癌基因與抑癌基因

1、癌基因與抑癌基因oncogene & anti-oncogene滕文靜(wnjng)teyna共六十六頁OVERVIEW癌的生成涉及多種基因和基因以外的變化，單獨(dú)(dnd)一種基因的突變不足以致癌，多種基因變化的積累才能引起控制細(xì)胞生長和分化的機(jī)制紊亂，使細(xì)胞的增生失控而癌變。 癌基因、抑癌基因、腫瘤轉(zhuǎn)移基因、細(xì)胞凋亡、DNA損傷與修復(fù)、端粒，MicroRNA基因 共六十六頁共六十六頁共六十六頁癌基因、抑癌基因與生長因子的關(guān)系(gun x)癌基因抑癌基因細(xì)胞(xbo)生長因子正調(diào)控負(fù)調(diào)控產(chǎn)物癌基因與抑癌基因：基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)調(diào)控異常，其結(jié)果涉及細(xì)胞生長因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期、細(xì)胞增值、分化和凋

2、亡過程等。 共六十六頁癌基因癌基因概念(ginin)病毒癌基因細(xì)胞癌基因癌基因產(chǎn)物及功能共六十六頁一、癌基因概念(ginin)癌基因（ Oncogenes）：是具有致癌能力或致癌潛能的基因的總稱，是細(xì)胞內(nèi)總體遺傳物質(zhì)的組成部分。指細(xì)胞內(nèi)控制細(xì)胞生長、增殖和分化的基因，當(dāng)它的結(jié)構(gòu)異?；虮磉_(dá)異常時(shí)，可以引起細(xì)胞癌變。一般是指編碼(bin m)生長因子、生長因子受體、細(xì)胞內(nèi)生長信息傳遞分子，以及與生長分裂有關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子等的基因。共六十六頁二、癌基因的分類(fn li)一、病毒癌基因(virus oncogenes) 是一類(y li)存在于腫瘤病毒（大多數(shù)是逆轉(zhuǎn)錄病毒）中的、能使靶細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的

3、基因，是病毒基因組中特殊的核苷酸序列，能引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化，如v-src等病毒癌基因是在以Rous肉瘤病毒(Rous sarcoma virus，RSV)為代表的逆轉(zhuǎn)錄病毒中發(fā)現(xiàn)的。共六十六頁 病毒癌基因（virus oncogenes，v-onc.） ：它不編碼病毒的結(jié)構(gòu)成分，對(duì)病毒復(fù)制也沒有作用，但可以使細(xì)胞(xbo)持續(xù)增殖。 Rous Peyton ：1911年發(fā)現(xiàn)(fxin)雞肉瘤無細(xì)胞濾液能引起雞產(chǎn)生新的肉瘤，幾十年后，他證實(shí)了病原體為羅氏病毒（RSV），為此獲得1966年的諾貝爾獎(jiǎng)。Rous 肉瘤共六十六頁 雞肉瘤(ruli)病毒（RSV）基因組結(jié)構(gòu)圖 gag LTR pol env

4、LTR 長末端(m dun)重復(fù)序列正常的病毒基因癌基因 調(diào)節(jié)和 啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生病毒核心蛋白產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶產(chǎn)生病毒外膜蛋白產(chǎn)生酪氨酸激 酶src1970年Temin 和Batimore證實(shí)RSV是一種反轉(zhuǎn)錄病毒，獲1975年諾貝爾獎(jiǎng)共六十六頁 1970s H. Varmus和J. M. Bishop研究小組發(fā)現(xiàn)RSV中的致瘤基因(jyn)是src基因，但用src的cDNA和其他基因組DNA雜交，發(fā)現(xiàn)src的同源物普遍存在于動(dòng)物細(xì)胞（如雞、鴨、果蠅）。原來src編碼一種胞質(zhì)酪氨酸激酶，參與細(xì)胞增殖相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，是細(xì)胞的正常組分。RSV、ASV等反轉(zhuǎn)錄病毒的基因組是整合在宿主基因組上復(fù)制的，

5、會(huì)將宿主的某些基因復(fù)制到了自身的基因組中，因此被這樣的病毒感染的細(xì)胞，src基因拷貝就增多了，引起細(xì)胞過度增殖。共六十六頁共六十六頁二、細(xì)胞(xbo)癌基因（一）細(xì)胞癌基因的特點(diǎn)普遍性：廣泛存在于生物界中；保守性：在進(jìn)化過程中，基因序列呈高度同源性；重要性：表達(dá)產(chǎn)物精密調(diào)控細(xì)胞增殖、分化和凋亡(dio wn)；危害性 : 表達(dá)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和數(shù)量上的變化，可致細(xì)胞癌變或腫瘤生成。在正常細(xì)胞中存在癌基因，被引入正常細(xì)胞時(shí)能使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞。將細(xì)胞中的這種癌基因稱為細(xì)胞癌基因(c-onc) 或原癌基因(proto-onc)。共六十六頁2、原癌基因（Proto-oncogenes）或細(xì)胞癌基因（ c

