简要综述。

转入人肿瘤坏死因子α基因的鱼腥藻IB02(+)的细胞毒活性及其体内抗肿瘤药效学研究

目的测定转入人肿瘤坏死因子α(hTNFα)基因的鱼腥藻IB02(+)的抗肿瘤药效。方法在相同的培养条件下通过100L光生物反应器培养4组转入hTNFα基因鱼腥藻IB02(+),分别命名为批次1、2、3、4,经过反复冻融和真空冷冻干燥处理,得到转入hTNFα基因鱼腥藻IB02(+)粗提物干粉样品。采用结晶紫染色法检测转入hTNFα基因鱼腥藻IB02(+)粗提物干粉样品的细胞毒活性,并通过测定不同批次间的细胞毒活性差异检测其稳定性。采用转入人肿瘤坏死因子α(hTNFα)基因鱼腥藻IB02(+)对小鼠肝癌细胞H-22的抑制来测定体内抗肿瘤药效。结果转入hTNFα基因鱼腥藻IB02(+)的细胞毒活性约为8000U/mg。4种不同批次的转入hTNFα基因蓝藻IB02(+)细胞毒活性相当,hTNFα蛋白性质比较稳定。小鼠1次口服最大耐受量为16.0g/kg,在观察期内所有受试小鼠无一死亡,生长发育正常,主要脏器未见异常,未显示明显毒性。药效学研究表明,口服6g/kg转入hTNFα基因蓝藻IB02(+)对小鼠肝癌细胞H-22的抑制率平均值(37.7±3.4)%,最高值为41.5%(P<0.001)。结论转入hTNFα基因鱼腥藻IB02(+)抗肿瘤作用明显,无明显的毒副作用且药效学性质稳定。

细胞重要分子表型与肿瘤个体化治疗的研究进展

恶性肿瘤严重危害着人类的健康.尽管肿瘤的病因学研究取得了一定进展,肿瘤的临床处置依然面临挑战,包括手术切除、化学药物治疗和放射治疗在内的标准治疗模式不能对所有患者都奏效.如何选择合适的治疗方案和准确评估患者的预后,临床医生经常感到困惑.针对信号通路重要蛋白的分子靶向治疗的结果显示,不同肿瘤患者具有独特的分子表型特征并决定了肿瘤治疗的疗效.有效治疗肿瘤需要量体裁衣式地设计出个体化的治疗方案.通过"组"学研究发现了许多肿瘤细胞特异的分子表型,而针对这些表型的个体化治疗将是未来肿瘤治疗的方向.

大鼠实验性肝癌最早可测的分子标志

作者应用原位杂交技术对大鼠肝组织在二乙基亚硝胺（ＤＥＮＡ）诱癌过程中Ｎ－ｒａｓ、ｃ－ｍｙｃ的表达进行了研究。结果表明，在整个肝癌变过程中，Ｎ－ｒａｓＣ－ｍｙｃ表达增高，并且最早出现于小肝细胞及嗜碱性肝细胞灶，在晚期瘤样结节和肝癌中ｃ－ｍｙｃ的表达仍呈高表达，Ｎ－ｒａｓ在部分癌灶中不表达。结果提示它们的异常表达是大鼠肝癌变中较早出现的分子改变，可能与肝癌的启动有关，也是肝癌形态发生的分子基础之一。结果支持化学诱发肝癌的启动阶段致使肝细胞正常的分化途径阻断的假说。

细胞培养稳定同位素标记技术与肿瘤标志分子研究

以质谱为基础的定量蛋白质组学分析技术的发展,大大加快了肿瘤标志分子的研究进程。细胞培养稳定同位素标记技术,已成为目前定量蛋白质组学的主要策略之一,它将不同来源或不同状态的细胞分别培养于含轻/重型稳定同位素标记必需氨基酸的培养基中,经过若干次细胞倍增后,稳定同位素按照序列特异的方式,完全掺入到新合成的蛋白质中。通过比较标记前后同一肽段的质谱峰值变化,可以实现对蛋白质的精确定量。它具有样本需求量少、简单、直接、高效及定量准确等特点,不仅可以定性和定量地分析差异表达蛋白质,而且可以分析蛋白质翻译后修饰和蛋白质相互作用,已逐渐成为研究差异蛋白质组的重要工具之一,在肿瘤分子标志研究中发挥重要作用。

