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血 管 与 肿 瘤 转 移
早 期 肿 瘤<br />
肿 瘤 转 移<br />
肿 瘤 增 大 并 且<br />
生 成 血 管 和 淋 巴 管<br />
淋 巴 管<br />
肿 瘤 细 胞 挤 入 血 管<br />
和 淋 巴 管 中<br />
通 过 淋 巴<br />
通 过 血 液<br />
循 环 系 统 中 的<br />
肿 瘤 细 胞<br />
肿 瘤 细 胞<br />
早 期 转 移<br />
淋 巴 结 转 移 灶<br />
淋 巴 结<br />
肿 瘤 黏 附 于 血 管 壁 并 且 通 过 血 管 壁<br />
进 入 血 管 以 形 成 远 处 转 移<br />
肝 细 胞
血 管 新 生 和 血 管 生 成<br />
未 分 化 细 胞<br />
内 皮 细 胞<br />
血 管 生 成<br />
细 胞 分 裂<br />
细 胞 分 裂<br />
血 管 新 生<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology. Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.
肿 瘤 生 长 有 赖 于 新 生 血 管<br />
灌 注 营 养 液<br />
悬 于 眼 前 房 内 的 肿 瘤<br />
角 膜<br />
在 虹 膜 上 生 长<br />
的 肿 瘤<br />
虹 膜<br />
晶 状 体<br />
甲 状 腺<br />
注 射 的 肿 瘤 细 胞 生<br />
成 至 直 径 为 1~<br />
2mm 时 即 停 止 生 长<br />
肿<br />
瘤<br />
体<br />
积<br />
(mm 3 )<br />
在 虹 膜 上 生 长<br />
的 肿 瘤<br />
悬 于 眼 前 房<br />
内 的 肿 瘤<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology. Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.<br />
天 数
肿 瘤 新 生 血 管<br />
局 限 生 长 的<br />
小 肿 瘤<br />
肿 瘤 持 续 生 长 并<br />
发 生 扩 散<br />
血 管 新 生<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology. Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.
现 在 对 于 肿 瘤 细 胞 如 何 进 入 淋 巴 管 、 与 之 相<br />
互 作 用 并 且 在 其 中 运 输 的 机 制 知 之 甚 少 。<br />
起 关 键 作 用 的 是 在 肿 瘤 诱 导 的 淋 巴 管 新 生 中<br />
的 受 体 酪 氨 酸 激 酶 VEGFR-3 及 其 配 体 VEGF-<br />
C 和 VEGF-D。
肿 瘤 细 胞 产 生 刺 激 血 管 新 生 分 子<br />
肿 瘤 细 胞<br />
的 依 据<br />
由 微 孔 纤 维 包 围 的 小 室<br />
1. 将 含 肿 瘤 细 胞 的<br />
小 室 置 于 动 物 皮 下<br />
2. 小 室 外 血 管 生 长<br />
( 新 生 血 管 )<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology.<br />
Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.
最 近 Sleeman 等 人 发 现 了 VEGFR-3 的 一 种 新 的<br />
截 短 的 可 变 剪 切 体 。<br />
目 前 正 在 研 究 : 与 全 长 VEGFR-3 蛋 白 相 比 , 这<br />
个 新 分 子 的 信 号 转 导 特 征 和 功 能 。
VEGF 引 发 血 管 新 生 所 涉 及 的 主<br />
要 步 骤<br />
产 生 VEGF 的 肿 瘤 细 胞<br />
受 体<br />
内 皮 细 胞<br />
信 号 转 导 蛋 白<br />
核 内 基 因 激 活<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology.<br />
Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.<br />
细 胞 增 殖<br />
细 胞 迁 移<br />
分 泌 基 质 金 属 蛋 白 酶<br />
(MMPs)
通 过 抑 制 血 管 新 生 治 疗 肿 瘤<br />
肿<br />
瘤<br />
体<br />
积<br />
(mm 3 )<br />
天 数<br />
内 皮 抑 素 治 疗<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology. Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.