6、ellular-oncogene, c-onc） ：存在于正常組織細(xì)胞基因組中的靜止或非活化狀態(tài)的癌基因。如 c-myc、c-ras、c-src等。正常情況下，這些基因處于(chy)靜止或低表達(dá)的狀態(tài)，對(duì)細(xì)胞無害，對(duì)維持細(xì)胞正常功能有重要作用。但在異常表達(dá)時(shí)，其產(chǎn)物可使細(xì)胞無限制分裂。共六十六頁 家 族 成 員 產(chǎn)物作用 產(chǎn)物定位src家族(jiz)： src、abl、fgr、fes、 TPK活性 膜內(nèi)側(cè)或跨膜 yes、fps、 lck、kek、（酪氨酸蛋 fym、lyn、tkl 白激酶）ras家族： H-ras、K-ras、N-ras G蛋白( P21) 膜內(nèi)側(cè) myc家族：c-myc、N-

7、myc、L-myc 結(jié)合蛋白 核內(nèi) jun、 fos 轉(zhuǎn)錄因子（AP-1） 核內(nèi) sis家族： 僅sis P28(類PDGF) 胞外 myb家族：myb、myb-ets 核蛋白(轉(zhuǎn)錄因子) 核內(nèi) 1. 按家族(jiz)體系分類（二）癌基因分類共六十六頁2、按功能(gngnng)及定位的分類 類 別 名 稱 定 位 生物學(xué)功能生長因子 c-sis 分泌到胞外 血小板源生長因子生長因子受體 c-erb B 細(xì)胞膜 表皮生長因子受體 c-fms 細(xì)胞膜 集落刺激因子-1受體 c-trk 細(xì)胞膜 神經(jīng)生長因子受體胞內(nèi)傳遞蛋白 c-src、c-abl 細(xì)胞質(zhì) 酪氨酸蛋白激酶 c-raf、c-mos 細(xì)胞

8、質(zhì) Ser/Thr蛋白激酶 c-ras 細(xì)胞膜 GTP/GDP結(jié)合蛋白轉(zhuǎn)錄(zhun l)調(diào)節(jié)因子 c-myc 細(xì)胞核內(nèi) DNA結(jié)合蛋白 c-jun、c-fos 細(xì)胞核內(nèi) 轉(zhuǎn)錄因子（AP-1） c-erb A 細(xì)胞核內(nèi) 甾體激素受體類蛋白共六十六頁三、癌基因活化(huhu)激活因素：在某些條件下，如病毒感染、化學(xué)致癌物或電離輻射等，癌基因可被相繼激活而異常表達(dá)，致細(xì)胞惡性變以及腫瘤生成。不同原癌基因在不同情況下，可通過不同的途徑被激活，成為“活化(huhu)癌基因”。癌基因活化后的結(jié)果： （1）表達(dá)時(shí)機(jī)改變:出現(xiàn)異常、截短的表達(dá)產(chǎn)物 （2）過量表達(dá):出現(xiàn)過量的正常表達(dá)產(chǎn)物 （3）產(chǎn)物異常:出現(xiàn)

9、新的表達(dá)產(chǎn)物 激活機(jī)制：基因突變、基因擴(kuò)增、染色體重排、癌基因甲基化改變、基因過表達(dá)等 共六十六頁（一）基因突變(j yn t bin)(mutation) 在輻射和致癌物作用下，細(xì)胞原癌基因常可發(fā)生突變，其表達(dá)產(chǎn)物氨基酸組成(z chn)或結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致腫瘤生成。1982年，美國 3 家研究機(jī)構(gòu)（麻省理工大學(xué)、國立癌癥研究所和哥倫比亞大學(xué)）幾乎同時(shí)發(fā)表這樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果：人膀胱癌細(xì)胞EJ株的惡性轉(zhuǎn)化是由于其原癌基因 c-H-ras 的點(diǎn)突變（EJ-ras 基因）所致。 H-ras 正常細(xì)胞 GGC (12Gly) 腫瘤細(xì)胞 GTC (12Val) 共六十六頁 突變(tbin)的Ras癌基因蛋白質(zhì)被

10、鎖定在激活狀態(tài)GDPGDPGTPGTPPi無活性的Ras蛋白(dnbi)有活性的Ras蛋白輸入的信號(hào)刺激GDP-GTP交換內(nèi)源性GTP酶活性輸出信號(hào)突變的Ras癌基因蛋白質(zhì)被鎖定在激活狀態(tài)共六十六頁 ras基因氨基酸的位置 12 13 59 61H-ras-1來源的 正常人c-H-ras-1人EJ膀胱癌癥人HS242乳癌鼠Harvey病毒v-H-ras Gly GGCValGTCArgCGC GlyAla Thr Gln CAGLeuCTG K-ras-2來源的 正常人c-K-ras-2人Caalu肺癌人SW480結(jié)腸癌鼠Kirsten病毒v-K-ras Gly LysTGTValGTTSer

11、 GlyAla Thr GlnN-ras來源的 正常人N-ras人神經(jīng)母細(xì)胞瘤人早幼粒白血病細(xì)胞系人纖維肉瘤人AML33 GlyGly Asp AlaGln LysLysLys 共六十六頁（二）基因(jyn)擴(kuò)增 （GENE AMPLIFICATION）原癌基因的擴(kuò)增指基因結(jié)構(gòu)本身正常，但因染色體的一部分過度復(fù)制，使基因的拷貝數(shù)增多成多拷貝基因，導(dǎo)致基因產(chǎn)物增加及腫瘤的發(fā)生，基因擴(kuò)增常因基因組DNA的大量復(fù)制而引起染色體核型的異常，在細(xì)胞中出現(xiàn)成對(duì)微小染色體，和同源基因均染色區(qū)。擴(kuò)增的數(shù)量可達(dá)幾十倍數(shù)百倍 乳腺癌 erb- B2基因擴(kuò)增與進(jìn)展有關(guān) 小細(xì)胞肺癌(fi i) myc家族基因 神經(jīng)母

