細(xì)胞異常增生性疾病的分子機(jī)制課件

授課老師：潘澤政聯(lián)系方式：關(guān)于分子生物學(xué)課時(shí)：16學(xué)時(shí)理論課，16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課考核方式：網(wǎng)絡(luò)作業(yè)10分，5分/次，占總成績(jī)10%實(shí)驗(yàn)成績(jī)20分，10分/次，占總成績(jī)20%平時(shí)成績(jī)10分，10分/次，占總成績(jī)10%考試100分，占總成績(jī)60%2014年西醫(yī)綜合考研大綱基因組學(xué)的概念，基因組學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系

基因表達(dá)調(diào)控的概念及原理，原核和真核基因表達(dá)的調(diào)控。

基因重組的概念、基本過(guò)程及其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。癌基因的基本概念及活化的機(jī)制。抑癌基因和生長(zhǎng)因子的基本概念及作用機(jī)制。

基因診斷的基本概念、技術(shù)及應(yīng)用基因治療的基本概念及基本程序。常用的分子生物學(xué)技術(shù)原理和應(yīng)用。

proliferationQuiescencedifferentiatioinApoptosisSenescenceNormalcellproliferationissubjectedtothecontrolofsignals第一節(jié)

腫瘤細(xì)胞增殖機(jī)制Tumorcellproliferationmechanism人類(lèi)對(duì)腫瘤認(rèn)識(shí)的過(guò)程巖一捻之內(nèi)如山巖，故名之。早治得生，遲則內(nèi)潰肉爛而死癌---明代腫瘍---公元前中醫(yī)---營(yíng)衛(wèi)不通，邪氣居其中西醫(yī)對(duì)腫瘤的認(rèn)識(shí)2500年前有癌的記載1918-1933年，日本、英國(guó)的科學(xué)家證實(shí)了環(huán)境致癌說(shuō)。抽煙---肺癌黃曲霉素---肝癌物理性因素---陽(yáng)光，X線(xiàn)病毒基因突變ProliferationQuiescenceDifferentiatioinApoptosisSenescence腫瘤:細(xì)胞失去控制的異常增殖!一些基因：如編碼細(xì)胞增殖、分化、凋亡信號(hào)及DNA損傷修復(fù)蛋白等發(fā)生改變。XXX腫瘤（Cancer,Tumor,Carcinoma）Cancer----泛指惡性腫瘤Tumor----包括良性和惡性腫瘤Carcinoma----上皮來(lái)源的癌

一、oncogenes一類(lèi)與癌的生成有關(guān)的基因，其過(guò)分活躍的特性造成細(xì)胞的致癌。c-oncogene細(xì)胞癌基因proto-oncogene原癌基因v-oncogene病毒癌基因存在于反轉(zhuǎn)錄病毒中，可以引起宿主正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。1.viral-oncogene

typicalretrovirusCharacteristicsofproto-oncogene廣泛存在于生物界中。2.基因序列高度保守，結(jié)構(gòu)上與病毒癌基因相似。3.作用通過(guò)其產(chǎn)物蛋白質(zhì)來(lái)體現(xiàn)。4.正常情況下表達(dá)水平很低，被激活后，形成致癌性的細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因。WhereareViraloncogenecomefrom?OneoftheSourcesoftheViraloncogenec-oncistheoriginofv-onc

病毒癌基因細(xì)胞癌基因內(nèi)含子無(wú)有突變點(diǎn)突變或缺失突變正常時(shí)無(wú)功能較強(qiáng)細(xì)胞轉(zhuǎn)化活性正向調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖3.細(xì)胞癌基因與病毒癌基因的差別4.癌基因的功能與分類(lèi)根據(jù)原癌基因在細(xì)胞中的位置：1.與膜結(jié)合的蛋白，如src基因產(chǎn)物2.可溶性蛋白，如mos基因產(chǎn)物3.核蛋白，如myc基因產(chǎn)物Thecellularoncogenesareinherentgenesincellandhasitsnormalbiologicalfunction,suchasStimulatingnormalcellgrowth,participatingintheregulationofcellproliferationanddifferentiation,andmeetingtherequirementsofcellrenewal.Thecellwillcontinuetopromotecellgrowthorthecellsfromdeath,andfinallyleadtocarcinogenesiswhichnotreceivedthegrowthsignalsregulationwhentheproto-oncogenewasmutated.Thefunctionofoncogene:5.細(xì)胞癌基因活化的機(jī)制pointmutation

