分子生物學-癌癥課件

CancerWhat’sthecancer?癌癥

多細胞器官性的疾病，這些器官的細胞生長異常，失去調(diào)節(jié)，并常伴有異常分化，形成瘤。在高等脊椎動物中及植物中都有發(fā)現(xiàn)。一、癌細胞的主要特征能無限增殖接觸抑制現(xiàn)象喪失癌細胞間粘著性減弱normalcellscancerouscellsTheinvasionofnormaltissuebyagrowingtumor(inred)4.具有遷移性Whatisthemolecularbasisforcancerbiology?activatingoncogenesand/orinactivatingtumorsuppressors.（一）癌基因（Oncogens）Definition：具有致癌能力或致癌潛能的基因Discovery：1976，Rous肉瘤病毒中，分離出srcgene，這是人類第一次真正在基因水平上證實和腫瘤相關(guān)的基因。病毒癌基因（viraloncogene,v-onc）：病毒所攜帶的致癌基因細胞癌基因（cellularoncogene,c-onc）或原癌基因（proto-oncogene）：細胞中與病毒癌基因同源的基因。是一類廣泛存在生物體中，高度保守的基因，其產(chǎn)物具有調(diào)控細胞增生的重要功能，當其受某些因素的影響，能發(fā)生突變（活化）成為癌基因，導(dǎo)致細胞惡性轉(zhuǎn)化。(二)細胞癌基因（cellularoncogene,c-onc）或原癌基因（proto-oncogene）Somaticmutationgeneratesatransformedcellbyconvertingaproto-oncogenetoanoncogene.腫瘤細胞中原癌基因表達的特點某些原癌基因具有高水平的表達或過度表達原癌基因的表達程度和次序發(fā)生紊亂effectsofmutationsin

oncogenes原癌基因是顯性的!!（三）原癌基因激活的分子機制MutationsincodingregionMutationsregulatoryregionChromosomerearrangementcausingbothActivationofaproto-oncogenetoanoncogene點突變LTR插入基因重排缺失基因擴增

癌基因激活的機制：點突變

Ras是GTP結(jié)合蛋白，傳導(dǎo)生長因子受體信號。

ras基因的點突變降低了GTPase活性，使其放大了對生長因子的反應(yīng)，導(dǎo)致細胞過量生長。ras終產(chǎn)物是P21，是一種G蛋白GAP能激活P21的GTPase活性，使P21-GTP降解成P21-GDP。正常細胞中，P21幾乎全部與GDP結(jié)合點突變后，改變P21的構(gòu)象，使GAP不能識別和激活GTPase活性，使P21處于活性狀態(tài)。LTR是逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組兩端的長末端重復(fù)序列。LTR結(jié)構(gòu)中含有強的啟動子序列。當病毒基因組整合到人的基因組中時，若LTR插入到原癌基因啟動子區(qū)域或鄰近處，可啟動和促進基因轉(zhuǎn)錄，激活原癌基因的表達。（2）LTR插入（3）基因重排（4）缺失

很多原癌基因5’端存在負調(diào)控序列，一旦該序列缺失或突變，則其抑制基因表達能力喪失。（5）基因擴增基因拷貝數(shù)增加，導(dǎo)致基因表達水平提高。（四）原癌基因編碼信號傳導(dǎo)中的組分生長因子，如sis，生長因子受體，如fms、erbB，蛋白激酶及其它信號傳導(dǎo)組分，如src、ras、raf，轉(zhuǎn)錄因子，如myc、fos、jun。表16-1一些原癌基因的功能原癌基因功能相關(guān)腫瘤sis生長因子Erwing網(wǎng)瘤erb-B受體酪氨酸激酶，EGF受體星形細胞瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌fms受體酪氨酸激酶，CSF-1受體髓性白血病rasG-蛋白肺癌、結(jié)腸癌、膀胱癌、直腸癌src非受體酪氨酸激酶魯斯氏肉瘤Abl-1非受體酪氨酸激酶慢性髓性白血病rafMAPKKK，絲氨酸/蘇氨酸激酶腮腺腫瘤vav信號轉(zhuǎn)導(dǎo)連接蛋白白血病myc轉(zhuǎn)錄因子Burkitt淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病myb轉(zhuǎn)錄因子結(jié)腸癌fos轉(zhuǎn)錄因子骨肉瘤jun轉(zhuǎn)錄因子

erb-A轉(zhuǎn)錄因子急性非淋巴細胞白血病bcl-1cyclinD1B細胞淋巴瘤表16-1一些原癌基因的功能原癌基因功能相關(guān)腫瘤sis生長因子Erwing網(wǎng)瘤erb-B受體酪氨酸激酶，EGF受體星形細胞瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌fms受體酪氨酸激酶，CSF-1受體髓性白血病rasG-蛋白肺癌、結(jié)腸癌、膀胱癌、直腸癌src非受體酪氨酸激酶魯斯氏肉瘤Abl-1非受體酪氨酸激酶慢性髓性白血病rafMAPKKK，絲氨酸/蘇氨酸激酶腮腺腫瘤vav信號轉(zhuǎn)導(dǎo)連接蛋白白血病myc轉(zhuǎn)錄因子Burkitt淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病myb轉(zhuǎn)錄因子結(jié)腸癌fos轉(zhuǎn)錄因子骨肉瘤jun轉(zhuǎn)錄因子

erb-A轉(zhuǎn)錄因子急性非淋巴細胞白血病bcl-1cyclinD1B細胞淋巴瘤原癌基因功能相關(guān)腫瘤sis生長因子Erwing網(wǎng)瘤erb-B受體酪氨酸激酶，EGF受體乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌rasG-蛋白肺癌、結(jié)腸癌、膀胱癌、直腸癌src非受體酪氨酸激酶魯斯氏肉瘤rafMAPKKK，絲氨酸/蘇氨酸激酶腮腺腫瘤vav信號傳導(dǎo)連接蛋白白血病myc轉(zhuǎn)錄因子Burkitt淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病myb轉(zhuǎn)錄因子結(jié)腸癌fos轉(zhuǎn)錄因子骨肉瘤三、抑癌基因