12、細(xì)胞瘤 （NEUROBLASTOMA） N-myc基因，擴(kuò)增與快速生長增加侵襲等疾病進(jìn)展或臨床階段相關(guān)共六十六頁（三）染色體基因(jyn)易位與重排 （chromosome gene translocation and rearrangements）染色體基因的易位和重排，可使原癌基因移至某些強(qiáng)啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被活化，表達(dá)增強(qiáng)，致使腫瘤生成。這常見在血液系統(tǒng)腫瘤。染色體重排通過引起原癌基因的活化或融合蛋白的產(chǎn)生等不同(b tn)機(jī)制，導(dǎo)致細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，前者指通過重排將原癌基因置于強(qiáng)轉(zhuǎn)錄活性的啟動(dòng)子控制之下，引起原癌基因的高表達(dá)，最終引起細(xì)胞的惡化。后者指通過重排將一個(gè)基因的頭部與另一個(gè)基因的

13、尾部相連，產(chǎn)生由不同(b tn)分子構(gòu)成的融合蛋白，一般而言，構(gòu)成融合蛋白的分子 ，各自均具有潛在的細(xì)胞轉(zhuǎn)化活性。 共六十六頁 如人Burkit淋巴瘤中，位于8號(hào)染色體上的c-myc移到14染色體免疫(miny)球蛋白重鏈（IgH）基因的調(diào)節(jié)區(qū)附近，與這區(qū)活性很強(qiáng)的啟動(dòng)子連接而受到活化免疫(miny)球蛋白基因染色體14染色體8c-myc不表達(dá)c-myc基因EEc-myc高表達(dá)易位c-myc被免疫球蛋白增強(qiáng)子所激活共六十六頁DNA甲基化狀態(tài)(zhungti)的改變可導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)和功能的異常，是細(xì)胞癌變過程中重要一步。在真核細(xì)胞中最重要的甲基化堿基是C,通常發(fā)生在雙核苷酸區(qū)域（CpG島）。某些癌

14、基因低甲基化和抑癌基因的高甲基化改變是細(xì)胞癌變的一個(gè)重要特征。甲基化狀態(tài)的改變與基因點(diǎn)突變、基因缺失及基因表達(dá)異常的發(fā)生有密切關(guān)系（四）癌基因甲基化改變(gibin) (oncogenes methylation)甲基化的功能意義：抑制基因表達(dá)，維護(hù)染色體完整性，調(diào)節(jié)DNA重組。抵御外來入侵的寄生DNA。低甲基化抑制基因組中重復(fù)子同源重組，而導(dǎo)致基因組的不穩(wěn)定性增加。共六十六頁mutations at promoter controlling gene expression基因表達(dá)是指基因的轉(zhuǎn)錄與翻釋以及它們的調(diào)控?；虮磉_(dá)水平(shupng)的改變是細(xì)胞癌變的早期事件，過量表達(dá)與細(xì)胞的異常增

15、生有關(guān)Met、c-ErbB2、ras（五）基因過量(guling)表達(dá)(overexpression of oncogenes )共六十六頁與人類腫瘤相關(guān)的特征性基因有三種，H-ras、K-ras和N-ras，分別定位于11、12、1號(hào)染色體，前二者是大鼠肉瘤病毒的轉(zhuǎn)化基因，后者是從人神經(jīng)母細(xì)胞瘤中分離(fnl)得到（一）ras基因(jyn)家族常見癌基因腫瘤中至少有三種 Ras 基因點(diǎn)突變中的一種，其中 K-Ras 更容易成為突變的靶基因。 K-Ras 突變主要集中在第 12 位氨基酸殘基 約 50的結(jié)腸瘸、70-90的胰腺癌及 30的肺腺癌中有 KRas 基因突變。與之相比，腫瘤中其它兩種

16、 Ras 基因(H-Ras 和 N-Ras)的突變率則少得多。 雖然 HRas 基因是最先被分離出的 Ras 基因，但只有少數(shù)腫瘤中有 H-Ras 基因突變， Ras 基因在正常細(xì)胞中有重要作用。 共六十六頁(二)myc基因(jyn)家族及其表達(dá)產(chǎn)物 c-myc定位于第8號(hào)染色體的8q24區(qū)，其編碼(bin m)產(chǎn)物為439個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)。N-myc定位于第2號(hào)染色體的2p23-p24區(qū)，其產(chǎn)物為456個(gè)氨基酸殘基蛋白質(zhì)。L-myc定位于第1號(hào)染色體的1p32區(qū)，編碼產(chǎn)物為364個(gè)氨基酸殘基的蛋白質(zhì)。蛋白產(chǎn)物定位于核內(nèi)，為核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，能夠與特殊的DNA順序結(jié)合發(fā)生腫瘤時(shí)，myc基因家

