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2013年2月7日星期四

癌細胞與正常細胞有什麼區別?




        癌細胞的基本缺陷是它們以一種不受控制的方式生長分裂,而不是像正常細胞那樣其生長分裂受體內信號的調控。細胞繁殖的調控是一個複雜的過程,在這個過程中,細胞生長與分化受到刺激和抑制兩種信號相互作用的調節。這些信號來自於激素、生長因數以及細胞與其鄰近細胞及細胞外基質的接觸。癌細胞生長失去控制是由於它們對各種調節因數信號反應異常,這反映在癌細胞與正常細胞之間存在著許多不同的特性。
  (1)
癌細胞 在體外培養中生長  許多種不同的細胞都能在體外培養中生長,條件是要有適當的溫度(37)以及培養基中含有細胞所需要的營養物質(各種氨甚酸、維生素等)及刺激細胞生長的因數。體外細胞培養技術使得科學家們可以系統地鑒定各種控制細胞生長及分化的因數,同時也可以分析癌細胞及正常細胞之間的不同特性。
  癌在機體內不受控制地生長分裂也反映在它們在體外培養中的生長方式與正常細胞也不同。正常細胞在培養中表現出一種有控制的生長,它們受到細胞密度的調節,當達到一定的密度時,它們就停止分裂而變為靜止期細胞。這很像體內正常細胞生長分裂受到嚴格的控制樣,如在傷口癒合期間,皮膚纖維母細胞受到有控制地生長。然而,癌細胞不能表現出正常細胞所具有的那種密度依賴性生長抑制。反之,它們在培養中通常都持續地生長,一直到消耗盡培養基中的營養成分或產生大量的毒性代謝產物而導致最終死亡。癌細胞對那些能引起正常細胞進入靜止期的信號不產生反應,它們繼續進入細胞分裂週期。由此可見,細胞培養中癌細胞不受控制的生長分裂特性很像機體內癌細胞不受控制地生長一樣。
  (2)
癌細胞對生長因數需求減少各種生長因數控制不同種類細胞的生長分裂。對於某些細胞類型來說,生長因數的提供是它們能在體外培養中生長的必需條件。正常細胞在一定密度下停止生長可能與它們得不到足夠的生長因數刺激有關。許多腫瘤細胞不受控制地生長,部分原因是由於它們減少了對生長因數的需要。
  在一般情況下,通常是由其它細胞產生的生長因數提供信號,刺激靶細胞生長繁殖以滿足機體的需要。一個例子就是血小板釋放的生長因數(PDGF)刺激皮膚纖維母細胞繁殖以促進傷口的癒合。與此不同的是,某些癌細胞分泌生長因數刺激自身的生長繁殖,這種異常的生長因數產生刺激癌細胞自身持續地分裂,而不再需要其它來源的生長因數。
   在另外一些情況下,癌細胞本身不產生生長因數,但由於它們的細胞調節系統失靈、導致對生長因數依賴性減低。於是,本來應當是由生長因數結合到細胞表面受體才能產生刺激信號,而癌細胞卻在沒有生長因數刺激的情況下產生這些信號。因此,癌細胞受到連續的刺激而不斷地分裂、不像正常細胞那樣依賴於細胞外生長因 子的刺激。
  (3)癌細胞與周圍細胞及細胞外基質關係的改變癌細胞除了減少對可溶性生長因數的需求外,它們與其它組織器官成分包括與鄰近細胞及細胞外基質的反應也與正常細胞不同。細胞外基質是充填於細胞之間的非溶性物質。正常細胞生長分裂的調節信號來自於細胞表面特異性受體與細胞外基質及鄰近細胞表面分子間的相互反應。這種與其它細胞及組織成分直接接觸所產生的生長調節對於器官的發育及功能發揮是很重要的。癌細胞的粘附性不如正常細胞,因此它們較少受到與鄰近細胞或細胞外基質相互作用的影響,這也是為什麼碩細胞能侵潤到周圍正常組織及轉移到身體遠外部位的原因。
  
