Transcript 二、细胞周期与肿瘤化疗及放疗

肿瘤学
300-500例/10万
细胞周期与肿瘤及化
疗、放疗的基本原则
胡新荣
第一节、细胞周期的基本概念
概念：指细胞增埴一次所经历的活
动和时间，或从起动、准备到分裂
结束所经历的整一个连续过程
1、细胞周期的分期
•G1期（gap phase 1）：上一次有丝分
裂完成到本次 DNA复制之前的过程
•S期（synthesis phase）：合成及复制
DNA
•G2期：DNA完成到有丝分裂时间区
间，合成大量分裂有关蛋白质及 RNA
•M期（mitotic phase）：有丝分裂开
始到结束
2、M期的特征
•前期（prophase）：染色体凝聚，分裂
极确定，核仁解体，核膜消失
•中期（metaphase）：纺锤体形成，染
色体排列在赤道上，染色单体趋向两极
•后期（anaphase）：染色单体向两极移
动并到达两极
•末期（telophase）：子核形成和胞质分
裂
3、G0期：
分类：
 G0i期：短，细胞无分化、无特定
功能活动。瘤细胞的G0期，短周
期细胞的G0期
 G0f期：长，细胞发生分化和完成、
执行功能的时期
第二节、细胞周期进程的调控
•关卡（check point）：G1/S、S/G2、
G2/M、M/G0 ；G1/S和G2/M最重要
•调控核心：CDKs激酶的活性表达，
受Cyclins和CDKIs调节
•周期不同阶段所需CDKS激酶不同
•DNA合成和细胞生长调控基因：cmyc、n-myc、b-myb、DNA聚合酶
等
一、细胞周期不同时期的主要CDKS激酶复合物
细胞 Cyclin-CDKS
周期
复合物
抑制剂
P15
p16
G1 /S cyclinD-Cdk4/6 +
G1/S cyclinE-Cdk2 S
cyclinA-Cdk2
G2/M cyclinB-Cdc2 -
+
p18
p19
p21
+
+
+
p27
+/- +/-
-
-
-
+
+
-
-
-
+
-
-
+
-
-
-
p57
+
-
Cdks 的调节
磷酸化与去磷酸化
与cyclins 结合
与Cdis结合
泛素（ubiquitin）
二、细胞周期蛋白或周期素（cyclins）
•概念：是一类随细胞周期的变化呈周期
性出现和消失的蛋白质，已发现A、B、C、
D、E、F、G 、 H 八种，各有相应Cdks。
G1 期：C、D1、2、3、E、G、H
S期： A、F、（PCNA不与Cdks结合，而
与聚合酶结合，促进DNA链延升）
G2/M：A、B1、2
主要周期蛋白的类型及作用
Cyclins
CDKs
功能作用
底物
A
cdk1/2
G2/M
Rb
B1/B2 cdk1（cdc2）G2/M Rb
D1-3 cdk4/6
G1 / S
Rb
E
cdk2
G1/S
Rb
降解
Ub
Ub
Pest
Pest
三、细胞周期素依赖性激酶（CDKs）
•一组蛋白激酶，产量稳定，在周期
特定时间激活，对底物磷酸化，控制
细胞周期
•类型 人有CDK1-8
•结构域 T-loop存磷酸化位点，ATP
结合点
CDKs功能
•功能 CDK+cyclins
促进细胞周期
CDK+CDKIs
抑制细胞周期
•结合位点 CDK可逆磷酸化位点在Thr14，
Thr161，Tyr15，Thr160残基
•CAK（cdk活化激酶）使之磷酸化，抑其
活性？
•Cdc25（cell division cycle，M期作
用，p80蛋白）使Thr14 、Tyr15去磷酸
化，维持其活性
四、CDK抑制因子（ CDKIs）
•作用机制：与相应的cyclin-CDK复合物
紧密结合，从而抑制其蛋白激酶活性
•分类：
1.p21家族 p21、p27、p57
2.p16家族 p16、p15、p18、p19、
p20
五、泛素（Ubiquitin）
76Aa的小分子蛋白，普遍存在于真核
细胞中，起消化水解蛋白的作用
特点： 使某些cyclin或cyclin/cdk
复合物按时就地灭迹，保证同时活；
