见OVA9 十年后的陌生人 虽说是柯南的幻觉
原名
Apoptoxin 4869(アポトキシン4869),APTX-4869中的APTX是“Apoptoxin”的缩写,由Apoptosis(细胞自动坏死)和toxin(毒素)所组合成的混成词。其设计刚开始曾在草稿阶段时使用福尔摩斯原本的名字(shelling ford)为其药物的名称。 此外,APTX-4869也是作者青山刚昌家中电脑的名字。
名侦探柯南中的APTX4869
APTX-4869是《名侦探柯南》中登场毒药的名字,主人公工藤新一因为被强迫服食而变小。变小以后化名为江户川柯南。在初登场时这个毒药的名称是未被公开的。受组织命令雪莉(灰原哀)开发一种未知的毒药,因为APTX-4869在实验阶段就被组织使用和姐姐被杀的真正原因而中断开发研究,而被组织监禁,后服食APTX-4869而变小,现在确认有两名因为APTX-4869而变小的人分别是江户川柯南(工藤新一)、灰原哀(宫野志保,代号雪莉),组织里的其他成员灌下此药者均已确认身亡。此药可以说挽救了工藤新一和宫野志保的生命。
[编辑本段]药理研究报告
“APOPTOXIN”是Apoptosis(程式细胞自死)(Tydus: 即细胞凋亡)和TOXIN(毒素)组合成的词。是一种无条件促成人体细胞自死的药物,详细情况不明。
Apoptosis(细胞凋亡)这个概念并非十分久远。传统上认为细胞的死亡是“细胞凋亡”和“细胞坏死”,自死并非坏死。细胞坏死是表明因为某种外因而产生的细胞死灭的词汇。比如切伤、烫伤等,阻害了细胞机能,伤到了细胞膜,以及造成内部细胞质、离子等流失于细胞外部。也就是说,有某种造成细胞“事故死”的破坏外力,引起的浮肿、发热乃至化脓出血等。这样明显的现象可以直接观察到,因此很早就为人所知,并且长期以来被认为细胞死亡方式就是这样的。
与此相对,细胞凋亡是细胞自动消灭,而被周围的细胞吸收的形式表现出来的一种细胞死灭的现象。例如蝌蚪变化成青蛙是尾部的消失的现象。人体的手指形成初期,指间的类似蹼一样的部分消失,这部分的细胞死灭,形成了手指。或者不是这样的生命的变态阶段、发生阶段的过程,通过放射线或药物等引起细胞的异常自身死灭、增加过多的细胞分裂、寿命已尽的细胞自死等情况,就是日常引起的细胞自死的现象。
与受周围细胞很大影响的细胞坏死不同,自死现象非常“智能”。仔细分析自死细胞核中的DNA,可以确认其中非常小的断片变化,这种现象被称为“凝固坏死”。这部分断片迅速的被周围的细胞吸收,死后的形态成为周围细胞的养分。
而细胞自死的有趣之处是,决定细胞自身死亡的“地方”。例如前述的手指形成的情况中,死灭的细胞周围认识到“有自身不需要的细胞”这种信息——这种过程虽然尚未解释清楚,通过蹼状部分细胞消失、形成手指的过程可以看出,通过皮质转达了“不要那部分细胞”的信息。
如果经过放射线等过程使之变成不可逆过程,细胞则会进行“自身是异常细胞,不可分裂、增殖”的判断。做出这种判断的过程后,细胞内DNA上“死亡遗传基因”将被活化,诱导细胞的自死过程。现已可以分析出数十种“死亡遗传基因”,并在进行从中分析机能的研究。
综上,自死是一种为了除去过量增殖的不要的细胞、或者为使不预期的突然产生变异的体细胞威胁生命,而由细胞自身判断选择死亡的一种现象。因此成为“自死” 。
在现在进行的抗癌药物研究中,正在进行对引起细胞自死的药品的研究。“癌”是本身应当通过自死而消灭的细胞持续增殖引起的病症,因此通过促进正常的自死过程,就可以治愈癌症。现在使用中的抗癌剂,就是诱导癌细胞进行自死的药品,但是其副作用是同时也诱导正常细胞的自死。
APTX4869是一种引起体细胞爆发性自死的药品,副作用是年轻者(约20岁以下)服用时,有身体年龄返回变小10岁左右的事例。到底这种事情是否可能?
人类体内有体细胞分裂的界限。被称为“HEAFLICK”的这个数值,是由DNA末端附的“TTAGGG”这种碱基的数量决定的。超过这个数值,细胞将不可继续分裂增殖。
如果APTX4869是应用了以上的原理的药物,促使碱基的变化,应该就可能产生“变小”这样的副作用了吧。
有个有趣的报告,作为与癌相关的遗传基因而被报告的一种“c-myc”遗传基因——这种遗传基因促进细胞增殖,因此将这种遗传基因活化后的细胞从增殖要因中除去,就等于诱发了细胞自死。也就是说“c-myc”促进产生的过程跟细胞自死的过程相逆。
APTX4869的过程推测为:碱基判断应当自身老化死亡的细胞,被c-myc遗传基因进行活化。但是在进行了一定程度的细胞自死的基础上,再度被活化的c-myc通过碱基的伸张促进了年轻化的细胞的增殖——因此造成体细胞整体的年轻化,产生“变小”。
当然也还是有问题的,而且可以说相当多。
首先,无论多少年轻细胞增殖,并不会产生“返老还童”的现象。因为理论上来讲,这种细胞增殖的过程是与癌细胞增殖同样,是一种无序增殖,明显会产生使身体机能受损的细胞。人体中赋予身体外形、机能,都需要相应的指令信号,而在细胞自死同时平行进行细胞增殖的话,这种指令信号还能正常传达是非常奇怪的事情。在这种指令下的身体细胞还能正常运作实在不可思议。
具有小学生外形的“名侦探柯南”,身体里理应具有癌细胞一样物质?
其次是神经细胞的问题。神经细胞在受精数月中形成,此后就不进行分裂增殖,因此APTX4869不起作用。但是日平均有10万脑细胞死亡却是事实。这是正常的“细胞寿死”,即到寿命而死。这种过程当然也是通过细胞内的活动形成的,而无条件诱发细胞自死的APTX4869,惟独对这个过程例外就相当不自然了。
还有要说的话,受精后形成、而此后再不进行分裂、增殖的细胞除了神经细胞之外还有其他的,就是心脉细胞。如果心脉细胞跟神经细胞同样,不起任何变化的话,等于7岁的儿童具有17岁的心脏,会引起循环系统的严重伤害。而如果心脉细胞跟身体同样产生了退化成7岁儿童水平的变化的话也会有问题:经过这样激烈变化的细胞很难想象还能正常。只怕会严重心脏不全而丧命。 而且在TV版《柯南》之中,柯南和灰原在数次使用药物时(包括变回原状与药性消失变回幼童时期)都经历了难以想象的疼痛(主要表现在骨骼变化以及心脏加速并剧烈跳动反应),由此可见若多次使用非APTX4869的完全解药的话,正常的身体就会因为多次非正常的身体反应而突破了生理极限(例如血管爆裂、心脏机能严重受损等现象),从而在APTX4869的程式细胞自我死亡与身体其它生长细胞互相影响甚至对抗反应的强大副作用情况下彻底崩溃,也就是引发了最终死亡的结果。但这也只是猜想,至少在目前来说,这仍然是一种十分危险的做法。而且在漫画版的“FILE652 真正想问你的事情”中,灰原也对柯南说了:“你的身体已经对这个药已经产生了抗体,再继续吃的话,持续时间会越来越短”所以说,柯南和灰原若在不早点找到APTX-4869的最终解药的话,恐怕柯南以后使用真身的时间越来越少,连真正的解药服用过程也会受到影响的。
[编辑本段]药物的意义
如果能够有产生这样的不可思议的现象的药物,仅其基本理论经提出就足以获得诺贝尔奖。将会是在近年来非常热门的分子生物学中可以“一石激起千层浪”的重要研究课题。
APTX-4869(使新一变小的药)APTX意思是“永不战败的名侦探”,4869读音是“夏洛克”,夏洛克·福尔摩斯,柯南·道尔笔下的角色,不用介绍,是历史上被搬上荧幕最多的角色,也是侦探的代名词。 “4869” 如果注意日文的数字读法的话,4 = し(shi), 8 = はち(hachi)[注], 6 = ろく(roku), 9 = く(kyo),取其中的发音再组合成片假名会发现是 シャーロック(夏洛克)。这个数字在柯南被小兰怀疑是工藤新一的时候给自己的手机设置的解锁密码。
[注]这里“8”应该按训读读作“や(ya)”,比如"魔法少女奈叶A's/StrikerS'中的八神疾风'八神”就读做“やがみ(Yagami)”。
[编辑本段]药品开发者
宫野志保(灰原哀)还有她的父母
[编辑本段]药品服用者
工藤新一(江户川柯南)
宫野志保(灰原哀)
贝尔摩得 (猜测)
其余人士不详(在动画之中,灰原哀曾经提及一份特殊的暗杀名单,上面的人基本上均被断定为死亡,唯独工藤新一注明为“失踪”。这一点便引起了宫野志保的怀疑,经过两次组织秘密搜查也均无结果。但宫野志保却发现工藤新一七岁时的衣服全部不见了,这一点使得宫野志保有理由相信工藤新一很有可能还存在于这个世界上。联想到之前的实验之中小白鼠异常缩小,宫野志保便开始有理由怀疑工藤新一是因药理作用下的特殊体质而保住性命并退化为儿童。这就为之后的剧情发展埋下了伏笔。 详情参见动画129 来自黑衣组织的女子 大学教授杀人事件)
[编辑本段]解药配置
柯南通过一次偶然的亲身经历得到了解药配方,服用本药请务必记住四个前提,一是要在感冒并有发烧症状下,但体温过高会造成副作用,如:幻觉、药效缩短等,二是一定服用过APTX-4869,三是最好有一瓶类似于二锅头的白酒,四是如果你没有前两个条件还是放弃吧!
