1 / 92

肿瘤侵袭与转移 陈 莉 南通大学基础医学院

肿瘤侵袭与转移 陈 莉 南通大学基础医学院. 恶性肿瘤为什么会侵袭与转移？ 过程中有无标记？ 能否预防？ 问题解答最终将是从肿瘤转移的分子机制中寻找。瘤细胞侵袭转移的过程是瘤细胞与宿主细胞之间相互作用的连续过程，这个过程是复杂、多步骤的。. 瘤细胞转移步骤： ① 肿瘤细胞同质型粘附降低，从原发灶脱离； ② 肿瘤细胞与细胞外基质（ ECM） 发生异质型 粘附增加；

colt-davidson
Download Presentation

肿瘤侵袭与转移 陈 莉 南通大学基础医学院

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 肿瘤侵袭与转移 陈 莉 南通大学基础医学院

  2. 恶性肿瘤为什么会侵袭与转移？ 过程中有无标记？ 能否预防？ 问题解答最终将是从肿瘤转移的分子机制中寻找。瘤细胞侵袭转移的过程是瘤细胞与宿主细胞之间相互作用的连续过程，这个过程是复杂、多步骤的。

  3. 瘤细胞转移步骤： ①肿瘤细胞同质型粘附降低，从原发灶脱离； ② 肿瘤细胞与细胞外基质（ECM）发生异质型 粘附增加； ③ ECM降解；肿瘤细胞与ECM中大分子作用，分泌蛋白降解酶类降解ECM成分，形成肿瘤细胞移动的通道，并以此为诱导血管生成的基础； ④肿瘤细胞运动性增强在粘附降解的过程中移动，穿透ECM，并穿透血管壁的基底膜进入循环； ⑤ 在循环中运行逃避免疫系统识别与破坏； ⑥到达继发部位后，在有新生血管形成的前提下增殖，形成转移灶。

  4. 第一节 瘤细胞同质型粘附下降 同质型（homotypic）粘附是指同种细胞间的粘附，主要由存在于细胞表面的粘附分子（cell adhesion molecule CAM）所介导。 同质型粘附下降，促进肿瘤细胞从瘤体上脱落，所以CAM在肿瘤浸润和转移中起重要作用。

  5. 1、钙粘蛋白（Cadherin） 钙粘蛋白是钙依赖性跨膜糖蛋白，是一组依赖细胞外Ca2+的CAM，介导Ca2+依赖性细胞间粘附，通过同类或同分子亲和反应相结合。钙粘蛋白参与建立和维持细胞间连接，可能是最重要的形成细胞间联系的细胞粘附因子之一。 已克隆了4种钙粘蛋白，一级结构相似，由723-748个氨基酸组成，每个钙粘蛋白分子包含一个信号肽，一个含三个重复结构的细胞外区，一个跨膜锚定作用的高疏水区，还有一个较长的胞内尾部。不同组织不同种族之间钙粘蛋白的同源性为50-60%。

  6. 根据基因克隆免疫学特征及分布组织不同，将钙粘蛋白家族分为三个亚类:根据基因克隆免疫学特征及分布组织不同，将钙粘蛋白家族分为三个亚类: ①E-Cad：见于成熟上皮细胞; ②N-Cad：成熟N组织及肌肉组织; ③P-Cad:起初在胎盘及上皮基底层发现，后来发现发育过程中在其它组织也有短暂表达。 近来又发现新的亚类，如内皮细胞钙粘蛋白和桥连粘附蛋白（desmoglein），以及V-Cad,M-Cad,B-Cad，R-Cad,T-Cad等。

  7. 钙粘蛋白选择性地与同种分子亲和性结合，这种粘附反应是利用其细胞外结构中“组-丙-颉”（HAV）序列来识别和介导的，钙粘蛋白的功能依赖于胞浆内结构与细胞骨架元件之间的作用。但这种作用是间接的与三种胞浆连锁蛋白（catenin）αβγ结合，这些分子与钙粘蛋白一起位于细胞的粘附小带(zonule adherin)上，参与连接的形成与稳定。 钙粘蛋白也是重要的形态分子，E-Cad作用于形成完整的上皮层，P-Cad则在基底层起作用，这些钙粘蛋白的存在对于保持上皮和内皮结构很重要，其表达改变将导致细胞-细胞间正常连接完整性的丧失。

