第一讲肿瘤的生物学背景知识 癌症发生的原因及预防

结构：主要有核膜、核仁、核基质、染色质、核
纤层等部分 。
人的染色体组型
质膜的结构模型
内质网
功能：蛋白质、脂类的合成加工和转运
高尔基体
功能：蛋白质、脂类的加工和转运
动物细胞溶酶体系统示意图
功能：细胞内消化
核糖体
蛋白质的合成
线粒体
功能：为细胞活动提供能量
基因
有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的基 本遗传单位。
胚胎发育 细胞结构 细胞增殖 细胞分化 细胞衰老 细胞凋亡 癌细胞的特征
精子发生
卵子发生
精卵结合
卵裂、胚泡形成、植入 卵裂
受精卵→有丝分裂→卵裂球→桑葚胚
胚泡形成 形成： 桑葚胚→ 细胞数目↑→ 腔出现→胚泡
胚泡结构
1) 内细胞群 ：形成胚胎本身 2) 滋养层： 吸收营养 3) 胚泡腔： 含胚泡液
端粒长度决定细胞分裂能力
端粒起到细胞分裂计时器的作用， 端粒核苷酸复制和基因DNA不同，每复 制一次减少50-100bp，其复制要靠具有 反转录酶性质的端粒酶来完成，正常体 细胞缺乏此酶，故随细胞分裂而变短， 细胞随之衰老。
肿瘤细胞中存在端粒酶，可以修复 每次因复制而变短的端粒，因此细胞不 会衰老。终身保持分裂能力。
植入 -- 胚泡埋入子宫内膜的过程
时间： 受精后5、6天--11、12天 地点：子宫体、底，多见于后壁
胎儿逐渐发育
胚胎的发育过程就是一个细胞分裂 和细胞分化的过程，其中也伴随着细胞 的衰老和细胞的死亡。
如果细胞的分裂、分化或凋亡异常， 就有可能转化成肿瘤细胞，导致肿瘤的 发生。
细胞结构
一、原核细胞：以细菌为代表。 二、真核细胞：有核膜把细胞核和细胞质分隔开
DNA的复制
人的基因组大小
细胞核DNA约3×109bp(29.1亿bp)； 线粒体DNA 16,569bp
基因突变与修复
基因突变
基因突变(gene mutation)是指DNA分子中 核苷酸组成或排列顺序的改变。在自然界中， 任何生物的基因都会以一定的频率自发突变。
生命的遗传与变异
体细胞突变：不会传递给后代，是细胞恶变而发
◆细胞分化的关键在于特异性蛋白质合成； 特异性蛋白质合成是由于组织特异性基因在时间和空间 上的差异性表达。
◆细胞癌变是正常细胞分化机制失控的表现.
细胞衰老
细胞衰老有复制衰老与和胁迫诱导的早 熟性衰老两种情况。
复制衰老(RS)
指体外培养的正常细胞经过有限次 数的分裂后，停止分裂，细胞形态和生 理代谢活动发生显著改变的现象。除了 胚胎肝细胞和肿瘤细胞，原代培养的细 胞均存在复制衰老现象。
增殖。
细胞增殖有序性的意义
细胞增殖是通过细胞周期来实现的，而细胞
周期的有序运行是通过相关基因的严格监视和调
控来保证的。细胞无限制增长对个体来说意味着
癌症，个体无限制繁殖对地球来说意味着灾难。
一个大肠杆菌若按20分钟分裂一次，并保持这一
速度，则两天即可超过地球的重量。
细胞周期
细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分 完成所经历的一个有序过程。其间细胞遗传物 质和其他内含物分配给子细胞。
结构基因：一类编码蛋白质或RNA的基因． 调节基因：其产物主要调控其他基因的表达。 断裂基因：大多数真核生物的基因由编码序列
和非编码序列两部分组成，非编码序列将编码 序列隔开，因此称为断裂基因。
人类基因组
人类细胞中所有的遗传信息就构成了人 类基因组，即人类细胞中所含有的所有DNA 序列总和。人类的基因组包括线粒体基因组 (mitochondrial genome) 和 核 基 因 组 (nuclear genome)。
生恶性肿瘤的分子基础。
生殖细胞突变：
❖ 显性突变：改变后代的表型效应 ❖ 隐性突变：可以传递给后代
生命的遗传与变异
遗传密码
镰刀形贫血
血红蛋白由四条链组成，两条α链和两条 β链，β基因发生单一碱基突变，正常β基 因的第6位密码子为GAG,编码谷氨酸,突 变后为GTG,编码缬氨酸。
镰刀形贫血
人乳头瘤病毒
细胞增殖的意义
◆细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一,是生物繁育的基础。 ◆单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加。 ◆多细胞生物由一个单细胞(受精卵)分裂发育而来， 细胞增殖是
多细胞生物繁殖基础。 ◆成体生物仍然需要细胞增殖，主要取代衰老死亡的细胞， 维持
个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。 ◆机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等，都要依赖细胞
胁迫诱导的早熟性衰老(SIPS)
许多刺激因素，如过量的氧、乙醇、 离子辐射和丝裂霉素C等能够缩短细胞的 复制寿命，促进细胞衰老指征的显现。 研究较多的是氧化损伤（自由基）引起 的细胞衰老。
端粒
染色体端部的特化部分，其生物学 作用在于维持染色体的稳定性。如果用X 射线将染色体打断，不具端粒的染色体 末端有粘性，会与其它片段相连或两端 相连而成环状。
病毒（Virus）
病毒是一类非细胞形态的介于生命 与非生命形式之间的物质。有以下主要 特征：①个体微小，大多数必须用电镜 才能看见；②仅具有一种类型的核酸， 或DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒； ③专营细胞内寄生生活；④具有受体连 结蛋白，与敏感细胞表面的病毒受体连 结，进而感染细胞。
