细胞的驯化与癌变

hylok

细胞分化从一种细胞变成另一种细胞，细胞中的DNA并不变化，这种特性具有普遍性。为什么细胞要保持全套DNA信息呢？细胞结构是一个非常刚性的整体，细胞内的DNA结构稳定性对于细胞分裂活动很重要，因此细胞不能因为某种分化细胞不需要一些基因就随意改变DNA结构，DNA被封装在细胞核内，DNA结构是一个整体，保持DNA结构刚性也是为了鉴别和防范细胞结构轻易被病毒偷换和随意改变。4 B$ _& I) E; ^, n: g3 c. g
细胞如何维护DNA结构的刚性？双螺旋结构能够保证在其中一条链发生损伤的时候仍能够被修；细胞核内有一套DNA修复机制；细胞凋亡机制也是维护DNA刚性的机制之一。这样就能够保证遗传信息要么终于一定的规则，要么细胞凋亡。维持DNA刚性并不影响细胞重组和变异，而正是需要照顾这两种属性，才给细胞癌变创造了机会。
7 b: l# F: S& d$ I多细胞生物的细胞是由单细胞生物演化过来的，或者说是经过驯化和发展的细胞。其间经历了多细胞间粘合功能产生、细胞功能分化、当细胞生物习性退化、进一步专能化发展几个阶段。虽然很多属性已经退化，并且很大程度上的变化使细胞不可能再回到单细胞生物状态，但是我们看到在体外培养的干细胞部分属性类似于单细胞生物，只不过对环境的要求很高。在细胞驯化的过程中，主要是通过基因突变实现的，部分是通过表达限制实现的，而通过表达限制实现的功能转化，其转化过程是可逆的。: o! e  \9 I0 j) a( V8 T
分化的过程和干扰。受精卵细胞是干细胞，并通过初始阶段的克隆，经历几个阶段的转化，最终成为成体细胞。在胚胎发育的最初阶段，最容易受到干扰，导致发育异常，可见细胞分裂、分化过程是很容易被干扰的。细胞分裂是就像打开了一扇门，在此过程中DNA双链分开，这个时候，DNA链发生断裂、篡改的可能性大很多，而当细胞再次回到正常状态时，DNA链回到双链结构，结构刚性恢复到正常水平。细胞分化则是在诱导因素的作用下进行的不对称分裂，不对称分裂中的DNA是对称分裂的，分裂之后产生祖细胞，祖细胞再经过RNA表达转化，成为分化细胞。即细胞分化定位在先，而外在特征形成在后。细胞癌变正是发生在这种外观转化时。1 R" H. ?" d: M6 v4 F% z+ e
到底是RNA表达不完全，还是由于基因缺失导致不完全分化呢？由于我们看到的癌细胞都是恶化并经过多次分裂传代后的细胞，我们很难观察到当初癌变的第一代细胞，因此我们也只能通过推断去判断到底什么过程导致指向癌变的分叉。我们知道致癌因素主要有辐射、病毒、化学物质几种。病毒主要成分是RNA；由于RNA活性相对于DNA高，化学物质作用于RNA的机会更高；辐射具有改变DNA和RNA的能力，但DNA是双链，遭到损坏后能够修复，并终止分裂过程，因此我们仍然倾向于作用于RNA。于是我们判断是RNA表达不完全导致分化失败。  }! Y7 J1 B8 x& S7 Z$ B
分化失败之后出现的几种情况。癌变细胞需要同时具备的特征：端粒酶活性被保持；细胞分裂周期被严重扰乱；细胞凋亡机制受阻；部分分化特性产生。同时产生如此大的改变，似乎不是一次创伤能够做到的，但是确实被做到了，这就是为什么细胞癌变并不多见的原因。
4 ?. N- \5 s3 e+ Z' ^- E$ [RNA作用体系。RNA的调控作用表现在几个方面：转录DNA信息；独立记载遗传信息（主要是参与表达和分化的工具作用）；调控细胞分裂和分化。细胞分化过程的启动需要RNA传递信息，而这些是DNA并不参与的。为什么DNA不参与分化呢？DNA本身不能识别分化信息，分化信息是通过化学信号表达的，化学信号通过蛋白质作用，蛋白质与RNA直接作用。（这一段没搞清楚）。0 C9 T+ a: h0 @
细胞在分裂过程中核膜消失，而在分裂完成后核膜重新形成。在此过程中DNA是相当被动的，因此癌变细胞并不是DNA的改变，DNA的改变不足以使细胞具有癌细胞的特性，因为癌细胞的DNA不停变化之中，而癌细胞的特性却相对稳定，说明主要作用机制不是存在于DNA之中，那就只能存在于RNA之中。蛋白质不能发挥这种作用。RNA就相当于传圣旨的人，DNA是圣旨，而蛋白质是执行者，RNA乱传圣旨，结果形成RNA篡权。
: _/ u9 O0 b2 C) G3 nRNA到底篡了多大的权？细胞分裂活动是DNA、RNA、蛋白质共同作用形成的，DNA比较被动，就像被服侍的蚁后，蛋白质就像辛勤劳作的工蚁，RNA的角色相当于雄蚁。正常情况下蚁群里维持一定数量的兵蚁，RNA发生问题时，结果让蚁后生了蚁群全是兵蚁，结果兵蚁就闹事了。这个比喻不太恰当而又难以理解，但是能够说明关系。& w& D( x6 r: r9 p/ |2 J. V
癌细胞的生存状态是非常特殊的状态，既不是单细胞状态，也不是多细胞的生存状态，不是干细胞的状态，也不是成体细胞的状态。这种四不像却广泛存在于各种动植物的各种分化组织中，呈现不同分化状态，这只能有一种可能，就是携带了原始细胞的一种受激生存状态的基因，即常说的原癌基因。原癌基因到底是什么基因？根据以上分析，是存在于RNA中的调控机制遗传物质，是否能称作基因？由于通常对于基因的定义是DNA片段，所以不应该叫基因。) z+ _' {3 q6 V0 _, r5 B
既然癌变细胞问题出在RNA上，就可以通过识别和摧毁RNA中的特征标志来消灭癌细胞。
1 A7 @+ k; p. ?7 I7 K7 h) X( G* \
4 \- X# l6 ?( [/ T5 v" X3 p无知者无畏，乱说一通。。。