天 然 血 管 抑 制 剂 的 重 要 发 现<br />
• 血 管 内 皮 抑 制 素 , 一 种 天 然 多 肽 , 能 抑 制 血<br />
管 生 长 , 不 仅 使 小 鼠 肿 瘤 缩 小 , 而 且 能 使 其<br />
“ 休 眠 ”,, 即 使 在 停 药 肿 瘤 仍 无 生 长 。<br />
• 至 少 有 11 种 抗 血 管 新 生 的 药 物 正 在 进 行 临 床<br />
试 验 , 包 括 沙 立 度 胺 ( 又 称 “ 反 应 停 ”,, 曾 作 为<br />
止 吐 药 用 于 临 床 , 导 致 胎 儿 畸 形 的 声 名 狼 藉<br />
的 药 物 )。
在 肿 瘤 生 长 和 扩 散 过 程 中 血 管 生 长 抑 制<br />
正 常 小 鼠<br />
新 生 血 管 缺 陷 的<br />
突 变 小 鼠<br />
剂 的 作 用<br />
注 射 癌 细 胞<br />
注 射 癌 细 胞<br />
肿 瘤 生 长<br />
摘 除 原 发 肿 瘤<br />
肿 瘤<br />
很 小 或 无 肿 瘤<br />
血 管 抑 素<br />
几 乎 无 转 移 灶<br />
许 多 转 移 灶<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology. Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.
转 移 细 胞 的 特 点<br />
1、 、 缺 乏 接 触 抑 制<br />
2、 、 细 胞 骨 架 改 变<br />
3、 、 细 胞 外 基 质 (ECM(<br />
ECM) ) 改 变<br />
4、 、 分 泌 新 的 血 管 新 生 因 子<br />
5、 、 防 御 机 制<br />
6、 、 其 他 ?
转 移 :<br />
从 一 个 地 方 到 另 一 个 地 方 ; 转 变 ; 转 化 ; 岩 石<br />
同 质 异 形 改 变 ; 新 陈 代 谢 ; 复 数 ,<br />
metastases; 动 词 ,metastasise, -ize, 传 递 到<br />
机 体 的 另 一 部 位 ; 形 容 词 ,metastastic。
原 发 肿 瘤<br />
基 板<br />
转 移 过 程 所 涉 及 的<br />
步 骤<br />
细 胞 外 基 质<br />
血 管<br />
癌 细 胞 侵 犯<br />
周 围 组 织 和 血 管<br />
癌 细 胞 通 过 循 环 系<br />
统 输 送 到 远 处 部 位<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology.<br />
Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.<br />
癌 细 胞 再 侵 犯<br />
并 在 新 的 部 位 生 长
降 解 基 板 和 细 胞 外 基 质 所 涉 及 的<br />
蛋 白 酶<br />
纤 溶 酶 原 激 活 剂<br />
基 质 金 属 蛋 白 酶 前 体<br />
纤 溶 酶 原<br />
纤 溶 酶<br />
基 质 金 属 蛋 白 酶<br />
( 组 织 液 中 高 浓 度 存 在 )<br />
降 解 细 胞 外 基 质 和 基 板<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology. Copyright (c) 2006 Pearson<br />
Benjamin Cummings.
恶 性 黑 素 瘤 细 胞 的 选 择 性 显 示 转 移<br />
在 肺 内 形 成<br />
少 量 转 移 灶<br />
注 射 恶 性 黑 素<br />
瘤 细 胞<br />
能 力 增 强<br />
移 除 肺 内 转 移 灶 ,<br />
注 射 到 另 一 只 小 鼠 中<br />
移 除 肺 内 转 移 灶 ,<br />
注 射 到 另 一 只 小 鼠 中<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology.<br />
Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.<br />
重 复 移 除 肺 内 转 移 灶 和 注 射 到<br />
另 一 新 小 鼠 中 直 到 完 成 10 次 循<br />
环<br />
恶 性 黑 素 瘤 细 胞 在 肺 内<br />
形 成 大 量 转 移 灶
肺<br />
在 循 环 系 统 中 的 血 流<br />
模 式<br />
心<br />
脏<br />
肝<br />
胃 肠 道 ( 胃 、 结 肠<br />
等 )<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of<br />
Cancer Biology. Copyright (c) 2006<br />
Pearson Benjamin Cummings.<br />
大 多 数 的 机 体 组 织
对 癌 细 胞 转 移 能 力 的 免 疫 识 别 的<br />
效 应<br />
导 入 H-2K 基 因<br />
注 射 D122 细 胞 ( 仅 表 达 H-2D)<br />
注 射 A9 细 胞 ( 表 达 H-2D 和 H-2K)<br />
D122 细 胞<br />
注 射 细 胞<br />
转 移 灶<br />
原 发 肿 瘤<br />
大 量 转 移 灶<br />
几 乎 无 转 移 灶<br />
几 乎 无 转 移 灶<br />
几 乎 无 直 接 抗 肿 瘤 的 细 胞 毒 性 T 淋 巴 细 胞<br />
大 量 直 接 抗 肿 瘤 的 细 胞 毒 性 T 淋 巴 细 胞 大 量 直 接 抗 肿 瘤 的 细 胞 毒 性 T 淋 巴 细 胞<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology. Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.
