真核細胞周期調控與腫瘤

1、.1第一講第一講細胞周期調控與腫瘤細胞周期調控與腫瘤Cell cycle regulation and tumor .2第一節(jié)第一節(jié) 細胞周期概述細胞周期概述第二節(jié)第二節(jié) 細胞周期的各元素及其相互作用細胞周期的各元素及其相互作用第三節(jié)第三節(jié) 細胞周期調控與腫瘤細胞周期調控與腫瘤.3 第一節(jié)第一節(jié) 細胞周期概述細胞周期概述 一、細胞周期一、細胞周期 細胞增殖周期，細胞增殖周期，簡稱細胞周期簡稱細胞周期(cell (cell cycle)cycle)，是指連續(xù)分，是指連續(xù)分裂的細胞從上一次有裂的細胞從上一次有絲分裂結束開始絲分裂結束開始, ,到下到下一次有絲分裂結束為一次有絲分裂結束為止所經歷的整

2、個過程。止所經歷的整個過程。.4G1G1期：（期：（DNADNA合成前期）合成前期）從有絲分裂完成到從有絲分裂完成到DNADNA復復制之前的一段時期；制之前的一段時期；S S期：期：（DNADNA合成期合成期）為為DNADNA復制的時期；復制的時期；G2G2期期：（：（DNADNA合成后期合成后期）從從DNADNA復制完成到有絲分復制完成到有絲分裂開始的一段時期；裂開始的一段時期；M M期：（有絲分裂期）期：（有絲分裂期）從細胞分裂開始到結束從細胞分裂開始到結束的一段時期。的一段時期。 u細胞分裂周期細胞分裂周期4 4個時相個時相DNADNA合成前期合成前期DNADNA合成期合成期DNADNA

3、合成后期合成后期有絲分裂期有絲分裂期 MphaseG01. Phases of Cell Cycle.52. Characteristics of Cell Cycle PhasesG G1 1期：期：n細胞周期的大部分時相處于細胞周期的大部分時相處于G G1 1期，動物細期，動物細胞一般為胞一般為6-126-12小時。該期主要的生化活動小時。該期主要的生化活動是是合成合成RNARNA和蛋白質和蛋白質。S S期：期：n此期一般持續(xù)此期一般持續(xù)6-86-8小時，其長短主要由基因小時，其長短主要由基因組的復雜度決定。該期主要的生化活動是組的復雜度決定。該期主要的生化活動是復制復制DNADNA。.6

4、G G2 2期：期：n該期主要的生化活動是該期主要的生化活動是合成一些與有絲分合成一些與有絲分裂有關的蛋白質裂有關的蛋白質。 M M期：期：n該期很短，一般持續(xù)該期很短，一般持續(xù)0.5-20.5-2小時。該期生小時。該期生化合成停止，化合成停止，細胞形態(tài)發(fā)生改變細胞形態(tài)發(fā)生改變，一個母一個母細胞分裂成細胞分裂成2 2個子代細胞個子代細胞。.73. Checking Points of Cell Cycle真核細胞的分裂增殖必須經過兩個關鍵的真核細胞的分裂增殖必須經過兩個關鍵的調控點：即調控點：即DNADNA合成開始時的合成開始時的G G1 1SS期的轉換期的轉換和有絲分裂開始時的和有絲分裂開始

5、時的G G2 2MM期的轉換期的轉換。除此之外，細胞還有除此之外，細胞還有G G0 0GG1 1期的轉換期的轉換，以及，以及S S期期的檢查點。的檢查點。 .8.94. 4. 細胞周期的特點細胞周期的特點: :單向性：只能沿G1、S、G2、M方向推進。階段性：各期細胞形態(tài)和代謝特點有明顯差異，細胞可因某種原因在某時相停止下來，待生長條件適合后重新活躍到下一時相。檢查點：各時相交叉處存在檢查點，決定細胞下一步的增殖趨向。細胞微環(huán)境：細胞周期是否順利推進與細胞外信號和條件等密切相關。.101.1.周期性細胞：周期性細胞：連續(xù)分裂的細胞連續(xù)分裂的細胞；始終處于增殖和；始終處于增殖和死亡的動態(tài)平衡中（

