分子核医学—医学课件

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1、第十一章分子核医学概述核医学与分子生物学的关系甚为密切，在分子生物学的发展过程中，核素示踪技术起了非常重要的作用；反过来，分子生物学的进展和取得的成果向核医学的渗透，又有力地推动了核医学的发展，并形成了核医学的发展方向---分子核医学（molecularnuclearmedicine）。由于核医学的本质特点是以示踪原理为基础，而示踪本身就是分子的，所以核医学应毫不迟疑地担负起未来医学发展的重任”。第一节分子核医学的理论基础一、分子核医学的特点分子核医学是根据当代分子生物学的理论研究成果，利用放射性核素标记

2、的示踪剂，从分子水平去认识生命现象以及疾病发生、发展及其变化规律，从而进行疾病的诊断、治疗的一门综合性的边缘学科。分子核医学的主要特点是：1、分子核医学不再从器官定向（organ-oriented）的角度，即从大小、形态结构和功能的角度去认识疾病，而是从问题定向（problem－oriented）即从生理、生化的角度，并深入至分子水平去认识疾病，它要回答的是有关细胞信息传导、基因表达、生化代谢等方面的问题。因此，在临床上出现明显的解剖和功能改变之前的几周或几个月，分子核医学就能提供疾病变化的分子信息。2、

3、通过利用特定的放射性示踪剂，分子核医学可为我们提供一个观察体内特定病变部位生化过程变化的窗口。通过这个窗口，可将以某种生化过程变化为表型的疾病与其相应的基因型联系起来，从而使我们对疾病的认识、诊断和治疗提高到一个新的水平。如随着分子核医学的发展，我们对疾病的分类和诊断可能不再主要根据临床指征和病人的主观症状，而可能主要依据疾病的生化代谢改变及其基因的异常或基因的损伤，而基于上述认识的疾病治疗也将更具针对性。二、当代分子生物学研究成果是分子核医学理论的源泉分子生物学进展及相关技术的研究成果已渗透到医学的各个

4、领域，从而全面地带动当今基础医学和临床医学的发展，分子核医学的出现是分子生物学向核医学渗透的必然结果。例如，利用分子克隆技术，分子生物学家已基本弄清了多种细胞膜受体和胞内受体的结构，并初步阐明了配体与受体结合的机制和受体影响细胞生化过程的分子机制，在多种疾病的发生过程中既可有受体数量的改变，也可见受体结构的改变，从而影响细胞的生化代谢过程，这就为我们从核医学的角度选用放射性核素标记的相应受体的放射性核素标记配体进行受体的显像诊断提供了可能。肿瘤的分子生物学研究表明，癌基因的突变、癌基因的扩增和染色体的畸变

5、等在肿瘤的发生、发展过程中起着非常重要的作用。据此，我们可以利用核酸分子杂交的原理，设计合适的放射性核素标记的核酸分子探针进行肿瘤的基因显像诊断或基因治疗。因此，分子核医学理论是建立在分子生物学及相关技术最新研究成果基础之上的，分子生物学的进展还将会不断地为分子核医学的发展提供新方法和新思路。三、分子识别是分子核医学理论的基石高等生物是由亿万个已分化的具有特殊结构与功能的各种细胞组成，细胞间和细胞内的信息传递是协调各种细胞功能、维持机体内、外环境的稳态和生命活动的基础。在细胞间传递的信息分子主要有神经递质

6、、激素和细胞因子等，它们的化学本质包括氨基酸及其衍生物、多肽、蛋白质、生物碱等。这些信息分子通过神经或液递途径从某种细胞传递至另一种细胞，并通过与细胞受体的结合而将信息进一步传递至细胞内，引起细胞产生多种生理效应乃至基因的表达。不同的受体传导信息的机制不同，目前主要有以下几种类型的受体：1、受体-离子通道型受体本身构成离子通道，如乙酸胆碱受体、甘氨酸受体。GABA受体等，这些受体的结合域与相应的配体结合后，相应的离子通道被打开或切断，导致细胞膜的超极化或去极化，引起细胞的兴奋或抑制效应。2、受体-G蛋白-

7、效应蛋白型目前已有约200多种这类的受体被克隆，能与之结合的配体分别为肽类激素、神经递质、细胞因子等。配体与受体结合后，促进受体与多种杂三聚体G蛋白结合成复合物，随后G。亚基自复合物中解离，通过激活（或抑制）相应的蛋白酶而发挥其调节作用。3、受体-酪氨酸蛋白激酶型如胰岛素受体、一些生长因子受体等。已知三分子生长激素与2分子受体胞外结构域结合，形成受体二聚体，继后其自身的酪氨酸蛋白激酶活性被活化，作用于细胞信号传导系统而引起有关的生化代谢过程和基因的表达。4、受体-转录因子型这类胞内受体是具有转录调节作用的

8、反式因子，包括留体类激素和甲状腺激素的受体、维甲酸受体等。已知糖皮质激素的受体的氨基端区域与激活转录有关，中间区域与结合DNA有关，也有转录激活功能，羧基端为结合糖皮质激素的区域。位于胞浆的受体与激素形成复合物后受体被活化后进入胞核，与基因的顺式作用元件结合，启动基因的转录。由上可见，细胞间和细胞内信息传递过程中，广泛涉及到受体与配体、蛋白质或多肽与蛋白质、蛋白质与核酸、酶与其配体（底物）的相互作用，分子识别是它们相互作用的结