肿 瘤 - 宿 主 相 互 作 用<br />
内 皮 细 胞<br />
提 供 血 液 供 应<br />
抗 体<br />
淋 巴 细 胞 攻 击<br />
免 疫 细 胞<br />
血 管 生 成 促 进 剂<br />
血 管 生 成 抑 制 剂<br />
肿 瘤 抗 原<br />
免 疫 抑 制 剂<br />
缺 乏 黏 附<br />
黏 附 分 子<br />
蛋 白 水 解 性 降 解<br />
其 他 正 常 细 胞<br />
生 长 刺 激 剂 和 抑 制 剂<br />
运 动 刺 激 剂 和 抑 制 剂<br />
移 动 的 屏 障<br />
细 胞 外 基 质 和 基 板<br />
From L. J. Kleinsmith, Principles of Cancer Biology. Copyright (c) 2006 Pearson Benjamin Cummings.
淋 巴 转 移<br />
基 底 膜<br />
输 出 淋 巴 管<br />
输 入 淋 巴 管<br />
淋 巴 结
血 道 转 移<br />
基 底 膜<br />
其 他 器 官<br />
淋 巴 结 转 移<br />
胸 导 管<br />
肺<br />
输 出 淋 巴 管<br />
肺 动 脉
基 质 顶 部<br />
基 质 : 纤 维 界 面<br />
癌 细 胞 转 移 模 型 : 通 过 人 工 基 质 迁 移 的 恶 性 黑 素 瘤 细 胞 X-Z 的 部 分
细 胞 互 相 黏 附 以 及 与 细 胞 外 基 质 黏<br />
附 的 分 子 类 型<br />
细 胞 - 细 胞 黏 附<br />
细 胞 外 黏 附 蛋 白<br />
细 胞 黏 附 分 子<br />
细 胞 骨 架 蛋 白<br />
质<br />
膜<br />
细 胞 - 基 质 黏<br />
附<br />
胶 原 纤 维<br />
粘 多 糖<br />
细 胞 表 面 蛋 白 聚 糖 核 蛋<br />
白<br />
基 质 蛋 白 聚 糖 核 蛋 白<br />
多 黏 附 蛋 白
细 胞 外 基 质 高 分 子 的 主 要 种 类<br />
• 粘 多 糖 (GAG(<br />
GAG) ) 类 的 多 糖 链 , 通 常 与 蛋 白 以 蛋<br />
白 聚 糖 的 形 式 交 联 。<br />
• 双 功 能 的 纤 维 蛋 白 有 结 构 型 和 黏 附 型 胶 原 和 弹 性<br />
蛋 白 ( 结 构 型 ) 纤 连 蛋 白 和 层 粘 蛋 白 ( 黏 附 型 )
细 胞 黏 附<br />
细 胞 表 面 分 子 通 过 三 种 机 制 调 节 细 胞 - 细 胞 黏 附<br />
嗜 同 性 结 合<br />
嗜 异 性 结 合<br />
通 过 细 胞 外 连 接 分 子 结 合
黏 附 分 子 的 主 要 家 族<br />
钙 粘 蛋 白<br />
E- 钙 粘 蛋 白 Ig- 超 家 族 细 胞 黏 附<br />
分 子<br />
粘 蛋 白 样 细 胞 黏 附 分 子 整 合 素<br />
醣 类<br />
钙 结 合 位 点<br />
凝 集 素 结 构 区 域<br />
Ig 结 构 域<br />
选 择 素<br />
纤 连 蛋 白<br />
III 型 纤 连 蛋 白 重 复 区 域<br />
嗜 同 性 相 互 作 用<br />
嗜 异 性 相 互 作 用
细 胞 - 细 胞 黏 附 有 关 的 细 胞 连 接 中 的<br />
圆 周 带<br />
黏 附 分 子<br />
角 蛋 白<br />
F- 肌 动 蛋 白<br />
接 头 蛋 白<br />
细 胞 质<br />
外 侧 面<br />
钙 粘 蛋 白<br />
细 胞 质<br />
黏 合 连 接<br />
桥 粒
细 胞 通 过 整 合 素 黏 附 于 细 胞 外 基<br />
质<br />
基 膜<br />
整 合 素 结 合 于 细 胞 外 基 质 蛋 白<br />
的 信 号 介 导 的 调 节<br />