放射線(xiàn)或化學(xué)致癌物引起的基因單個(gè)堿基的改變geneamplification

細(xì)胞通過(guò)增加基因拷貝數(shù)，使表達(dá)產(chǎn)物增多

DNArearrangement

同一染色體上基因的重新排列組合chromosomaltranslocation

不同染色體斷裂后重新連接不正確Virusgenepromoterandenhancerinsertion1.ThediscoveryofthetumorsuppressorgeneItwasSpeculatedthepresenceoftumorsuppressorgenesbycellfusion.1969年，Henry等通過(guò)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)一個(gè)正常細(xì)胞與一個(gè)腫瘤細(xì)胞融合成一個(gè)雜交細(xì)胞時(shí)，失去了惡性表型，融合后的子代細(xì)胞也失去了成瘤性。Fusionbetweennormalcellsandtumorcells進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：

當(dāng)失去成瘤能力的雜合子細(xì)胞丟失來(lái)自正常細(xì)胞的某一染色體時(shí)，雜合子細(xì)胞恢復(fù)惡性生長(zhǎng)能力。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：

Hela細(xì)胞與正常人成纖維細(xì)胞融合，雜合子細(xì)胞失去成瘤能力，而當(dāng)雜合子細(xì)胞失去正常細(xì)胞的11號(hào)染色體時(shí)，又重新獲得成瘤能力。Result:ThereexistagenewhichcanSuppresstumorformationinnormalcellschromosomes,thatis:tumorsuppressorgene.Rbgene:

Thefirsttumorsuppressorgenewhichwasconfirmedbycloning.

上世紀(jì)70年代已經(jīng)證明：某些遺傳性腫瘤中染色體的某些位點(diǎn)可發(fā)生專(zhuān)一的丟失。視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤：Rb基因突變?nèi)狈z傳性常為雙側(cè)多發(fā)性腫瘤（Wild/Mutanttypegene）散發(fā)性常為單側(cè)性腫瘤（Wild/Wildtypegene）為了證實(shí)Rb基因缺乏確實(shí)是導(dǎo)致Rb的原因，將正常Rb基因轉(zhuǎn)入Rb基因缺乏的腫瘤細(xì)胞中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正常的Rb基因可抑制該腫瘤細(xì)胞的成瘤能力。

證實(shí)：Rb基因具有抑瘤能力，是名符其實(shí)的抑癌基因。ThediscoveryofthefirsthumantumorsuppressorgeneFriendSH,BernardsR,RogeljS,WeinbergRA,RapaportJM,AlbertDM,DryjaTP.AhumanDNAsegmentwithpropertiesofthegenethatpredisposestoretinoblastomaandosteosarcoma.

Nature.1986Oct16-22;323(6089):643-6.原癌基因表達(dá)產(chǎn)物的負(fù)調(diào)控分子DNA修復(fù)酶細(xì)胞周期抑制分子促進(jìn)細(xì)胞凋亡的分子2.ThefunctionoftumorsuppressorgeneproductTheproductfunctionsoftumorsuppressorgenemainlyinducecelldifferentiation、maintainthestabilityofthegenomeandtriggerprogrammedcelldeath.3.Examplesoftumorsuppressorgenemechanism