  8. 目前认为与肿瘤浸润、转移关系最密切的是E-Cad。许多研究证实E-Cad与肿瘤浸润、转移呈负相关，可能由于E-Cad能促进瘤细胞的同质型粘附不易使瘤细胞从瘤体上脱落。 体外试验表明，有E-Cad表达的肿瘤细胞株无浸润性，而浸润型表型的肿瘤细胞株则无E-Cad表达。E-Cad表达与肿瘤细胞分化之间有密切关系，分化好的细胞E-Cad正常，分化差的细胞E-Cad不表达。编码E-Cad的基因是肿瘤抑制基因，此基因突变或缺失导致细胞过度增生，细胞形态及分化异常。

  9. 转染E-Cad cDNA可抑制肿瘤细胞的浸润转移。Vleminchix等给高浸润性细胞株转染E-Cad cDNA，使其浸润性降低，体内形成肿瘤后分化亦较未转染的细胞好。转染E-Cad反义RNA到E-Cad高表达的细胞株中，使E-Cad表达下调，并促使浸润。Navarro等给E-Cad低表达的高恶性度细胞转染E-Cad而抑制其成瘤性。Chen等给鼠成纤维细胞（L细胞）转染E-Cad cDNA，结果抑制其转移和浸润。 可能与E-Cad能稳定细胞间连接，促进细胞分化，促进细胞间信息传递有关。

  10. Biawy报道67%舌鳞癌E-Cad表达下降。E-Cad（-）者淋巴结转移发生率远高于E-Cad（+）者。以携带E-Cad mRNA的质粒转染高侵袭性的癌细胞，可使其侵袭性消失。因此认为E-Cad是一种抑制侵袭转移的因子。 然而并非所有肿瘤的转移都与E-Cad表达呈负相关。Gunji N等报道E-Cad表达与原发性胰腺癌肝转移不存在显著关系。

  11. 2、瘤细胞表面电荷增加 瘤细胞表面电荷增加时瘤细胞间的排斥力增大，促使瘤细胞从瘤体上脱落。瘤细胞表面电荷大小可以通过电泳速度表现出来。细胞电泳率的大小与转移呈负相关。所以细胞电泳速度被认为是筛选不同浸润和转移潜能瘤细胞的初筛标记。 此外溶解性酶的释放，细胞间隙压力的增加，也有利于瘤细胞从瘤体上脱落下来。

  12. 第二节 瘤细胞异质型粘附的增加 异质型（heterotypic）粘附是指瘤细胞与宿主细胞，或宿主基质的粘附。瘤细胞脱离瘤体，浸润到基底膜或穿过基底膜遭遇宿主基质和宿主细胞，这一过程就是异质型粘附的过程。这一过程有利于瘤细胞穿过基质、基底膜的血管壁，有利于瘤细胞在血管内聚积。

  13. （一）整合素（Integrin） 是一组介导异质粘附的细胞粘附分子。 整合素：由α/β亚单位通过非共价键相连的异二聚体，是一类细胞表面糖蛋白，现已发现18种α亚单位和11种β亚单位，可形成20多种整合素。

  14. 整合素配体：Ⅰ型、Ⅳ型胶原、LN、FN、Vitronectin 、endotoxin、ICAM-1、VCAM-1。 整合素与相邻细胞上或ECM中相应配体相结合，参与细胞信号传导及细胞骨架改变。在细胞生长、分化、形成连接和维持极性等方面起重要作用。 在肿瘤转移中研究整合素： 表达增加或新增 表达减少或消失 表达构型的改变