弱 黏 附 和 滚 动<br />
( 选 择 素 依 赖 性 )<br />
强 黏 附 和 迁 移<br />
( 整 合 素 依 赖 性 )<br />
血<br />
管<br />
白 细 胞<br />
内 皮 细 胞<br />
细 胞 外 基 质 蛋 白<br />
组<br />
织<br />
细 胞 外 信 号<br />
活 化 的 整 合 素<br />
细 胞 活 化<br />
整 合 素 活 化<br />
基 质 结 合<br />
失 活 的 整 合 素<br />
信 号 受 体<br />
细 胞 外 信 号 转 导 事 件<br />
质<br />
膜
细 胞 外 基 质 : 与 细 胞 骨 架 相 连<br />
细 胞 骨 架 - 细 胞 外 基 质 相 互 作 用<br />
通 过 整 合 素 , 肌 动 蛋 白 - 纤 连 蛋 白 相<br />
互 作 用<br />
纤 连 蛋 白<br />
肌 动 蛋 白
纤 连 蛋 白 链 的 结 构<br />
纤 维 蛋 白 ,<br />
胶<br />
硫 酸 肝 素<br />
原<br />
整 合 素<br />
硫 酸 肝 素<br />
纤 维 蛋<br />
白<br />
重 复 的 氨 基 酸 序 列<br />
• 纤 连 蛋 白 有 单 一 基 因 编 码 , 此 基 因 接 近 50kb, 且 包 含 约 50 个 大 小 相 似 的 外 显 子<br />
• RNA 分 子 选 择 性 剪 切 有 利 于 产 生 不 同 类 型 的 纤 连 蛋 白<br />
• 细 胞 迁 移 、 发 育 、 创 伤 修 复 和 血 栓 形 成 有 关 的 大 分 子 糖 蛋 白<br />
• 由 接 近 羧 基 末 端 的 一 对 二 硫 键 连 接 的 两 个 大 亚 基 组 成 了 同 二 聚 体<br />
• 每 个 亚 基 折 叠 成 胶 原 、 细 胞 ( 整 合 素 )、 肝 素 、 纤 维 蛋 白 结 合 的 结 构 域<br />
• 纤 连 蛋 白 的 多 种 形 式<br />
• 可 溶 性 , 如 : 血 循 环 中 的 血 浆 纤 连 蛋 白<br />
• 不 溶 性 , 如 : 沉 积 在 细 胞 外 基 质 中 作 为 纤 维 的 纤 连 蛋 白
纤 连 蛋 白 是 细 胞 的 大 路<br />
紧 随 纤 连 蛋 白 “ 导 管 ” 的 纤 维 母 细 胞<br />
Fibroblasts following<br />
fibronectin "conduit"
纤 维 母 细 胞 留 下 “ 胶 原 轨 迹 ”<br />
Fibroblast<br />
纤 维 母 细 胞<br />
Collagen "trail"<br />
胶 原 “ 轨 迹 ”
胶 原 : 类 型 , 表 达 和 受 体<br />
胶 原<br />
锚 着 点<br />
蛋 白 聚 糖<br />
细 胞 表 面 受 体<br />
细 胞<br />
I<br />
纤 连 蛋 白<br />
软 骨 素 和 硫 酸 皮 肤 素<br />
整 合 素<br />
纤 维 母 细 胞<br />
II<br />
纤 连 蛋 白<br />
硫 酸 软 骨 素<br />
整 合 素<br />
软 骨 细 胞<br />
III<br />
纤 连 蛋 白<br />
硫 酸 肝 素 和 肝 素<br />
整 合 素<br />
静 止 的 肝 细 胞 , 上 皮 细<br />
胞 ; 纤 维 母 细 胞<br />
IV<br />
层 粘 蛋 白<br />
硫 酸 肝 素 和 肝 素<br />
层 粘 蛋 白 受 体<br />
所 有 上 皮 细 胞 , 内 皮 细<br />
胞 , 新 生 的 肝 细 胞<br />
V<br />
纤 连 蛋 白<br />
硫 酸 肝 素 和 肝 素<br />
整 合 素<br />
静 止 的 纤 维 母 细 胞<br />
VI<br />
纤 连 蛋 白<br />
硫 酸 肝 素<br />
整 合 素<br />
静 止 的 纤 维 母 细 胞