Thereareabout10kindsoftumorsuppressorgenetobefound,however,mostoftheiranti-tumormechanismisnotclear,OnlyRbgeneandP53genestudiedmoreclearly.（1）RB基因第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的抑癌基因，位于13q14，全長(zhǎng)200kb，含27個(gè)外顯子，編碼928個(gè)氨基酸。產(chǎn)物定位于細(xì)胞核，含有病毒蛋白和細(xì)胞蛋白的結(jié)合位點(diǎn)及磷酸化位點(diǎn)。Retinoblastoma,Rb遺傳性RB第一次突變來(lái)自上一代生殖細(xì)胞，因此，當(dāng)孩子的任何一個(gè)RB細(xì)胞發(fā)生第二次突變，則導(dǎo)致RB的發(fā)生，多發(fā)病早，常雙眼發(fā)病。散發(fā)性RB必須是同一個(gè)細(xì)胞的兩個(gè)等位基因都發(fā)生突變才能致病，多發(fā)病晚，常為單側(cè)發(fā)病。“兩次突變”學(xué)說(shuō)The"twicemutations"doctrineThebiologicalactivityofRbgeneproduct1.調(diào)節(jié)細(xì)胞周期2.控制G1和S期交界點(diǎn)3.與其磷酸化狀態(tài)有關(guān)

gatekeeperofthecellcycleThephosphorylationofRbproteininfluencecellcycleE2F/DPCyclinECyclinAOthergenesDNApolymerasea核苷酸合成酶DNA修復(fù)酶(RAD51)復(fù)制起始復(fù)合物相關(guān)基因Cdk2DNA復(fù)制激活基因E2F調(diào)控的靶基因

Rbgeneticabnormalitymainlyreflectalleliclossandgenemutation,originallyfoundinretinoblastoma,Laterly,foundtheabnormalgeneinavarietyoftumors:50%inSCLC，47%inosteogenicsarcoma，32%inbreastcancer.Inaddition,RbwilllosetheabilitytocombineE2FandcauseTumorigenesiswhensomeoncoproteincombinedRbprotein.Rbgeneticabnormalityandtumors（2）p53基因定位于人類(lèi)染色體17p13.1，因編碼一種分子質(zhì)量為53kDa的蛋白質(zhì)而得名，表達(dá)產(chǎn)物為一種同源四聚體轉(zhuǎn)錄因子。

p53蛋白主要分布于細(xì)胞核，能與DNA特異結(jié)合，正常p53的生物功能好似“基因組衛(wèi)士（guardianofthegenome）”，在G1期檢查DNA損傷點(diǎn)，監(jiān)視基因組的完整性。Therearemorethan50%oftheclinicaltumorwhichp53geneisabnormal.

1979年，發(fā)現(xiàn)SV40轉(zhuǎn)化的細(xì)胞中與SV40-largeT抗原結(jié)合而被誤認(rèn)為癌基因，直到1989年才被證實(shí)為抑癌基因。當(dāng)DNA受到損傷時(shí)表達(dá)產(chǎn)物急劇增加，可抑制細(xì)胞周期進(jìn)一步運(yùn)轉(zhuǎn)。一旦p53基因發(fā)生突變，p53蛋白失活，細(xì)胞分裂失去節(jié)制，發(fā)生癌變。Thetumor-suppressorproteinp53exhibitssequence-specificDNA-binding,directlyinteractswithvariouscellularandviralproteins,andinducescellcyclearrestinresponsetoDNAdamage.Inresponsetosignalsgeneratedbyavarietyofgenotoxicstresses,e.g,UVirradiationorDNAdamage,p53isexpressedandundergoespost-translationalmodificationthatresultsinitsaccumulationinthenucleus.Thep53-dependentpathwayshelptomaintaingenomicstabilitybyeliminatingdamagedcellseitherbyarrestingthempermanentlyorthroughapoptosis.

p53基因產(chǎn)物的生物學(xué)功能1.阻滯細(xì)胞周期:

G1和G2/M期校正點(diǎn)監(jiān)測(cè)

2.維持基因組穩(wěn)定：

DNA修復(fù)3.促進(jìn)細(xì)胞凋亡4.抑制腫瘤血管生成p53基因是研究最透徹，功能最強(qiáng)大的一種抑癌基因。野生型p53對(duì)細(xì)胞周期和凋亡起關(guān)鍵性作用，尤其是對(duì)受照射、細(xì)胞毒制劑、熱療打擊的癌細(xì)胞，起更大的殺傷作用。其主要作用為：抑制并殺滅腫瘤細(xì)胞；與放、化療手段協(xié)同，增強(qiáng)其殺滅癌細(xì)胞的功效，達(dá)到1+1大于2的效果。抑制腫瘤血管生成有效防止腫瘤的復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移。提高人體自