演講人：日期:細胞生物學視角下的癌細胞研究CATALOGUE目錄01癌細胞基本特征02癌變分子機制03腫瘤微環(huán)境影響04轉(zhuǎn)移生物學特性05檢測與治療靶點06前沿研究方向01癌細胞基本特征無限增殖能力機制癌細胞可以無限增殖正常細胞在分裂一定次數(shù)后會自然死亡，但癌細胞可以不受限制地增殖。增殖信號通路異常癌細胞中存在與增殖相關的信號通路異常，如生長因子受體過度表達或突變，導致細胞持續(xù)受到增殖信號刺激。凋亡逃避機制癌細胞能夠逃避凋亡，即不受正常細胞死亡程序的限制，從而持續(xù)生存和增殖。細胞周期調(diào)控異常細胞周期失控癌細胞中，細胞周期調(diào)控機制被破壞，導致細胞無法按照正常順序完成生長、分裂等過程。CDK激酶活性異常癌細胞中CDK激酶活性異常增高，導致細胞周期失控，細胞增殖失去限制。周期蛋白異常表達癌細胞中周期蛋白（如CyclinD、CyclinE等）異常表達，使得細胞周期進程加快，細胞增殖速度增加。接觸抑制喪失表現(xiàn)癌細胞失去接觸抑制正常細胞在相互接觸后會停止增殖，而癌細胞即使在接觸后仍能繼續(xù)增殖，形成堆積現(xiàn)象。01癌細胞具有侵襲性癌細胞能夠侵襲周圍組織和器官，破壞正常組織結構，導致腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移。02癌細胞形態(tài)異常癌細胞形態(tài)多樣，失去正常細胞形態(tài)和極性，呈現(xiàn)不規(guī)則形態(tài)，有利于其侵襲和轉(zhuǎn)移。0302癌變分子機制原癌基因編碼的受體酪氨酸激酶（RTK）在細胞膜上接受生長因子信號，激活下游信號通路，促進細胞增殖。原癌基因激活路徑受體酪氨酸激酶（RTK）激活Ras蛋白是RTK下游的重要信號分子，具有GTP酶活性，能夠激活MAPKKK-MAPKK-MAPK信號通路，進而激活轉(zhuǎn)錄因子，促進細胞增殖。Ras蛋白激活GRB是RTK的底物，能夠與SOS（一種鳥苷酸交換因子）結合，促進Ras蛋白的激活。生長因子受體結合蛋白（GRB）激活抑癌基因失活模式抑癌基因甲基化抑癌基因的啟動子區(qū)域甲基化導致基因沉默，無法轉(zhuǎn)錄出正常的mRNA。03抑癌基因突變導致其編碼的蛋白質(zhì)失去正常功能，無法抑制細胞增殖。02抑癌基因突變抑癌基因缺失抑癌基因（如PTEN、NF1等）在癌細胞中經(jīng)常缺失，導致其無法發(fā)揮正常的抑癌作用。01表觀遺傳學改變DNA甲基化癌細胞中DNA甲基化水平異常，導致基因表達模式發(fā)生改變。組蛋白修飾組蛋白的乙?；?、甲基化等修飾會影響染色質(zhì)的結構和基因的表達。非編碼RNA調(diào)控miRNA、lncRNA等非編碼RNA在癌細胞中異常表達，通過調(diào)控靶基因的表達參與癌癥的發(fā)生和發(fā)展。03腫瘤微環(huán)境影響癌細胞能分泌VEGF等生長因子，誘導血管內(nèi)皮細胞增殖、遷移，形成新生血管，為腫瘤提供營養(yǎng)和氧氣。血管新生誘導過程血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）信號通路癌細胞能打破血管生成因子（如VEGF、bFGF等）與抑制因子（如Angiostatin、Endostatin等）之間的平衡，使血管新生過程失控。血管生成因子與抑制因子失衡癌細胞能通過直接作用于血管內(nèi)皮細胞，或通過分泌生長因子等間接方式，刺激血管內(nèi)皮細胞異常增殖，形成雜亂無章的血管網(wǎng)絡。血管內(nèi)皮細胞異常增殖免疫逃逸關鍵機制癌細胞表面抗原變化癌細胞能通過改變表面抗原或表達抑制性分子，逃避免疫細胞的識別和攻擊，如PD-L1與PD-1的結合能抑制T細胞活性。免疫抑制細胞及因子癌細胞能分泌多種免疫抑制因子，如TGF-β、IL-10等，抑制免疫細胞的活性和增殖，同時招募免疫抑制細胞（如Treg細胞）進入腫瘤微環(huán)境。免疫編輯與逃逸癌細胞能通過免疫編輯過程，選擇性地丟失或改變能被免疫細胞識別的抗原，從而實現(xiàn)免疫逃逸。細胞外基質(zhì)重塑蛋白酶水解作用癌細胞能分泌多種蛋白酶，如基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）等，降解細胞外基質(zhì)成分，為癌細胞浸潤和轉(zhuǎn)移提供通道。膠原纖維重排癌細胞能影響膠原纖維的合成和降解平衡，導致膠原纖維重排，形成有利于癌細胞生長的微環(huán)境。