• 蛋 白 纤 维 : 胶 原<br />
• 纤 维 状 胶 原 (I,II,III,V 和 XI 型 )<br />
• 绳 样 , 三 股 螺 旋 分 子 聚 合 成 长 纤 维<br />
胶 原 纤 维 ( 丝 状 纤 维 )
纤 维 状 胶 原 结 构<br />
α 链<br />
三 聚 体<br />
胶 原 微 纤 维<br />
胶 原 分 子<br />
胶 原 纤 维
微 纤 维 相 关 的 胶 原 分 子<br />
IX 胶 原 分 子<br />
II 型 胶 原 微 纤 维<br />
微 纤 维 相 关 胶 原 分 子 (IX,XII 型 ) 影 响 胶 原 纤 维 彼 此 的 相 互 作 用
IV 型 胶 原 : 片 样 膜<br />
肌 肉<br />
基 膜<br />
连 接 组 织<br />
肌 肉 细 胞 质 膜<br />
肾 小 球<br />
内 腔 或 外 表 面<br />
上 皮 细 胞<br />
血 液<br />
内 皮 细 胞<br />
连 接 组 织<br />
基<br />
膜<br />
上 皮 细 胞<br />
基<br />
膜
胶 原 IV 层 形 成<br />
三 螺 旋 节 段<br />
N 末 端 结 构 域<br />
C 末 端 球 形 结 构 域<br />
IV 胶 原 单 体<br />
装 配<br />
侧 向 连 接<br />
IV 胶 原 层<br />
C 末 端 连 接
层 连 蛋 白<br />
• 层 连 蛋 白 是 一 种 巨 大 的 复 杂 的 细 胞 外 粘 附 分 子<br />
• 由 3 种 多 肽 链 组 成 (B1,B2,B3(<br />
B1,B2,B3)<br />
• 对 于 细 胞 粘 附 核 迁 移 非 常 重 要 是 特 异 性 整 合 素<br />
( 受 体 ) 的 配 体
层 连 蛋 白 的 结 构<br />
A 链 (400,000 MW)<br />
B2 链<br />
(205,000 MW)<br />
B1 链<br />
(215,000 MW)<br />
Binds<br />
与 IV 型<br />
to<br />
胶 原<br />
type<br />
结 合<br />
IV<br />
Collagen<br />
Binds 与 to 整 合 integrins<br />
素 结 合<br />
25 nm<br />
硫 酸 肝 素 结 合 区<br />
Heparin Sulfate Binding
基 膜 种 IV 胶 原 、 层 连 蛋 白 和 整 合 素 之 间<br />
的 空 间 关 系<br />
副 层 粘 蛋 白<br />
串 珠 素<br />
IV 型 胶 原<br />
层 连 蛋 白<br />
串 珠 素<br />
层 连 蛋 白<br />
副 层 粘 蛋 白<br />
质<br />
膜<br />
IV 型 胶 原<br />
整 合 素
基 膜 ( 基 底 膜 )<br />
基<br />
板<br />
毛 细 血 管 内 腔
基 板 ( 基 底 膜 )<br />
• 这 个 区 域 曾 被 称 为 基 底 膜 。<br />
• 然 而 , 它 并 不 是 一 层 膜 , 因 此 不 再 采 用 这 种 命 名 法 。<br />
• 最 里 层 细 胞 被 称 为 透 明 板 , 因 为 其 外 观 清 晰 。<br />
• 透 明 板 下 层 是 致 密 板 , 该 层 有 更 多 交 织 的 纤 维 。<br />
• 前 一 张 幻 灯 片 显 示 上 皮 细 胞 静 息 于 完 整 基 膜 上 。<br />
• 下 一 个 区 域 是 毛 细 血 管 , 显 示 出 肾 上 皮 和 毛 细 血 管 内 皮 细 胞<br />
的 基 膜 。
细 胞 外 基 质 : 蛋 白 酶<br />
• 基 质 降 解 是 通 过 :<br />
• 细 胞 外 蛋 白 酶<br />
• 金 属 蛋 白 酶<br />
• 血 清 蛋 白 酶 ( 受 到 紧<br />