[编辑本段]柯南使用解药的剧情时间
连续服用
连续两次服下APTX-4869的最新可持续24小时的实验解药。
具体情况:
柯南受邀前往一个村子调查。阴差阳错地在之前把阿笠博士给的感冒药服下(事实上是灰原新研制的可持续24小时原体的APTX-4869的解药)。在出现在凶案现场和服部平次联手揭穿假工藤新一的面目之后,他在服部的掩护下到了厕所换装,结果早已等候的灰原哀将同样的解药第二次给了柯南,让他再有4个多小时的原体控制时间。
出自地:
漫画版:FILE646 憎恨之村~FILE652真正想问你的事
TV版:521 杀人犯-工藤新一 ~ 523 真正想问的事
这个解药配方是有一点点问题的,因为白干和过期的感冒药中有分子是相克的,所以还需要调和剂。这种调和剂是从绿色菜叶提取的,例如:菠菜,树叶等。(榨汁,蒸馏后的菜汁在第三步后立即加入!)
[编辑本段]一种类似他的物质
二硫四乙锂在服用酒精后会剧痛,可能为此道理! (不可尝试 后果自负)
[编辑本段]该药品可能的成分
APTX是一种有机物。它是一种与生长激素的类似物与某醛得到的缩醛。在胃液中氢离子的催化下分解成有毒的某醛与类似物。
估计只有少数人有特定的酶用于分解毒的某醛。所以说大多数人服用APTX会死亡。
这个生长素类似物能够欺骗细胞,并且能够参与到遗传活动中。
它由C H O N P五元素构成,可能有S Cl,但无B As Si等。
分子有多个羟基,无羧基与醛基,可能有羰基。
分子内一定有脂肪环(五或六元环),有小芳香环(苯环或、和取代苯环,杂环)作为取代基。有碳原子在4及以下的若干脂肪烃基。
分子内无烯醇及醌型构造。无大芳香环(如蒽环),无大脂肪烃取代基。氮以-NR3形式存在,且被包围在脂肪环中。
APTX微溶或接近微溶于水,与醇类在酶的催化下生成醚,于是它的功能被抑制。而当血液中带着它与醇类的缩合物流过肝脏时缓慢水解成醇和APTX,醇被肝脏吸收。所以乙醇只能暂时抑制APTX。
APTX-4869改良试验版(出自同人小说《奇迹》,由兰雪汐所著),由宫野志保(灰原哀)研制,它已完全改变毒药的性质。它可以将细胞的再生功能重新激活,快速分裂,使濒临死亡的人脱离死亡边缘,唯一的副作用就是会使服用者暂时丧失记忆。
PS:Vermouth可能是此类药物的第一个服用者搞技术死路一条,编程编的好,要饭要到老,摘段文章:
先说说本人情况吧。本人一般本科毕业。一直从事的是LINUX嵌入式工作,毕业的时候很多公司也要,包括腾讯。迅雷等公司,最后还是选择了做嵌入式方面的,去了一件外资公司,做底层的驱动。当时毕业的时候年薪已经10W左右了,到了现在年薪差不多16W左右吧。感觉还算可以吧,但是都后来觉得做IT是实在悲剧。每天不就是加班就是学习新技术。没有做不完的项目。没有加不完的班。一天到晚都是技术钱技术后,生活很鼓噪。周围的生活圈子也很少,还有技术到后来不就是复制。粘贴等工作。毫无意义。没有创造性的。还有一点的是做技术,工资和年龄成反比的。一到了30多工资就下降了,还有可能还有病,因为那么多年坐到电脑隔壁。我到时候不想30多岁的时候和那些90后竞争,IT这一样。年轻人最吃香的了。越老越不值得钱。到时候个个纷纷转行,所以趁现在年轻,早点转行好了。如果当初把投入到技术的精力放到其他的职业上。估计现在都混的不知道多好了。不用还天天写代码调试。加班那么悲剧了。真有能力搞IT的,全是靠天赋,根本不用读什么专业,或者是读了以后退学,当然如果纯粹是想混口饭吃那另当别论。后转行的时候。人脉也成问题了。天天和电脑打交道的人,还会有什么人脉的。呵呵 技术在中国铁定没前途的。因为国家都不重视。都搞房地产的多。有钱也会引进外国的技术,我们只是做做代工而已。所以选择了转行了。还有一点的是。。如果是做JAVA NET PHP那些就悲剧了。。。你自己想想是不是了。呵呵。我选择了去做业务好了。趁自己还能跑。还有一点提醒一下应届毕业生。你们是应届生有很大的优势,是一张白色。公司可以培养
myc基因定位于染色体8q24、IgH、IgK、Igλ链的基因位点分别在14q32、2P13和 22q11,在BL细胞中往往出现C-myc基因位点与Ig基因位点之间的易位,即C-myc易位 到Ig位点的高活性转录区,从而组成一个高转活性的重排基因,启动C-myc转录,使 C-myc表达增强,促进细胞恶变,最后导致肿瘤的发生
C-myc基因主要通过扩增和染色体易位重排的方式激活,与某些组织肿瘤的发 生、发展和演变转归有重要关系在不同的人体肿瘤细胞系中,包括粒细胞性白血病 细胞系,视网膜母细胞瘤细胞系,某些神经母细胞病细胞系,乳腺癌细胞系及某些肺 癌细胞系,已发现C-myc或C-myc相关序列的扩增,在人结肠癌细胞系中也观察到 C-myc基因的扩增C-myc癌基因已在成骨肉瘤、软骨肉瘤、脊索瘤、脂肪肉瘤、横纹 肌肉瘤中发现扩增,当扩增达到30倍时,染色体上表现HSR和DMS,而且C-myc过量表 达与肿瘤的早期复发有关,在致瘤中,已发现ras与myc、sis与myc、myc与fos偶联激 活,协同致瘤等
许多资料表明C-myc位点在所有受检的B细胞肿瘤中有重排,Casares等发现定位 在8号染色体上的C-myc与定位在14号染色体上的Ig重链基因有同样的142Kb的ecori 酶切片段,因而发生8∶14易位可能是何杰氏淋巴瘤的一个普通标志N-myc在人神经 位母细胞瘤视网膜母细胞瘤和小细胞肺癌中有扩增,扩增的程度与肿瘤的发病进程 有关Schwab等报告20%的神经母细胞瘤有N-myc扩增,其中大多数是侵袭性肿瘤Seege r等报告基因拷贝数的多少预示疾病的进程,总的来说,带有一个拷贝数的Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ期神经母细胞瘤常规治疗效果较好,带有多个拷贝的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期病人,病 情将不断加重c-myc首先被发现与小细胞肺癌有关,30%的病例c-myc扩增,复发病人 中,myc扩增者的生存期短于没有扩增的病例,研究还发现接受化疗的肿瘤病人易引 起myc扩增有关myc基因扩增与其它肿瘤的关系也有许多报道,认为胃癌、乳腺 癌、结肠癌、宫颈癌、何杰金氏病及头部肿瘤等都有myc基因的扩增或过度表达
ras基因首先在Harvery鼠肉瘤病毒(Ha2MSV)和
Kirsten鼠肉瘤病毒(Ki2MSV)的子代基因中被发现,在这种
子代病毒中发现含有来源于宿主细胞的基因组的新基因序
列[1],此后人们将这种宿主细胞基因称为ras基因1982年
Weinberg和Barbacid首先从人膀胱癌细胞系中分离出一种
转化基因,可使NIH3T3细胞发生恶性转化,而从正常人组
织中提取的DNA则无此种作用随后,Santos与Parada发
现上述转化基因并非新型基因,而是Harvery鼠肉瘤病毒
