一個(gè)正常的細(xì)胞如何變?yōu)橐粋€(gè)癌細(xì)胞呢?癌癥的本質(zhì)？

癌癥源于體細(xì)胞突變。基因發(fā)生突變的體細(xì)胞，在與正常體細(xì)胞生存競(jìng)爭的過程中，不斷進(jìn)化。最終變成永生不死的癌細(xì)胞。癌細(xì)胞無限制的增殖，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。癌變的原因原癌基因突變抑癌基因突變癌細(xì)胞物理致癌因子化學(xué)致癌因子病毒致癌因子正常細(xì)胞作用

腫瘤的發(fā)生是基因突變逐漸累積的結(jié)果

eg:已知的癌癥危險(xiǎn)因素吸煙——肺癌、膀胱癌、食道癌、胰腺癌、肝癌、口腔癌、鼻腔癌還有很多其他癌癥都與煙草的使用有關(guān)，據(jù)估計(jì)90%的男性肺癌死亡的原因可以歸為吸煙。煙草所產(chǎn)生的煙霧是復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)混合體。當(dāng)這些物質(zhì)被吸入肺部，它們可以在局部或遠(yuǎn)程引發(fā)DNA損傷并改變細(xì)胞生長和增殖狀態(tài)。已知的癌癥危險(xiǎn)因素飲食——僅次于煙草的關(guān)鍵致癌危險(xiǎn)因素，這些因素包括攝入的飲食類化學(xué)成分以及總體上能量的消耗。14%~20%的癌癥死亡率與超重和肥胖率有關(guān)；紅肉已經(jīng)證實(shí)與腸癌有關(guān)，可能由于防腐處理以及熱處理的肉里含有亞硝胺(nitosamine)和雜環(huán)胺(heterocyclicamine)等致癌物。職業(yè)——許多致癌物被鑒定是以人類觸及因工業(yè)化而導(dǎo)致的癌癥為代價(jià)的致癌物的類型物理致癌物生化致癌物化學(xué)致癌物—必須通過代謝激活為親電性的中間物，與蛋白質(zhì)、RNA或DNA形成共價(jià)加合物（化學(xué)致癌性的親電性理論）其與DNA結(jié)合而改變其完整性，導(dǎo)致突變。物理致癌物紫外線（主要是波長在100~400nm）有足夠的能量引起光化學(xué)損傷，導(dǎo)致皮膚癌的形成。離子輻射——離子輻射的能量很高，足以從與其碰撞的原子或者分子上移除一個(gè)電子。在UV輻射中，DNA是主要的靶標(biāo)，DNA經(jīng)過UV輻射后會(huì)形成嘧啶二聚體。當(dāng)這些損傷沒修復(fù)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生DNA突變。標(biāo)志性的損害時(shí)CT或者CCGG。陽光輻射照成的基因突變有a.p53(如鱗狀細(xì)胞癌，squamouscellcarcinama,SCC；基底細(xì)胞癌，basalcellcarcinoma,BCC)b.p16(如黑色素瘤)c.PTCH(如BCC，也可能導(dǎo)致SCC)經(jīng)過UV輻射，皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞中很多信號(hào)通路會(huì)改變，如生長停滯和DNA損傷應(yīng)答基因(如p53，GADD45，錯(cuò)配修復(fù)基因)、凋亡信號(hào)分子(如bcl-2)和促細(xì)胞分裂信號(hào)(如Ras)生物致癌物傳染因子是僅次于煙草的潛在致癌物，15%~30%的癌癥與它相關(guān)。傳染因子引起癌癥的機(jī)制有三大類：a.通過感染源引起持久的感染伴隨慢性炎癥，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞在感染的位點(diǎn)形成活性的氧化和氮化物，這些活性分子能夠損傷DNA、蛋白質(zhì)和膜，導(dǎo)致腫瘤的形成。b.感染因子通過激活細(xì)胞的癌基因通道或者使一個(gè)抑癌基因失活，直接參與細(xì)胞的癌變。c.與人類免疫缺陷病毒（humanimmunodeficiencyvirus,HIV）相關(guān),感染可能導(dǎo)致免疫抑制，宿主免疫系統(tǒng)識(shí)別感染或癌變細(xì)胞的能力降低。生物致癌物化學(xué)致癌物有機(jī)致癌物苯（Benzene）多環(huán)芳烴（polycyclicaromatichydrocarbon,PAH）:PAH可以被轉(zhuǎn)變?yōu)楸江h(huán)“灣區(qū)”的二醇環(huán)氧物（diolepoxide）,這些環(huán)氧物可以與DNA形成共價(jià)的化合物。黃曲霉素B1（aflatoxinB1,AFB1）:最強(qiáng)的肝癌致癌物。無機(jī)致癌物鎘：能在體內(nèi)積累，可能通過表觀遺傳的機(jī)制激活原癌基因，破壞細(xì)胞的正常過程。砷：接觸會(huì)產(chǎn)生活性自由基，導(dǎo)致DNA及蛋白質(zhì)的損傷。激素己烯雌酚（diethyl-stilbestrol,DES）小鼠皮膚致癌的多步驟模型原癌基因和抑癌基因及相關(guān)的癌癥HPV誘發(fā)宮頸癌（cervicalcancer）的過程HPV感染建立在鱗狀上皮細(xì)胞損傷，表皮防護(hù)缺失的基礎(chǔ)上，而同時(shí)HPV感染又阻礙了鱗狀上皮細(xì)胞的修復(fù)，引起惡性循環(huán)