  15. 整合素及配体在APC/靶细胞上的对应关系

  16. 根据作用方式分三类： • 介导细胞与ECM的粘附反应：α4/β1、α5/β1、αV/β1均可与FN相结合；αV/β3、αV/β5可与LN相结合，αV/β3还可与纤维蛋白原结合 • 介导细胞-细胞间粘附反应：αL/β2（LFA-1）的配体是ICAM-1，αM/β2（MAC-1）的配体是ICAM-1、C3bi、Endotoxin; α4/β1的配体是VCAM-1。 • 既介导细胞-细胞又介导细胞-ECM的粘附反应：VLA-4及αM/β2。

  17. 在整合素配体中多含有RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）序列，这一序列是整合素的结合位点。含有RGD序列的多肽具有抑制细胞-细胞外蛋白（如FN、LN）的粘附反应，并具有抑制肿瘤细胞转移的作用。在整合素配体中多含有RGD（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸）序列，这一序列是整合素的结合位点。含有RGD序列的多肽具有抑制细胞-细胞外蛋白（如FN、LN）的粘附反应，并具有抑制肿瘤细胞转移的作用。

  18. 纽蛋白（黏着斑蛋白、联结蛋白 ）： 连接肌动蛋白与质膜 踝蛋白： 膜下的一种细胞骨架蛋白 桩蛋白 聚焦粘附激酶（FAK）引起细胞膜磷脂酰肌醇代谢，将细胞外信号转导到胞质核糖体合成基因转录所需的蛋白质。 纽蛋白 踝蛋白 桩蛋白

  19. TNF-α刺激促进整合素介导下的粘附 透明质酸

  20. 整合素分子结构或表达水平的改变与肿瘤细胞浸润转移行为密切相关。并且在各种不同的瘤细胞中表达频率不同，如： α4β1、α1β1、α2Bβ3主要在黑色素瘤中表达；浸润性黑色素细胞瘤β3亚单位表达上升；在黑色素细胞生长过程中VLA-4整合素增加，α6亚单位表达下降。 N胶质细胞瘤、恶性星形细胞瘤的VN-R、αv/β3表达增加。当N母细胞瘤有αv/β3、α4/β1、α6/β4表达而无N-myc原癌基因表达时肿瘤预后较好。

  21. 上皮性肿瘤的整合素表达也有异质性，分化差的肿瘤中一些整合素亚单位（尤其是胶原、LN结合亚单位α2、α3、α6）表达下降。在许多研究中发现基底膜完整性与整合素表达之间存在一定关系，浸润性肿瘤基底膜缺乏完整性，与基底膜结合的整合素（如α6）趋于不表达；胶原的α2/β1在正常乳腺细胞中有较强表达，而在浸润性乳腺癌中表达明显下降 。α5β1主要在乳腺癌和小细胞肺癌中表达。α6β主要在结肠癌中表达。

  22. （二）LN受体（LN—R） 瘤细胞只有通过基底膜才能产生浸润与转移。LN是基底膜的重要组成部分，瘤细胞通过其表面的LN-R与基底膜中的LN结合而穿过基底膜。80年代初就发现了LN的67KD受体能识别LN分子的β2链，研究证实了LN-R能促进瘤细胞的粘连性和移动性，其高表达与乳癌，肺癌，结肠癌等许多肿瘤的浸润转移能力呈正相关。

  23. （三）CD44及其变体 也称为Hermes抗原，H-CAM、Pag-1抗原，细胞外基质受体Ⅲ（ECM-Ⅲ）。 CD44V1-10，分子量约85-160KD，目前研究较多的是CD44v6。 CD44是一种淋巴细胞表面的归巢（homing）受体，在多种高转移性癌中高表达。CD44原为淋巴细胞和小静脉内皮细胞有关的分子，CD44阳性的瘤细胞也可能因此获得淋巴细胞的伪装，更易进入淋巴结形成转移。

