分子核醫(yī)學(xué)—醫(yī)學(xué)課件

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1、第十一章分子核醫(yī)學(xué)概述核醫(yī)學(xué)與分子生物學(xué)的關(guān)系甚為密切，在分子生物學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，核素示蹤技術(shù)起了非常重要的作用；反過(guò)來(lái)，分子生物學(xué)的進(jìn)展和取得的成果向核醫(yī)學(xué)的滲透，又有力地推動(dòng)了核醫(yī)學(xué)的發(fā)展，并形成了核醫(yī)學(xué)的發(fā)展方向---分子核醫(yī)學(xué)（molecularnuclearmedicine）。由于核醫(yī)學(xué)的本質(zhì)特點(diǎn)是以示蹤原理為基礎(chǔ)，而示蹤本身就是分子的，所以核醫(yī)學(xué)應(yīng)毫不遲疑地?fù)?dān)負(fù)起未來(lái)醫(yī)學(xué)發(fā)展的重任”。第一節(jié)分子核醫(yī)學(xué)的理論基礎(chǔ)一、分子核醫(yī)學(xué)的特點(diǎn)分子核醫(yī)學(xué)是根據(jù)當(dāng)代分子生物學(xué)的理論研究成果，利用放射性核素標(biāo)記

2、的示蹤劑，從分子水平去認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象以及疾病發(fā)生、發(fā)展及其變化規(guī)律，從而進(jìn)行疾病的診斷、治療的一門綜合性的邊緣學(xué)科。分子核醫(yī)學(xué)的主要特點(diǎn)是：1、分子核醫(yī)學(xué)不再?gòu)钠鞴俣ㄏ颍╫rgan-oriented）的角度，即從大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的角度去認(rèn)識(shí)疾病，而是從問(wèn)題定向（problem－oriented）即從生理、生化的角度，并深入至分子水平去認(rèn)識(shí)疾病，它要回答的是有關(guān)細(xì)胞信息傳導(dǎo)、基因表達(dá)、生化代謝等方面的問(wèn)題。因此，在臨床上出現(xiàn)明顯的解剖和功能改變之前的幾周或幾個(gè)月，分子核醫(yī)學(xué)就能提供疾病變化的分子信息。2、

3、通過(guò)利用特定的放射性示蹤劑，分子核醫(yī)學(xué)可為我們提供一個(gè)觀察體內(nèi)特定病變部位生化過(guò)程變化的窗口。通過(guò)這個(gè)窗口，可將以某種生化過(guò)程變化為表型的疾病與其相應(yīng)的基因型聯(lián)系起來(lái)，從而使我們對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)、診斷和治療提高到一個(gè)新的水平。如隨著分子核醫(yī)學(xué)的發(fā)展，我們對(duì)疾病的分類和診斷可能不再主要根據(jù)臨床指征和病人的主觀癥狀，而可能主要依據(jù)疾病的生化代謝改變及其基因的異?；蚧虻膿p傷，而基于上述認(rèn)識(shí)的疾病治療也將更具針對(duì)性。二、當(dāng)代分子生物學(xué)研究成果是分子核醫(yī)學(xué)理論的源泉分子生物學(xué)進(jìn)展及相關(guān)技術(shù)的研究成果已滲透到醫(yī)學(xué)的各個(gè)

4、領(lǐng)域，從而全面地帶動(dòng)當(dāng)今基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展，分子核醫(yī)學(xué)的出現(xiàn)是分子生物學(xué)向核醫(yī)學(xué)滲透的必然結(jié)果。例如，利用分子克隆技術(shù)，分子生物學(xué)家已基本弄清了多種細(xì)胞膜受體和胞內(nèi)受體的結(jié)構(gòu)，并初步闡明了配體與受體結(jié)合的機(jī)制和受體影響細(xì)胞生化過(guò)程的分子機(jī)制，在多種疾病的發(fā)生過(guò)程中既可有受體數(shù)量的改變，也可見受體結(jié)構(gòu)的改變，從而影響細(xì)胞的生化代謝過(guò)程，這就為我們從核醫(yī)學(xué)的角度選用放射性核素標(biāo)記的相應(yīng)受體的放射性核素標(biāo)記配體進(jìn)行受體的顯像診斷提供了可能。腫瘤的分子生物學(xué)研究表明，癌基因的突變、癌基因的擴(kuò)增和染色體的畸變