密 调 控 )<br />
有 功 能 性 蛋 白 酶 受 体 的 细 胞<br />
uPA 受 体<br />
蛋 白 酶 受 体 被 阻 断 的 细 胞<br />
• 蛋 白 酶 通 过 局 部 降 解 在<br />
基 质 中 产 生 通 路 。<br />
• 癌 细 胞 转 移 是 利 用 蛋 白<br />
酶 实 现 的 。<br />
活 化 的 蛋 白 酶 (uPA)<br />
肿 瘤 生 长 和 转 移<br />
失 活 的 蛋 白 酶 ( 成 熟 uPA)<br />
肿 瘤 生 长 但 不 转 移
基 质 金 属 蛋 白 酶 (MMPs) 及 其 底 物<br />
MMP ( 亚 型 )<br />
MMP-1<br />
MMP-2<br />
MMP-3<br />
MMP-7<br />
MMP-8<br />
MMP-9<br />
MMP-10<br />
MMP-11<br />
家 族 (Family)<br />
胶 原 酶<br />
Collagenase 1<br />
白 明 胶 酶 A<br />
Gelatinase A<br />
基 质 裂 解 -1<br />
Stromelysin 1<br />
间 质 酶<br />
Matrilysin<br />
中 性 粒 细 胞 胶 原 酶<br />
Neutrophil collagenase<br />
白 明 胶 酶 B<br />
Gelatinase B<br />
基 质 裂 解 素 -2<br />
Stromelysin 2<br />
基 质 裂 解 素 -3<br />
Stromelysin 3<br />
底 物 (Substrates)<br />
胶 原 I, II, III<br />
胶 原 IV<br />
胶 原 IV/<br />
纤 连 Fibronectin/<br />
层 粘 Laminin<br />
连 接 素 -1(-<br />
( 肺 )<br />
Syndecan-1 1 (lung)<br />
胶 原 I<br />
胶 原 IV, V<br />
纤 连 蛋 白<br />
Fibronectin<br />
α1- - 蛋 白 酶 抑 制 剂<br />
alpha1-proteinase<br />
proteinase<br />
inhibitor ,( 非 细 胞 外 基 质 )<br />
注 :MMP-(4~6) 不 存 在<br />
Nagase et al., Matrix Suppl. 1: 421-424, 1992
基 质 金 属 蛋 白 酶 (MMP)<br />
• 基 质 金 属 蛋 白 酶 (MMP) 包 含 至 少 28 个 能 产 生 和 降 解 各 种 细 胞 外 基 质 蛋 白 的 分<br />
泌 性 或 跨 膜 的 酶 家 族 。<br />
• 迄 今 为 止 , 至 少 在 人 类 组 织 中 发 现 了 22 种 MMP 的 表 达 。<br />
• MMP 蛋 白 质 序 列 同 源 性 较 高 , 已 确 定 其 结 构 域 结 构 。<br />
• 基 于 它 们 的 结 构 特 性 ,MMP 分 为 : 分 泌 性 MMP 或 膜 锚 定 MMP( 进 一 步 分 为 8<br />
个 不 同 亚 组 )。<br />
• 基 质 结 合 蛋 白 (MMP) 和 它 们 的 抑 制 剂 是 调 控 肿 瘤 中 细 胞 外 基 质 合 成 和 分<br />
解 的 重 要 元 素 。<br />
• 它 们 的 产 物 和 活 化 受 到 细 胞 因 子 的 调 控 , 如 TNF( 肿 瘤 坏 死 因 子 )。
基 质 金 属 蛋 白 酶 (MMP)<br />
的 结 构 依 赖 型 亚 组 :<br />
(a)MMP 可 变 结 构 域 . 所 有 MMP 有 信 号<br />
肽 , 其 靶 向 MMP 的 分 泌 ,<br />
一 个 前 肽 的 结 构 域 ( 有 保 守 半 胱 氨 酸 残 基 )<br />
和 催 化 结 构 域 。<br />
所 有 区 域 / 特 征 显 示 出 家 族 内 的 修 饰 。<br />