高危型HPV持續(xù)感染可引起宮頸上皮內(nèi)瘤變CIN（cervicalintraepithelialneoplasia）和宮頸鱗癌。HPV感染經(jīng)過漫長的過程發(fā)展為宮頸癌宮頸不典型增生→原位癌→早期浸潤癌→宮頸癌)HPV誘發(fā)宮頸癌的分子機(jī)制

HPV（HumanPapillomavirus,HPV）人類乳頭瘤病毒，是一種屬于乳多空病毒科的乳頭瘤空泡病毒A屬，是球形DNA病毒，能引起人體皮膚黏膜的鱗狀上皮增殖。目前已分離出130多種，該病毒只侵犯人類，對(duì)其它動(dòng)物無致病性。高危的HPV-16病毒HPV16基因組可分為三個(gè)不同區(qū)域：a.早期區(qū)域，編碼參與病毒DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和細(xì)胞轉(zhuǎn)化的蛋白（分別編碼為E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8等8個(gè)早期蛋白）b.晚期區(qū)域，編碼病毒大（L1）和?。↙2）衣殼蛋白c.長控制區(qū)域，又稱上游調(diào)節(jié)區(qū)域（upstreamregulatoryregion,URR）,不包括任何OPF，有順式調(diào)節(jié)元件，包括起始子和重要的轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子HPV16基因及其蛋白作用基因堿基數(shù)堿基序列基因表達(dá)產(chǎn)物的作用E1954bp859～2813控制病毒DNA的復(fù)制E21127bp2725～3852負(fù)調(diào)節(jié)E6、E7，負(fù)責(zé)細(xì)胞周期和凋亡的調(diào)控E4287bp3332～3619捆綁于細(xì)胞角蛋白，破壞并結(jié)合細(xì)胞角蛋白網(wǎng)E5236bp3863～4099活化生長因子受體E6494bp65～559捆綁于p53蛋白，抑制p53而阻斷細(xì)胞凋亡E7314bp544～858捆綁于Rb蛋白，抑制pRB而使細(xì)胞周期失控L11628bp5526～7154構(gòu)成較大病毒殼體L21523bp4133～5656構(gòu)成較小病毒殼體URR813bp7155～7904/0～64內(nèi)含啟動(dòng)子，構(gòu)成反饋調(diào)節(jié)環(huán)HPV誘發(fā)宮頸癌的分子機(jī)制E6和E7的主要細(xì)胞靶點(diǎn)分別是腫瘤抑制蛋白p53和pRB。高危型HPV游離基因通過非同源重組整合至宿主DNA后，主要的改變是原癌基因E6和E7的高水平穩(wěn)定表達(dá)分別導(dǎo)致抑癌基因p53和Rb失活