ras基因的人类同源基因,命名为H2ras同年,Krontiris在
人肺癌细胞中发现Kirsten鼠肉瘤病毒基因的同系物,称为
K2ras另一种相似的基因是在人神经母细胞瘤DNA感染
NIH3T3细胞时发现的与ras类似的基因,称为N2ras[2],此
种基因和病毒无关
2 ras基因的结构
ras基因在进化中相当保守,广泛存在于目前研究的各
种真核生物如哺乳类,果蝇,真菌,线虫及酵母中,提示它有
重要的生理功能哺乳动物的ras基因家族有三个成员,分
别是H2ras,K2ras,N2ras,其中K2ras的第四个外显子有A,
B两种变异体[3]各种ras基因具有相似的结构,均由四个
外显子组成,分布于全长约30kb的DNA上它们的编码
产物为相对分子质量21万的蛋白质,故称为P21蛋白[4]
目前已证明,H2ras位于人类11号染色体短臂上
(11p151~p153),K2ras位于12号染色体短臂上
(12p11~pter),N2ras位于1号染色体短臂上(1p22~
p32),除了K2ras第四个外显子有变异外,每个ras基因编码
P21的序列都平均分配在四个外显子上,而内含子的序列及
大小相差很大,因而整个基因也相差很大,如人K2ras有
35kb长,而N2ras长为3kb由于有两个第四号外显子,K2
ras可以两种方式剪接,但编码K2ras2B的mRNA含量高
除K2ras2B含有188个氨基酸外,其他两种Ras蛋白均含有
189个氨基酸
3 Ras蛋白的结构和功能
31 Ras蛋白的结构
Ras蛋白为膜结合型的GTP/GDP结合蛋白,相对分子
质量为21万,定位于细胞膜内侧它由188或189个氨基
酸组成,它的第一个结构域为含有85个氨基酸残基的高度
保守序列,接下来含有80个氨基酸残基的结构域中,Ras蛋
白结构轻微不同,除了K2Ras末端25个氨基酸由于不同的
外显子而分为A型和B型外,其余Ras家族成员最后四个
氨基酸均为Cys1862A2A2X2COOH序列Ras蛋白存在4
种异构型:H2Ras,N2Ras,K2Ras4A和K2Ras4B,它们是3种
基因的产物,其中K2Ras4A和K2Ras4B是同一基因不同剪
接的结果
32 Ras蛋白的功能
Ras(P21)蛋白位于细胞膜内侧,它在传递细胞生长分
化信号方面起重要作用它属于三磷酸鸟苷(GTP)结合蛋
白(一种细胞信息传递的耦联因子),通过GTP与二磷酸鸟
苷(GDP)的相互转化来调节信息的传递P21与GTP和
GDP有很强的亲和性,而且有较弱的GTP酶活性正常情
况下P21和GDP结合并没有活性,当细胞外的生长分化因
子把信号传导到胞膜内侧的P21时,可增强P21与GTP结
合活性,使P21和GTP结合成为激活状态,信号系统开放
因为P21有GTP酶活性,可使GTP水解成GDP,P21和
GDP结合后P21失活,信号系统关闭正常情况下P21的
GTP酶活性很弱,当和GTP酶激活蛋白(GAP)结合后其水
解速度可提高1万倍而使P21失活P21和GDP结合后可
以激活鸟苷酸释放蛋白(GNRP),GNRP使P21释放GDP
结合GTP,因此通过GTP和GDP的相互转化可以有节制
地调节P21对信号系统的开启和关闭,完成生长分化信号传
入细胞内的过程
Ras蛋白在合成后,需要经过两种方式翻译后修饰,才
可定位于细胞膜内侧[5]①通过FTase在Ras蛋白羧基端
的CAAX四肽结构中的Cys残基上加上一个类异戊二烯基
团法尼基,随后AAX残基从C端上断裂脱落,法尼基化Cys
发生羧甲基化,此修饰使RasC端具有疏水性;②N2或H2
ras的半胱氨酸的S2酰基化,长链的S2酰基取代基使ras具
有疏水性有研究表明,激活ras的表达能增强血管生长因
子(例如VEGF/VPF)的表达,提示Ras蛋白在血管生成中
发挥作用,抑制Ras蛋白活性能抑制依赖Ras蛋白的肿瘤细
4期顾华丽,田字彬1ras基因突变与肿瘤的关系373
胞增殖,也能干扰血管生成[6]同时,激活Ras蛋白还能抑
制凋亡Ras蛋白过度表达还能增加药物和紫外光诱导的
凋亡,可能的机制是ras癌基因增强了细胞分解过氧化氢的
能力从而抑制凋亡[7]然而,这个假说还需进一步研究
4 ras基因的活化机制
41 ras基因激活的方式
作为原癌基因的ras基因被激活以后就变成有致癌活
性的癌基因ras基因激活的方式有3种:基因点突变,基因
大量表达,基因插入及转位其中ras基因被激活最常见的
方式就是点突变,多发生在N端第12,13和61密码子,其中
又以第12密码子突变最常见,而且多为GGT突变成GTT
不同突变位点对P21的活化机制不同,第12密码子突变可
以减弱P21内在的GTP酶活性,并使细胞凋亡减少,细胞间
接触抑制减弱[8];第61密码子突变可削弱GAP对P21的内
在GTP酶活性,并可减弱GAP与P21结合的稳定性[9]
42 ras基因突变致癌的机制
ras基因激活构成癌基因,其表达产物Ras蛋白发生构
型改变,功能也随之改变,与GDP的结合能力减弱,和GTP
结合后不需外界生长信号的刺激便自身活化此时Ras蛋
白内在的GTP酶活性降低,或影响了GAP的活性,使Ras
蛋白和GTP解离减少,失去了GTP与GDP的有节制的调
节,活化状态的Ras蛋白持续地激活PLC产生第二信使,造
成细胞不可控制地增殖,恶变同时细胞凋亡减少,细胞间
接触抑制增强也加速了这一过程
5 Ras2MAPK信号转导途径
51 Ras上游通路
Ras能被复杂的网络激活首先,被磷酸化激活的受体
如PDGFR,EGFR直接结合生长因子受体结合蛋白(Grb2),
这些受体也可以间接结合并磷酸化含有src同源区2(SH2)
结构域的蛋白质(例如Shc,Syp)后,再激活Grb2第二,
Grb2的src同源区3(SH3)结构域与靶蛋白如mSos1,
mSos2,C3G及发动蛋白(dynamin)结合C3G与连接蛋白
Crk的SH3结构域结合后耦联酪氨酸磷酸化而激活Ras
Crk也能结合mSos1激活RasGrb2与激活的受体结合促
进鸟苷酸交换因子(Sos)蛋白定位在与Ras相邻的细胞膜
上这样,Sos与Ras形成复合体,GTP取代GDP与Ras结
合后,Ras被激活,当GTP水解成GDP后Ras失活Ras具
有内在GTPase活性,它的活性可被RasGAPs调节,因而
RasGAPs扮演Ras活性调节剂的角色另外,Ras失活也受
到高度调节目前,有三种蛋白质能水解GTP使Ras失活,
它们分别是P120GAP,neurofibromin和GAP1m,统称为
RasGAPs
52 Ras下游通路
521 Ras/Raf通路 至今,Ras/Raf通路是最明确的信号
转导通路当GTP取代GDP与Ras结合,Ras被激活后,
再激活丝苏氨酸激酶级联放大效应,招集细胞浆内Raf1丝
苏氨酸激酶至细胞膜上,Raf激酶磷酸化MAPK激酶
(MAPKK),MAPKK激活MAPKMAPK被激活后,转至