  24. CD44是一种多功能的跨膜透明质酸受体,介导细胞与细胞间，细胞与ECM间的相互作用.CD44是一种多功能的跨膜透明质酸受体,介导细胞与细胞间，细胞与ECM间的相互作用.

  25. 胞膜外区:是CD44分子发挥生物学功能的重要结构，在此区域，CD44分子信号肽的氮末段功能区（糖基化位点和硫酸软骨素连接位点）能够连接胞外基质及基底膜的透明质酸，从而调节细胞的运动及形态；胞膜外区:是CD44分子发挥生物学功能的重要结构，在此区域，CD44分子信号肽的氮末段功能区（糖基化位点和硫酸软骨素连接位点）能够连接胞外基质及基底膜的透明质酸，从而调节细胞的运动及形态； 跨膜区:由21个疏水氨基酸组成； 胞浆区:部分可作为蛋白激酶C（PKC）的底物被磷酸化，参与信号传导过程。 硫酸软骨素连接位点 N-连接的糖基化位点 连接的糖基化位点

  26. CD44的功能： 1）作为透明质酸受体（C-C, C –ECM间的黏附）； 2）为淋巴细胞归巢分子； 3）赋予肿瘤细胞转移潜能； 4）参与正常免疫应答(Tc活动和炎症反应）。

  27. 肿瘤细胞表达的CD44刺激肿瘤生长的途径： 1）固定肿瘤细胞，为克隆形成提供病灶场所； 2）肿瘤细胞与基质细胞相互作用产生生长因子及血管生成因子，促进肿瘤生长； 3）肿瘤细胞通过ECM的蛋白聚糖获得隐蔽的生长因子，逃避免疫监视； 4）CD44还可识别宿主组织的额外配体，直接刺激肿瘤细胞增殖； 5）CD44H的胞浆内部分与细胞骨架蛋白作用，传导细胞分裂信号。

  28. Culty等进行细胞培养实验表明，乳癌细胞CD44表达与其浸润能力呈正相关，只有CD44高表达的细胞株才有结合降解透明质酸盐的能力，[H3]标记的透明质酸盐降解率与CD44含量和细胞浸润生物学潜能密切相关，CD44结合降解透明质酸盐能力可被抗CD44抗体Hermes-1阻断。介导降解透明质酸盐是CD44在肿瘤细胞浸润过程中主要功能之一。

  29. Washington等免疫组化分析表明，CD44表达与胃癌浸润表型及生存期有关，认为CD44高表达是浸润表型及预后差的指标。Castella 等用免疫组化方法检测14例早期胃癌，37例晚期胃癌，18例胃周围转移淋巴结。结果表明浸润程度与CD44表达没有明显关系，但肠型胃癌转移灶CD44V6阳性率比弥漫型胃癌转移灶中CD44V6阳性率显著增高，说明CD44V6表达可能与肠型胃癌，而不是弥漫型胃癌的转移有关。

  30. 张建兵、陈莉 研究92例结直肠癌中CD44v6阳性率55.4%； CD44v6阳性膜表达

  31. CD44v6表达与结直肠癌临床病理参数的关系 • UICC分期 N CD44V6 • 阴性阳性阳性率% • Ⅰ、Ⅱ期 47 28 19 40.4 • Ⅲ期 37 10 27 73.0 • Ⅳ期 8 3 5 62.5 • p=0.009** CD44v6表达与UICC分期有关（P＜0.01） 。CD44v6表达与组织类型、肿瘤生长方式及瘤周淋巴样细胞浸润间无明显相关性。

  32. 28例结直肠癌CD44v6表达与生存资料 • 生存时间（例） ＜5年（%） 5—10年（%） ＞10年（%） • －(14) 4(28.6) 3 (21.4) 7(50.0) • ＋(14) 5(35.7) 9(64.3) 0 在有10年以上随访资料的28例结直肠癌中，CD44v6的表达与10年生存率间无明显相关性。因此，CD44基因可能只是在结直肠癌的肿瘤形成过程中发挥一定作用

  33. Gunthert等用CD44V的cDNA转染非转移的胰腺癌细胞株，使其变为转移表型，CD44V只表现于转移的细胞，这表明CD44的表达与肿瘤细胞转移行为密切相关。 Sy等用85KD的CD44cDNA转染淋巴瘤细胞，结果明显增加了肿瘤的生长及转移行为。