肿瘤个体化医学研究的需求和挑战

美国国立癌症研究中心将个体化医学定义为:"一种运用个体基因、蛋白以及环境信息来预防、诊断及治疗疾病的医药。"个体化医学在肿瘤治疗中的应用非常广泛,其中包括:评估可能罹患某种肿瘤的风险并选择相应的筛查方法来降低这种风险;针对特定的患者给予恰当的治疗方法,以提高效率并减少副作用;预测肿瘤复发的风险并鉴定需要辅助治疗的患者。在逐渐积累的分子肿瘤学知识以及不断进步的新技术(基因组测序、SNPs分析、DNA芯片技术、基于质谱鉴定的蛋白质组学以及生物信息学分析等)帮助下,患者们能得到针对某种特定肿瘤的更加高效的治疗。尽管个体化医学仍面临一些挑战,但在不久的将来它必定会极大的改善肿瘤治疗。

ICG-001对食管鳞癌细胞增殖的抑制作用及其分子机制

目的:检测小分子抑制剂ICG-001对食管鳞癌细胞增殖的抑制作用并探讨其分子机制。方法:使用50和100μmol/L的小分子抑制剂ICG-001处理食管鳞癌细胞系KYSE410和KYSE450,以溶剂DMSO处理细胞作为对照,进行细胞增殖活力、集落形成能力、细胞周期分布及凋亡检测;分别使用实时荧光定量PCR(qPCR)和Western blot检测ICG-001处理细胞中相关分子(SKP2、Survivin和TCF4)mRNA和蛋白水平的表达变化。结果:与对照组比较,ICG-001处理可显著抑制食管鳞癌细胞系KYSE410和KYSE450的增殖活力和集落形成能力,并可显著诱导细胞发生G0/G1期阻滞(P<0.01);SKP2、Survivin和TCF4的m RNA和蛋白表达水平在ICG-001处理组均显著降低(P<0.01)。结论:ICG-001可显著抑制食管鳞癌细胞的增殖活力和集落形成能力,并可诱导细胞发生G0/G1期阻滞,该作用可能与其抑制β-catenin/TCF4的转录活性及其下游分子Survivin和SKP2的表达有关。

E3泛素连接酶RFWD家族成员在肿瘤中的作用研究进展

环指和WD重复结构域(RING Finger and WD Repeat Domain,RFWD)蛋白属于E3泛素连接酶,在细胞增殖、凋亡和DNA损伤修复的调控中发挥重要作用。越来越多的证据表明,RFWD蛋白通过靶向其底物泛素化降解参与肿瘤的发生发展。RFWD蛋白在不同类型的人类恶性肿瘤中具有抑癌和促癌的不同作用,可能与其底物蛋白的功能有关。本文分析了RFWD蛋白家族成员(RFWD1,RFWD2,RFWD3)的结构和功能,总结了RFWD蛋白家族成员的已知底物,并阐明其在不同肿瘤中的不同功能。此外,本文还讨论了RFWD家族成员作为癌症治疗潜在靶点的可能及策略。

液体活检:突破性肿瘤早期检测技术的研究进展

恶性肿瘤已经成为人类健康的一大威胁,超过50%的肿瘤患者在诊断时已进入晚期,错过最佳治疗时机,给患者和社会带来巨大的经济负担。肿瘤的早期检测对于提高患者的生存质量、生存率、减轻社会经济负担至关重要。然而,目前大多数肿瘤缺乏可靠的早期检测方法,仍依赖组织活检,但其具有创伤性,患者的依从性较差。而液体活检作为非创伤性的诊断方法,通过分析循环肿瘤细胞、循环肿瘤DNA、外泌体、microRNA、循环RNA、肿瘤教育血小板、长链非编码RNA等携带的信息,是目前肿瘤早期检测领域的研究热点。本文综述了液体活检技术在肿瘤早期检测中的研究进展,有望为液体活检的临床转化提供帮助。