禽流感病毒图解
生命的遗传与变异
原癌基因（oncogene）
是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维 持机体正常生命活动所必须的，在进化 上高等保守。当原癌基因的结构或调控 区发生变异，基因产物增多或活性增强 时或不能适时关闭基因表达，使细胞过 度增殖，从而形成肿瘤,此时又称为癌基 因。
抑癌基因
也称为抗癌基因,正常细胞增殖过程中的 负调控因子. 它们的丢失、突变或失去功 能，使激活的癌基因发挥作用而致癌。
细胞凋亡的概念及其生物学意义
●概念：细胞凋亡是一个主动的由基因决定的自动结束细
胞生命的过程，凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。
●生物学意义：细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常
进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面
都起着非常关键的作用： 蝌蚪尾的消失， 脊椎动物的神经系统的发育， 发育过程中手和足的成形过程。
细胞色素C释Байду номын сангаас引起的凋亡
凋亡与癌变
细胞内存在对变异细胞的监控装置， 通常情况下，机体内的变异细胞会自发 启动凋亡程序，引发变异细胞的凋亡。 某些变异细胞可能避开细胞内的变异监 控装置，从而逃脱凋亡的命运，最终发 展为癌细胞。
癌细胞的基本生物学特征
A 细胞生长与分裂失去控制，具有无限增殖能力，成为“永生”细胞。 B 具有扩散性：癌细胞间粘着性下降，分泌一些特殊物质，溶解及破坏周围组
织。 C 在分化程度上癌细胞低于良性肿瘤细胞，且失去许多原组织细胞的结构和功
能。 D 细胞间相互作用改变：识别改变；表达水解酶类；产生新的表面抗原。 E 蛋白表达谱系或蛋白活性改变（胚胎细胞蛋白表达、端粒酶活性升高）。 F mRNA转录谱系的改变：少数基因表达不同；突变位点不同。 G 染色体非整倍性。 H 细胞骨架紊乱。
细胞凋亡的分子调控机理
caspase在细胞凋亡中发挥了重要作用，主要通过两条途 径，一条是通过胞外信号激活细胞内的凋亡酶caspase、一条 是通过线粒体释放凋亡酶激活因子激活caspase。这些活化的 caspase可将细胞内的重要蛋白降解，引起细胞凋亡。 细胞中 还存在非caspase依赖的凋亡途径，与线粒体释放的凋亡因子 相关。
根据增殖状况，细胞分三类
·连续分裂细胞(cycling cell)：如表皮 生发层、部分骨髓细胞。
·休眠细胞(Go细胞)：如淋巴细胞、肝、 肾细胞等。
·终末分化细胞：如神经、肌肉、多形核 细胞等。
细胞分裂
有丝分裂：体细胞的分裂方式，DNA复 制一次，细胞分裂1次。
减数分裂：生殖细胞的分裂方式，DNA 复制一次，细胞分裂2次。
胞外信号分子诱导的细胞凋亡途径(一）
当细胞接受凋亡信号分子(Fas配体,TNF等)后，凋亡细 胞表面信号分子受体相互聚集并与细胞内的衔接蛋白 (Adaptor protein) 结 合 ， 这 些 衔 接 蛋 白 又 募 集 Procaspases聚集在受体部位，Procaspase相互活化并产生 级联反应，使细胞凋亡。
癌的发生与预防
教学目的：了解癌症发生的一般原因及机制，中 国人常见癌症及致病因素，生活中应 如何预防癌症的发生，正确认识 癌 症。
课程定位：科普性质
主要内容
一、肿瘤的生物学背景知识 1.胚胎发育 2.细胞结构 3.细胞增殖 4.细胞分化 5.细胞衰老 6.细胞凋亡 7.癌细胞的特征 二、癌的概述 三、肿瘤发生的现状及趋势
细胞分裂的控制
直接的调控因子：CDK（周期蛋白依赖 性蛋白激酶）。
调控CDK的因子：细胞外的环境因素， 例如激素、温度等。
细胞分化
◆细胞分化(cell differentiation)：在个体发育中，由一种相 同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上 形成稳定性差异，产生各不相同的细胞类群的过程。
1.细胞膜 2.细胞质：含内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体、线粒体等细
胞器 3.细胞核
三、基因 四、非细胞生物（病毒）
细菌
大肠杆菌
大肠杆菌
淋病球菌
弧形霍乱菌
细胞核(nucleus)
功能：
①遗传：表现为通过DNA染色体的复制和细胞分 裂，维持物种的世代连续性。
②发育：表现为通过调节基因表达的时空顺序， 控制细胞的分化，完成个体发育的使命。
与正常组织细胞的区别
1、细胞增殖失控 2、分化障碍或凋亡受阻 3、与相邻细胞关系为：侵袭和转移
癌细胞的异常染色体组型
Metastasis.
细胞周期时相组成 根据增殖状况，细胞分类三类
细胞周期时相组成
·间期：G1 phase，S phase，G2 phase ·分裂期: 有丝分裂期(Mitosis), 胞质分裂期(Cytokinesis)
细胞沿着G1→S→G2→M→G1周期性运转，在间期细胞体 积增大(生长)，在 M 期细胞 先是核分裂，接着胞质分裂， 完成一个细胞周期。
主要内容
四、中国人常见肿瘤及其预防 1.呼吸系统肿瘤 2.消化系统肿瘤 3.妇科肿瘤 4.泌尿生殖系统肿瘤 5.造血系统肿瘤 五、肿瘤发生的原因 4.内因 5.外因 六、常见抗肿瘤食物介绍 七、肿瘤治疗研究进展 八、肿瘤患者的心理变化
肿瘤（癌）是什么？
第一讲 肿瘤的生物学背景知识