细胞核内,直接激活转录因子另外,MAPK刺激Fos,Jun
转录因子形成转录因子AP1,该因子与myc基因旁的特异
的DNA序列结合,从而启动转录myc基因产物也是转录
因子,它能激活其他基因最终,这些信号集中起来诱导D
型Cyclin的表达和活性D型Cyclin与Cyclin依赖性激酶
(如CDK4和CDK6)形成复合体,该复合体的形成促使细胞
从G1期进入S期因此,Ras/Raf通路在受体信号和G1期
进展之间起着关键作用然而,Ras/Raf通路不是调控G1
期进展的惟一通路Ras与Raf单独结合不能促进Raf激
酶活性,同时,Raf能被不依赖Ras的机制所激活(例如能被
Src酪氨酸激酶和PKC所激活),MAPK也能被不依赖Ras
机制(如通过调节整合素的活性)所激活表明级联反应每
一个信号蛋白质都能被多个上游蛋白质所激活,而它们也可
能有另外的靶蛋白另一个重要的Ras通路效应物是Cyc2
lin依赖性激酶抑制剂P21Waf1/cip1,它被Ras所诱导,抑制
Cdk2CyclinE和Cdk2CyclinA复合体的活性,从而阻断DNA
的合成
522 Rho/Rac通路 Rho家族蛋白质是小G蛋白的Ras
超家族成员,其氨基酸序列大约有30%与Ras蛋白相同,三
个主要的Rho蛋白是Cdc42,Rho,RacCdc42刺激Rac,
Rac接下来刺激Rho然而,这个直线模型对于精确的信号
转导通路来说过于简单,因为有证据显示交叉联系存在,例
如Cdc42不通过Rac能影响Rho的活性下游靶点Rho激
酶α的激活,导致肌动蛋白的重新构建和P21激活的丝苏氨
基酸激酶参与应力纤维的分解最后Rac和Cdc42利用
MAPK传递信号至核内,Rho通过刺激Src和fos启动子达
到转录调节的作用另外,Rac和Cdc42激活JunN端激
酶,该酶结合Jun,EIk1和ATF2等转录因子,这就是Rho
在细胞癌变过程中起重要作用的可能机制另一个重要
Rho下游靶点是P21Waf1/cip1Rho抑制P21Waf1/cip1诱导,有利
于Ras驱动细胞进入S期[10],P21Waf1/cip1阴性细胞不需要
Rho进行Ras激活的DNA合成,降低了通过诱导P21Waf1/cip1
在Ras转化过程中的重要性
53 Ras2MAPK信号途径与肿瘤的关系
肿瘤发生与调控细胞增殖的信号发生异常有关一些
肿瘤病人生长因子或其受体的表达或功能出现异常,如卵巢
癌病人血清中EGF和胰岛素样生长因子含量升高;EGF增
高影响细胞间连接,促进细胞转移和浸润[11]临床资料表
明,酪氨酸蛋白激酶受体过表达与肿瘤相关,ErbB22在乳癌
病人中30%过表达;起源于上皮的肺癌,乳癌等EGFR过表
达,并与高转移率,低生存率以及差的预后相关,通过降低
EGFR表达可抑制EGFR过表达的卵巢癌细胞的增殖[12]
肿瘤细胞ras基因突变率大约为25%,而胰腺癌和结肠癌分
别达到85%和40%ras癌基因主要以点突变和基因扩增
方式存在,突变位点在第11,12,13,18,59,61密码子,是
Ras蛋白和GAP的作用位点,由于突变,抑制了Ras内在的
GTP酶活性,突变的Ras锁定在持续激活的Ras2GTP状
态,引起细胞的恶性转化raf癌基因与人类肿瘤关系密切,
很少突变,但Raf持续活化,可导致细胞恶性转化;在小细胞
肺癌病人的组织标本中,Raf在mRNA和蛋白水平均过表
达,活性增高
在肿瘤治疗的研究中,可从以下几方面阻断Ras2
MAPK信号转导途径:①酪氨酸蛋白激酶抑制剂,如Radici2
col抑制V2Ha2ras转化的NIH3T3细胞的MAPK活性,使
细胞表型逆转;新研究的酪氨酸蛋白激酶抑制剂能双重作用
ErbB22和EGFR[13],广泛抑制ErbB22或(和)EGFR过表达
的肿瘤生长②抑制Ras法尼基化:法尼基转移酶抑制剂
(FTIs)是目前研究的分子水平抗癌药,抑制ras翻译后修
饰,已有多种FTIs用于动物模型和临床前期实验,有明显的
抗肿瘤作用,如SCH66336对表达高水平H2Ras2GTP和ras
是否突变的肿瘤都有生长抑制作用,已进入临床试验[14]
③反义核苷酸技术:C2H2ras反义RNA质粒降低人胃癌
BGC2823细胞的H2ras表达并抑制细胞生长和部分恶性表
型逆转;Raf21反义DNA抑制人白血病细胞的增殖④其
他:针对受体酪氨酸激酶与底物作用的SH2区或SH3区设
计多肽,在体外实验抑制酶和底物结合
6 ras基因的临床应用
61 诊断
ras癌基因和P21在许多癌前病变中都有表达Ochi
等[15]发现1例胰液中K2ras突变阳性而细胞学及影像学检
查均阴性的病例,随诊18个月后才发现恶性细胞及影像学
的变化提示ras基因突变早于病理检出及临床表现的出
现提示可用检测ras癌基因或P21的方法对癌变倾向提
供较早信息Kimura等[16]检测切除的胰腺标本中K2ras的
突变率,在胰导管癌,胰黏液细胞癌和慢性胰腺炎中分别是
81%,53%和7%,相应胰液中的突变率分别为72%,53%和
0,所以检测胰液中突变的K2ras基因即可为临床诊断提供
有力的帮助Futakawa等[17]检测52例胰腺癌病人胰液中
突变的K2ras基因和癌胚抗原水平,结果显示这两项指标联
合检测在胰腺癌诊断中的准确度是90%,因此可用联合检
测的方法及早而准确地诊断肿瘤
62 病情评估及预后判断
Shirakawa等[18]通过检测P21,P53,Ki67和细胞角蛋白
10发现食管鳞癌的分化程度取决于发育不良的程度,而P21
在这个演化过程中起关键作用Rak等发现突变的ras基
因可强效刺激血管内皮细胞生长因子的表达Thebo等[19]
对有K2ras12或13密码子突变的DukesB2期结直肠癌进
行分析显示,80%的原发灶和局域淋巴结发生相同位点的
ras基因突变,说明ras基因突变对肿瘤淋巴结转移是高风
险因素有文献报道,唾液腺癌中H2ras基因突变率与临床
病理指标呈高度正相关,可通过检测基因突变来推测肿瘤所
处的阶段和分化程度[20]可见检测突变的ras基因可为临
床病情的评估提供有力的依据
Harada等[21]研究表明,P21(-)者5年生存率为
641%,(+)者为380%,(6)者为115%,P21是决定生
存率的重要而独立的指标但许多文献报道ras基因突变
和临床病理指标及预后没有明显的关系联合检测非小细
胞肺癌组织中K2ras,p53和cerbB2基因的异常表达,比单项
检测可明显地提高对预后的评估,因此,可用联合检测对某
种肿瘤较敏感的几个癌基因的方法来对预后进行评估
63 治疗
研究表明,体外给予结肠癌细胞(HCT116/P21+/+)
P21反义寡脱氧核苷酸,可提高癌细胞对放疗的敏感性;用
末端含CAAX碱基的制剂作用于人类ras癌基因转染的动
物细胞,可抑制癌细胞的生长;用核糖酶(K2rasR2)拮抗突