人肝癌组织中肿瘤干细胞样细胞的分离培养及鉴定

目的:从人肝癌组织中分离培养肝癌干细胞样细胞,为进一步研究肝癌干细胞靶向治疗奠定基础。方法:采用酶消化法和以原代培养结合短暂传代培养的方法从人肝癌组织中分离出含人肝癌干细胞样细胞(human liver cancer stem-like cells,hLCSLCs)的连续传代细胞,分别加入肝素、白蛋白、氢化可的松以筛选适用于hLCSLCs的无血清悬浮成球培养基。以流式细胞术检测hLCSLCs和由无血清悬浮成球培养所获得的成球细胞中旁群(side population,SP)细胞、CD133及CD90等的表达,裸鼠成瘤实验检测这两种细胞的致瘤能力。结果:成功地从人肝癌组织分离获得hLCSLCs,其SP、CD133+和CD90+细胞含量分别为0.9%、0.8%和12.7%,裸鼠皮下接种2000个SP细胞的成瘤率为100%。含有肝素的无血清培养基更适于hLCSLCs的成球培养,所获成球细胞中SP、CD133+和CD90+细胞含量分别为4.6%、9.7%和48%,接种10000个成球细胞即可全部成瘤。结论:成功建立了从人肝癌组织中分离肿瘤干细胞样细胞的方法,添加肝素的无血清悬浮成球培养法可有效富集肝癌干细胞样细胞。

三氧化二砷(As_2O_3)诱导人肺腺癌GLC-82细胞凋亡及分子机制的研究

目的： 探讨Ａｓ２ Ｏ３ 对人肺腺癌ＧＬＣ８２ 细胞系抑制生长、诱导凋亡的生物学效应及作用机制。方法：通过ＭＴＴ 还原法检测Ａｓ２ Ｏ３ 对该细胞系生长的影响；用光学显微镜、流式细胞仪、ＤＮＡ 凝胶电泳和细胞凋亡原位检测（ＴＵＮＥＬ） 研究Ａｓ２Ｏ３ 诱导细胞凋亡的情况；用ＲＴＰＣＲ、Ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｂｌｏｔ 或Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔ 分析Ａｓ２ Ｏ３ 对ｃｍｙｃ、ｐ５３、ｐ１６ 和ｂｃｌＸ 等基因表达的影响。结果：Ａｓ２ Ｏ３ 能抑制ＧＬＣ８２ 细胞的生长。Ａｓ２ Ｏ３ 处理ＧＬＣ８２ 细胞后，光学显微镜下可见到明显的凋亡细胞，细胞周期的Ｇ１ 期前有低于２ 倍体的凋亡峰，ＤＮＡ 凝胶电泳显示出典型的凋亡特征：ＤＮＡ 有规律断裂形成的梯状图谱，蛋白水平的检测表明Ａｓ２ Ｏ３ 可使细胞ｃｍｙｃ 基因表达下降，ｐ１６ 和ｐ５３ 表达升高。结论：Ａｓ２ Ｏ３ 能显著抑制ＧＬＣ８２ 细胞生长、诱导细胞凋亡，并主要通过调节ｃｍｙｃ，ｐ１６ 和ｐ５３ 等基因的表达来实现。