6、穩(wěn)態(tài)更新），如表皮細胞、死亡的動態(tài)平衡中（穩(wěn)態(tài)更新），如表皮細胞、骨髓細胞。骨髓細胞。2.G2.G0 0期細胞：期細胞：休眠細胞休眠細胞；暫時脫離細胞周期，適當；暫時脫離細胞周期，適當刺激可重新進入細胞周期（條件更新）。如肝、刺激可重新進入細胞周期（條件更新）。如肝、腎細胞。腎細胞。3.3.終端分化細胞：終端分化細胞：不分裂細胞不分裂細胞；不可逆的脫離細胞；不可逆的脫離細胞周期，喪失增值能力，但具有一定生理功能。如周期，喪失增值能力，但具有一定生理功能。如神經細胞、心肌細胞。神經細胞、心肌細胞。二、機體活細胞的分類二、機體活細胞的分類.11.12細胞周期蛋白/素(cyclin，CLN)細胞周期

7、素依賴激酶 (cyclin-dependent kinase，CDK)細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑 （CDK inhibitory protein，CKI）第二節(jié)第二節(jié) 細胞周期的元素及其相互作用細胞周期的元素及其相互作用 調節(jié)細胞周期的3類蛋白質:.131.1.周期蛋白依賴性蛋白激酶（周期蛋白依賴性蛋白激酶（CDK)-CDK)-CDK1-6,CDK1-6,是調節(jié)細胞周是調節(jié)細胞周期的主要蛋白質，通過使其他蛋白質磷酸化而驅動細胞周期的主要蛋白質，通過使其他蛋白質磷酸化而驅動細胞周期進程期進程, ,其活性受周期蛋白的正調控，受其活性受周期蛋白的正調控，受CKICKI的負調控。的負調控。2.2.周

8、期蛋白（周期蛋白（cyclin)-cyclin)-A, B, C, D, EA, B, C, D, E等，不同的周期蛋等，不同的周期蛋白與不同的白與不同的CDKCDK結合形成結合形成cyclin-CDKcyclin-CDK復合物，可調節(jié)細胞復合物，可調節(jié)細胞周期的不同階段。周期的不同階段。3.3.CDKCDK抑制蛋白（抑制蛋白（CKI)-CKI)-與與CDKCDK結合后可抑制結合后可抑制CDKCDK的活性，可的活性，可分為兩大家族：分為兩大家族：CIP/KIP(p21,p27,p57CIP/KIP(p21,p27,p57等等):):廣泛抑制多廣泛抑制多種種CDKCDK的活性。的活性。INK4I

9、NK4家族家族(P15,p16,p18,p19(P15,p16,p18,p19等等):):特異性特異性抑制作用。抑制作用。 .14CDK4/cyclin D - CDK2/cyclin E - CDK2/cyclin A - CDK1/Cyclin B .15.16.172001年，年，Leland Hartwell，Paul nurse和和 Tim hunt因成功揭因成功揭示細胞周期分子機制而共同獲得第示細胞周期分子機制而共同獲得第100屆諾貝爾生理學與醫(yī)學屆諾貝爾生理學與醫(yī)學獎。這標志著細胞周期的研究已獲得全世界的認同，為細胞周獎。這標志著細胞周期的研究已獲得全世界的認同，為細胞周期與腫瘤

10、的研究奠定了基礎。期與腫瘤的研究奠定了基礎。.18 Cyclin (CLN)Cyclin (CLN)又稱周期素，是一組結構又稱周期素，是一組結構相似相似, ,并能結合和調節(jié)細胞周期蛋白依賴并能結合和調節(jié)細胞周期蛋白依賴激酶激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)(cyclin-dependent kinase, CDK)活活性的蛋白質。性的蛋白質。 1. Structure and Function of Cyclin.19n周期素都是周期素都是CDKCDK的調節(jié)亞基的調節(jié)亞基，分別在細胞周期，分別在細胞周期的不同時期積累，激活的不同時期積累，激活CDKCDK，使其具有

11、催化關，使其具有催化關鍵底物磷酸化的作用并調節(jié)底物活性。鍵底物磷酸化的作用并調節(jié)底物活性。n在高等真核細胞中，周期素至少分為在高等真核細胞中，周期素至少分為A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G等幾大類。等幾大類。.20 不同的周期蛋白（不同的周期蛋白（cyclin A,B,C,D,E, cyclin A,B,C,D,E, F,G,HF,G,H等）能與不同的等）能與不同的CDKCDK結合，可調節(jié)細結合，可調節(jié)細胞周期的不同階段。胞周期的不同階段。 G1G1 S G2 MS G2 M D-CDK4/6E-CDK2A-CDK2B-CDK1G1期運行期運行S期啟動期啟動G2期啟期啟動

