癌细胞生理特征的变化

癌细胞生理特征的变化

关键词：细胞真核细胞北京标准物质网

1. 生长失控

肿瘤细胞一个最重要的特点就是没有限制的细胞分裂， 细胞生长失控、不受

正常生长调控系统的控制、能持续的分裂与增殖。

肿瘤细胞对于停止生长的信号没有反应， 在正常状态下，正常的细胞的分裂 是

受到限制的，当它们与邻近细胞接触时便停止分裂， 这叫接触抑制，体外培养 的正常

细胞在适当的条件下会贴壁生长， 当长满整个瓶底时停止生长，保持单层 的细胞，这

是因为这些正常细胞能对环境中的抑制信号产生反应， 由于细胞的接 触，产生了停

止分裂的信号。而肿瘤细胞表现出不依赖密度和接触的生长， 在同 样的条件下培养

肿瘤细胞，细胞能不断分裂，即使堆积成群，仍然可以生长。

正常真核细胞，除成熟血细胞外，大多须黏附于特定的细胞外基质上才能抑 制

凋亡而存活，称为锚定依赖性an chorage deperide nee)。肿瘤细胞失去锚定 依赖

(

性，可以在琼脂、甲基纤维素等支撑物上生长。

2. 癌细胞的脱分化dedifferentiation)

(

停止细胞分裂的另外一种机制是分化，这是在前体细胞获得最终的功能而发 生的，

一般分化的细胞的分裂潜力很低，而肿瘤细胞表现出不同程度的脱分化特 性•并保持

分裂能力。已知肿瘤细胞中表达的胎儿同工酶达 20余种。如胎儿甲

特征。

3. 细胞不再死亡

正常情况下，组织通过细胞分裂和细胞死亡达到一个平衡状态， 有监控机制

来识别分裂异常的细胞，从而防止肿瘤的形成。正常细胞染色体的不正常变化， 会

启动细胞凋亡过程，但是癌细胞中，细胞凋亡相关的信号通路产生障碍，能躲 过监

控系统，从而避免程序性死亡，并不断分裂导致肿瘤的产生。 也就是说癌细 胞具有

不死性。

4. 血管生成

胎蛋白AFP是胎儿所特有的，但在肝癌细胞中表达，因此可做肝癌早期诊断的标 志

所有生活的组织都需要充足的氧气和各种营养成分供应， 这是通过血液的微 循

环系统提供的．毛细血管提供给邻近细胞养分和氧。

肿瘤细胞要大量增殖， 也需要大量的养分和氧， 为了保证充分的营养， 肿瘤

组织中会诱导产生新的血管， 该过程叫血管生成 (angiogenesis) ，肿瘤细胞或邻 近

细胞制造生长因子促进血管细胞分裂产生新的毛细血管， 这是肿瘤生长和转移 的先

决条件。

肿瘤血管生成与肿瘤的生长转移密切相关， 肿瘤的生长可以分为无血管期和 血

管期，在无血管期的肿瘤处于休眠状态． 这时由于肿瘤主要依赖周围组织的弥 散来

获得营养物质和排泄代谢产物， 所以明显限制了肿瘤的持续生长， 肿瘤直径 不超

过1〜2mm—般只能生长到大约10个细胞。血管期肿瘤内出现新生毛细血 管并获得

6

进一步生长的能力，肿瘤从而迅速生长并发生转移。

对死于外伤的尸体进行解剖， 发现大约 39％的 40〜 50 岁的妇女抗金兵 有小的乳腺

肿瘤，而大约 46％的60〜70岁的男子有小的前列腺肿瘤． 令人吃惊的，高达98％

的 50〜 70 岁的人有小的甲状腺肿瘤，但是，在做笔记的方法 人群中甲状腺瘤的发病率一般在

10％，乳腺癌和前列腺癌的发病率大约 1 ％，因此血管生成是休眠肿瘤发展成癌 症

的限制条件。

5．浸润 (invasion) 与转移 (metastasis)