小DNA腫瘤病毒（如多瘤病毒，腺病毒，癌癥相關(guān)的HPV病毒）有一個(gè)普遍的機(jī)制：編碼的致癌蛋白能夠和關(guān)鍵的細(xì)胞調(diào)節(jié)蛋白相互作用。病毒癌蛋白的主要癌變活性，各自與pRB形成復(fù)合物，并將相應(yīng)的“口袋蛋白”失活，激活轉(zhuǎn)錄因子E2F家族控制的基因，導(dǎo)致細(xì)胞增殖。HPV誘發(fā)宮頸癌的分子機(jī)制E6與p53的相互作用是非直接的，受一個(gè)細(xì)胞蛋白—E6-相關(guān)蛋白（E6-associatedprotein,E6AP）的調(diào)節(jié)，E6AP是一種泛素蛋白連接酶，當(dāng)存在E6時(shí)，其直接參與p53泛素化，多泛素化的p53被識(shí)別后被26S蛋白酶體降解，破壞了p53轉(zhuǎn)錄激活和抑制特性，干擾野生型p53在DNA損傷應(yīng)答中調(diào)節(jié)細(xì)胞周期阻滯的能力。HPV誘發(fā)宮頸癌的分子機(jī)制分化的上皮細(xì)胞早已退出細(xì)胞周期E7與pRB結(jié)合，釋放轉(zhuǎn)錄因子E2F家族，刺激細(xì)胞增殖并驅(qū)使細(xì)胞進(jìn)入S期，重新激活細(xì)胞周期的DNA復(fù)制。E7與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK）的抑制因子相互作用E7蛋白在正常的人類細(xì)胞中引起基因組的不穩(wěn)定性，誘導(dǎo)G1/S和有絲分裂細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)缺陷，導(dǎo)致錯(cuò)誤分離和非整倍體。HPV誘發(fā)宮頸癌的分子機(jī)制分化的角質(zhì)細(xì)胞是HPV感染的正常宿主分化的角質(zhì)層細(xì)胞早已退出細(xì)胞周期G1期是唯一可以接受外界傳入的細(xì)胞增殖和抑制增殖信號(hào)的周期HPV誘發(fā)宮頸癌的分子機(jī)制HPV16病毒E6和E7基因片段是HPV16轉(zhuǎn)化正常細(xì)胞的關(guān)鍵早期基因。E2基因存在于HPV病毒基因上，其表達(dá)的蛋白E2蛋白是一種特殊的DNA結(jié)合蛋白，它抑制病毒感染細(xì)胞從而抑制病毒周期，進(jìn)一步抑制了病毒DNA的復(fù)制，促進(jìn)了基因維護(hù)，使病毒轉(zhuǎn)錄降低。正常情況下，E2蛋白起到抑制HPV16的啟動(dòng)子的作用，減少了病毒基因E6或E7的轉(zhuǎn)錄，從而下調(diào)E6或E7的表達(dá)，促進(jìn)了正常細(xì)胞的衰老死亡。病毒基因整合的一個(gè)重要作用就是解除病毒E6、E7的表達(dá)控制。當(dāng)E2基因斷裂時(shí)，病毒蛋白E2表達(dá)下降，喪失了對(duì)E6，E7基因的抑制，病毒基因E6、E7過表達(dá)，E6，E7蛋白產(chǎn)生過多，刺激細(xì)胞，使其復(fù)制，隨著復(fù)制的逐漸增多，宮頸病變持續(xù)加重，最終惡變。因此常將E2開放閱讀框架的斷裂作為HPV病毒整合到宮頸癌宿主細(xì)胞的重要標(biāo)志。共表達(dá)E6和E7就足以使原代人類細(xì)胞永生，最顯著的是使原代人類角質(zhì)化細(xì)胞永生，其為HPV病毒正常的宿主。與HPV-16和HPV-18中E6/E7蛋白具有使細(xì)胞永生的特性相反，低風(fēng)險(xiǎn)的病毒里E6/E7蛋白沒有活性或活性很低。NucleotideDeficiencyPromotesGenomicInstabilityinEarlyStagesofCancerDevelopmentSUMMARYChromosomalinstabilityinearlycancerstagesiscausedbystressonDNAreplication.WestudiedthereplicationdynamicsincellsinwhicharegulatorofSphaseentryandcellproliferation,theRb-E2Fpathway,isaberrantlyactivated.AberrantactivationofthispathwaybyHPV-16E6/E7orcyclinEoncogenessignificantlydecreasedthecellularnucleotidelevelsinthenewlytransformedcells.ExogenouslysuppliednucleosidesrescuedthereplicationstressandDNAdamageanddramaticallydecreasedoncogeneinducedtransformation.Increasedtranscriptionofnucleotidebiosynthesisgenes,mediatedbyexpressingthetranscriptionfactorc-myc,increasedthenucleotidepoolandalsorescuedthereplication-inducedDNAdamage.Ourresultssuggestamodelforearlyoncogenesisinwhichuncoordinatedactivationoffactorsregulatingcellproliferationleadstoinsufficientnucleotidesthatfailtosupportnormalreplicationandgenomestability。NucleotideDeficiencyPromotesGenomicInstabilityinEarlyStagesofCancerDevelopmentDSBschromosomalinstabilityWithaninsufficentpoolofnucleotideaberrantlyHPV-16E6/E7CyclinEactiveCellproliferation