（

Tumor-suppressiongenes）Brakes指存在于正常細胞內(nèi)的一大類可抑制細胞生長并具有潛在抑癌作用的基因，當這類基因發(fā)生突變、缺失或失活時，可引起細胞惡性轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。正常細胞內(nèi)，抑制細胞生長，抑癌作用的基因在細胞生長中起負調(diào)控作用，抑制增殖，促進分化、成熟和衰老。此類基因突變、缺失或失活，引起細胞惡性轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致腫瘤大多數(shù)抑癌基因是隱性基因（一）抑癌基因的特點effectsofmutationsintumor-suppressorgenes抑癌基因是隱性的!!（二）抑癌基因的表達產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄因子p53,WT1細胞周期因子RB,p16信號通路因子NF1(一種rasGTPase活化蛋白)磷脂酶PTENmRNA合成調(diào)控因子VHL1969年亨利.哈里斯和喬治.克萊因TSG研究的途徑細胞融合實驗雜交細胞由正常細胞得到某個特定基因雜交細胞核型不穩(wěn)定——傳代過程中染色體丟失丟失該基因所在染色體——惡性表型恢復(fù)實驗結(jié)果說明在正常細胞染色體上存在有抑制細胞惡性表型或阻止腫瘤形成作用的基因RBThefirstidentifiedtumor-suppressorgenesExample1：RB基因的發(fā)現(xiàn)第一個被鑒定和克隆的抑癌基因兒童視網(wǎng)膜母細胞瘤（retinoblastoma）中發(fā)現(xiàn)的這類腫瘤中的40％具家族性，有遺傳傾向第13染色體q14帶缺失，RB基因位于這個區(qū)域全長：200kb定位：13q14.1外顯子：27個內(nèi)含子：26個編碼產(chǎn)物：928個氨基酸蛋白分子量：110kD人13染色體14q帶中兩個拷貝的RB基因丟失后，可導(dǎo)致視網(wǎng)膜母細胞瘤。WhatisthefunctionsofRB?RBRBcontrollingcellcycle控制細胞周期?？刂艷1SRb基因P110蛋白去磷酸化形式磷酸化形式促進細胞分裂抑制細胞分裂①在G1期：RB與E2F結(jié)合，抑制E2F的活性。E2F是一種轉(zhuǎn)錄因子它激活的靶基因的產(chǎn)物為S期所必需的。②在G1/S期:RB被周期蛋白/CDK2復(fù)合物磷酸化，釋放E2F③E2F被激活，引發(fā)基因表達(DNApol,histoneetc.)④細胞從G1進入SRBcontrollingcellcycle非磷酸化的RB阻斷細胞周期正常細胞：通過RB被磷酸化來解除對細胞增殖的抑制腫瘤抗原（如SV40T抗原）與RB結(jié)合，使RB不能與E2F結(jié)合，細胞周期可以自由地進入S期p53Moleculeoftheyear1993Example2：全長：20Kb定位：17p13.1外顯子：11個編碼氨基酸：393個分子量：53kD高度保守區(qū)：5個p5353kDproteinSingleallelemutation:Li-Fraumenisyndrome一種重要的腫瘤抑制因子Theaminoacidresiduesmostfrequentlymutatedinp53fromhumantumorsWhatisthefunctionsofp53?野生型的p53限制細胞生長缺乏p53，細胞生長失去限制突變的p53亞基，阻止蛋白功能細胞生長失去限制Whatisthepathway?阻斷細胞周期，使其停留在G1期維持基因組穩(wěn)定性細胞凋亡一種轉(zhuǎn)錄因子一種修復(fù)蛋白P53作為一種轉(zhuǎn)錄因子可激活多種途徑：（1）最主要的途徑是通過阻斷細胞周期使其停留在G1期，P53激活P21，P21是一種細胞周期抑制因子，能阻止細胞通過G1期。（2）P53能激活GADD45，它能識別維持基因組穩(wěn)定性的途徑。（3）可引起細胞凋亡。細胞DNA損傷P53G1期停滯突變P53無G1期停滯復(fù)制受損DNA變異細胞死亡惡化細胞凋亡修復(fù)S期正常情況下，P53蛋白很不穩(wěn)定，在細胞中水平非常低，但當細胞感覺到DNA損傷時，就會放慢P53的降解，P53水平增加并起保護措施。(1)當較高水平的P53存在時,阻斷細胞周期,使其停在G1期時,對DNA進行修復(fù).(2)如果這種損傷太嚴重,以至無法修復(fù)時,P53就會起始細胞周期凋亡途徑,將細胞剔除,將受損的DNA永久的從生物體消除掉.Amodelforthefunctionofp53p53functionatG0/G1orG1/SP53激活P21P21抑制CDK2活性RB不被磷酸化RB與E2F結(jié)合細胞停在G1期P21抑制cyclinD活性，使細胞停在G0期Regulationofp53activityMdm2(p53拮抗蛋白質(zhì))可以拮抗p53的活性，進化保守基因，具有轉(zhuǎn)錄因子功能基因產(chǎn)物與P53結(jié)合,解除G1期阻滯，進入細胞周期p19

拮抗Mdm2活性，增強p53的穩(wěn)定性ARFWhattodo?EnvironmentBecarefulBadhabitQuitInheritanceGenetherap