17、族成員可發(fā)生染色體基因易位、基因擴(kuò)增以及表達(dá)過度。共六十六頁Myc 基因是一種細(xì)胞癌基因， Myc 基因高水平表達(dá)時(shí)可轉(zhuǎn)化嚙齒類成纖維細(xì)胞， 但 myc 基因的鑒定井非由 DNA 轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)來確定(qudng)的。 首次在 burkitt 淋巴瘤中發(fā)現(xiàn)，可通過染色體易位活化。與臨近免疫球蛋白序列融合活化。 染色體易位的共同之處是改變 Myc 基因正常的表達(dá)調(diào)控機(jī)制。 除了易位可破壞 Myc 基因表達(dá)調(diào)控外，還受基因擴(kuò)增的影響。 Myc 基因在生長調(diào)控中起重要的作用。三種 Myc 蛋白均可與特定的 DNA 序列結(jié)合，并且與命名為 max 的蛋白形成二聚體，起轉(zhuǎn)錄因子的作用。共六十六頁（三） cer

18、b家族(jiz) Neu 基因也稱為 Her-2 或 c-ErbB2 基因，是從化學(xué)致癌物誘導(dǎo)新生大鼠的神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤提取 DNA 進(jìn)行轉(zhuǎn)化試驗(yàn)分離出來的。與正常 Nue 基因比較，腫瘤中分離出來的 Neu 基因由于胯膜區(qū)的氨基酸變異而具有轉(zhuǎn)化活性。 表達(dá)產(chǎn)物：細(xì)胞骨架蛋白在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂、信息傳遞、能量轉(zhuǎn)換、代謝調(diào)控以及維持細(xì)胞形態(tài)方面(fngmin)具有重要作用。人erb-B編碼的是“掐頭”的表皮生長因子(EGF)受體，這個(gè)“截短”受體和其配體-表皮生長因子長期結(jié)合，從而可永遠(yuǎn)向細(xì)胞內(nèi)傳導(dǎo)促進(jìn)生長的信號(hào)。共六十六頁Neu 基因是通過轉(zhuǎn)化并確定是由點(diǎn)突變(tbin)激活的癌基因，但在乳腺癌

19、、卵巢癌和胃癌等多種腫瘤中，基因的變異方式主要是基因擴(kuò)增和 RNA 及蛋白質(zhì)的過度表達(dá)。 有 Neu 基因擴(kuò)增及過量表達(dá)的病人比無 Neu 基因擴(kuò)增及過量表達(dá)的病人病情更嚴(yán)重 由于 Neu 基因與 EGFR 基因相似， EGFR 的配體，可刺激 Neu 蛋白的酪氨酸磷酸化，但并非通過結(jié)合 Neu 蛋白而起作用的。 由于 Neu 基因擴(kuò)增及蛋白的過度表達(dá)與一些腫瘤的生物學(xué)特性有關(guān)，采用抗 Neu 蛋白的抗體可改變這些依粒于 Neu 過度表達(dá)的腫瘤細(xì)胞的惡性生長 共六十六頁（四）c-Met染色體7q31，編碼190KD跨膜糖蛋白， 鏈（50KD）在胞外，鏈（145KD）含胞外配體結(jié)合區(qū)、跨膜區(qū)、胞

20、內(nèi)酪氨酸激酶區(qū)。蛋白表達(dá)位于腺樣結(jié)構(gòu)細(xì)胞的邊緣。肝細(xì)胞因子（HGF）或離散因子（SF）作為c-Met受體的配體，形成HGF/SF-c-Met內(nèi)分泌信號(hào)系統(tǒng)。配體結(jié)合可使受體酪氨酸激酶磷酸化，促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂、細(xì)胞動(dòng)力和向腺上皮的形態(tài)分化擴(kuò)增和過表達(dá)腸型胃癌基因(jyn)重排：1號(hào)chr的易位啟動(dòng)子區(qū)(tpr)與c-Met gene 5區(qū)融合形成tpr-met gene。在淺表性胃炎、萎縮性胃炎、腸化和胃癌組織中均存在tpr-met mRNA高表達(dá)。共六十六頁 Bcl2 基因持續(xù)表達(dá)可延長 IL3 依賴型淋巴細(xì)胞在無 IL-3 培養(yǎng)基中的存活時(shí)間，但并不引起相應(yīng)細(xì)胞的增殖， 由于已經(jīng)知道 IL-

21、3 等淋巴因子及其它克隆刺激因子可在體外輔助維持(wich)造血干細(xì)胞的存活，這一結(jié)果提示 Bcl2 基因參與細(xì)胞程序化死亡的調(diào)控。 目前已鑒定出一些與 Bcl-2 結(jié)合的蛋白質(zhì)，包括 Bcl-X 和 Bax，以及 Ras 相關(guān)蛋白(命名為R-Ras)，但 Bcl-2 基因在抑制細(xì)胞程序化死亡中的作用機(jī)制仍不清楚。 （五）Bcl-2Bcl2 基因是從 B 細(xì)胞淋巴瘤中鑒定出來的癌基因， 由染色體易位而激活，易位使得 Bcl-2 基因序列與 Ig 位點(diǎn)的強(qiáng)調(diào)控元件相結(jié)合，導(dǎo)致(dozh)易位細(xì)胞中 Bcl2 基因表達(dá)失控。 Bcl-2 代表一類新型的癌基因，與細(xì)胞程序化死亡相關(guān)共六十六頁（六）M