細胞外基質(zhì)成分改變癌細胞能通過分泌或誘導其他細胞分泌的方式，改變細胞外基質(zhì)的成分和比例，如增加纖連蛋白、層粘連蛋白等，促進癌細胞粘附和遷移。04轉(zhuǎn)移生物學特性上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)定義與特征EMT是指上皮細胞通過特定程序轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)細胞特性的過程，使癌細胞獲得更強的遷移和侵襲能力。生物學意義EMT在癌癥轉(zhuǎn)移中起關鍵作用，使癌細胞從原發(fā)部位脫離，并侵入周圍組織、血管和淋巴管，形成循環(huán)腫瘤細胞。調(diào)控機制EMT受多種轉(zhuǎn)錄因子和信號通路調(diào)控，如TGF-β、Wnt、Notch等，以及miRNA、lncRNA等表觀遺傳學修飾。循環(huán)腫瘤細胞存活循環(huán)腫瘤細胞的概念循環(huán)腫瘤細胞（CTC）是指從原發(fā)部位或轉(zhuǎn)移灶脫落并進入血液循環(huán)的癌細胞，具有高度的侵襲性和耐藥性。CTC的存活機制CTC的檢測與臨床應用CTC通過適應血液環(huán)境、抗失巢凋亡、逃避免疫攻擊等多種機制在血液中存活，并尋找合適的靶器官形成新的轉(zhuǎn)移灶。CTC的檢測對于評估癌癥患者的預后、指導治療和監(jiān)測復發(fā)具有重要意義，常用的檢測方法包括PCR、流式細胞術、芯片技術等。123轉(zhuǎn)移灶形成條件轉(zhuǎn)移灶的形成需要適宜的微環(huán)境，包括血管生成、組織重塑、免疫逃逸等，這些條件通常由癌細胞和宿主細胞共同調(diào)節(jié)。適宜的微環(huán)境癌細胞的適應性轉(zhuǎn)移灶的形成過程癌細胞必須適應新的微環(huán)境才能生存和增殖，這涉及到細胞形態(tài)、代謝、信號傳導等多個方面的改變。癌細胞到達目標器官后，通過與宿主細胞的相互作用、適應新環(huán)境、增殖和分化等步驟形成轉(zhuǎn)移灶，這一過程涉及多個生物學過程和信號通路。05檢測與治療靶點通過檢測癌細胞表面或內(nèi)部的特定蛋白質(zhì)，可以識別癌癥類型、分級和預后。生物標志物篩選蛋白質(zhì)生物標志物利用基因測序技術，檢測與癌癥相關的基因變異或表達水平，用于癌癥早期篩查和個性化治療?；蛏飿酥疚锿ㄟ^分析癌細胞代謝產(chǎn)物的變化，發(fā)現(xiàn)癌癥特征，為診斷和治療提供新的思路。代謝生物標志物靶向治療新策略抗體藥物利用特異性抗體與癌細胞表面標志物結合，直接殺死癌細胞或抑制其生長。小分子抑制劑針對癌細胞內(nèi)部特定信號通路或酶活性，設計小分子化合物，阻斷癌細胞生長和擴散。基因治療通過基因編輯技術，糾正癌細胞中的基因缺陷，或者引入新的基因，使其對特定治療敏感。免疫檢查點應用CTLA-4抑制劑通過阻斷CTLA-4信號通路，激活T細胞對癌細胞的免疫應答，增強免疫系統(tǒng)的抗癌能力。PD-1/PD-L1抑制劑針對PD-1或PD-L1信號通路，解除癌細胞對T細胞的免疫抑制，使T細胞能夠重新識別和攻擊癌細胞。免疫聯(lián)合療法將不同免疫檢查點抑制劑或其他免疫治療手段聯(lián)合應用，提高治療效果，降低副作用。06前沿研究方向單細胞測序技術揭示癌細胞異質(zhì)性通過單細胞測序技術，可以揭示癌細胞之間的基因表達差異和表觀遺傳變異，從而深入了解癌細胞的異質(zhì)性和耐藥性。指導精準治療基于單細胞測序技術，可以鑒定出癌細胞中的關鍵靶點，為精準治療提供有力支持。鑒定關鍵基因和通路單細胞測序技術可以檢測癌細胞中關鍵基因和通路的變化，從而揭示癌細胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等惡性行為的分子機制。代謝重編程調(diào)控癌細胞代謝特點癌細胞具有獨特的代謝方式，如糖酵解、谷氨酰胺代謝等，這些代謝途徑為癌細胞提供了能量和生物合成原料。代謝重編程的機制研究癌細胞代謝重編程的調(diào)控機制，可以揭示癌細胞在不同環(huán)境條件下如何靈活調(diào)整代謝方式，從而適應生存和增殖的需要。代謝干預治療針對癌細胞代謝的特點，可以設計出特定的代謝干預策略，如抑制糖酵解、阻斷谷氨酰胺代謝等，從而達到抑制癌細胞增殖和侵襲的目的。類器官模型構建類器官模型可以模擬癌細胞在體內(nèi)