12、和進行動和進行M期啟動期啟動和進行和進行.21G1SG2MprophasemetaphaseanaphasetelophaseCyclin DCDK4/6Cyclin BCDK1Cyclin ACDK2Cyclin ECDK2Cyclins/CDKs in the different phases of cell cycle.22The Expressional Levels of Cyclins during Cell Cycle.23CyclinsCyclins的時相性起伏的時相性起伏DEABCyclinCyclin的功能調控主要依靠其蛋白質水平的的功能調控主要依靠其蛋白質水平的細胞周期特

13、異性起伏。細胞周期特異性起伏。.24The Relationship of Cyclin Expressional Levels with DNA Replication.25100aa組成組成cyclin boxCyclin Combine催化亞基催化亞基 所有所有Cyclin蛋白分子上都有一段與蛋白分子上都有一段與CDK結合并使之激活結合并使之激活的保守區(qū)，稱為的保守區(qū)，稱為細胞周期素盒細胞周期素盒(Cyclin box)。 .26n 此外，周期蛋白還含有此外，周期蛋白還含有降解盒降解盒（destruction boxdestruction box）或）或PESTPEST序列（脯序列（脯-

14、 -谷谷- -絲絲- -蘇），蘇），可通過定時降解或快速轉換來可通過定時降解或快速轉換來調節(jié)周期素的水平。調節(jié)周期素的水平。.27周期素的家族成員周期素的家族成員.28Cyclins通過泛素通過泛素-蛋白酶體途徑降解蛋白酶體途徑降解 .292. Structure and Function of CDK CDKCDK是一組是一組絲氨酸絲氨酸/ /蘇氨酸蘇氨酸蛋白激酶，蛋白激酶，需與相應的需與相應的cyclincyclin結合才能顯示活性，結合才能顯示活性，故故CDKCDK稱為依賴稱為依賴cyclincyclin的蛋白激酶。的蛋白激酶。不同階段有相應的不同階段有相應的cyclin/CDKcycl

15、in/CDK。.30n人們對人們對CDKCDK的認識，最初是通過研究培養(yǎng)細胞的認識，最初是通過研究培養(yǎng)細胞和酵母細胞而得到的。和酵母細胞而得到的。n目前已經確定的目前已經確定的CDKCDK有：裂殖酵母中有：裂殖酵母中CdC2CdC2；釀；釀酒酵母中的酒酵母中的CdC28CdC28、PHO85PHO85、KIN28KIN28以及人類細以及人類細胞中胞中CDKCDK1 110 10 。2.1 Types and Characters of CDK.31脊椎動物的CDK CDK結合的相應cyclin 作用的細胞周期 CDK1CDK2 CDK3CDK4CDK5CDK6CDK7 CyclinA,BCyc

16、linACyclinD1,D2,D3CyclinE CyclinD1,D2,D3P35*, CyclinD1,D2,D3CyclinD1CyclinH, P36*G2/M轉換； M早期S期；G2期G1期G1/S 轉換G1期G0/G1轉換、G1期神經纖維的磷酸化、G1期G0/G1轉換活化CDK* P35，P36的結構與細胞周期蛋白無相似性 .32nCDKCDK的分子量一般為的分子量一般為353540kD40kD，不同，不同CDKCDK的氨基的氨基酸組成有酸組成有40%40%以上的同源性以上的同源性。nCDKCDK催化亞基的活性中心約由催化亞基的活性中心約由300300個氨基酸殘基個氨基酸殘基組成

17、，當處于組成，當處于單體或非磷酸化狀態(tài)時，單體或非磷酸化狀態(tài)時，CDKCDK沒沒有催化活性有催化活性。 .33Molecular Structure of CDK2.34n在在激活因素激活因素中，目前認為中，目前認為CDKCDK與與周期素的結合周期素的結合以及保守的以及保守的蘇氨酸殘基蘇氨酸殘基(Thr(Thr161161) )的磷酸化的磷酸化是較是較為重要的兩種調節(jié)因素；為重要的兩種調節(jié)因素；n而在而在抑制因素抑制因素中，中，CDKCDK的的N-N-端氨基酸殘基的端氨基酸殘基的抑抑制性磷酸化制性磷酸化(Thr(Thr1414和和TyrTyr1515) )以及以及抑制蛋白抑制蛋白(CKI)(C