enforceRb-E2Fpathwaycausea.Retinoblastoma(Rb)E2Fpathway(Rb-E2F)isanimportantregulatorofcellproliferation.Rbisthekeyplayerincell-cycleregulation,restrictingcellproliferationbydirectinhibitionoftheE2Ffamilyoftranscriptionfactor.b.HPV16E7bindsanddegradesRb.c.CyclinEregulatesSphaseentrybyRbphosphorylationandinactivation,facilitatingE2Frelease.additionalmutationsabrogatingtheDNAdamageresponsearerequiredtoovercometheapoptosis/senescencebarrierNucleotideDeficiencyPromotesGenomicInstabilityinEarlyStagesofCancerDevelopment

primarykeratinocytesderivedfromadultskinbiopsies,whichhaveaverypoorproliferationcapacityexvivo.ThecellswereinfectedwithaLXSN-basedretroviralvector,whichdidnotaffectcellproliferationorDNAreplication.KeratinocytesfromthesamedonorwereinfectedwiththeLXSNvectorcontainingtheHPV-16E6andE7viralgenes.theE6/E7-expressingcellscontinuedtoproliferateatleast100days,indicatingtheirsuccessfulimmortalization.TheseresultsshowthatE6/E7geneswereexpressedandenforcedcontinuousproliferationoftheinfectedkeratinocytes.InordertoinvestigateearlyeventsinducedbyE6/E7expression,theexperimentswereperformedinnewlytransformedcells2–6weeksfollowingE6/E7infectionandbeforeanaphasebridgesandmicronucleiarevisible.HPV-16E6/E7ExpressionGeneratesStress

ontheCellularDNAReplicationAltogether,thereplicationdynamicresultsshowthat,innewlytransformedE6/E7-expressingcells,thehostcellDNAreplicationisdramaticallyperturbed.ALow-NucleotidePoolinCellsExpressingHPV-16E6/E7LeadstoReplicationStressandGenomeInstabilitywestudiedtheeffectofE6/E7onthenucleotidepoolusingthehigh-performanceliquidchromatography(HPLC)method.Ourresultsshowa2-to5-folddecreaseinthelevelofthefourdNTPsfollowingE6/E7expressionfor2–4weeksTheseresultssuggestthatthereplicationperturbationandgenomicinstabilityfoundintheE6/E7-expressingcellsresultfromaninsufficientnucleotidepoolrequiredtosupportextensiveproliferation.ALow-NucleotidePoolinCellsExpressingHPV-16E6/E7LeadstoReplicationStressandGenomeInstabilityForthis,primarykeratinocytesandkeratinocytesexpressi