22、dm-2 位于12q13-14。進(jìn)化保守基因，高表達(dá)時(shí)現(xiàn)癌基因功能基因產(chǎn)物是90000Da的蛋白質(zhì)，氨基酸序列分析發(fā)現(xiàn)具有一個(gè)核定位信號(hào)和兩個(gè)鋅指蛋白，提示是一種DNA結(jié)合蛋白，具有轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用. Mdm-2蛋白可與p53&Rb蛋白結(jié)合而使其功能失活?；虍a(chǎn)物可和wtp53和mtp53結(jié)合，起到對(duì)p53的負(fù)調(diào)節(jié)作用。抑制p53介導(dǎo)的反式激活，阻止(zzh)p53抑制細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的功能，解除細(xì)胞G1期的阻滯并重新進(jìn)入細(xì)胞周期。mdm2癌基因已在多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)其突變與擴(kuò)增，而且mdm2突變與P53突變不共存，mdm2擴(kuò)增與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)共六十六頁（七）細(xì)胞(xbo)周期素（ Cycli

23、ns）/細(xì)胞(xbo)周期素依賴性激酶（Cyclin-Dependant Kinases ，CDK)共六十六頁細(xì)胞周期蛋白 cyclin，它們與周期蛋白依賴性激酶(cyclindependent kinases，CDKs)相結(jié)合而對(duì)細(xì)胞周期一系列控制點(diǎn)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。 其中最重要的控制點(diǎn)為 G1 晚期的 R 點(diǎn)，經(jīng)過此點(diǎn)細(xì)胞則進(jìn)入不可逆的分裂周期。 細(xì)胞進(jìn)入周期后最早表達(dá)的是 cyclin D，通常與 CDK4 結(jié)合，在有些細(xì)胞中也與 CDK6結(jié)合促使細(xì)胞通過 R 限制點(diǎn)。 已知有三種類型的 CyclinD(D1，D2 和 D3)， Cyclin D/CDK4 復(fù)合物中 CyclinD 能通過其

24、 N 端的 LXCXE 序列與 Rb 結(jié)合，在 CDK4的作用下，使 Rb 蛋白磷酸化。 Rb 在 G1 期是去磷酸化的，在 S 期前被磷酸化并保持到有絲分裂末期。 低磷酸化的 Rb 結(jié)合并抑制轉(zhuǎn)錄因子如 E2F 的活性，使細(xì)胞停滯在 G 1 期， Rb 被磷酸化后釋放出轉(zhuǎn)錄因子，后者激活一些基因(jyn)，促使細(xì)胞進(jìn)入 S 期。 抗 Cyclin D 的抗體可使大多數(shù)細(xì)胞停滯在 S 期前，但 Cyclin DlCDK 復(fù)合物的這一功能必須有 Rb 的存在。 低磷酸化的 Rb 還可刺激 Cyclin Dl 的轉(zhuǎn)錄、合成和活化而導(dǎo)致 Rb 磷酸化，從而在 G1晚期，形成一反饋環(huán)調(diào)節(jié) Cyclin

25、 Dl 的表達(dá)。 加入生長因子可使 Cydin Dl 和 CDK4 在 G1 期的表達(dá)增加，而且這一激酶的活性在 G1S 轉(zhuǎn)換點(diǎn)最高。從反應(yīng)體系中撤去生長因子會(huì)導(dǎo)致 Cydin Dl 的快速降解，并且阻止G1 期細(xì)胞進(jìn)入 S 期。 由于 Cydin D 能對(duì)外界信號(hào)做出反應(yīng)而調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，人們推測(cè)上調(diào) Cyclin D 的合成會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞周期的進(jìn)程不再依賴于生長因子而與腫瘤的發(fā)生有關(guān)。 共六十六頁抑癌基因（anti-oncogenes，tumor suppressor genes）抑癌基因的基本概念抑癌基因作用(zuyng)機(jī)制Rb基因“控制細(xì)胞周期的重要基因”p53基因“基因組衛(wèi)士”共六十六頁

26、一、抑癌基因的基本概念概念：是一類抑制細(xì)胞過度生長、增殖從而遏制( zh)腫瘤形成的基因。 它的丟失或失活與腫瘤的發(fā)生有關(guān)。反之，其被導(dǎo)入或激活可抑制細(xì)胞的惡性表現(xiàn)。判斷抑癌基因的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：1）正常組織中存在(cnzi)并表達(dá)2）惡性組織中突變而失活3）該基因的野生型導(dǎo)入該基因缺陷的惡性組織中能部分或全部抑制其惡性表型共六十六頁正常細(xì)胞(xbo)與腫瘤細(xì)胞(xbo)雜交實(shí)驗(yàn)正常(zhngchng)細(xì)胞融合非腫瘤型雜交細(xì)胞（正常，但不穩(wěn)定）傳代腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞11號(hào)染色體某片段丟失導(dǎo)入第11號(hào)染色體丟失片段細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)檎０l(fā)現(xiàn)：1986年，美國加州大學(xué)的Geiser等用正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)

