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细胞周期的影响因素

2022.6.14

细胞周期内有两个阶段最为重要:G1到S和G2到M;这两个阶段正处在复杂活跃的分子水平变化的时期,容易受环境条件的影响,如果能够人为的进行调控,将对深入了解生物的生长发育和控制肿瘤生长等有重要意义。

已发现很多体内因素可以激发或抑制细胞的增殖,例如多种激素、血清因子、多胺、蛋白水解酶、神经氨酶、cAMP、cGMP以及甘油二脂(DG)、 三磷酸肌醇(IP3)和Ca信使系统等等。细胞内cAMP浓度增加对细胞增殖有抑制作用,凡能使细胞内cAMP增高的因素都能抑制细胞的增殖,降低细胞生长速度;反之,凡能使细胞内cAMP含量下降的因素都能促进DNA的合成与细胞的增殖。细胞周期的各期中的cAMP含量也不相同(见表)。在中国仓鼠卵巢细胞株中,M期cAMP含量最低,M期后cAMP的水平增高三倍,从G1早期至G1晚期,cAMP水平降低到中等水平,直至S期仍维持低的水平(图3)。

还有许多实验指出cGMP 也对细胞增殖起调控作用,如将cGMP或双丁酰cGMP加到休止在G1期的 3T3 细胞时,能诱导DNA含量的增加, 促进细胞的分裂。如提高细胞cGMP水平,就可促进细胞的有丝分裂,反过来,促进有丝分裂的药物也能增加cGMP的浓度。

cAMP能抑制细胞的分裂,促进细胞的分化,cGMP则能抑制细胞分化,促进细胞增殖,在正常生长的细胞中,cAMP和cGMP维持在适当的水平,调节控制细胞周期的运转。

抑素是细胞产生的一种小分子蛋白质或多肽,有的还含有糖或RNA。它无种属特异性,但有细胞特异性,对同类细胞增殖有抑制作用并且可逆。当抑素含量达到一定浓度时可抑制同类细胞的增殖,抑素浓度下降则细胞增殖活跃。有人认为抑素作用的机制,在于它能激活细胞膜上的腺苷环化酶活性,提高细胞内cAMP的浓度,因而抑制细胞的增殖,也可能通过cAMP-依赖性蛋白激酶对蛋白质的磷酸化作用来影响调节基因的活动。

细胞周期也受机体调节系统的影响,例如肝再生就是由调节系统的作用加速肝细胞增殖。但是肿瘤细胞,由于宿主失去对它的调控,因而恶性增殖。在肿瘤治疗中可应用细胞周期的原理,如G0期细胞对化疗不敏感,往往成为日后癌症复发的根源,因而可通过调控机理的研究,诱发G0期癌细胞进入细胞周期,再合理用抗癌药物加以杀灭,是防止癌转移和扩散的重要调控措施,是细胞动力学中有理论意义和实践意义的研究问题。

总之,至今所了解的细胞增殖调控的分子基础还少,尚待进一步探索。


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