深入解读癌症本质,是人类在新世纪面临的重大挑战。本书从生物信息学角度,利用现有多种组学数据对癌症的生物学特征予以描述归纳及探讨,指出癌症是一个进化复合体系统,要以“整体论”来思考研究,并提供了理论框架。
全书分为14章,探讨了癌症的生物学基础、利用组学数据从分子及基因组层面理解癌症发生发展的驱动力、癌细胞在多重压力下存活的路径、表观遗传应答的作用、癌症侵袭和转移的原因、癌症转移后的特征等。此外,还示范了癌症标志物的发掘以及利用计算手段研究癌症的策略等。
样章试读
目录
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第1章 癌症的生物学基础1
1.1癌症概述1
1.2癌症的特征性标志3
1.3原癌基因、癌基因与抑癌基因6
1.4癌症基因组、肿瘤异质性和癌症进化的最新成果9
1.5早期的癌症发展的序贯模型11
1.6表观遗传学与癌症12
1.7癌细胞的能量代谢13
1.8人们逐渐认识到了低氧、炎症及ROS在癌症中的作用21
1.9克服凋亡23
1.10细胞外基质和间质对癌症的作用25
1.11癌症的分类与诊断中具有挑战性的问题28
1.12 小结29
参考文献30
第2章 组学数据——信息之源与计算之需33
2.1基因组序列数据34
2.2表观遗传学组学数据36
2.3转录组学数据38
2.4代谢组学数据45
2.5患者信息数据46
2.6组学数据整合分析案例研究47
2.7小结48
参考文献48
第3章 癌症分类与分子信号识别52
3.1癌症类型、病理分级和发展阶段52
3.2通过数据分析确定癌症的类型、阶段和分化程度54
3.3通过数据聚类发现亚型、亚期和亚分化程度62
3.4挑战性问题64
3.5小结66
补充材料66
参考文献68
第4章 从基因组层面理解癌症71
4.1癌症基因组的基本信息71
4.2癌症基因组数据的一般信息73
4.3从通路层面考虑驱动突变:案例研究78
4.4癌症基因组突变数据的(潜在)信息79
4.5基于细胞系研宄的局限性:微环境驱动癌症的前奏86
4.6小结87
参考文献88
第5章 通过比较组学分析阐明癌症的驱动力90
5.1关于癌症驱动力的两种不同学说90
5.2结直肠癌的基于基因突变的驱动模型93
5.3Warburg理论:能量代谢的改变是癌症的驱动力94
5.4细胞增殖是一种逃生方式:我们的驱动模型100
5.5基因突变在肿瘤发生中的作用106
5.6外源性因素与癌症109
5.7小结112
补充材料112
参考文献113
第6章 透明质酸:癌症进化的重要促进因素119
6.1透明质酸及其生理功能119
6.2透明质酸:链接了癌症的形成与发展124
6.3透明质酸驱动癌症形成与发展的模型129
6.4生物信息学的机遇与挑战136
6.5小结137
参考文献138
第7章 多种逃生路径——理解癌细胞如何逃避调亡144
7.1细胞凋亡的生物学基础144
7.2癌症逃避细胞凋亡的不同方式151
7.3癌症为避免凋亡所获得的特征157
7.4小结159
补充材料160
参考文献160
第8章 癌症在竞争性恶劣环境中的发展164
8.1生长组织中存在细胞-细胞间竞争164
8.2乳酸酸性环境中的癌细胞与正常细胞167
8.3免疫监控下的癌症发展174
8.4免疫和癌症进化之间的详细关系177
8.5小结178
补充材料179
参考文献179
第9章 表观遗传应答导致细胞增殖失控183
9.1肿瘤细胞进化导致的微环境改变183
9.2表观遗传应答:细胞应对反常、持续性压力的通用应激系统191
9.3基因组不稳定性与癌症的发展195
9.4小结198
补充材料198
参考文献198
第10章 理解癌症的侵袭和转移201
10.1肿瘤细胞的局部侵袭201
10.2肿瘤细胞的迁移207
10.3适应新的微环境210
10.4透明质酸是转移的关键推动者214
10.5小结216
补充材料217
参考文献217
第11章 转移后的癌症——第二次转化222
11.1转移癌与原发癌迥异的共同特征222
11.2细胞如何应对微环境的改变230
11.3理解转移癌的加速生长:一种数据挖掘的方法233
11.4小结239
补充材料240
参考文献241
第12章 搜寻人类体液中的癌症标志物244
12.1疾病诊断中的标志物识别的历史回顾244
12.2使用自上向下的方法搜索生物标志物247
12.3预测分泌和循环蛋白:一种数据挖掘方法251
12.4搜寻其他的人类体液中生物标志物254
12.5搜寻其他分子中的生物标志物256
12.6小结258
参考文献258
第13章 在公共数据基础上利用计算手段研究癌症261
13.1挖掘癌症组学数据可以解答的一些潜在问题262
13.2对以计算方式研究癌症具有帮助的数据库265
13.3对于以计算方式研宄癌症有帮助的网络工具272
13.4小结276
参考文献276
第14章 我们的观点——把癌症当成一个进化复合体系统来理解280
14.1什么是癌症280
14.2癌细胞必须克服哪些压力呢281
14.3压力vs.增殖282
14.4不同的癌有不同的生存之道283
14.5组织水平vs.细胞水平的问题285
14.6整体论vs.还原论285
参考文献287