  34. Guo等用ELISA测定肿瘤病人血清中CD44浓度，表明血清CD44浓度与肿瘤转移及肿瘤增殖有关，外科切除肿瘤后血清CD44水平明显下降，认为血清CD44浓度可作为监测肿瘤增殖及肿瘤转移的指标。Guo等用ELISA测定肿瘤病人血清中CD44浓度，表明血清CD44浓度与肿瘤转移及肿瘤增殖有关，外科切除肿瘤后血清CD44水平明显下降，认为血清CD44浓度可作为监测肿瘤增殖及肿瘤转移的指标。 Matsumura等测定尿中脱落细胞的CD44 6号外显子产物诊断膀胱癌，敏感性91%（40/44），特异性83%（38/46）。

  35. Thomas用抗CD44单克隆抗体及可溶性CD44免疫球蛋白融合蛋白，均可明显抑制肿瘤细胞移动； Sy等实验也表明CD44免疫球蛋白融合蛋白在体内既有抑制肿瘤生长又有控制肿瘤播散的作用。 Guo等用抗CD44单克隆抗体（GKW A3）静脉注射可阻断肿瘤的生长与转移；SCID为鼠皮下注射2x106肿瘤细胞后4周内都形成局部肿瘤，而分别于注射肿瘤细胞当天、注射后1、3、7天给药（GKW.A3 100ug iv.Bid3周）形成局部肿瘤情况分别是0/10、1/10、4/10、8/10。肿瘤细胞注射后40天解剖发现未治疗组约一半有转移形成（肺、肾、肾上腺、肝或腹膜），而用GKW A3治疗组无一例形成转移。 抗CD44抗体在肿瘤浸润转移的治疗中有潜力。

  36. （四）路易斯寡糖（SLEX） SLEX在正常成人分布于粒细胞，单核细胞表面。在肿瘤分布于上皮性肿瘤细胞表面如肺癌，胃癌，结肠癌等。SLEX可分泌入血，肿瘤病人血清中可查到SLEX。最近研究指出，肿瘤细胞表面唾液酸化的SLEX作为血管内皮细胞上的E-选择素的配体，是结肠癌早期诊断、癌浸润、预后不良的一个指标。结肠癌细胞表面SLEX抗原结构和数量的变化是导致转移的关键因素。所以检测血清或肿瘤组织中SLEX可以有效监测肿瘤，尤其是结肠癌转移。

  37. 1、开始黏附选择素与糖蛋白 E\P selectin ---Ec---CD34 SLEX----肿瘤细胞--L selectin 2、肿瘤细胞通过selectin的结合或介导selectin间的相互作用 3、受体间相互作用出现牢固黏附 4、肿瘤细胞与Ec表面同形分子（CD31）相互作用介导细胞间的移出。

  38. （五）免疫球蛋白超家族（Ig-SF） Ig-SF包括许多有共同结构特征的分子，这一结构包含170-110氨基酸组成7-9个β折叠，每个单位在两条β链之间由二硫键形成稳定复合物。Ig-SF大部分成员参与细胞间识别（包括那些有免疫功能的分子，如MHA、CD4、CD8和T细胞受体，参与N发育（N-CAM，L1）白细胞交流（ICAM-1，VCAM-1，PECAM-1）和信息传递（CSF-1受体，血小板源性生长因子受体）。

  39. 1．CEA CEA是一种高度糖基化的细胞表面糖蛋白，分子量为180KD。近年来对CEA基因及蛋白结构分析表明，CEA是Ig-SF的成员之一，是一种重要的细胞粘附分子，可能有细胞识别和相互作用的功能，作为粘附分子，CEA可增强肿瘤细胞与正常细胞间的结合。 Hostetter等给予外源性的CEA后，促进结、直肠癌细胞的转移潜能。Benchimol等观察到产生CEA多的细胞株比产生CEA少的细胞株聚集得快，这种聚集可被CEA抗体完全抑制。将CEA的cDNA转染结肠癌细胞株，测定细胞株CEA表达水平，再将表达CEA不同的细胞株注射入裸鼠脾脏，结果表明，CEA高表达的细胞株肝脏转移明显高于CEA低表达者，并且有肝转移的裸鼠血清CEA亦明显升高。