变的K2ras12细胞系,可使细胞生长停止,凋亡增加,VEGF
基因表达受抑可见用分子生物学的方法治疗肿瘤是有广
阔应用前景的
总之,虽然对ras基因,Ras蛋白及Ras信号转导通路的
研究已达一定的深度,ras基因已在临床有一些应用,但仍有
许多问题需解决,如ras基因突变发生在肿瘤形成的那些阶
段,Ras信号转导通路与其他信号转导通路相互影响,相互
交叉,阻断单一信号转导通路能否真正起到改变或影响肿瘤
发生发展的作用等随着对这些问题的研究,解决,人们将
对肿瘤的预防,诊断和治疗提供更新更有效的方法目录 1 拼音 2 端粒酶的定义 3 端粒酶的应用 4 端粒DNA功能和端粒酶功能及生物特性 5 衰老机制与端粒酶问题 51 关于细胞衰老分子机制的主流假说 52 端粒与抗衰老 53 寻找衰老钟的故事 54 充满希望的抗老之路 6 诺贝尔奖 7 化验 71 正常值 72 化验结果意义 73 化验取材 74 化验方法 75 化验类别 76 参考资料 1 拼音
duān lì méi
2 端粒酶的定义
端粒酶(Telomerase),是基本的核蛋白逆转录酶,可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用,端 粒酶能延长缩短的端粒(缩短的端粒其细胞复制能力受限),从而增强体外细胞的增殖能力。端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制,在肿瘤中被重新激活,端粒酶可能参与恶性转化。端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。
细胞中有种酵素负责端粒的延长,其名为端粒酶。端粒酶的存在,算是把 DNA 克隆机制的缺陷填补起来,借由把端粒修复延长,可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使得细胞分裂克隆的次数增加。
但是,在正常人体细胞中,端粒酶的活性受到相当严密的调控,只有在造血细胞、干细胞和生殖细胞,这些必须不断分裂克隆的细胞之中,才可以侦测到具有活性的端粒酶。当细胞分化成熟后,必须负责身体中各种不同组织的需求,各司其职,于是,端粒酶的活性就会渐渐的消失对细胞来说,本身是否能持续分裂克隆下去并不重要,而是分化成熟的细胞将背负更重大的使命,就是让组织器官运作,使生命延续,但不是永续,这种世代交替的轮回即是造物者对于生命设计的巧思。
3 端粒酶的应用一般认为,端粒酶活性的再活化,可以维持端粒的长度,而延缓细胞进入克隆性的老化,是细胞朝向不老的关键步骤。在表皮纤维母细胞中恢复端粒酶的活性确实可以延长细胞分裂的寿命,使细胞年轻的周期延长。
此外,在医疗方面的运用,以血管的内皮细胞为例,血管的内皮细胞在血流不断冲刷流动下,损伤极快,个体年轻时周围组织可以不断提供新的细胞来修补血管管壁的损伤,一旦个体年老以后,损伤周围无法提供新的细胞来修补,动脉也就逐渐走向硬化的病征。若是周围组织中细胞的端粒酶被活化,端粒因此而延长,细胞分裂次数的增加,使得周围组织不断提供新的细胞来填补血管的损伤,因而能够延缓因血管硬化所造成的衰老表征。就如同寻找端粒酶抑制剂的基本理论,科学家也正积极地利用相同的策略,同时找寻端粒酶的活化剂。
整体来说,老化和癌症的发生机制要比我们想象中的复杂,由于它们属于多重因子所造成的疾病,单一方向的预防和治疗并不足以涵盖全部的病因,端粒和端粒酶的研究只是探讨老化机制中的一环而已。
端粒酶让人类看到长生不老的曙光
4 端粒DNA功能和端粒酶功能及生物特性端粒(Telomere)是真核细胞染色体末端的特殊结构人端粒是由6个堿基重复序列(TTAGGG)和结合蛋白组成。端粒有重要的生物学功能,可稳定染色体的功能,防止染色体DNA降解、末端融合,保护染色体结构基因,调节正常细胞生长。正常细胞由于线性DNA复制5'末端消失,随体细胞不断增殖,端粒逐渐缩短,当细胞端粒缩至一定程度,细胞停止分裂,处于静止状态故有人称端粒为正常细胞的“分裂钟” (Mistosis clock) ,端粒长短和稳定性决定了细胞寿命,并与细胞衰老和癌变密切相关。端粒酶(Telomerase)是使端粒延伸的反转录DNA合成酶。是个由RNA和蛋白质组成的核糖核酸蛋白复合物。其RNA组分为模板,蛋白组分具有催化活性,以端粒3'末端为引物,合成端粒重复序列。端粒酶的活性在真核细胞中可检测到,其功能是合成染色体末端的端粒,使因每次细胞分裂而逐渐缩短的端粒长度得以补偿,进而稳定端粒长度。主要特征是用它自身携带的RNA作模板,通过逆转录合成DNA。
端粒酶在细胞中的主要生物学功能是通过其逆转录酶活性复制和延长端粒DNA来稳定染色体端粒DNA的长度近年有关端粒酶与肿瘤关系的研究进展表明,在肿瘤细胞中端粒酶还参与了对肿瘤细胞的凋亡和基因组稳定的调控过程与端粒酶的多重生物学活性相对应,肿瘤细胞中也存在复杂的端粒酶调控网络通过蛋白质蛋白质相互作用在翻译后水平对端粒酶活性及功能进行调控,则是目前研究端粒酶调控机制的热点之一
端粒的存在是为了维持染色体的稳定没有端粒,则末端暴露,易被外切酶水解。
端粒不是用DNA聚合酶来合成的,是用端粒酶来合成的端粒酶中含有RNA模板,用来合成端粒
5 衰老机制与端粒酶问题衰老机制(链接)首先要明确的问题就是人为什么会死亡,只有对这个过程的机制了解的足够透彻,做到永生并非不可能。
关于人衰老和死亡的机制,我知道的有几种,比如体内自由基清除与生成机制失衡,导致有害自由基日积月累,并进而破坏细胞器,线粒体已被证实参与了这一过程。
你所提出的端粒酶也是其中一种解释。由于正常人细胞没有端粒酶,无法修复dna复制所造成的DNA缩短的问题,因此随着细胞复制次数的增多,DNA短到一定程度,可能就触发了死亡机制,或者死亡是一个渐近的过程。
51 关于细胞衰老分子机制的主流假说1、氧化性损伤。来自自由基的积累。
2、rDNA。染色体复制时可能出现错配膨起染色体外rDNA环,叫ERC。它的积累导致细胞衰老,并伴随核仁的裂解。
3、沉默信息调节蛋白复合物。它可以阻止它所在位点的DNA转录。
4、SGS1基因和WRN基因。这是两个同源的基因,对于保证细胞正常生命周期是必须的,但是容易突变导致早老症。
5、发育程序。
6、线粒体DNA。随着时间的推移,线粒体DNA的突变是相当显著的。
生命是最最神奇的魔法。细胞里的行动是复杂而精确的,往往是外来 导致蛋白质磷酸化,一级一级地传递,激活一定基因,开始转录翻译出平时不存在的蛋白质,这蛋白质再引起接下来的一系列级联反应。要推翻自然的规律,解决一个酶的问题,无异于杯水车薪。
可是即使假设人体具有了端粒酶,长生也是个值得打上问号的问题。因为端粒酶仅仅解决了复制长度的问题,并不能解决DNA复制时的变异问题,当然这有专门的机构来负责。可是这也说明,长生并非如想像中那么简单,不单单一个端粒酶就能解决。
52 端粒与抗衰老端粒是什么?