部份消化暴露蛋白亚基，有利准确组
装有效cyclin/cdk复合物，保证快速
发挥功能
六、抑癌基因产物p53和pRb
均作用于G1/S check point
P53在Cdks及Cyclin/Cdk复合物上
游起作用
pRb在Cdks及Cyclin/Cdk复合物下
游起作用
1、P53蛋白
•通过活化p21而抑制Cyclin/Cdk复合
物,使DNA受损伤的细胞生长停滞在
G1 check point
•通过与TATA结合蛋白结合,抑制cfos、 c-jun 、 PCNA转录,抑制细胞
增殖
•和复制因子A相互作用,抑制DNA复
制
2、Rb蛋白
•Rb蛋白在大部分G1期,呈低磷酸化形式;
在晚G1、S、G2及M期则高磷酸化；在
G0期则未磷酸化
•低磷酸化Rb在G1期与E2F结合，抑制
其反式激活作用；有利于转录因子结合；
高磷酸化pRb失去与E2F结合
•pRb激活可刺激cyclin D1表达，抑制
p16表达
第三节、细胞周期调控因子与细胞癌变
•周期蛋白：D、E
•Cdks：cdk4
•Cdkis：p21，p27，p15，p16
•抑癌基因产物：p53，pRb
•其他分子：TGFb，泛素
一、肿瘤中cyclinD1过度表达的机制
•染色体易位t（11；14）（q13；q32）、
倒置inv（11）（p15；q13）和基因重排
bcl-1区
•基因扩增 11q13是肿瘤中cyclinD1过度
表达的主要机制
•基因突变T156A，T156E
•其他
逆转录病毒整合
Cyclin D1与肿瘤发生发展的关系
•cyclinD1过度表达，导致基因不
稳定，引起肿瘤的发生
•cyclinD1基因扩增与肿瘤浸润行
为、淋巴结转移有关，是肿瘤发生
发展的晚期事件
二、Cdks
•CDKS中CDK4/6在肿瘤中扩增
•CDK4可能是TGFb介导生长抑制
的靶蛋白
•CDK4表达可中和p15的抑制效果
三、CDKIs
•p16、15 均位于9p21，其突变
在人体肿瘤中普遍存在， p16有
纯合子缺失、插入、点突变、移
码突变等，p15 基因缺失，无基
因突变
•P16、 p15基因甲基化
•P21、p27主要是表达失常
四、p53
•p53基因异常见于50%以上人类肿瘤，
表现为突变和表达失常
•p53抑癌的机制：
（1）诱导p21表达，抑制细胞周期
（2）助受损伤DNA的修复
（3）诱导凋亡
•p53异常，受损伤DNA仍可复制，导致
异常染色体增加，细胞恶变
五、pRb
pRb基因异常见于人类肿瘤，表现
为突变和表达失常
pRb抑癌的机制：抑E2Fs，抑细胞
周期
第四节、细胞周期与肿瘤的治疗原则
•肿瘤增殖快的原因：
（1）大部份瘤细胞不脱离细胞周期
而呈无限制的增埴
（2）瘤细胞死亡相对减少
（3）与瘤细胞的细胞周期长短无关
（4）与瘤细胞倍增时间长短无关
一、肿瘤治疗的原则
•诱导肿瘤细胞凋亡（凋亡疗法）
•限制肿瘤细胞进入细胞周期
•在某一细胞周期时相杀死肿瘤细胞
•诱导分化（分化疗法）
1、与细胞周期有关的肿瘤治疗策略
•手术、化疗、放疗三经典疗法
•理想化疗方法：杀癌细胞不伤正常细胞
⑴ 局部大剂量细胞毒性药物如动脉插
管化疗
⑵ 应用一些时相特异性药物来杀灭分
裂细胞而尽量减少对非分裂细胞损伤
2、大多数抗肿瘤药物的分子机制
•抑制DNA聚合酶，抑制DNA合成
•破坏DNA结构或与DNA结合
•抑制有丝分裂器
•影响转录过程，抑制RNA合成
•影响蛋白质和肿瘤细胞其他成分的
合成
•抑制拓扑酶
3、抗癌药物的种类
•细胞周期非特异性药物：破坏DNA、
抑制RNA和蛋白质的合成，对增殖和非
增殖细胞均有杀伤作用
•细胞周期特异性药物：抑制DNA的合
成，杀伤进入细胞各周期的肿瘤细胞，
即对增殖细胞有杀伤作用
•时相特异性药物：对细胞周期某时相的
肿瘤细胞起作用
4、抗癌药物应用基本方法
•募集作用： 先用细胞周期非特
异药物，后用细胞周期特异药物
•同步化作用： 先用细胞周期特异
药物将肿瘤细胞阻止于某一周期，