癌細胞與正常細胞之間的這些區別也反映在體外細胞培養方面。正常細胞與癌細胞在體外培養中表現的一個明顯的區別就是接觸抑制現象。舉例說,正常纖維母細胞運動於鋪有一層培養基質的培養皿表面,但當它們接觸到鄰近的一個細胞時,它們即停止運動。一旦接觸,正常細胞相互粘附,在培養皿表面形成一排整齊的單層細胞。而癌細胞與此不同,它們不表現這樣的運動接觸抑制,在與鄰近細胞接觸後,它們仍舊繼續運動,與鄰近細胞重疊生長形成多層細胞。
  癌細胞與正常細胞的另一區別是生長與貼壁的關係。正常纖維母細胞及上皮細胞需要貼附到一個實體物上(如培養皿)才能生長,這種現象稱作拋錨依賴性。癌細胞與此不同,它們通常不需要這種貼壁,即使是懸浮在半固體培養基中它們也能生長。
   癌細胞在體外培養中失去接觸抑制及拋錨依賴性反映在它們能夠在機體內侵潤反轉移的特性。這兩種特性與它們減少的粘陽性有關。在某些情況下,這是由於癌細胞表面針對細胞外基質成分的受你減少所致。這些受體傳進來自了細胞與細胞外基質相互作用所產生的信號,因此起到調節細胞運動以及生長繁殖的作用。這種調節機制的喪失對癌細胞的異常貿殖以及侵潤及轉移起著重要作用。
  (4)癌細胞分化缺陷及永生性,癌細胞還有一個特性是它們不能正常地分化,這種分化障礙與它們不受控制地分裂密切相關,因為大多數高度分化的細胞都不再分裂或分裂很慢。癌細胞通常不能遵循正常的分化途徑進入高度分化的階段,而是停留在分化的早期階段進行活躍的生長分裂。
  
白血病細胞提供了一個很好的例子說明細胞分化缺隙與惡性生長的關係。不同的血細胞都是起源于骨儲中的一種共同的多潛能幹細胞。幹細胞的後代細胞遵循特異的分化途徑,一些細胞分化成紅細胞,而另外的細胞分化成白細胞(粒細胞、單核細胞或淋巴細胞)或血小板。所有這些種細胞在其分化的過程中部經歷幾輪的分裂繁殖,然而一旦它們變成了徹底分化的細胞,它們就不再分裂了。白血病細胞與此不同,它們不能進行正常的分化,而是停留在分化的早期階段並一直維持它們的生長分裂能力。
  細胞程式性自我死亡是許多細胞分化中的一個不可缺少的組成部分。由於許多種徹底分化了的細胞不斷地被新生細胞所取代,細胞自我死亡的調節對維持機體細胞數量的恒定具有重要意義。癌細胞在不能進行正常分化的同時,它們通常也不能進入程式性自我死亡,而是不斷地生長分裂。
   正常細胞除了經歷程式性自我死亡作為它們分化程式的一個組成都分外,在體外培養中它們往往只表現出有限的繁殖能力。例如,正常纖維母細胞通常能夠進行五十次到一百次左右的細胞分裂。而後,它們就停止生長而進入自我死亡程式。而癌細胞就不是這樣,它們在培養中可以無限度地生長分裂,這種連續分裂的能力(或稱永生性)是許多癌細胞區別于正常細胞的又一特性。由此可見,癌細胞的分化缺陷及永生性與它們不受控制地生長分裂能力密切相關。在許多情況下,人體內癌瘤的進行性生長是癌細胞不受控制地生長分裂以及它們不能經歷正常的分化和不能進入程式性死亡的聯合結果。
  (6)癌細胞基因的不穩定性與正常細胞相比,
癌細胞的另一個持性是它們的基因不穩定性,癌細胞通常含有異常排列或異常數量的染色體(非整倍體)。在染色體複製過程中,它們常常發生部分或整條染色體的丟失,或發生染色體易位、即一個染色體上的某基因片段移位至同一染色體的另一部位或移位至其它的染色體上。此外,癌細胞發生基因擴增從而造成基因片段數量增加的機會比正常細胞至少多1000倍以上。癌細胞的這種基因不穩定性在癌的發生以及其後的臨床表現中起重要作用。
  腫瘤的發生是一個多步驟的過程,在該過程中,最初突變的細胞要經過一系列逐步的進行性變化才能變為癌細胞。癌細胞基因的不穩定性增加了
癌細胞突變的機會。癌細胞進行性發展的過程實際上是細胞調節機制發生多次缺縐的一步步積累,這些缺陷組合在一起導致癌的形成。在癌形成過程的每一步都是由於遺傳物質的改變造成了細胞分裂能力及轉移能力的增強。
  