端粒是染色体末端的一段DNA片段。
排在线上的DNA决定人体性状,它们决定人头发的直与曲,眼睛的蓝与黑,人的高与矮等等,甚至性格的暴躁和温和。
其实端粒也是DNA,只不过端粒是染色体头部和尾部重复的DNA。我把端粒当作一件绒线衫,袖口脱落的线段,绒线衫像是结构严密的DNA。细胞学家从来不对染色体棒尾巴拖出的DNA感兴趣。他们把注意力聚集在46条染色的基因图上面,而且把绘制的人类基因组草图的事大声喧哗。
1990年起Calvin Harley把端粒与人体衰老挂上了钩。他讲了三点,我将它记录如下: 第一、细胞愈老,其端粒长度愈短;细胞愈年轻,端粒愈长,端粒与细胞老化有关系。
衰老细胞中的一些端粒丢失了大部分端粒重复序列。当细胞端粒的功能受损时,出现衰老而当端粒缩短至关键长度后,衰老加速,临近死亡。
第二、正常细胞端粒较短。细胞分裂会使端粒变短,分裂一次,缩短一点,就像磨损铁杆一样,如果磨损得只剩下一个残根时,细胞就接近衰老。细胞分裂一次其端粒的DNA丢失约30200bp(堿基对),鼠和人的一些细胞一般有大约10000bp。
第三、研究发现,细胞中存在一种酶,它合成端粒。端粒的长短,是由酶决定的。细胞内酶多酶少可预测端粒的长短。正常人体细胞中检测不到端粒酶。一些良性病变细胞,体外培养的成纤维细胞中也测不到端粒酶活性。但在生殖细胞睾丸、卵巢、胎盘及胎儿细胞中此酶为阳性。令人注目的发现是,恶性肿瘤细胞具有高活性的端粒酶,端粒酶阳性的肿瘤有卵巢癌、淋巴瘤、急性白血病、乳腺癌、结肠癌、肺癌等等。人类肿瘤中广泛地存在着较高的端粒酶活性。这样一来,我们又发现了一种肿瘤细胞的特异物质。
53 寻找衰老钟的故事人体是由细胞组成的,人有衰老,细胞是否也有衰老呢?这就像一座大厦,它的寿命很大程度上与组成它的砖块有关。细胞是有寿命的,这是细胞学家海弗列克(Hayflick)在四十年前发现的,他培养人体的成纤维细胞,一代又一代。但是在营养充分供给的情况下,细胞分裂到50年代左右就停止活动了,真正地进入衰老期,这一发现似乎告诉人们在细胞内有一口衰老钟,这限定了细胞分裂的次数,也就限定了生物的寿命。因为高寿生物是由一个受精卵细胞分裂而形成的,它一分为二、二分为四、以此类推的增殖,组成胎儿,再分裂而成青年。如果细胞不能再分裂了,那么个体就出现衰老现象。
54 充满希望的抗老之路直至今日,我还不敢讲,科学家已经找准了衰老的真正起因,然而端粒功能的发现的确是为我们开拓了一条新的抗衰之路。
端粒的缩短,引起衰老。如果端粒长度得不到维持,细胞停止分裂或者死亡。在某种情况下,濒临衰亡的细胞愈变成永生细胞,即癌细胞。
端粒酶的发现使正常细胞,衰老和癌化这些苦恼千年的难题有了一个符合逻辑的解释。简单地说,把端粒酶注入衰老细胞中,延长端粒长度,使细胞年轻化,这是可能的,科学家们对此寄托了厚望。将来医生给老人注射类似端粒酶的制剂,延长老者的端粒长度,达到返老还童的目的。
有学者提出,端粒酶的抑制剂可作为治疗癌症的药物。因为只有在癌细胞中存在端粒酶,如果将该酶排光那么癌细胞似乎不会繁殖了。当然其中有不少需克服的困难。
早在三十年代,遗传学家Mullert发现染色体末端结构对保持染色体的稳定十分重要,并定名为(telonereTLM)1978年Blackburn和Gall首先在四膜虫中发现并证实了端粒结构端粒是由端粒DNA和端粒蛋白质组成。他们发现这种rDNA每条链的末端均含有大量的重复片段后来发现真核生物绝大多数DNA末端都是由特定的基本序列单元即端粒序列大量重复而构成的对于一个给定的真核生物物种,它一定具有特征性的端粒DNA序列
端粒是染色体末端的一种特殊结构,它是由许多简单短重复序列和端粒结合蛋白(telomere end binding protein ,TEBP) 组成在正常人体细胞中,可随着细胞分裂而逐渐缩短端粒是细胞必需的遗传组分,因为它能够保护和补偿染色体末端遗传信息的丢失,保护它不会被核酸酶识别而免遭降解但是在复制过程中,端粒也因为复制机制的缺欠或者其他原因会缓慢地丢失在新细胞中,细胞每分裂一次,染色体顶端的端粒就缩短一次(细胞分裂一次其端粒的DNA丢失约30~200bp),当端粒不能再缩短时,细胞就无法继续分裂了进一步的研究表明,衰老细胞中的一些端粒丢失了大部分端粒重复序列,1990年凯文.哈里(Calvin Harley)发现不同年龄的人的体细胞的寿命明显不同,其端粒的长度也不相同。是随着年龄的增长而缩短细胞愈老,其端粒长度愈短;细胞愈年轻,端粒愈长,端粒与细胞老化有关系,因此原因用端粒阐述了新的人体衰老机制另外,端粒的丢失还与很多病因有关Maria Blasco and PieroAnversa的研究探讨了端粒在一些心血管病理状态中端粒功能失调的影响Maria Blasco and Piero Anversa构建了在第二代G2和第5代G5端粒RNA缺失的转基因小鼠(Terc/)。研究者对G5(Terc/)小鼠的心肌细胞进行原位定量荧光杂交分析,发现这些细胞具有比G2(Terc/)小鼠更短的端粒,G2(Terc/)小鼠心肌细胞的端粒也比野生型细胞的端粒要短。在1996年3月15日的《欧洲分子生物学组织杂志》上,达拉斯UT西南医学中心Shay博士和Wright博士[6]报道了通过控制端粒长度而改变人类细胞寿命的研究结果。他们发现通过增加端粒长度,能够延长细胞杂交系的寿命
但是,要提的是,端粒的减少是否导致动脉粥样硬化这个问题也待进一步的研究
研究发现,细胞中存在一种酶,它合成端粒。端粒的复制不能由经典的DNA聚合酶催化进行,而是由一种特殊的逆转录酶——端粒酶完成。端粒酶是以RNA 为模板合成DNA 的酶端粒酶是一种核糖核蛋白, 由RNA 和蛋白质构成。其RNA 组分是端粒序列合成的模板。不同生物的端粒酶, 其RNA 模板不同, 其合成的端粒序列也不同。对端粒酶的RNA 进行诱变; 可在体内合成出与突变RNA 序列相对应的新端粒序列, 证明了RNA 的模板功能。端粒酶合成端粒的DNA片段TTAGGG,其基因定位于人类染色体的3q 263上正常人体细胞中检测不到端粒酶。一些良性病变细胞,体外培养的成纤维细胞中也测不到端粒酶活性。但在生殖细胞、睾丸、卵巢、胎盘及胎儿细胞中此酶为阳性,研究表明这也是科学家由此又开始研究 和癌细胞内的染色体端粒是如何长时间不被缩短的原因
值得注意的是,恶性肿瘤细胞具有高活性的端粒酶(它能维持癌细胞端粒的长度,使其无限制扩增关于癌细胞如何获得永生,1991年Ha rley提出端粒端粒酶假说认为正常细胞衰亡要经过第一致死期M1期(MortalityStage1)和第二期M2期(MortalityStage2)两个阶段。即在细胞有丝分裂的过程中端粒DNA不断丢失而使端粒缩短,当端粒缩短到一定长度(2kb~4kb)时,染色体的稳定性遭到破坏,细胞出现衰老的表现,细胞进入第一致死期M1期。此时细胞不再分裂,而是退出细胞周期而老化并死亡。如果此时细胞已被病毒转染(SV40,HPV),癌基因激活或抑癌基因(P53,Rb)失活,细胞便可越过M1期,继续分裂2030次,端粒继续短缩,最终进入第二致死期M2期。多数细胞由于端粒太短而失去功能并死亡,只有少数细胞的端粒细胞的端粒酶被激活,修复和维持端粒的长度,使细胞逃避M2期,而获得永生),这也是当代科研领域的热门研究话题1995年Hiyama等人[8]在对100例成纤维神经细胞瘤的研究中证实,有端粒酶活性表达的肿瘤组织占94%,端粒酶活性越高的组织越容易伴有其它遗传学变化,并且预后不良;而低端粒酶活性的肿瘤组织中未见有相应的变化且都预后良好,甚至有3处于IVS阶段的无端粒酶活性的病例竟出现了肿瘤消退的现象。这似乎说明端粒酶同癌症之间存在着相关性,但是否因果关系,还很难定论