18、KI)的結合的結合是主要的調節(jié)因素。是主要的調節(jié)因素。2.2 Regulation of CDK Activity.35.36 周期素的激活作用：周期素的激活作用：n周期素中的“周期素盒”結構域直接和CDK結合，并與CDK的激活相關。n周期素的結合與激活作用主要通過周期素在細胞周期中的濃度波動來調控。2.2.1 Activation of CDK.37CyclinA-CDK2 Complex with ATP Bound.38 磷酸化修飾的激活作用：磷酸化修飾的激活作用：nCDKCDK的激活還必須依賴于其保守的蘇氨酸殘的激活還必須依賴于其保守的蘇氨酸殘基的磷酸化，如在人基的磷酸化，如在人CDK

19、CDK1 1（p34p34cdc2cdc2）的）的ThrThr161161和和CDKCDK2 2的的ThrThr160160的磷酸化，就與這兩個的磷酸化，就與這兩個酶的激活相關。酶的激活相關。.39n催化CDK1和CDK2磷酸化的酶是CAK， 催化亞基為CDK7 CAK 調節(jié)亞基為周期素周期素H 組裝蛋白因子MAT1（MAT1 CDK-activating kinase assembly factor 1） .40Complex of CDK7 - CyclinH-MAT1 Cyclin HCDK7MAT1.41CAKCDK的激活機制的激活機制:CDK Thr 160/161磷酸化磷酸化 CD

20、K/Cyclin cell cycle.42nCDKCDK的激活和失活還與的激活和失活還與 Thr14 /Tyr15 Thr14 /Tyr15 的磷酸的磷酸化和去磷酸化有關?；腿チ姿峄嘘P。nThr14/Tyr15Thr14/Tyr15的去磷酸化的去磷酸化導致導致CDKCDK的激活的激活, ,使其使其去磷酸化的去磷酸化的磷酸酶是磷酸酶是CDC25CDC25。 .43CDKCDK啟動啟動cell cycle:cell cycle:CDK激活激活Cyclin與與CDK結合結合CAK對對CDK Thr 160/161的磷酸化的磷酸化Cell cycleCDC25 對對CDKThr14/Tyr15去

21、磷酸化去磷酸化.44 磷磷酸化修飾的抑制作用：酸化修飾的抑制作用：n在人的在人的CDKCDK1 1和和CDKCDK2 2中，中，ThrThr1414和和TyrTyr1515殘基的磷酸殘基的磷酸化可抑制化可抑制CDKCDK的催化活性。的催化活性。n其原因在于上述殘基的側鏈位于該酶活性中心其原因在于上述殘基的側鏈位于該酶活性中心ATPATP結合部位的頂端。結合部位的頂端。2.2.2 Inhibition of CDK.45n催化催化ThrThr1414和和TyrTyr1515磷酸化的是兩種不同的蛋白激磷酸化的是兩種不同的蛋白激酶，使酶，使ThrThr1414磷酸化的為蛋白激酶磷酸化的為蛋白激酶My

22、t1Myt1 ，使，使TyrTyr1515磷酸化的是蛋白激酶磷酸化的是蛋白激酶Wee1/Mik1Wee1/Mik1 。n催化催化ThrThr1414和和TyrTyr1515脫磷酸化的是蛋白磷酸酶脫磷酸化的是蛋白磷酸酶CDC25CDC25。n因此，蛋白激酶因此，蛋白激酶Wee1Wee1和和Myt1Myt1及蛋白磷酸酶及蛋白磷酸酶CDC25CDC25的相對活性，決定的相對活性，決定CDKCDK1 1和和CDKCDK2 2的活性高低。的活性高低。.46Regulation of CDK ActivityCAK.47 抑制蛋白的作用：n抑制蛋白，即周期素依賴性蛋白激酶抑制子（CKI），大部分CKI都是

23、抑癌基因的編碼產物。n在哺乳動物細胞中，目前已經確定的CKI主要有： P15和P16、 P19、P21、P27、P53和PRb，可分別抑制各型CDK的活性。.48P16INK4A和P15INK4B：n是分別由抑癌基因INK4A/MTS1和INK4B/ MTS2編碼合成的蛋白質，能專一性的與CDK4和CDK6結合，并阻止其與周期素的結合反應，從而抑制其蛋白激酶活性，使細胞停留于G1期。.49 P16 CDK4 cyclinD1 一一 P cdk介導的磷酸化 Rb Rb P 一 G1 S DNA轉錄.50P21WAF1/CIP1：n是由抑癌基因WAF1/CIP1編碼合成的蛋白質，幾乎能與所有的周期