sunsong7

8 A! [! z$ @# p1 T- @' j) h; k

" K; I% W) `8 P+ }- [) f) t3 U思考很有价值，把复杂过程简单化对待是正确的，但不应该忽略表观遗传学层面DNA的改变，RNA离开了DNA难成气候。

jiandong2001

另外可能正如古人说的那样：橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳。环境可能是关键因素，例如体外培养原代的鳞癌细胞，传几代可能就变成纤维细胞了，所以微环境与肿瘤还是值得关注的。

stemcellfamily

那几个比喻很好，差点让我相信你了。正如大家都知道的，执行细胞活动的归根结底是蛋白质，癌细胞和正常细胞的区别最直接的当然体现在蛋白质上面，你没把这些区别推到DNA上，而是从结果到原因逆向推算到RNA上，这很好！$ r' u8 D( o- x# y% {
想起来了！最近有篇新的报道与你的结论吻合，几乎可以证明你的猜想。题目：Aberrant Overexpression of Satellite Repeats in Pancreatic and Other Epithelial Cancers $ l/ K$ s. ?" W5 R2 S9 D4 D
journal：science    2011
9 o  g3 g( `1 r/ ~* Y* N报道称找到了肿瘤通用的标记物，有些卫星DNA总是非正常表达。呵呵，明白不？这个仍然是推算到DNA的，而不是RNA（白高兴了），但也许这些卫星DNA所表达的RNA如你所说也可作为标记物，通过摧毁而治癌？
2 k( x8 g6 ?' ?1 C& {! d0 E' i你的新想法和新的思路很好，现在没人敢说你是错的。

stemcellfamily

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4 a" d( A( E0 w) e/ z4 Y) C
. C9 ?9 l4 M" T4 l! e+ X和我一样喜欢夜深人静？

细胞海洋

回复 stemcellfamily 的帖子) `. D% D- y% [: F1 r; ^. s
0 W/ [3 X) ]. J; c, Q) X
呵呵 是说我吗？

dnarna

有趣的形容. 但...
; w) p$ r' M7 t7 v5 q0 Q, J; q原癌基因在胚胎早期是正常有重要功能的基因. 很多原癌基因如c-myc 在正常体细胞中也是有生理功能的. 理论上所有的转录因子都可能原癌基因. 基因的表达是progrem 形式下进行的, 多数是量的改变. 不适当的改变就会引发级联途径的改变而导致癌症. 有些癌基因蛋白是因为蛋白功能的异常(非DNA变化)而导致其它改变. 但为什么蛋白水平上的异常也是很复杂的因素...
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3 U1 j7 g9 R5 K7 ~所有的细胞内RNA 包括各种小RNA最初也都是DNA转录来的, 它们的转录也需要受调控的(是否有特定的指令无从知道). 他们的作用只是指挥系统下的一个兵种. RNA 将在外后其行使权利有多大不好说,但孤立地去理解显然不合适. 细胞内任何"动作"几乎都是多因素的. 谁把谁"招来" 说不清.# {% J  J$ o- _- }8 d3 j1 S, J7 d' L