癌細胞基因不穩定性不僅僅與癌的發生有著重要的關係,而旦也影響到對它們的治療。癌症在化療中常遇到的一個難題是癌細胞對比治療藥物產生抗藥性。許多腫瘤最初對一種抗癌藥物有反應,但在後來的治療過過程中常對該藥產生抗藥性。這種現象的產生是出於腫瘤中含有不同的癌細胞群,即藥物敏感細胞群及抗藥細胞群。化療藥物殺死了敏感的癌細胞,而有抗藥性的癌細胞卻不受影響。其結果是,有抗藥性的癌細胞群繼續生長分裂,逐漸變成腫瘤中的主要群體,所以腫瘤不再對該化療藥物產生反應。癌細胞抗藥性的產生是由於其基因改變的結果,特別是基因擴增。因此,癌細胞遺傳基因的不穩定性也造成了腫瘤治療上的困難。
《資料摘自肥艾迪blog》


2013年2月4日星期一

癌是如何發生及發展的?




        癌形成的基本特點是,一個癌瘤是一個細胞惡變後經過無限制地分裂生長所形成的。我們稱這種特點為癌的單細胞系性。意思是說,一個癌瘤內的所有細胞都是那個癌變細胞的後代細胞。由於癌細胞總是不斷地分裂繁殖而形成更多的癌細胞,最終將會形成一個單細胞系的腫瘤細胞群體。正常的細胞轉變為癌細胞並不是個簡單的過程,癌的形成是個逐漸發展的過程,是經過一系列的變化才導致正常細胞生長調節失控,從而發生癌變。大多數癌都是發生在年歲大些的成年人;癌發病隨年齡增長而增加這一事實說明瞭細胞癌變是一個逐步的過程,這個過程需要積累細胞多方面的改變。
  目前已知癌變過程包括突變以及篩選那些具有快速生長、高度侵潤性及轉移能力的癌細胞。癌形成的第一個步驟(啟動階段)是遺傳上發生了改變,也稱作突變。這種突變導致個細胞異常地繁殖。癌形成的第二階段稱作癌促長階段。在此階段、突變細胞異常分裂形成個活躍繁殖的癌細胞群體。但癌的形成至此並未結束,異常細胞群繼續發生一些突變,癌的進展在繼續進行。有些突變對該細胞群的生長可能是有害的,但某些突變會導致更快速地生長。具有高度生長能力的癌細胞超越瘤體中的其它細胞的生長速度,在生存方面具有選擇上的優越性。這個過程稱作單細胞系選擇。因為一個具有高繁殖能力的癌細胞系會取代整個癌細胞群體。在腫瘤進展中,這種癌細胞系選擇過程要進行許多次,這樣導致形成更多的 具有更快生長能力的癌細跑。癌細胞的基因可能比正常細胞的基因經歷更頻繁的改變,在癌形成的過程中,這種遺傳基因的易變性會加速突變及選擇。因此,癌的進 展被看作是一系列的過程,每一步驟包括了選擇新的具有高繁殖力、侵潤性及轉移能力的癌細胞系。據研究,對多數癌瘤來說至少需要四至六次這樣的選擇過程,才能形成一個癌瘤。
  結、直腸癌的生成是人類常見惡性腫瘤多步驟發展形成的個極好例子。在形成一個實體腫瘤前,腫瘤形成的最早階段是在結腸或直腸粘膜上皮中出現聚殖力增強的細胞群。在這群具有高度繁殖能力的細胞群中的一個細胞,經過細胞系選擇後形成一個小的良性腫瘤,稱作腺瘤。經過進一步幾輪的細胞系選擇,長出較大體積的及具有較強生長能力的腺瘤。而後從良性腺瘤中生長出惡件腺癌,癌進展的更深階段包括癌侵犯到周圍正常組織以及轉移到身體的其它部位。
《資料摘自肥艾迪博客》