24、素-CDK復合物結合，抑制其蛋白激酶活性，使細胞停留在G1期。.51P27KIP1：n是由抑癌基因KIP1編碼合成的蛋白質，也能與幾乎所有的周期素-CDK復合物結合，抑制其蛋白激酶活性，使細胞停留于G1期。.52p27-cyclin-cdk complex.53P53：n由抑癌基因p53編碼合成的蛋白質，是WAF1/CIP1基因（P21）的轉錄激活因子。n因此，P53的表達可促進P21WAF1/CIP1的轉錄表達，從而抑制CDK的蛋白激酶活性。.54Function of P53：.55.56.57PRb：n是由Rb抑癌基因編碼合成的蛋白質，有低磷酸化型和高磷酸型兩種型式。n低磷酸化型的PRb

25、可與轉錄因子E2F形成復合體，抑制其轉錄激活作用，阻止細胞分裂；而高磷酸化型的PRb則不能與E2F形成復合體。n催化PRb由低磷酸化型轉變?yōu)楦吡姿峄偷牡鞍准っ妇褪歉餍虲DK。.58RbRb在細胞周期內的磷酸化在細胞周期內的磷酸化 .59Cyclin D與CDK結合使Rb釋放結合的轉錄因子E2F .60.61Figure. Regulation of Rb and E2F activities in late G1. Interaction of E2Fs with nonphosphorylated Rb protein initially inhibits E2F activity. Wh

26、en signaling from mitogens is sustained, the resulting initiate the phosphorylation of Rb, converting some E2F to the active form, which activate target genes whose products are essential for S phase.62Rb function is linked to other tumor suppressors.63小結小結RbRb的生理作用的生理作用: : RbRb基因是視網膜母細胞瘤的致病基因，位于基因是

27、視網膜母細胞瘤的致病基因，位于13q1413q14。 RbRb蛋白蛋白p105p105 兩種形式：磷酸化兩種形式：磷酸化RbRb和非磷酸化和非磷酸化RbRb（活性形式）（活性形式） RbRb蛋白的蛋白的作用：作用：1.1. 非磷酸化非磷酸化RbRb與轉錄因子與轉錄因子E2FE2F結合，抑制其活性，使細胞停留結合，抑制其活性，使細胞停留在在G1G1期。期。E2FE2F 是很強的轉錄因子，可促進許多參與是很強的轉錄因子，可促進許多參與S S期的酶期的酶和蛋白質如和蛋白質如DNADNA聚合酶、胸苷激酶、二氫葉酸還原酶等的表聚合酶、胸苷激酶、二氫葉酸還原酶等的表達，增強達，增強DNADNA的復制，促進

28、細胞通過的復制，促進細胞通過G1/SG1/S控制點?？刂泣c。2 2Rb Rb 磷酸化磷酸化 磷酸化的磷酸化的RbRb釋放釋放E2F E2F 促進促進DNADNA的合成的合成 細胞分裂增殖。細胞分裂增殖。.643. 3. 病毒癌蛋白（病毒癌蛋白（SV40 SV40 大大T T抗原，腺病毒抗原，腺病毒EIAEIA和人乳頭瘤病和人乳頭瘤病毒毒E7E7等）和等）和RbRb結合，釋放結合，釋放E2FE2F，從而促進細胞的分裂增，從而促進細胞的分裂增殖和轉化。殖和轉化。4. Rb4. Rb基因的突變失活（點突變，缺失或基因的突變失活（點突變，缺失或GCGC島的高甲基化島的高甲基化等）使之失去結合等）使之失

29、去結合E2FE2F和抑制細胞增殖的能力。和抑制細胞增殖的能力。5. 5. 生長因子如生長因子如EGFEGF、PDGFPDGF和癌基因和癌基因c-mycc-myc等都可促進等都可促進cyclinD1cyclinD1的表達和的表達和D1-CDK4/6D1-CDK4/6的形成，從而促進細胞的的形成，從而促進細胞的分裂增殖。分裂增殖。6 6 CDKCDK抑制蛋白抑制蛋白P16P16是抑癌基因是抑癌基因 P16P16可競爭性地與可競爭性地與CDK4/6CDK4/6結合，抑制結合，抑制CDK4/6CDK4/6的活性，的活性，從而抑制細胞從從而抑制細胞從G1SG1S過渡，使細胞停留在過渡，使細胞停留在G1G