; E/ `8 F" u! [7 |% ^! T真核生物基因组中存在大量来源于病毒基因组的基因, 一些转录因子基因具有原始"转座子"特征. 进化过程中病毒基因和宿主基因融为一体了. 有些时候这些病毒基因不老实就会出现异常.

hylok

抛砖确实能够引玉！我得继续抛砖，小心砸到！
* Z1 \6 ]+ K! W- N8 m分裂功能紊乱可能是细胞癌性改变的最本质因素。卫星DNA非正常表达是否与分裂功能紊乱有关？3 f( @! t7 {; H" s( B# F
我还是认为癌细胞与正常细胞存在这根本区别，不能通过环境因素模糊两者的概念。* g) V6 c7 t4 N+ z5 b. h
关于原癌基因的概念定义我觉得非常模糊，这种称谓是否合理，原癌基因和抑癌基因的思想是建立在怎样的理论框架下？该理论的分子生物学基础是否牢靠？6 C0 p' W* C! @  l0 G# Y
正像你说的，谁把谁"招来" 说不清.不过我们可以把这些都抛开，追究这些已经不重要，重要的是在这样一个复杂过程中，主宰正常与异常的关键因素存在于何处。我认为存在于结构之中。即通过结构传递的而不是依靠基因传递的。
& r; E3 L5 G! [& A. \2 a" Q' k0 m受教！

sunsong7

( z/ I4 t6 J4 F" U+ R5 [6 ^+ y# O3 _, q% }6 C4 _
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8 ]4 x. k" Y! O* c) A7 ~$ ]0 J7 |/ R$ O  z
此话有道理，我们知道结构决定功能，癌的发生并不是由基因突变引起的，而是细胞结构发生了变化导致功能的混乱，进而造成基因与核型的异常。

dnarna

7楼说的结构是指染色质结构？还是RNA或蛋白结构？随便说点，未必对。
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# m4 S# f% k- v4 h7 I基因的表达需要一个开放的染色质结构，这是无疑的。卫星DNA是异染色质（DNA序列特征是高度重复序列，染色质上是紧密结构），不太理解你说的卫星DNA异常表达的问题，我的确没见过这样的报道，能否告知个把表达的是什么基因？正常基因还是RNA基因？异染色质区的不表达基因在癌变细胞中被激活应该是与结构的改变有关。# r/ b$ u/ O& \  x% N9 c" `

! l) i0 A0 i0 ^4 `2 a( Y染色质结构的改变是导致基因表达改变的根本原因--可以这么理解。尽管改变的机制原因和复杂，DNA甲基化只是其中的一个因素。
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7 a, j( d% x- T. u& X7 {蛋白质结构的改变导致了它的功能变化乃至细胞功能变化也是常见的事情。但蛋白结构的改变不是自己改变（就不管基因突变而致）。
) E$ L; F( l6 c' o0 U5 _0 s, r
楼主很有想法，但太武断不是科研的做法。目前为止人们对生命还是只鳞片爪。“暂时不管”来下结论倒是简单，，，问题是别人不能接受。当然很多情况，根据各方面的最新的进展给予综合理解就够了-----这些结论都是动态可变的，不能不对，认识是一个历程。
- O) R" s' R5 X3 A- j; A0 `+ v4 {4 x
生命是很复杂很精致的节目，，，因此很多人宁可相信是上帝安排的。。
: @9 l3 O- q  j& Q
7 y4 @' V" m' @) B原癌基因本意上是来源于癌基因（病毒侵入细胞后，病毒基因致癌），后来发现人体上有很多相似的基因（很多不表达，一些癌变细胞中可被表达，有些却是正常功能基因）。再后来把跟癌变有关（比如基因的过表达或异位表达）的基因称癌基因-------这个定义应该是从癌生物学角度去看的。抑癌基因指得是某些基因的缺失会引起癌变，因此认为是抑癌功能，这些“定义”不能死理解。本质上是与细胞周期控制、衰老凋亡等控制有关。" V4 N- N( E$ t' ]
  r6 |& I6 s9 O4 b# y# a% O
染色体上是否存在特点的结构密码是有这样的观点---------即组蛋白密码（组蛋白的不同修饰引起与不同的转录因子或共激活因子相互作用）。。
& O5 z. o* X/ w+ K5 R: T9 |4 L% D; C9 t8 q
当你了解越多的时候你就会觉得越说不清了。。。1 M5 a+ a& L# w