为什么细胞会脱离肿瘤结节?
为了开始浸润,恶性细胞必须从肿瘤主体中脱离。这一过程由质膜物理化学性质的两个关键改变来保证:
- 细胞间粘附减少。细胞相互之间的粘着力急剧下降(比正常低 3~6 倍)。这由于两个原因发生:
- 粘附分子缺陷。在细胞表面和细胞间隙中,特异性连接结构严重不足:钙粘蛋白、连环蛋白、层粘连蛋白、纤连蛋白和玻连蛋白。
- 细胞间质破坏。肿瘤释放出攻击性酶类,引起将细胞结合在一起的分子的水解作用增强。
- 表面负电荷增加。由于静电作用,细胞开始字面意义上地相互排斥。
- 机制:带负电荷的基团固定在细胞膜上,而重要阳离子(如钙离子和钠离子)的含量显著减少。结果,带同种电荷的细胞容易分离并准备好进行迁移。
组织迁移与破坏的机制
脱离原发灶后,肿瘤细胞开始在健康组织中积极移动,破坏其结构。这个过程依赖于与细胞外环境的复杂相互作用复合体:
- 趋向性(定向运动)能力。肿瘤细胞具有显著的运动能力。其质膜的表面张力降低,这促进了胞浆在凝胶和溶胶状态之间的转换。这保证了经典的阿米巴样运动。
- 趋化性与自分泌刺激。运动并非杂乱无章。细胞对周围组织中的趋化素做出反应,后者吸引它们。此外,肿瘤自身产生运动刺激因子,从而促进自身的运动(自分泌调节)。
- 接触抑制减弱。与在接触邻居时停止生长和运动的健康细胞不同,肿瘤细胞忽略这些信号。即使在彼此紧密接触时,它们也继续分裂并向前爬行。
- 与细胞外基质的相互作用。移动需要支架。它们合成了大量的粘附分子配体受体(特别是针对细胞间纤连蛋白和层粘连蛋白)。这使它们能够牢固地附着于非细胞结构——基底膜、胶原蛋白和玻连蛋白——并在其表面滑动,更深地渗入组织中。
代谢异型性作为浸润的基础
上述所有过程如果没有细胞内过程的深刻重构是不可能的。代谢异型性(生化异型性)表现为肿瘤细胞中绝对所有类型代谢的实质性改变。
全局性改变涉及:
- 核酸的合成与分解;
- 蛋白质代谢;
- 碳水化合物与脂质代谢;
- 离子、液体和维生素平衡。
正是这种彻底的生化转变导致了单个细胞和整个肿瘤物理化学参数的改变。改变后的代谢为侵袭性浸润生长、邻近结构的破坏以及随后的转移创造了理想条件。
简述:主题相关问答
肿瘤为了破坏细胞间质具体分泌了哪些攻击性酶?
在所引用的资料中,并未指出肿瘤浸润的具体酶名称。
其中指出,肿瘤会释放酶类,并且肿瘤细胞会分泌蛋白水解酶及其激活剂,这些物质:
- 水解细胞间质分子;
- 引起细胞外基质降解;
- 为浸润开辟道路。
有哪些特定的趋化吸引剂在迁移过程中吸引肿瘤细胞?
资料中明确指出了与趋化性和吸引肿瘤细胞相关的以下因素:
- 纤连蛋白和层粘连蛋白的降解产物——作为趋化吸引剂,将肿瘤细胞吸引至基质降解区。
- IGF I 和 IGF II——靶器官可能释放以吸引肿瘤细胞的因素示例;肝脏和肺脏大量产生它们。
此外,对于转移的器官亲嗜性,指出了趋化因子对:乳腺癌细胞具有高水平的受体 CXCR4 和 CCR7,而它们的配体 CXCL12 和 CCL21 在靶器官——淋巴结和肺脏中大量存在。
原发灶浸润生长之后是转移的哪些阶段?
原发灶浸润生长之后是转移级联反应,包括以下阶段:
- 脱离与内渗——细胞自原发灶脱离、浸润血管壁并进入血管腔。
- 栓塞(循环)——肿瘤细胞在血流或淋巴流中循环并粘附至血管内皮。
- 外渗——细胞从内部浸润血管壁并进入周围组织。
- 转移形成——细胞分裂,在新的部位定居并形成继发性肿瘤。
为了记忆浸润的原因,请使用缩写 AD-XAM:Adhesion(黏附性降低),Destruction(周围组织破坏),Xemotaxis(趋化性,定向运动),Ameboid movement(阿米巴样运动,凝胶-溶胶转变),Matrix(合成用于附着的受体)。
课堂与考试常见问题
浸润性生长对周围组织的主要后果是什么?
主要后果是正常组织随着肿瘤细胞的浸润和推进而发生破坏(降解)。
为什么肿瘤细胞会相互排斥?
这是由于其表面负电荷增加。这发生于负电荷自由基的固定以及阳离子(主要是钙和钠)的丢失。
肿瘤细胞在移动时究竟是如何抓住组织的?
它合成了大量针对细胞外基质分子(层粘连蛋白、纤连蛋白)的受体。这使其能够附着于基底膜和胶原蛋白,将其作为移动的支点。
质膜表面张力在浸润中起什么作用?
质膜表面张力的降低是趋化运动的必要条件。它促进了胞质从凝胶状态向溶胶状态的转变,从而使细胞的阿米巴样运动成为可能。
该主题的其他拓展内容
- 肿瘤酶在水解细胞间质分子中的作用
- 阿米巴样运动中胞质由凝胶向溶胶转变的机制
- 肿瘤细胞运动的自分泌刺激
- 接触抑制减弱:原因与后果
- 生化异型性中的核酸与蛋白质代谢改变
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