30、1期。期。.653.3. 細胞周期調控中各元素間的相互作用細胞周期調控中各元素間的相互作用 細胞周期的調控可分為外源和內源性調控. 外源性調控主要是細胞因子以及其它外界刺激引起； 內源性調控主要是通過CyclinCDKCKI的網絡調控來實現(xiàn)。 .66u生長信號（生長信號（GF）：通過早期應答基因傳遞到細通過早期應答基因傳遞到細胞周期調控機制時胞周期調控機制時, 首先是首先是cyclinD的表達增加的表達增加,與與CDK4/6形成復合物，使細胞周期運行。形成復合物，使細胞周期運行。u抑制信號（抑制信號（TGF-）：促進促進CKI表達增加表達增加, 抑制抑制CyclinD -CDK4/6復合物的功

31、能，使細胞阻滯復合物的功能，使細胞阻滯在在G1期。期。.67.68PRbE2FD-CDK 4/6E2F磷酸化磷酸化的的Rb EGF, PDGF, c-myc等等Cyclin-D病毒癌蛋白與病毒癌蛋白與RbRb結合結合參與參與S S期期DNADNA合成的合成的蛋白質基因的表達蛋白質基因的表達細胞的過度增殖細胞的過度增殖 和癌變和癌變Rb Rb 基因的突變基因的突變P16突變的突變的Rb蛋白蛋白.69.70 各種細胞周期蛋白隨特定細胞時相而出現(xiàn)。各種細胞周期蛋白隨特定細胞時相而出現(xiàn)。 G1G1早期，早期，cyclinDcyclinD表達表達并與并與CDK4CDK4或或CDK6CDK6結合，結合，成

32、為始動細胞周期的啟動子；成為始動細胞周期的啟動子； G1G1晚期、晚期、進入進入S S早期后早期后cyclinEcyclinE表達，并與表達，并與CDK2CDK2結合，推動細胞進入結合，推動細胞進入S S期；期； 進入進入S S期后，期后，cyclin Acyclin A表達表達，cyclin A cyclin A 和和CDK2CDK2相結合可以調節(jié)相結合可以調節(jié)S S期進入期進入G2G2期；期； S S晚期、晚期、G2G2早期，早期，cyclIin AcyclIin A、cyclin Bcyclin B表達，表達，并與并與cdc2cdc2結合，促進細胞進入結合，促進細胞進入M M期。期。.7

33、1 P53 P16 介導 抑制CDK4 p21 CDK4 cyclinD1 抑制CDK4 活化CDK4 P cdk介導的磷酸化 Rb Rb P E2F 無活性復合物 E2F啟動 DNA轉錄 G1 S DNA轉錄.72 CDKCDK活性狀態(tài)是以磷酸化形式存在的活性狀態(tài)是以磷酸化形式存在的。 CAKCAK可誘導可誘導CDKCDK磷酸化（磷酸化（ThrThr161161），而），而p27p27通通過與過與CDKCDK亞單位的結合亞單位的結合，使，使CAKCAK不能與不能與CDKCDK直接發(fā)直接發(fā)生作用。非活化的生作用。非活化的CDKCDK不能使不能使RbRb蛋白磷酸化，蛋白磷酸化，使使細胞停留在細胞

34、停留在G1G1期，對細胞周期進行負調控。期，對細胞周期進行負調控。 P27P27還可阻止還可阻止RbRb蛋白磷酸化蛋白磷酸化，其過度表達，其過度表達能抑制細胞進入能抑制細胞進入G1G1期。期。 .73小結小結:n細胞周期由一系列瀑布式的細胞周期由一系列瀑布式的CDKsCDKs激活激活所驅動所驅動nCDKsCDKs的激活受控于的激活受控于四大機制四大機制 (cyclin, CAK, (cyclin, CAK, Weel/CDC25, CKIs)Weel/CDC25, CKIs)nCDKsCDKs激活執(zhí)行細胞周期的兩大生物學功能激活執(zhí)行細胞周期的兩大生物學功能: : 復復制和分裂制和分裂.74第三