食管癌细胞来源的外泌体对肿瘤细胞迁移及侵袭能力的影响及机制研究

目的探讨食管癌KYSE410细胞来源的外泌体对肿瘤细胞迁移及侵袭能力的影响及其机制。方法超速离心法分离食管癌KYSE410细胞培养上清中的外泌体;采用透射电镜及Western blotting观察所获得的外泌体的形态及其标志物;共聚焦显微镜观察KYSE410、KYSE510和YES2细胞摄取荧光染料标记的KYSE410外泌体;采用Transwell小室实验分析3种食管癌细胞的迁移及侵袭能力以及KYSE410外泌体对3种食管癌细胞迁移及侵袭能力的影响;Western blotting检测Wnt/β-catenin和PI3K/Akt信号通路相关蛋白的变化。结果透射电镜下观察KYSE410外泌体具有膜结构,直径分布在30~100nm;3种食管癌细胞的迁移及侵袭能力从大到小依次为KYSE410、KYSE510、YES2;KYSE410外泌体能够促进KYSE410、KYSE510、YES2细胞迁移及侵袭能力并增强3种食管癌细胞中β-catenin和p-Akt的表达。结论来源于高迁移及侵袭能力的食管癌KYSE410细胞的外泌体能够促进自身和低迁移及侵袭能力的食管癌KYSE510、YES2细胞的迁移和侵袭,并且可能通过激活Wnt/β-catenin和PI3K/Akt信号通路发挥上述作用。

功能基因组学的研究内容与方法

基因组学的研究已从结构基因组学转向功能基因组学.综述了功能基因组学研究的内容和方法,主要包括应用微点阵、基因表达系列分析(SAGE)、蛋白质组、生物信息学等方法来研究基因组表达概况、基因组多样性。

肝癌干细胞抗体靶向治疗的实验

目的研究抗人肝癌干细胞鼠单抗15B7的生物学特征、体内外功能,探讨靶向肝癌干细胞是否能够有效抑制肝癌移植瘤复发、自发性肺转移以及延长荷瘤小鼠的生存期。方法采用双色免疫荧光、双色流式细胞技术、皮下成瘤实验,检测、鉴定15B7单克隆抗体能够识别肝癌干细胞(hepatocellularcarcinomacancer stemcells,HCC-CSC)。从人肝癌细胞系BEL7402中以流式细胞仪分选具有CD133+或ESA+表型的细胞。在此基础上采用CCK-8细胞增殖实验、侵袭实验、迁移实验等检测分析15B7单抗对CD133+表型的细胞增殖、侵袭、迁移的作用以及对细胞周期的影响。裸鼠体内治疗实验研究15B7单抗对BEL7402移植瘤生长的抑制作用。以Western blot方法鉴定该功能性单抗的抗原。结果双色免疫荧光和双色流式检测显示15B7单抗能与HCC-CSC的标志物ESA、CD133共染;流式分选15B7+或ESA+或CD133+的细胞在体外无血清培养条件下有良好的成球生长能力;流式分选的15B7+细胞裸鼠皮下接种1×104个/只,2月可形成肿瘤,以上实验证明15B7单抗是抗肝癌干细胞的单抗。体外功能实验结果显示15B7单抗能够抑制CD133+细胞的增殖、迁移、侵袭,抑制率分别达13.8%、15.7%和30.9%,同时还能诱导CD133+细胞发生G1期阻滞。体内治疗实验研究结果表明15B7单抗能明显抑制裸鼠肝癌移植瘤生长,抑制率可达60.5%。Western blot显示15B7单抗识别HCC-CSC表达的抗原蛋白相对分子质量约50kD。结论 15B7单抗能明显抑制裸鼠体内人肝移植瘤的生长,为肝癌干细胞的靶向治疗提供有重要应用价值的候选抗体药物。

癌基因蛋白ras p21、甲胎蛋白在实验性大鼠肛癌前病变中的表达

应用免疫组化技术，检测了ｒａｓｐ２１、ＡＦＰ在二乙基亚硝胺（ＤＥＮＡ）诱发的大鼠肝癌前病变中的表达。结果显示：诱癌早期肝小叶周边区即出现ｐ２１、ＡＦＰ表达阳性细胞，随诱癌过程进行，阳性细胞增多并主要分布在变异肝细胞灶和结节中，且常见两者同时表达的现象。由此提示，两者与大鼠肝癌发生有密切关系，ｐ２１过度表达直接参与了大鼠肝癌的启动和演进。同时表达ＡＦＰ、ｐ２１的细胞和病变是较具特异性的癌前病变。ｐ２ｌ与ＡＦＰ的联合表达可为人类肝癌提供一个参考诊断标志。