端粒DNA包括非特异性DNA和由高度重复序列组成的特异DNA序列通常是由富含鸟嘌呤核苷酸(G)的短的串联重复序列组成,伸展到染色体的3'端人工合成四膜虫端粒的重复DNA片段(TTGGGG)4人和小鼠的端粒DNA重序列为TTGGG人类端粒的长度约为15Kb堿基。由于dsDNA存在末端复制问题,故 细胞 每分裂一次约丢失一个岗崎片断长度的DNA,即25~100对堿基端粒酶将自身RNA模板合成的DNA重复序列加在后随链亲链的3’端,然后再以延长了的亲链为模板,由DNA聚合酶合成子链,但是由于复制机制的不完整性(或者这不完整性是进化保留的由此机制来保证细胞的定期衰老和死亡)端粒还是以一定的速度丢失端粒酶是一种核蛋白(RNP)主要由RNA和蛋白质组成。端粒酶是端粒复制所必须的一种特殊的DNA聚合酶目前不少生物的端粒酶RNA已被克隆,但不同种属之间的核苷酸序列差别很大。四膜虫的端粒酶RNA模式板长160~200个核苷酸,编码15拷贝的端粒重复序列。其43~51位序列为CAACCCCAA刚好编码一个GGGGTT。鼠同人的端粒酶RNA基因有65%的相同,模板为 89个核苷酸序列,人的端粒酶RNA(hTR)由450个核苷酸组。模板区为CUAACCCUAAC(5’3’向ShippenLentz(1990年)克隆了游仆虫属的端粒酶RNA序列,其中包括5`CAAAACCCCAAA3`模板序列。该模板亦与基端粒重复序列(TTTTGGGG)n以堿基互补方式合成RNA序列。研究还认为,端粒酶RNA中的模板每次与15(TTTTGGGG)重复序列互补,然后通过模板的滑动,再进行下一次合成。
在端粒结合蛋白质方面,早在1986年Gottschling等即已鉴定了尖毛虫属(Oxytricha)的相对分子质量为55000和26000的端粒结事蛋白质,该蛋白质特异识识和结合尖毛虫属的大核白质PAP1(repressor activator protein1)是参与端粒长度调节的一个必须因子,一个RAP1分子平均与18个端粒DNA序列结全,负反馈调节端粒长度。在克隆鉴定了酵母等的端粒酶蛋白质部分的催化亚基的编码基因后,人端粒酶蛋白质部分的催化亚基编码基因也已经被克隆鉴定,命名为hTERT(human Telomerase Reverse Tranase)基因。该基因含有一个端粒酶特异基序(telomerasespecific motif),翻译48个氨基酸的蛋白质序列。hTR和hTERT基因的对照表达研究显示,hTR基因可在增殖力强制胎儿细胞非永生化的(mortal)细胞中表达,而hTERT基因仅在肿瘤细胞永生化的(immortal)细胞中表达。因此,hTERT基因更显示出肿瘤特异的诊断和治疗潜在应用价值。
另外,人 状病毒( HPV) 能引发人的子宫颈癌。HPV 病毒基因组中的癌基因E6 , 在肿瘤发生中起重要作用,它是第一个被发现可以激活端粒酶的癌基因。该基因的表达产物,能在转录后水平调节MYC 的表达,随后再由MYC 激活端粒酶。最近又发现人体内的雌激素(estrogen) ,能与TERT 基因启动子区2677 位的一个不完全回文结构结合,直接调节TERT 基因活性。另外雌二醇也可通过激活myc 基因的表达,间接促进TERT 基因的表达,提高端粒酶的活性。
最近的比较研究发现很多端粒蛋白结构很相似,功能也很接近总而言之,随着研究的不断深入,端粒结合蛋白结构与端粒序列结合的特性和功能将逐渐被发现阐明。
6 诺贝尔奖据诺贝尔基金会官方网站报道,诺贝尔瑞典卡罗林斯卡医学院宣布,将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白·海伦·布莱克本(Elizabeth (Liz) Helen Blackburn)、美国巴尔的摩约翰·霍普金斯医学院的卡罗尔·格雷德(Carol Greider)、美国哈佛医学院的杰克·绍斯塔克(Jack Szostak)。他们发现了由染色体根冠制造的端粒酶 (telomerase),这种染色体的自然脱落物将引发衰老和癌症。
7 化验 71 正常值斑点印迹法:无。
72 化验结果意义升高:肝癌(9388OD/30μg蛋白质)、癌周围组织(2409OD/30μg蛋白质)。
73 化验取材血液
74 化验方法肿瘤免疫检测
75 化验类别肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性是造成化疗失败的主要原因,体内外研究发现肿瘤耐药的分子机制很复杂,包括靶基因突变、靶基因扩增、DNA损伤修复能力差异、药物进入肿瘤细胞内浓度减少等。本文主要从肿瘤细胞内在的分子异常如原癌基因表达异常、DNA损伤修复基因表达异常及多药耐药有关基因表达异常等几个方面综述了肿瘤耐药的一些分子机制进展。 1原癌基因表达异常 许多原癌基因参与调节细胞的增殖与凋亡,这些基因的改变导致分子调节缺陷使细胞恶变,并对生理刺激作出凋亡的反应能力降低,而诱导肿瘤细胞凋亡是化疗药物作用的重要机制。因此抑制癌细胞凋亡的原癌基因表达异常参与了肿瘤细胞的抗药性,这主要包括P53 、Rb、Bcl 2三种原癌基因。 11P53 原癌基因野生型P53 (wtP53 )基因是一种抗癌基因,其产物是核内转录因子,作用是参与基因稳定。当细胞受损时wtP53 蛋白表达增高,诱导与DNA修复有关的基因GADD45表达,增加细胞DNA修复能力,同时通过诱导凋亡促进受损细胞死亡。近年认为P53 蛋白也能活化P21 waf 1基因表达,从而抑制细胞周期蛋白激酶复合物如Cyclin D/cdk4、Cyclin D/cdk6及Cyclin E/cdk2的活性,并增加Rb蛋白的去磷酸化,从而抑制损伤细胞由G 1进入S期,活化的P53 蛋白水平增高能降低细胞发生凋亡反应的阈值,当受损细胞不能修复DNA时则进入凋亡[1]。P53 基因突变消除了许多依赖P53的反应,增加了染色体不稳定性,从而使肿瘤细胞在有DNA损伤的情况下进入细胞周期,抗药性的肿瘤细胞被筛选出来,并且产生有利于基因扩增的条件,使嘌呤、嘧啶生物合成特异性的酶基因扩增,产生对抗代谢类药物如氨甲蝶呤的耐药性。另一方面,P53 基因突变的肿瘤细胞株对凋亡的敏感性下降从而产生耐受化疗药物的特性,研究发现P53 突变的肿瘤细胞导入外源野生型P53 基因后增强化疗药物5-Fu的细胞杀伤作用,这些结果表明wtP53 突变参与了肿瘤细胞对化疗药物的抗性[2]。 12Rb原癌基因 Rb基因产物是一种核内蛋白,起反式作用因子的作用。