27、現(xiàn)并提出抑癌基因共六十六頁常見(chn jin)的抑癌基因 基 因 定 位 相關(guān)腫瘤 作 用跨膜受體類： DCC 18q21 結(jié)直腸癌 編碼表面糖蛋白（細(xì)胞粘附分子） PTCH 9q22.3 HEDGEHOG受體胞質(zhì)調(diào)節(jié)因子或結(jié)構(gòu)蛋白： APC 5p21 結(jié)直腸癌 可能編碼G蛋白 NF1 7q12.2 神經(jīng)纖維瘤 GTP酶激活劑 NF2 22q 神經(jīng)鞘膜瘤、腦膜瘤 連接膜與細(xì)胞骨架轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子： P53 17P 多種腫瘤 編碼P53蛋白（轉(zhuǎn)錄因子） Rb 13q14 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、骨 編碼P105Rb1蛋白（轉(zhuǎn)錄因子） 肉瘤、肺癌(fi i)、乳癌 DPC4 18q21.1 胰腺癌

28、 TGF-調(diào)節(jié)的MAD相關(guān)蛋白 MADR2 18q21 結(jié)直腸癌 TGF-調(diào)節(jié)的MAD相關(guān)蛋白 VHL 3P 小細(xì)胞肺癌、宮頸瘤 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白 WT1 11P13 腎母細(xì)胞瘤 編碼鋅指蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）細(xì)胞周期因子： P16 9p21 黑色素瘤 編碼P16蛋白，CDK 4, 6抑制劑 P15 9p21 交質(zhì)母細(xì)胞瘤 編碼P15蛋白，CDK 4, 6抑制劑 P21 6q21 前列腺癌 編碼P21蛋白，CDK 2, 3, 4, 6抑制劑 共六十六頁抑癌基因失活機(jī)制(jzh)： Knudsons兩次打擊論 1. 二個(gè)等位基因中的一個(gè)缺失（LOH） 2. 另一個(gè)等位基因突變 對(duì)癌易感的引起(ynq)遺傳

29、綜合癥的基因突變 如：RB-1 化學(xué)致癌物、病毒等引起體細(xì)胞中的基因突變 3. 基因5端CPG島胞嘧啶（C-5）高度甲基化，抑制抑癌基因的轉(zhuǎn)錄共六十六頁抑癌基因在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)(chundo)的通路的多個(gè)層次發(fā)揮作用跨膜受體：PTCH基因 DCC基因胞漿調(diào)節(jié)或結(jié)構(gòu)蛋白(dnbi)：NF1 PTEN APC NF2等轉(zhuǎn)錄因子或轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子：p53 WT1 RB1 VHL等細(xì)胞周期因子：p16 p21 p15等DNA損傷修復(fù)蛋白：MSH2 MLH1 PMS2 ATM BRCA1 BRCA2等二、抑癌基因作用機(jī)制共六十六頁（一）Rb基因(jyn)“控制細(xì)胞周期的重要基因(jyn)”視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤是由R

30、b基因失活所致?；蚪Y(jié)構(gòu)：200kb，27外顯子，2.7kb mRNA，編碼928殘基，分子量為105kDa的蛋白（P105-Rb）P105-Rb功能：參與調(diào)節(jié)E2F等多種轉(zhuǎn)錄(zhun l)因子來控制細(xì)胞周期，影響細(xì)胞增殖和分化P105-Rb活性調(diào)節(jié)：高磷酸化無活性型和非或低磷酸化活性型，由Cyclin-CDK來調(diào)節(jié)；被多種病毒蛋白結(jié)合抑制(如：SV40大T抗原，腺病毒E1A蛋白，人乳頭瘤病毒E7蛋白)retinoblastoma共六十六頁不同程度磷酸化后，都可使p105活性缺乏或完全消失。非磷酸化的Rb可防止(fngzh)細(xì)胞增殖，當(dāng)DNA腫瘤病毒抗原結(jié)合了非磷酸化的Rb時(shí)，Rb的活性就受

31、到抑制，使細(xì)胞轉(zhuǎn)化為無限增殖狀態(tài)，形成腫瘤。pRb蛋白(dnbi)作用示意圖myc,myb,cdc2 DNA聚合酶 胸苷激酶 , 二氫葉酸還原酶, pRbCYCACDK2共六十六頁原發(fā)腫瘤：視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（兩個(gè)等位基因的缺失或失活）相關(guān)腫瘤：骨肉瘤、小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、膀胱癌Cyclin Acdk2Cyclin Dcdk4Cyclin Ecdk2E2FPPPPPE2FRbRb+Ser780 Ser796 Thr373 Ser249/252Ser870/811G1 SRestriction PointDNASynthesisRB1-0 結(jié)合SV40TE1AHPV7靶蛋白中包括一組E2F轉(zhuǎn)錄因子，

