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幹細胞 是癌症元兇. 作者 : 蔣亞晴 滕瑋屏 劉若珩. 對於癌症. 自從 30 年前人類向癌症宣戰後,至今已獲得幾項重 要斬獲:某些兒童癌症,過去一旦診斷出來就等於 宣判死刑,現在則有 85% 的病童可存活下來;還有 些新開發的藥物可以控制癌症,像是 2001 年核准的 基利克 ( Gleevec ),可用來治療 慢性骨髓性白血症 ( CML )。. 基利克. Gleevec , 又稱 STI-571 或 imatinib 是目前唯一可針對白血球不正常細胞攻擊,卻不傷害其他正常細胞的藥物 以口服方式、方便性高. 慢性骨髓性白血症.

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Presentation Transcript
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幹細胞 是癌症元兇

作者:蔣亞晴 滕瑋屏 劉若珩

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對於癌症

自從30年前人類向癌症宣戰後,至今已獲得幾項重

要斬獲:某些兒童癌症,過去一旦診斷出來就等於

宣判死刑,現在則有85%的病童可存活下來;還有

些新開發的藥物可以控制癌症,像是2001年核准的

基利克(Gleevec),可用來治療慢性骨髓性白血症

(CML)。

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基利克

Gleevec, 又稱STI-571或imatinib

是目前唯一可針對白血球不正常細胞攻擊,卻不傷害其他正常細胞的藥物

以口服方式、方便性高

slide4

慢性骨髓性白血症

是一種病程進展多年的慢性癌症,不同於

急性白血病會迅速惡化

成因是人的第9對與第22對染色體基因發

生轉位,演變為一個新的基因融合體

基因融合體會產生不正常的蛋白質,造

成細胞內生長訊息持續生長、分裂,變

化產生血癌細胞

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幹細胞vs癌症

對於CML和其他少數癌症,只有當中極小

比率的腫瘤細胞能造成新的癌組織;若想

根除癌症,針對這些特定細胞會更有效,

很可能是腫瘤惡化的根源。這些細胞就是

癌症幹細胞。一般相信,癌症幹細胞原本

是正常的幹細胞,或是由幹細胞分生出來、

尚不成熟的前驅細胞,之後才轉形成癌細胞。

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層級行為

人體是由獨立的器官和組織所構成,各自擔負不同的功能,這些細胞的壽命通常並不長:今天覆蓋在我們身體表層的皮膚細胞會不斷脫落由下層細胞取代;腸道的內襯細胞數週就更新一次;血小板生命週期只有10天。所有複雜生物體內都保存相同的機制,來維持各組織中運作細胞的數目,它的核心是一小群長壽的幹細胞,可源源不決生產具功能的細胞。製造時的每一步驟都有嚴格的組織和調控,讓幹細胞的子代一代比一代特化。

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層級行為-機制~1

所有血液和淋巴液中的功能性細胞,都衍生自骨髓內含量不到0.01%的造血幹細胞。這些稀有的細胞卻能形成多種中度分化的前驅細胞,再經過數個階段的分裂和分化,製造出多種成熟的功能性細胞,類別涵蓋可防禦感染.攜帶氧氣的細胞。當細胞具備了最終的特定功能時,會失去所有增生或改變指定功能的能力,稱為終末分化。

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層級行為-機制~2

在製造功能性細胞的過程中,幹細胞可利用

自我更新能力,保持在未分化狀態:在形成

新組織細胞的第一步,它會分裂成兩個細胞,

其一子細胞維持原本的身份,讓幹細胞總數

保持固定,另一個子細胞則走向特化,產生

前驅細胞繼續分裂繁殖,來因應生物體的需

求,快速增生特定的造血細胞類型。

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實驗-證實幹細胞的特性

放射線摧毀小鼠的骨髓造血系統

再將前驅細胞或造血幹細胞移植入這些小鼠

的骨髓

植入的前驅細胞雖可繁殖,並暫時恢復造血

功能,但在4~8週後,這些細胞就全死了

但若移植的是造血幹細胞,則一次手術即能

恢復小鼠終生受用的整個造血系統。

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為什麼幹細胞會變壞呢?