Rb蛋白能与一种细胞生长调节因子E2F形成复合物,抑制E2F诱导S期基因如DNA聚合酶、胸腺嘧啶合成酶、二氢叶酸还原酶等基因的表达,从而抑制细胞的增殖。细胞周期蛋白Cyclin D家族通过使Rb蛋白磷酸化,抑制其与E2F形成复合物,增加自由E2F因子释放,参与了Rb蛋白网络控制细胞由G1期向S期转变的过程。因此,当Rb基因突变或Cyclin D 1蛋白表达增高,则使E2F因子活性增强从而使E2F诱导的S期基因表达增高,使肿瘤细胞对化疗药物氨甲蝶呤敏感性下降[3]。 13Bcl2原癌基因家族Bcl2基因是在人滤泡淋巴瘤细胞14、18号染色体异位时发现的,但Bcl2蛋白本身并无促进细胞周期进行和使细胞分裂的作用。研究发现Bcl2作为一种抗凋亡基因能专一性抑制许多刺激导致的细胞凋亡,作用机理可能与抑制野生型P53蛋白活性、抑制C myc诱导的凋亡、与bax蛋白形成异聚体抑制其活性有关。在人前列腺癌、结肠癌等肿瘤中发现有Bcl2蛋白过表达,并发现过表达Bcl2的腺癌对化疗药物阿糖胞苷等有抗药性[4],Bcl2基因家族中的Bcl XL也能与Bax蛋白形成复合物,抑制其诱导凋亡的活性。在白血病高度耐药株P388 中发现,Bcl XL水平显著增高,并与肿瘤细胞耐药性相关[5]。2DNA损伤修复能力异常许多化疗药物如氮芥、顺铂等通过损伤DNA如使DNA链间交联达到杀伤肿瘤目的,当肿瘤细胞修复DNA损伤的能力增强,则使肿瘤对化疗药物产生抗性。近来发现另一类化疗药物,能选择性抑制拓扑酶使DNA链断裂,不同的抑制物能与拓扑酶以共价复合物形式稳定在DNA不同位点,通常是DNA核基质附着区和c myc基因活化转录区,使DNA链断裂导致细胞死亡。当肿瘤细胞拓扑酶发生改变如拓扑酶Ⅱ转录水平和活性降低或者肿瘤细胞拓扑酶Ⅰ突变,使肿瘤细胞对化疗药物拓扑酶抑制物产生耐药性[6] 。另一方面,研究发现O 甲基鸟嘌呤 DNA甲基转移酶MGMT能清除O 6 乙基鸟嘌呤并与N1O6 乙醇鸟嘌呤反应形成一种不可逆的复合物,从而抑制了N 3C N 1G链间交合物的形成,缺少MGMT的肿瘤细胞株对化疗物苄氯亚硝基脲CENUs高度敏感,而转染人MGMT进入缺乏此酶的细胞株后发现链间交联形成减少并对CENUs产生抗性。在脑肿瘤中,低水平MGMT的表达与卡氮芥碱基治疗效果转好有关[7,8] 。体外发现DNA错配修复与识别错配位点的蛋白hMSH2(人Muts同源物2)、GTBP(G T结合蛋白二异聚体)和结合此异二聚体的hMLH1蛋白(人Mutl同源物)有关。hMSH2或hMLH 1缺失导致肿瘤的发生及对顺铂产生低水平耐受[9] 。另外损伤识别蛋白DPR s与铂抗性有关,DPRs是一类含迁移基因HMG的蛋白,选择性地与顺铂 GG和 AG链间双聚物结合后,丧失其转录因子的正常功能,从而影响特异基因的转录使肿瘤细胞产生铂抗性。酵母菌编码HMG蛋白的IXR1基因活性缺失,可对顺铂产生两倍抗性[10] 。紫外线损伤识别蛋白UVDRP与紫外线诱导的6,4 光合物高度特异性结合,这种DPR蛋白在顺铂耐性肿瘤细胞株中表达活性增加[11]。近年来有文献报道DNA聚合酶α、β在苯丙氨酸、氮芥和铂耐性细胞株中表达大大增高。体内用顺铂治疗后,肿瘤细胞的DNA聚合酶α、β和DNA连接酶活性大大增加[12],使肿瘤细胞在有DNA链损伤的情况下仍能进行复制,在细胞G2期清除链间交联、DNA链间双聚体,并抑制P53诱导的凋亡,从而产生铂耐性。在对铂化疗无反应的恶性卵巢癌患者的肿瘤组织中发现与核酸有关的切除修复基因P33 和P31 基因表达远高于铂化疗有效的患者。在白血病患者的研究中发现P33 过表达与其对氮芥的耐药性有关[13] 。因此DNA修复有关的酶活性增高是肿瘤对化疗药物产生抗性一个重要原因,筛选与DNA修复有关的选择性抑制剂能增加化疗效果。 3多药耐药有关基因表达异常 肿瘤细胞对多种化疗药物产生交叉抗药性的造成肿瘤化疗失败的一个重要原因。研究发现这种耐药方式即在人肿瘤中和培养的肿瘤细胞株中出现多药耐药的产生机制与多种因素如多药耐药基因、谷胱甘肽转移酶、蛋白激酶C等有关。多药耐药基因MDR定位于第7号染色体,这个基因蛋白编码区由27个外显子组成,其编码的170KD的P糖蛋白,属于腺苷三磷酸结合蛋白超家族成员。P 糖蛋白在耐药细胞膜上过度表达,可将细胞内的化疗药物泵出胞外,细胞内化疗药物达不到有效杀伤剂量而致耐药性产生。非经典型多药耐药如人HL60抗阿霉素等抗性细胞株,其内质网膜上表达一种110KD蛋白,因从肺癌细胞中分离到该蛋白基因故命名为肺抗性蛋白LRP 56,cDNA序列同源性分析中发现这种蛋白属于胞质穹窿蛋白,这种胞内穹窿蛋白是一种与核胞浆运输有关的细胞器。因此,LRP 56的作用途径可能是:一方面通过降低药物的核质分布比率以降低药物的有效浓度,另一方面通过囊泡转运和胞吐机制将胞质内药物排出细胞外,降低药物的绝对浓度。许多人肿瘤细胞株和实体瘤中均有LRP 56蛋白表达,在人结肠直肠癌中LRP 56有高表达[14] ,血液系统肿瘤及实体瘤的LRP 56表达水平也与化疗敏感性有关。此外,在P糖蛋白表达阴性的胀瘤细胞株中发现多药耐药相关蛋白MRP,MRP编码mRNA78~82 kb,定位于染色体16 p131,MRP产物为190KD的膜结合糖蛋白,克隆及转化实验发现MRP基因能使肿瘤细胞对多种药物产生抗性[15]。体内外的实验证实,谷胱甘肽转移酶GST能催化谷胱甘肽与药物形成复合物而解毒,肿瘤细胞的GST活性增高从而产生耐药性。研究发现GST家族中GST π水平在人肿瘤组织如胃癌、结肠癌、肺癌表达增高,许多肿瘤细胞株对化疗药物苯丙氨酸芥、环磷酰胺的抗药性与GST π表达水平的增高。利用反义技术阻断肿瘤细胞GST π表达,可明显增强其对各种化疗药物的敏感性[16] 。另一种药物代谢机制与亲核物质如氮硫等和葡萄糖醛酸结合有关,这是由葡萄糖醛酸转移酶UDPGTS这一类大家族催化。在鼠白血病细胞株P338 就发现UDPGTS水平增高并灭活有代谢毒性的daunorubicinol,并对其产生抗药性[17]。蛋白激酶C是一种Ca2+ /磷脂依赖的同功酶,由单一多肽链组成,包含钙依赖性的巯基蛋白酶分解的两个不同部位和含有ATP及底物蛋白结合区域的亲水性催化部位/活性中心。在体外建立的耐药细胞株与相应的敏感株相比,蛋白激酶C活性明显增高。研究表明蛋白激酶Cα对肿瘤多药耐的形成起重要作用,但各种肿瘤组织的蛋白激酶C存在异质性。蛋白激酶C可能通过磷酸化耐药基因编码的膜蛋白调节其转运功能或通过核内的基因转录参与肿瘤的多药耐药形成。因此,有必要对蛋白激酶C在多药耐药发生、发展中的作用做进一步研究[18]。综上所述,肿瘤细胞对化疗药物产生抗性的机制是复杂的。针对肿瘤细胞原癌基因表达异常,人们利用基因治疗的方法将正常的基因导入细胞增加其对化疗敏感性,而许多化合物如钙离子通道阻滞剂具有逆转肿瘤细胞多药耐药的作用。因此临床化疗应联合不同作用机理的药物、不同的治疗方法才能达到良好的临床疗效。欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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