32、它們所激活轉(zhuǎn)錄的靶基因其產(chǎn)物是S期所必須的。和RB結(jié)合后E2F的激活轉(zhuǎn)錄能力受到抑制，表明RB可以阻遏那些依賴E2F的基因表達(dá)。通過這種途徑RB可直接阻止細(xì)胞進(jìn)入S期。RB-E2F的復(fù)合體也可直接阻遏某些靶基因。E2F從RB上解離以后這些(zhxi)基因才能表達(dá)。 共六十六頁 1、p53基因的發(fā)現(xiàn) 曾錯(cuò)誤把P53基因定為癌基因 因當(dāng)初從腫瘤細(xì)胞分離(fnl)得到的P53基因如同myc基因一樣，能和ras基因協(xié)同轉(zhuǎn)化胚胎成纖維細(xì)胞，又依據(jù)癌基因?yàn)榧?xì)胞顯性表型的原則而被定癌基因，后發(fā)現(xiàn)實(shí)為其突變型。 1989年，才確認(rèn)為“抑癌基因”。p53基因與人類50%的腫瘤有關(guān)。P53基因突變型在血液系統(tǒng)腫瘤

33、、膀胱癌、肝癌、肺癌、結(jié)腸癌以及口腔癌等的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。（二） p53基因(jyn)“基因(jyn)組衛(wèi)士”共六十六頁2、p53的結(jié)構(gòu) 基因(jyn)：20kb，11外顯子，mRNA：2.5kb，編碼393氨基酸殘基，分子量為53kDa的多肽鏈。p53蛋白(dnbi)中央核心區(qū)結(jié)合特定的DNA序列，N未端序列有轉(zhuǎn)錄活化的功能， C未端可使p53蛋白(dnbi)自身形成二聚體或四聚體。共六十六頁3、p53的功能(gngnng) p53是細(xì)胞內(nèi)重要的轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)p21、GADD45、BAX等基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)來實(shí)現(xiàn)其功能。當(dāng)射線或其它因素引起DNA損傷時(shí)，p53蛋白就被激活，執(zhí)行如下功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞周期

34、、促進(jìn)DNA損傷修復(fù)：如果細(xì)胞處于G1期，p53蛋白通過p21蛋白抑制cdk活性，封閉細(xì)胞周期關(guān)卡,使細(xì)胞生長停止，并激活GADD45，加速DNA修復(fù)。誘導(dǎo)(yudo)細(xì)胞凋亡：如果細(xì)胞已經(jīng)處于S期，p53蛋白促進(jìn)相關(guān)細(xì)胞凋亡蛋白基因（bax等）表達(dá)，啟動(dòng)細(xì)胞凋亡。 共六十六頁 P53 蛋白(dnbi)作用示意圖GADD45P21CDK2,4,6BAX等生長(shngzhng)停止DNA修復(fù)細(xì)胞凋亡共六十六頁p53 & Mdm2P53可使p21的表達(dá)上調(diào)，而p21又是p53下游的轉(zhuǎn)錄激活產(chǎn)物，其上游調(diào)節(jié)區(qū)含有p53的結(jié)合位點(diǎn)，可抑制細(xì)胞周期素（cyclin D）/細(xì)胞周期素依賴性激酶（CDK）

35、的底物磷酸化，導(dǎo)致G1期阻滯，使細(xì)胞在進(jìn)入S期之前有充足的時(shí)間進(jìn)行損傷DNA的修復(fù)。Cyclin D-CDK4復(fù)合體正常情況下可促進(jìn)(cjn)Rb蛋白磷酸化，低磷酸化或非磷酸化的Rb與E2F（通過G1限制點(diǎn)必需的轉(zhuǎn)錄因子）結(jié)合。Rb磷酸化可導(dǎo)致E2F的游離和釋放，并使E2F轉(zhuǎn)位至核，誘發(fā)多種基因的蛋白轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而促使細(xì)胞進(jìn)入S期.共六十六頁4、p53的功能(gngnng)特點(diǎn)在復(fù)制和轉(zhuǎn)錄水平上抑制細(xì)胞增殖P53可被一些癌基因產(chǎn)物結(jié)合而失活(如：SV40大T抗原(kngyun)，腺病毒E1B蛋白，HPV E6蛋白)P53突變具有顯性失活的效應(yīng)。5 、 P53突變與腫瘤 P53基因與人類50%的腫瘤

36、有關(guān)，人類腫瘤中P53突變主要在高度保守區(qū)內(nèi)，以175、248、249、273、282位點(diǎn)突變最高，不同種類腫瘤不同共六十六頁(三） 細(xì)胞周期因子(ynz)Cell cycle stagecyclin-CDK complexesinhibiforsp15p16p18p21p27G1cyclinD-CDK4/CDK6G1 / ScyclinE-CDK2ScyclinA-CDK2G2 / McyclinB-CDK2p21(cip1/wAF1),p27(Kip1)和p15/p16（ink4）合稱為Cki蛋白，它們結(jié)合(jih)在cdk-cyclin二聚體上，使其失活。如在靜止期通過這種途徑阻止RB的

37、磷酸化，使細(xì)胞周期不能進(jìn)入S期。主要幾種Cyclin-CDK細(xì)胞周期復(fù)合物共六十六頁P(yáng)16基因(jyn) P16基因又叫MTS(multiple tumor suppressor )基因 ，是一種細(xì)胞周期中的基本基因，直接參予細(xì)胞周期的調(diào)控，負(fù)調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖及分裂 一、P16基因結(jié)構(gòu)及表達(dá) P16基因定位于人染色體9p21， 8.5Kb由2個(gè)內(nèi)含子及3外顯子組成，第1外顯子由126bp組成，第2外顯子由307bp組成，第3外顯子bp組成.P16基因是細(xì)胞周期中的一種基本基因二、P16基因的表達(dá)產(chǎn)物及功能P16基因編碼產(chǎn)物是P16蛋白，定位于細(xì)胞核內(nèi)，為細(xì)胞周期素依賴激酶CDK4及CDK6抑制(y