為什麼為什麼啦~

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層級行為-層級組織

科學家熟知造血系統的層級組織已超過30年但最近才確認出其他組織的類似層級系統,

包括腦、乳房、前列腺、大腸、小腸和皮膚。

其幹細胞的行為也受到相同的機制控制;包

括幹細胞的數目和個別細胞的命運,都有特

別的機制來控制。

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幹細胞與腫瘤相似之處

能夠自我更新的正常幹細胞,不受一般細胞

壽命的限制。它能夠分化出多種細胞類型的

能力,讓它們能製造出器官或組織所需要的

不同成員,這又是腫瘤細胞和幹細胞相似的

一項重要特徵。腫瘤也包含多種細胞類型,

幾乎就像是一個混亂版的完整器官。

此外,科學家也發現,造血幹細胞會因應受

傷的信號,移動到身體較遠的其他部位,而

癌細胞也會遷移。

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癌化之幹細胞的危險性

健康幹細胞受到嚴格的基因調節,無限生長和

分化的能力受到了控制;一旦移除這些控制機

制,結果就會和癌症的情形非常相像。這些共

同性以及越來越多的實驗證據顯示,幹細胞的

調控機制失靈,可能就是癌症萌發、癌細胞獲

得不朽生命和擴散到其他部位的根本原因。

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增殖能力的差異
  • 1960年代 ,有少數科學家發現,腫瘤內不同的

細胞族群,形成新腫瘤組織的能力不相同

  • 帕克(C.H.Park)和同事表示,從原始骨髓瘤分離

出的細胞 ,其增殖能力有很大的差異,但他們無

法明確解釋這種現象,因為有兩種可能的情況

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兩種可能的解釋
  • 第一種解釋
  • 所有培養的細胞都有相同的繁殖能力,只是實

驗時恰巧只有其中一些細胞進行了分裂繁殖

  • 第二種解釋
  • 腫瘤內有不同層級的細胞,其中癌症幹細胞分

生出不具腫瘤生成性,也就是不具繁殖能力的

細胞

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證實白血症的幹細胞學說
  • 斐考(Philip J. Fialkow)利用一個稱為G-6-

PD的細胞表面蛋白標記,來判定細胞的譜系

  • 結果發現:

在一些罹患白血症的婦女體內,具有腫瘤生

成性的細胞,與較分化而不具腫瘤生成性的

細胞,都源自相同的母細胞

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判定細胞自我更新能力
  • 魏斯曼和狄克---發展出讓正常人類幹細胞在小鼠細胞中生長的方法
  • 證實:

並不是所有人類乳癌細胞,都具有形成新腫瘤組織的能力,只有一群能在新環境中,再發展出原發腫瘤

  • 結果:

不斷在其他各種癌症中,找到具有腫瘤生成性的細胞群

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判定細胞自我更新能力
  • 比較新腫瘤和病患樣本的表現型,發現新腫瘤

和原始腫瘤有一樣的特徵:

  • 移植入,具腫瘤生成性的細胞,不僅可自我更新,

還能形成原始腫瘤內所含的各種不同細胞類型,

其中包括了不具腫瘤生成性的子細胞

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幹細胞的區位
  • 區位:細胞所處的訊息環境稱,區位強烈影響著癌細胞的萌發與延續
  • 幹細胞的區位:

幹細胞一定要培養在含有特定訊號分子的培養液中,告訴他們維持在未分化狀態,否則幹細胞很快就會分裂並分化,這似乎是他們內定的行為路徑,只是區位訊號使他們維持住了幹細胞的身分

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幹細胞的區位
  • 未分化的幹細胞:

由特定類型的細胞包圍而成的區域,有時還會有

黏著分子將幹細胞黏在區位中

  • 已開始分化的前驅細胞:

會離開原本的區位,通常還會有監護細胞護送

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區位訊號對癌症幹細胞的調控
  • 實驗顯示,此種區位訊號也能對癌症幹細胞造

成影響:

  • 將帶有致癌性突變,具癌化傾向的幹細胞移植到一個新的區位中,這些幹細胞不會產生腫瘤;相反的,將正常幹細胞移植到先前受放射線破壞的組織中,則會生成腫瘤
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區位訊號參與了癌化的最後過程
  • 第一種可能的情況:

癌症幹細胞在原本的區位中受監控,但區位因某些原因改變並擴張,癌症幹細胞就獲得了生長的空間

  • 第二種可能的情況:

某些致癌性突變使癌症幹細胞得以適應不同區位,因而也讓癌症幹細胞的數目增加,並擴張了他們的範圍

  • 第三種可能的情況:

突變讓幹細胞完全不再聽命於區位的訊號,使他們擺脫了環境對自我更新和繁殖的限制

the end
THEEND

拍手拍手~

BYE BYE~~