撤药后使肿瘤细胞同时进入下一周
期，再应用针对此周期的药物
5、根据细胞周期应用抗肿瘤药物的
注意事项
•细胞周期check point特异药物
•耐药性：选择合理药物和时间
•杀伤增殖细胞的同时使静止期细胞
进入细胞周期，周转速度加快
•p53突变使肿瘤对放疗和化疗敏感
性降低
•针对癌基因的选择性化疗
6、细胞周期中时相的放射敏感性
•不同的周期敏感性不一
•M和G2期的敏感性高于S和G1期
•照射后在G2期产生阻滞，重新进入
细胞周期中，利于放射疗效
影响放疗的因素
•肿瘤的组织起源;病理类型;分期;肿
瘤的生长部位;肿瘤生长方式
•局部情况
感染，疗效降低
•伴随疾病 贫血，疗效降低
•治疗次数 首次治疗非常重要
•全身状况及心理状态
•医师水平
化疗药机制与细胞周期的关系
•抑制DNA的合成 5-FU、MTX
•直接破坏DNA结构或与DNA结合 苯丁酸
氮芥等烷化剂、丝裂霉素等抗生素和司莫司
汀等亚硝脲类药物
•影响转录的药物 ACTD等抗生素可插入
DNA内，阻断RNA聚合酶的作用
•影响蛋白质或肿瘤细胞其他成分合成的药
物 门冬酰胺酶、长春花硷类和紫杉醇类
第五节 读书举例
一、曾金华, 林永, 许东坡。P16、Cyc lin
D1 蛋白表达与胰腺癌生物学行为。福建
医科大学学报 2003 年3 月 第37 卷第1
期：64-66。
摘要
目的 探讨P16、Cyclin D1 蛋白表达水平与胰
腺癌发生、发展及预后的关系。方法 应用免疫
组织化学SP 法结合微波抗原修复法对53 例原
发性胰腺癌和42 例胰腺良性病变及正常组织中
P16 蛋白及Cyclin D1蛋白进行检测 结果 胰腺
癌组织、胰腺良性病变和正常组织中P16 蛋白
的阳性率分别为66% 和85% (P< 0105) ; Cyclin
D1 表达的阳性率分别为52% 和23% (P < 0105) ,
P16 及Cyclin D1 蛋白表达与胰腺癌的组织分化、
病理分期及术后生存期密切相关。结论 P16
及Cyclin D1 蛋白在胰腺癌中的表达可判断胰腺
癌的预后。
二、
癌症 2000， 19（1）：34-36
第六节、常见肿瘤的治疗举列
•肺癌:非小细胞癌;小细胞癌
•鼻咽癌
•乳腺癌
一、非小细胞癌放疗
•术前放疗 有争论
•术后放疗 提高病人生存率
•单纯根治性放疗
⑴ 早期病人 不宜手术
⑵ 中晚期病人 不能手术
非小细胞癌放疗的新进展
•放疗的新进展
⑴ 超分割放疗 2次/天
⑵ 加速超分割放疗 多次/天
•近距离支气管腔内放疗
⑴近距离支气管腔内放疗 +外照射
⑵ 必须控制适应症
•术中放疗
非小细胞癌的化疗
•辅助化疗 CAP方案、CAO方案
•术前诱导化疗 VP16+DDP
•化疗与放疗联合使用
二、小细胞肺癌的放化疗
•传统的放疗
•加速超分割放疗
•超分割放疗
•多药联合
•化疗+放疗
三、鼻咽癌放疗
•超分割放疗
•加速超分割放疗
•连续加速超分割放疗 3次/日
•分段加速超分割放疗 2~3次/日
•同时加量照射
鼻咽癌化疗
•CF、PF、PFA、PFB
•辅助化疗
•化疗和放疗综合治疗
四、乳腺癌
•术前放疗指征：
⑴ 原发灶大
⑵ 肿瘤生长快
⑶ 原发灶有明显皮肤水肿
⑷ 腋淋巴结较大或与皮肤有明
显粘连者
乳腺癌术后放疗指征
⑴ 单纯乳房切除术
⑵ 根治术后腋淋巴结有转移者
⑶ 病理证实内乳淋巴结有转移者
⑷ 根治术后淋巴结转移个数一半或
4个以上
乳腺癌内分泌治疗
•卵巢切除术
•雌激素 对绝经前期无效
•雄激素
•黄体酮类
•肾上腺皮质激素
乳腺癌内分泌治疗
•抗雌激素药物 三苯氧胺
•雌激素合成抑制剂 氨鲁米特
•促生殖腺激素释放激素
•绝经前或绝经期：卵巢切除+三苯氧
胺或氨鲁米特
•绝经后：三苯氧胺（一线）氨鲁米
特（二线）
乳腺癌化疗
•单一化疗 有效率 20-30%
•联合化疗 有效率50-60%
•高剂量化疗 有效率30-80%
疗效不一的原因：
⑴ 多数病人接受过化疗和放疗
⑵ 多数病人已发生转移
⑶ 病人一般情况差