  40. 2．N-CAM N-CAM是一种同种亲和性钙依赖性细胞-细胞粘附分子，起初表达于N系统。N-CAM的表达随发育而改变，N-CAM可降低细胞的粘附性，使细胞呈“漂浮”状态。 N-CAM在恶性发展过程中可能的机制是：涉及细胞生长的接触抑制。转化N-CAM的细胞株丧失接触抑制，用抗N-CAM抗体则可抑制肿瘤的生长。

  41. 3．V-CAM-1（INCAM10） VCAM（vascular cell adhesion molecule-1）或INCAM（ inducible cell adhesion molecule）是血管内皮细胞中细胞因子诱导的粘附分子，属Ig-SF成员，是VLA-4（α4/β1）的受体。 VCAM-1的功能是介导白细胞与血管内皮细胞之间的粘附反应，许多恶性细胞中也有VLA-4表达，因此VCAM-1在这些有VLA-4表达的肿瘤中作为肿瘤细胞粘附受体。

  42. 4、ICAM-1 是相对分子质量为9000的糖蛋白，是免疫球蛋白粘附因子家族成员，可与整合素αLβ2和 Mac-l连接，主要参与细胞与细胞之间的连接，与肿瘤转移关系密切。除介导粘附外，实验证实ICAM-1可从肿瘤细胞表面脱落，进入循环系统形成可溶性分子，可助肿瘤细胞逃逸CTL和NK细胞的免疫监视效应，促进肿瘤的发生与转移。 裸鼠人肝癌细胞转移模型 LDI-20D中，转移形成前后，癌组织ICAM表达水平差别显著，转移建立后ICAM表达明显上调。 ICAM-1表达增加与黑色素瘤恶性发展，及增加转移危险性有关。

  43. 第三节细胞外基质降解 细胞外基质（ECM）主要由胶原，糖蛋白，蛋白多糖和氨基葡萄糖组成。ECM以基底膜和间质结缔组织的形式存在，胶原是ECM的主要成分，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原主要存在于间质结缔组织中，Ⅳ型胶原则主要存在于基底膜（基底膜）。ECM中的糖蛋白包括LN，FN和ND（接触蛋白）等。ECM是肿瘤侵袭和转移的天然屏障，肿瘤从原位增殖到浸润转移的演进过程中必须具备降解ECM的能力。能溶解ECM的酶主要是蛋白水解酶，它们的活性均与肿瘤的侵袭和转移有关。

  44. 四类蛋白水解酶 基质金属蛋白酶（MMP） 丝氨酸蛋白酶 半胱氨酸蛋白酶（ Caspase家族） 天门冬氨酸蛋白酶 他们几乎能降解ECM中的所有成分，是近年肿瘤侵袭、转移研究中的热点。

  45. （一）、基质金属蛋白酶 （Matrix metalloprotinase MMP） 是一组锌离子依赖性内肽酶（ ①间质胶原酶②明胶酶③间充质溶解素），大小各异底物不尽相同，但至少都含有信号肽，前肽，催化区3个结构区。酶催化区和前肽区具有高度保守性。 经典型MMP以水溶性酶原形式分泌至胞外，需要在激活剂作用下，脱去前肽才具酶活性。 新型MMP则不同，间质溶素可直接以活性酶形式分泌至胞外。膜型MMP（membraNe type MMP MT-MMP）则结合于胞膜上，它们的共同特征是在前肽区和催化区间有一含RXKR序列的插入区，可能与其活化有关。

  46. MMP的调节 三个水平调控MMP的表达和活性 1、受酶原合成：生长因子和细胞因子等活性介质(EGF,TGF-β等是酶原合成阶段最主要的调节因子)，它们不仅能促进或抑制MMP mRNA的转录，而且能影响其半衰期。 2、酶原活化：组织金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitor of metalloproteinase TIMP）可以通过抑制MMP内源性物质而抑止MMP的活性。 3、抑制剂抑制：

More Related