(b) 基 于 结 构 性 结 构 域 的 亚 组 。 多 数<br />
MMP( 除 了 MMP-7,MMP-23A/B<br />
和 MMP-26) 含 有 C 末 端 血 液 结 合 素 结 构 域<br />
和 一 个 绞 链 区 。 其 他 MMP<br />
亚 组 含 有 独 特 的 特 征 如 一 个 跨 膜 结 构 域 ,<br />
细 胞 质 尾 和 一 个 膜 型 环<br />
(MT1-,MT2-,MT3-,MT5-MMP); 分 别 也<br />
是 已 知 的 MMP-14,MMP-15,<br />
MMP-16 和 MMP-24。 一 个 糖 基 磷 脂 酰 肌 醇<br />
(GPI) 锚 (MT4-MMP 和<br />
MT6-MMP, 分 别 也 是 MMP-17 和 MMP-<br />
25); 一 个 碱 性 氨 基 酸 蛋 白 酶<br />
识 别 位 点 (MT-MMP 和 MMP-11,-21,-<br />
23A/B 和 -28); 纤 连 蛋 白 II 型<br />
重 复 序 列 (MMP-2 和 -9); 和 一 个 N 末 端<br />
信 号 锚 , 一 个 半 胱 氨 酸 序 列<br />
如 Ig 样 结 构 域 (MMP-23)
MMP 由 巨 噬 细 胞 释 放 , 造 成 纤 维 帽 减 弱 并 且 易 于 破 裂 。<br />
MMP-9 是 MMP 家 族 最 常 见 的 成 员 , 事 实 上 所 有 活 化 的 巨 噬<br />
细 胞 都 可 以 表 达 。<br />
MMP 以 酶 原 形 式 分 泌 , 活 化 后 能 降 解 所 有 细 胞 外 基 质 成 分 。
血 浆 细 胞<br />
巨 噬 细 胞<br />
干 扰 素 -γ<br />
滑 膜<br />
破 骨 细 胞<br />
纤 维 母 细 胞<br />
软 骨 细 胞<br />
金 属 蛋 白 酶 和 其 他 效 应 分 子 的 产 生<br />
多 核 白 细 胞 迁 移<br />
侵 蚀 骨 和 软 骨
补 体 、 自 身 抗 体 和 细 胞 因 子<br />
活 化 肥 大 细 胞<br />
组 胺 或 TNF-α 活 化 的 软 骨 细 胞 促 进<br />
基 质 金 属 蛋 白 酶 和 PGE2 合 成 增 加<br />
刺 激 T 细 胞 和 B 细 胞 促<br />
进 自 身 抗 体 和 细 胞 因<br />
子 的 合 成<br />
组 胺 、TNF-α、 前 列 腺<br />
素 D2 和 白 三 烯 释 放<br />
降 解 酶 和 前 列 腺 素<br />
的 产 生 增 加<br />
巨 噬 细 胞 激 活 促 进 细 胞<br />
因 子 表 达<br />
基 质 细 胞 激 活 促 进 蛋<br />
白 酶 和 PGE2 的 渐 生
MMPs 举 例 : 基 质 裂 解 素<br />
活 化 的 MMP-3 至 少 能 降 解 软 骨 蛋 白 聚 糖 , 白 明 胶 ,IV 型 胶<br />
原 , 层 连 蛋 白 , 纤 连 蛋 白 和 IX 型 胶 原 。<br />
此 外 ,MMP-3 降 解 纤 维 蛋 白 原 和 纤 维 蛋 白 ,IL-1β, 核 心 蛋 白<br />
聚 糖 , 尿 激 酶 型 纤 溶 酶 原 激 活 剂 , 纤 溶 酶 原 激 活 剂 抑 制 剂<br />
(PAI-1)。
不 同 MMP<br />
第 二 种 人 类 基 质 裂 解 素 ,MMP-10( 基 质 裂 解 素 -2), 是 从 风 湿 病 滑<br />
膜 纤 维 母 细 胞 种 克 隆 得 到 。<br />
其 他 人 类 细 胞 , 如 角 化 细 胞 ,T 淋 巴 细 胞 , 成 软 骨 细 胞 , 成 骨 细 胞 和 破<br />
骨 细 胞 也 产 生 MMP-10。<br />
其 他 MMP:<br />
人 类 MMP-12, 也 称 巨 噬 细 胞 金 属 蛋 白 酶 , 主 要 表 达 在 肺 泡 巨 噬 细 胞<br />