5、等在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起著非常重要的作用。據(jù)此，我們可以利用核酸分子雜交的原理，設(shè)計(jì)合適的放射性核素標(biāo)記的核酸分子探針進(jìn)行腫瘤的基因顯像診斷或基因治療。因此，分子核醫(yī)學(xué)理論是建立在分子生物學(xué)及相關(guān)技術(shù)最新研究成果基礎(chǔ)之上的，分子生物學(xué)的進(jìn)展還將會(huì)不斷地為分子核醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供新方法和新思路。三、分子識(shí)別是分子核醫(yī)學(xué)理論的基石高等生物是由億萬(wàn)個(gè)已分化的具有特殊結(jié)構(gòu)與功能的各種細(xì)胞組成，細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)的信息傳遞是協(xié)調(diào)各種細(xì)胞功能、維持機(jī)體內(nèi)、外環(huán)境的穩(wěn)態(tài)和生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。在細(xì)胞間傳遞的信息分子主要有神經(jīng)遞質(zhì)

6、、激素和細(xì)胞因子等，它們的化學(xué)本質(zhì)包括氨基酸及其衍生物、多肽、蛋白質(zhì)、生物堿等。這些信息分子通過(guò)神經(jīng)或液遞途徑從某種細(xì)胞傳遞至另一種細(xì)胞，并通過(guò)與細(xì)胞受體的結(jié)合而將信息進(jìn)一步傳遞至細(xì)胞內(nèi)，引起細(xì)胞產(chǎn)生多種生理效應(yīng)乃至基因的表達(dá)。不同的受體傳導(dǎo)信息的機(jī)制不同，目前主要有以下幾種類型的受體：1、受體-離子通道型受體本身構(gòu)成離子通道，如乙酸膽堿受體、甘氨酸受體。GABA受體等，這些受體的結(jié)合域與相應(yīng)的配體結(jié)合后，相應(yīng)的離子通道被打開或切斷，導(dǎo)致細(xì)胞膜的超極化或去極化，引起細(xì)胞的興奮或抑制效應(yīng)。2、受體-G蛋白-

7、效應(yīng)蛋白型目前已有約200多種這類的受體被克隆，能與之結(jié)合的配體分別為肽類激素、神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞因子等。配體與受體結(jié)合后，促進(jìn)受體與多種雜三聚體G蛋白結(jié)合成復(fù)合物，隨后G。亞基自復(fù)合物中解離，通過(guò)激活（或抑制）相應(yīng)的蛋白酶而發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用。3、受體-酪氨酸蛋白激酶型如胰島素受體、一些生長(zhǎng)因子受體等。已知三分子生長(zhǎng)激素與2分子受體胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合，形成受體二聚體，繼后其自身的酪氨酸蛋白激酶活性被活化，作用于細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)而引起有關(guān)的生化代謝過(guò)程和基因的表達(dá)。4、受體-轉(zhuǎn)錄因子型這類胞內(nèi)受體是具有轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用的

8、反式因子，包括留體類激素和甲狀腺激素的受體、維甲酸受體等。已知糖皮質(zhì)激素的受體的氨基端區(qū)域與激活轉(zhuǎn)錄有關(guān)，中間區(qū)域與結(jié)合DNA有關(guān)，也有轉(zhuǎn)錄激活功能，羧基端為結(jié)合糖皮質(zhì)激素的區(qū)域。位于胞漿的受體與激素形成復(fù)合物后受體被活化后進(jìn)入胞核，與基因的順式作用元件結(jié)合，啟動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。由上可見，細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)信息傳遞過(guò)程中，廣泛涉及到受體與配體、蛋白質(zhì)或多肽與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與核酸、酶與其配體（底物）的相互作用，分子識(shí)別是它們相互作用的結(jié)