35、節(jié)第三節(jié) 細胞周期調控與腫瘤細胞周期調控與腫瘤n 科學家在研究中逐漸發(fā)現(xiàn)，幾乎所有科學家在研究中逐漸發(fā)現(xiàn)，幾乎所有癌基因、癌基因、抑癌基因抑癌基因的生物學效應，最終都會聚到的生物學效應，最終都會聚到細胞周期細胞周期機機制上。制上。n 許多癌基因、腫瘤抑制基因許多癌基因、腫瘤抑制基因直接參與細胞周期直接參與細胞周期的調控的調控，或者本身就是細胞周期調控復合體的主要或者本身就是細胞周期調控復合體的主要成分成分。這些基因變異的結果，導致了細胞周期的失。這些基因變異的結果，導致了細胞周期的失控，直接誘發(fā)腫瘤。控，直接誘發(fā)腫瘤。.75驅動機制驅動機制檢查機制檢查機制CKI-checkpointCDK4,

36、6 /cyclinDCDK2/cyclinECDK2/cyclinACDK1/cyclinBCyclin -CDK+細胞惡性增殖細胞惡性增殖驅動力增強驅動力增強檢查機制失靈檢查機制失靈v腫瘤細胞惡性增殖的機制腫瘤細胞惡性增殖的機制.76v腫瘤細胞惡性增殖的機制腫瘤細胞惡性增殖的機制CyclinCyclin的過表達的過表達CDKCDK的增多的增多CKICKI表達不足和突變表達不足和突變檢查點功能障礙檢查點功能障礙細胞增殖過度與腫瘤細胞增殖過度與腫瘤G G1 1/S/S檢查點功能障礙（檢查點功能障礙（P P5353突變）突變）G G2 2/M/M檢查點功能障礙檢查點功能障礙惡惡性性增增殖殖.77一

37、、腫瘤細胞周期失控的分子基礎一、腫瘤細胞周期失控的分子基礎 1 1細胞周期蛋白異常細胞周期蛋白異常 G1cyclin基因突變、重排，使這些cyclin異常表達，從而使細胞通過G1期，進入S期，細胞即自發(fā)增殖，出現(xiàn)轉化特征。許多人類腫瘤中，均發(fā)現(xiàn)有cyclin D1基因的擴增。.78Cyclin D1Cyclin D1（原癌基因（原癌基因Bcl-1Bcl-1）過表達原因）過表達原因: :基因擴增基因擴增（Cyclin D1過表達的主要機制）過表達的主要機制） 乳腺癌、胃癌、食道癌存在乳腺癌、胃癌、食道癌存在Cyclin D1基因擴增過度?；驍U增過度。染色體倒位染色體倒位（Chromosome

38、inversion）Cyclin D1基因倒位于甲狀旁腺啟動子控制下基因倒位于甲狀旁腺啟動子控制下 Cyclin D1蛋白合成蛋白合成 甲狀旁腺腺癌甲狀旁腺腺癌 染色體易位染色體易位（Chromosome translocation) Bcl-1 t(11:14) (q13:q32)易位易位 Cyclin D1受受Ig重重鏈基因增強子影響鏈基因增強子影響 Cyclin D1表達表達.79.80B型肝炎病毒（hepatitis B virus, HVB）感染人體后成為導致肝癌的因素之一，有研究發(fā)現(xiàn)，HVB基因組整合入cyclinA基因的一個內含子中，產生異常、過量表達的轉錄物。和正常的cycli

39、nA相比，它缺少N端的“destruction box”，逃脫了對它的降解，大量異常的cyclinA刺激細胞增殖。.81 2 2CDKCDK和和CKICKI基因的突變基因的突變 研究中發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞CDK的水平一般較高，而CKI基因常見純合性缺失突變，細胞內缺少CKI，或CKI抑制CDK功能的喪失。 .82n CKI的缺失與突變的缺失與突變 可能.83 .84 3 3癌基因和抑癌基因突變癌基因和抑癌基因突變 不少癌細胞中發(fā)現(xiàn)Rb或P53基因發(fā)生了突變，使Rb失去了阻斷mRNA轉錄，P53失去了使細胞休止在G1后期的功能，造成細胞周期失控。 .85細胞周期素與原癌基因：細胞周期素與原癌基因：u與與G0G0G1G1期轉化有關的原癌基因期轉化有關的原癌基因有有mycmyc和和rasras，它們在，它們在轉化細胞中與轉化細胞中與cyclin Dcyclin D共同作用。共同作用。uE2FE2F刺激