38、zh)物，通過結(jié)合CDK4或CDK6而抑制(yzh)Cyclin D-CDK4/CDK6復(fù)合物，阻止細(xì)胞分裂、增生，突變型p16蛋白無此抑制(yzh)活性，細(xì)胞分裂失控，導(dǎo)致癌變。 共六十六頁三、P16基因與腫瘤 P16基因已在多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)缺失，突變 Kamb等已經(jīng)從肺癌、乳腺癌、皮膚癌、膀胱癌、腎癌、卵巢癌、淋巴瘤等中檢測(cè)出50%以上P16純合子缺失，在黑色素瘤中還檢出無義錯(cuò)義，移碼突變. 表明(biomng)P16參予各種組織的腫瘤形成.因此檢測(cè)P16基因的突變與缺失，是判斷腫瘤性質(zhì)及預(yù)后的一項(xiàng)重要指標(biāo). 共六十六頁（四）DNA損傷(snshng)修復(fù)蛋白 BRCA1：基因全長100kb

39、含23個(gè)外顯子，22個(gè)內(nèi)含子，1個(gè)單一長開放閱讀(yud)框架，編碼1863個(gè)氨基酸，220KD核內(nèi)磷酸化蛋白，有鋅指區(qū)，提示可調(diào)節(jié)基因表達(dá)。 腫 瘤： 家族性乳腺癌和卵巢癌 功 能： DNA結(jié)合區(qū)：轉(zhuǎn)錄調(diào)控 與Rad51相互作用，修復(fù)雙鏈DNA斷裂BRCA2：13q21編碼3418個(gè)氨基酸 腫 瘤： 男女性乳腺癌，胰腺癌等 功 能： 有DNA結(jié)合區(qū)：轉(zhuǎn)錄調(diào)控 與Rad51相互作用，修復(fù)雙鏈DNA斷裂Rad51：酵母中發(fā)現(xiàn)修復(fù)雙鏈DNA斷襲 人細(xì)胞中有類似物共六十六頁P(yáng)TEN/MMAC1/TEP1PTEN：10q23.3 9個(gè)外顯子 編碼403個(gè)氨基酸 兼有磷酸酪氨酸磷酸酶(PTP)和雙重特異

40、性磷酸酶(DSP)結(jié)構(gòu)模體,以其DSP活性調(diào)節(jié)胞漿信號(hào)(xnho)分子的磷酸化水平,拮抗酪氨酸激酶、磷酸化酶活性而抑制腫瘤發(fā)生、發(fā)展。 使Ip3的第3位磷酸、去磷酸化抑制胰島素誘導(dǎo)的磷酸肌醇3激酶活性，Ip3是胰島素調(diào)節(jié)細(xì)胞生長信號(hào)通路中的重要的第二信使。 PI 3.4.5 P3 PI - 4.5 P2PTENPTEN與細(xì)胞骨架蛋白中的張力蛋白(tensin)和輔助蛋白(auxilin)具有同源性。對(duì)細(xì)胞遷移、鋪展、聚焦(jjio)粘附活動(dòng)的抑制作用共六十六頁考登綜合征 (cwden病,CD），BZS(Bannayan-Zonana或Bannayan-Ruvalcabu) 80%存在(cnzi

41、)LOH和基因突變。等位基因缺失： 純合性丟失：膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，前列腺癌等有15% 。 基因突變：缺失突變，錯(cuò)義突變，無義突變，mRNA剪接 突變，突變一般(ybn)在等位基因雜合性缺失基礎(chǔ)上發(fā)生。 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、子宮膜癌：突變率可達(dá)30-40%。 前列腺細(xì)胞株：突變75100% 甲基化：前列腺癌，晚期明顯。共六十六頁轉(zhuǎn)移(zhuny)抑制基因(Metastasis Suppressor gene)腫瘤的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移基因激活或轉(zhuǎn)移抑制基因失活有關(guān)，是多種轉(zhuǎn)移相關(guān)基因及轉(zhuǎn)移抑制相關(guān)基因綜合作用結(jié)果.Soble認(rèn)為凡是能抑制腫瘤轉(zhuǎn)移形成的基因均可命名(mng mng)為轉(zhuǎn)移抑制基因。腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因主要是抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移表型 共六十六頁共六十六頁nm23基因(jyn) 一、nm23基因(jyn)及表達(dá)產(chǎn)物人基因組中存在兩個(gè)nm23基因，即nm23-H1，和nm23-H2，定位于17q.3、21、3，受兩個(gè)獨(dú)立的調(diào)控系統(tǒng)所調(diào)節(jié)。編碼152個(gè)氨基酸組成的17KD蛋白，其中nm23-H1和nm23-H2的氨基酸序列同源性達(dá)88% nm23是myc的一個(gè)重要調(diào)節(jié)基因.細(xì)胞死亡時(shí)，nm23可以誘導(dǎo)myc的表達(dá)，nm23-H1喪失有助于細(xì)胞永久生存. nm23蛋白是個(gè)轉(zhuǎn)錄因子。nm23蛋