通 常 , 在 正 常 成 人 组 织 中 不 能 检 测 到 它 的 表 达 。<br />
然 而 ,MMP-12 受 炎 症 刺 激 后 能 被 诱 导 表 达 , 如 内 毒 素 , 或 像 胎 盘 样 重<br />
构 组 织 。
MMP-19<br />
MMP-19 表 达 于 :<br />
• 血 液 中 单 核 细 胞 、 淋 巴 细 胞 的 表 面 (Sedlacek et al. 1998),<br />
• 血 管 (Kolb et al. 1997, 1999),<br />
• 正 常 乳 腺 组 织 , 良 恶 性 乳 腺 病 损 组 织 (Djonov et al. 2001),<br />
• 肺 纤 维 母 细 胞 和 骨 髓 细 胞 的 表 面 (Mauch et al. 2002)<br />
MMP-19 能 够 降 解 :<br />
• 白 明 胶 (Sedlacek et al. 1998),<br />
•IV 型 胶 原 , 层 粘 蛋 白 , 副 层 连 蛋 白 , 生 腱 蛋 白 -C, 纤 连 蛋 白 ,I 型 白 明 胶<br />
(Stracke et al. 2000b),<br />
• 软 骨 aggrecan 和 寡 聚 物 基 质 蛋 白 (COMP)(Stracke et al. 2000a)
炎 症 反 应 中 细 胞 因 子 的 作 用<br />
抗 炎<br />
促 炎
前 MMP 活 化<br />
前 血 管 生 成 因 子 释 放 或 活 化<br />
细 胞 外 基 质 降 解<br />
细 胞 表 面 分 子 修 饰<br />
细 胞 表 面 分 子<br />
整 合 素 修 饰 / 相 互 作 用<br />
整 合 素 异 二 聚 体<br />
抗 血 管 生 成 的<br />
隐 蔽 位 点 / 分 子<br />
抗 血 管 生 成 因 子 产 生<br />
/ 隐 蔽 位 点 暴 露<br />
血 管 新 生 中 基 质 金 属 蛋 白 酶 已 确 定 和 可 能 的 作 用<br />
血 管 新 生 中 基 质 金 属 蛋 白 酶 已 确 定 的 和 可 能 的 作 用 。 现 已 了 解 MMP 不 仅 在 细 胞 外 基 质 重 构 和 细 胞 侵 袭 中 起 作 用 , 而 且 在 细 胞<br />
外 生 态 系 统 的 建 立 中 同 样 有 作 用 , 包 括 控 制 细 胞 生 长 、 分 化 和 凋 亡 相 关 因 子 的 生 物 活 性 。 在 血 管 新 生 中 , 其 作 用 包 括 :<br />
(1) 细 胞 表 面 分 子 的 修 饰<br />
(2) 前 血 管 生 成 因 子 的 释 放 或 活 化<br />
(3) 前 MMP 的 活 化<br />
(4) 细 胞 外 基 质 的 降 解<br />
(5) 整 合 素 修 饰 / 相 互 作 用<br />
(6) 抗 血 管 生 成 因 子 产 生 / 隐 蔽 位 点 的 暴 露 。<br />
这 些 效 应 可 由 多 种 MMP 执 行 —— 除 了 上 述 的 MT1-MMP( 细 节 见 正 文 )。
T 细 胞 和 活 化 的 内 皮 细 胞 的 起 始 结 合 和<br />
紧 密 结 合<br />
白 细 胞<br />
白 细 胞 锚 定 ( 选 择 素 )<br />
白 细 胞 活 化<br />
(PAF 活 化 整 合 素 )<br />
选 择 素 配 体<br />
( 特 异 性 醣 类 )<br />
PAF 受 体<br />
细 胞 间 黏 附 分 子 -1<br />
内 皮 细 胞<br />
整 合 素<br />
内 皮 细 胞 活 化<br />
P 选 择 素<br />
含 P 选 择 素 的 囊 泡<br />
PAF 合 成<br />
白 细 胞 黏 附<br />
( 整 合 素 和 ICAM-1 结 合 )<br />
从 血 管 内 渗 出
调 节 MMP 活 性 的 细 胞 因 子 的 作 用<br />
抗 炎<br />
免 疫 系 统<br />
促 炎