在大多数情况下， 肿瘤细胞对机体几乎没有影响， 因为它们局限在原位、 体

积小，仅在原发灶生长的肿瘤是良性肿瘤。 当肿瘤细胞获得转移能力后会变得很 严

重- 这时就称为恶性肿瘤或者叫癌。肿瘤转移是恶性肿瘤最显著的生物学特性 之一，

是临床肿瘤病人的主要死因。

肿瘤转移 (tumor metastasis) 是指癌细胞通过血液循环或淋巴系统从原发 灶

(primary tumor)迁移到别的位置上的过程，并在机体内远离原发部位的器官 ／组织分

裂形成次级肿瘤 (condary tumor) 或称为转移瘤 (metastatic tumor) 。 转移的肿瘤

细胞一般会保持它起源地的一些特征， 如乳腺癌转移到肝脏后仍然是 乳腺癌而不是

肝癌。 转移的肿瘤经常会干扰相关器官的功能， 导致病态甚至死亡， 转移是肿瘤

导致死亡的主要原因。 恶性肿瘤中， 只有少数肿瘤不发生或很少发生 转移，如皮

肤的基底细胞癌、脑的恶性胶质细胞瘤。

肿瘤演进 (progr水污染源 ession) 是经常遇到的一个概念，它是指从良性肿瘤转变成 恶性

肿瘤所必须发生的一系列事件的综合．至少包括：失控性生长，血管化，耐 药性，

浸润，转移等。浸润和转移是肿瘤演进的最后阶段。

肿瘤转移是一个复杂的多步骤连续过程， 其中至少包含以下步骤：首先细胞 黏

着和连接相关的成分如ECM CAM发生变异或缺失，相关信号通路受阻•细 胞失

（

去与细胞间和细胞外基质问的连接， 易于从肿瘤上脱落，原发部位肿瘤细胞 脱离原

发瘤，侵袭穿越基底膜并向周围间质浸润性生长。一旦细胞跨过基底层， 就可以通

过两种方式扩散到全身， 一是血液循环，二是淋巴系统。第二步穿越局 部毛细血管

/淋巴管壁进入管腔，与血小板聚集或形成小瘤栓。第三步随血液/ 淋巴液运输到达

靶器官毛细血管床，与该部位的血管/淋巴管内皮细胞发生黏 附，穿越管壁和基底膜

进入周围间质， 一旦遇到合适的地方，这些细胞可以重新 进入组织，并生长繁殖形

成新的肿瘤图14 一 1）。

（

肿瘤细胞的浸润是指肿瘤细胞脱离原发瘤， 侵袭穿越基底膜并向周围间质浸 润

性生长.但尚未进入局部毛细血管/淋巴管的阶段， 和转移是相互联系的病理 过程。

浸润是转移的前提，但不一定发生转移；而转移必定包括浸润过程。

血管生成与肿瘤转移密切相关，没有血液供应，肿瘤就不会转移，每天大约 有

100万的肿瘤细胞需要毛细血管，但并不是所有肿瘤中的细胞都能形成血管， 不能生

成血管的肿瘤细胞在新的地方只是形成休眠的肿瘤，而能生成血管的肿瘤 细胞在新

的位置上迅速形成新的肿瘤。

6．上皮一间质细胞转化

上皮一间质细胞转化(epithelial menchymaltransition , EMT)是具有

极性的上皮细胞转化为具有移行能力的问质细胞并获得侵袭和迁移能力的过程， 是

赋予细胞运动能力的一个重要机制。这两种细胞在形态学和功能上都有区别。 上皮

细胞是一类固着细胞， 它们之间紧密相连从而形成黏着层； 而间质细胞缺乏 细胞

间的连接，它们可以以单个细胞形式在细胞外基质自由移动。 EMT从发生方

式上分为三个类型： 第一个类型是在原肠胚和早期神经细胞形成过程中， 原始上

皮细胞转化发育为神经细胞的能移动的基质细胞； 第二个类型是上皮细胞或内皮 细

胞转化成为固着的成纤维细胞， 参与炎症反应； 第三个类型是最初的肿瘤组织 中

的上皮细胞转化为能够转移的肿瘤细胞， 进而进入血液。 随着血流迁移mpv推荐 到远端 组

织，形成次级肿瘤。越来越多的研究发现，在很多转移性癌症中，都有观察到 EMT

的发生；

7．可移植性

正常细胞移植到宿主体内后． 由于免疫反应而被排斥， 多不易存活。 但是肿

瘤细胞具有可移植性．如人的肿瘤细胞可移植到鼠类体内，形成移植瘤。

8．能量代谢异常

癌细胞重塑了细胞的能量代谢， 即使在氧供应充分的条件下也主要通过糖酵 解

途径获取能量，被称为“有氧糖酵解”。癌细胞必须补偿极低的ATP产生效率 ( 与

有氧呼吸相比 )，因此大量吸收和利用葡萄糖， 对糖酵解的依赖随着肿瘤低氧 的条

件而加强。其原因可能是糖酵解中间产物的多样性有助于各种代谢途径和大 分子合

成，保证癌细胞的快速繁殖。

9．避免被免疫系统消灭

肿瘤细胞具有免疫抵抗性和逃避免疫监控的特点， 一个原因是肿瘤病人个体 的

免疫力低下， 另一方面转正述职报告 是肿瘤与个体的免疫系统相互作用， 导致肿瘤细胞逃脱 免

疫监控，如癌细胞分泌TGF— B或其他免疫抑制因子来麻痹 CTLs和NK细胞。

10．肿瘤干细胞

传统观念认为， 肿瘤是由体细胞突变而成． 每个肿瘤细胞都可以无限制地生

长。但这无法解释肿瘤细胞似乎具有无限的生命力， 以及肿瘤组织中并非所有肿 瘤

细胞都能无限制生长的现象。 近年来越来越多的证据表明肿瘤中少部分细胞维 持着

肿瘤的体积，具有自我更新、增殖和分化的潜能，虽然数量少，却在肿大提琴调音 瘤的 发生、

发展、复发和转移中起着重要作用，这部无花果汁液的作用 分的细胞类似于干细胞的作用，

具有自我更新能力并能产生异质性肿瘤细胞，被称为肿瘤干细胞 (tumor stem

cell , cancer stemcell)( 图14-2)。目前认为肿瘤干细胞有两种来源：一种是 从正常

干细胞基因突变而来；另一种是分化的快速增殖的细胞基因突变后脱分 化，重新获

得干细胞的特征，变成肿瘤干细胞。肿瘤中肿瘤细胞生长、转移和复 发的特点与干

细胞的基本特性十分相似。

屮间增殖细遂 工常干闕胞

癸变或表腿也梓改变

耶致重祈获得

f Mtm

肿瘤干细胞的发现为我们重新认识肿瘤的起源和本质，以及临床肿瘤治疗提 供

了新的线索。