癌症是世界范围内严重危害人民健康的重大疾病之一,也是我国公共卫生事业中最突出的问题之一。目前我国癌症发病率和死亡率增长的形势严峻,在较大程度上影响到我国社会和经济的发展。目前人类对肿瘤的认识水平和常规诊疗手段尚不能有效地治疗恶性肿瘤。因此,阐明恶性肿瘤发生发展的关键机制,建立肿瘤预测、预警、早诊的方法和技术,以及特异的靶向治疗和个体化治疗措施,对于临床上有效治疗肿瘤、降低恶性肿瘤患者的死亡率、提高患者生存率和生活质量具有重要意义。
詹启敏 中国医学科学院肿瘤研究所研究员、北京协和医学院教授、博士生导师,教育部长江学者。现任中国医学科学院副院长、北京协和医学院副校长、分子肿瘤学国家重点实验室主任等,长期致力于肿瘤分子生物学研究,在细胞周期调控、基因组稳定性和细胞癌变机制研究中取得原创性和系统性成果。
癌症是世界范围内严重危害人民健康的重大疾病之一,也是我国公共卫生事业中最突出的问题之一。目前我国癌症发病率和死亡率增长的形势严峻,在较大程度上影响到我国社会和经济的发展。目前人类对肿瘤的认识水平和常规诊疗手段尚不能有效地治疗恶性肿瘤。因此,阐明恶性肿瘤发生发展的关键机制,建立肿瘤预测、预警、早诊的方法和技术,以及特异的靶向治疗和个体化治疗措施,对于临床上有效治疗肿瘤、降低恶性肿瘤患者的死亡率、提高患者生存率和生活质量具有重要意义。
了解细胞周期调控的意义
众所周知,恶性肿瘤最基本的特征是肿瘤细胞失控性增殖,而细胞失控性增殖的生物学基础是细胞周期调控紊乱。细胞周期调控是一个精细的生物学过程,需要多个基因和蛋白的参与,并涉及复杂的信息网络系统。因此,了解细胞周期可以:从基础理论和实验方法上了解肿瘤发生和发展的本质,阐释癌症发病机理;为癌症的早期诊断提供分子标志;能为设计特异性抑制肿瘤细胞生长的药物和发展个体化的临床治疗方案提供理论基础;为选择特异性药物靶点,优化治疗措施提供科学基础。
细胞周期调控内在机制
真核细胞的增殖分裂,是一个精确复杂的调控过程。细胞内存在的精密调节机制可以确保分裂后的子代细胞获得与亲代完全一致的遗传信息。细胞增殖过程由细胞周期执行,细胞周期的每个循环,需要S期的DNA精确复制和有丝分裂期的染色体正确分离。
细胞周期的有序进程,在细胞内在机制的保障下得以顺利完成。这些内在机制保证了细胞内众多复杂事件一环紧扣一环的有序进行,并确保后一个事件在前一个事件准确无误的完成之后才得以启动。细胞周期进程由多种不同的细胞周期素(cy⁃clins)和周期素依赖性激酶(Cyclins Depen⁃dent Kinase,CDK)所形成的复合物驱动。 CDK/cyclins复合物的激酶活性在多个层次上受到调节,这种多层次的调节机制,精确地调控细胞周期的每一个时相。
细胞周期调控有两大机制:一是细胞周期驱动机制;二是细胞周期监控机制。驱动机制负责细胞的生长和增殖,主要由周期素、周期素依赖性激酶和各种癌蛋白组成。
监控机制负责在细胞遭受损伤或接受生长阻滞信号时,使细胞周期停滞从而提供足够时间进行修复,并启动细胞的修复机制,以确保DNA复制和有丝分裂保质保量地完成。细胞周期监控机制主要由抑制性蛋白分子(CDKI)和抑癌基因组成。驱动机制和监控机制的功能均由信号网络传递系统实现。每一个时相点上的监控机制被称为细胞周期检测点,其主要功能就是确保细胞周期的每一个步骤准确无误地完成后再进入下一个时相。
每个细胞周期检测点一般由监测系统、信号传递系统、停滞机制、修复机制和凋亡机制等组成。细胞一旦发生DNA 损伤、复制错误或其他类型的失误,监测系统 的蛋白分子很快将损伤、错误或失误转化成信号,由信号传导通路传递给生长停滞机制,使细胞进程停顿,进而启动修复机制。如果损伤得到完全修复,细胞周期可进入下一个时相,但若损伤修复失败,将启动细胞凋亡机制,避免损伤错误带入子代细胞,从而维持了细胞基因组的稳定性,因此,细胞周期检测点是维护基因组完整性的重要机制。
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