腫瘤遺傳學(xué)專題知識課件

本章內(nèi)容第一節(jié)染色體異常與腫瘤第二節(jié)癌基因第三節(jié)腫瘤抑制基因第四節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論第五節(jié)遺傳性惡性腫瘤5/27/20231腫瘤遺傳學(xué)(cancergenetics)

是遺傳學(xué)與腫瘤學(xué)相結(jié)合的一門邊緣學(xué)科，是從細(xì)胞遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)、免疫遺傳學(xué)等不同角度對腫瘤的發(fā)生和進展進行探討與研究形成的一門新學(xué)科。前言5/27/20232

①定義：泛指由一群生長失去正常調(diào)控的細(xì)胞形成的新生物(neoplasm)。tumor：

泛指腫瘤（包括良性、惡性）腫物。

cancer：惡性腫瘤的總稱。

腫瘤(tumor)5/27/20233②腫瘤的類型癌(carcinoma)：來源于上皮組織。85％肉瘤(sarcoma)：來源于結(jié)締組織等。2％淋巴瘤(lymphoma)：來源于免疫系統(tǒng)。5％白血病(leukaemia)：3％

5/27/20234

腫瘤發(fā)生有關(guān)因素腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞正常細(xì)胞外源性因素化學(xué)因素物理因素致瘤病毒霉菌毒素內(nèi)源性因素遺傳因素基因異常腫瘤細(xì)胞

腫瘤細(xì)胞

正常細(xì)胞

5/27/20235種系突變散發(fā)性腫瘤不是從父母繼承而來環(huán)境致突變發(fā)病年齡寬大多數(shù)(90-95%)

遺傳性腫瘤由父母雙親傳給子女,出現(xiàn)在后代所有細(xì)胞中(家族性）垂直傳遞發(fā)病較早

占5～10%致癌突變散發(fā)突變5/27/20236

Lynch癌家族部分系譜

典型的癌家族——G家族：歷經(jīng)80余年（1895～1976）共5次調(diào)查，傳7代共10個支系，842名后裔中有95名癌癥患者，分別為結(jié)腸癌、子宮內(nèi)膜癌、腺癌等。5/27/20237

各種環(huán)境因素直接或間接引起體細(xì)胞的染色體或DNA改變，使細(xì)胞去分化并無限增殖形成腫瘤細(xì)胞，再經(jīng)促進與進展等過程，形成腫瘤細(xì)胞的大量集合—惡性腫瘤。

腫瘤是體細(xì)胞遺傳病5/27/20238

第一節(jié)

染色體異常與腫瘤一、腫瘤的染色體異常二、Ph染色體的發(fā)現(xiàn)及其意義三、腫瘤中其他特異性標(biāo)記染色體5/27/20239

染色體異常與細(xì)胞行為異常?

1912年Boveri發(fā)現(xiàn)兩次受精的海膽早期胚胎細(xì)胞呈不均等分裂，染色體分配不平衡。?這種細(xì)胞失去正常生長特點，與腫瘤細(xì)胞相似：或行為紊亂，無限制地生長增殖；或死亡。BoveriT概述5/27/202310后來發(fā)現(xiàn)：?大多數(shù)腫瘤細(xì)胞都可見到染色體異常。?在一些染色體病患者中，某些腫瘤的發(fā)生率高于一般人群。5/27/202311

腫瘤的染色體理論（Boveri假說）?

腫瘤的染色體理論認(rèn)為：腫瘤細(xì)胞來源于正常細(xì)胞，染色體畸變使其成為有缺陷細(xì)胞，缺陷細(xì)胞再發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化成為腫瘤細(xì)胞。5/27/202312腫瘤(細(xì)胞群)單克隆腫瘤細(xì)胞的克隆演進克隆1克隆3克隆2異質(zhì)性多克隆增殖優(yōu)勢增殖劣勢增殖劣勢干系旁系旁系眾數(shù)發(fā)展不均衡5/27/202313腫瘤細(xì)胞的單克隆性:

一、腫瘤的染色體異常腫瘤細(xì)胞的多克隆性:由于內(nèi)外環(huán)境因素的影響，使同一腫瘤各細(xì)胞核型不完全相同,出現(xiàn)多克隆的異質(zhì)性。同一腫瘤的細(xì)胞染色體常有相同特點，表明它們是同一突變細(xì)胞的克隆。干系(stemline)旁系(sideline)眾數(shù)(modalnumber)：干系腫瘤細(xì)胞的染色體數(shù)目稱為眾數(shù)。5/27/202314超二倍體亞二倍體亞三倍體亞四倍體1.非整倍體2.多倍體實體瘤：多在三倍體左右胸、腹水中轉(zhuǎn)移的癌細(xì)胞：可見到六、八倍體(一)、腫瘤染色體的數(shù)目異常5/27/202315?

腫瘤細(xì)胞由于染色體的斷裂、重接，形成結(jié)構(gòu)改變的特殊染色體，稱為標(biāo)記性染色體(markerchromosome)。?特異性標(biāo)記染色體：某些結(jié)構(gòu)異常的染色體在腫瘤細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳，稱為特異性標(biāo)記染色體。(二)、腫瘤染色體的結(jié)構(gòu)異常非隨機事件腫瘤的染色體特征Ph染色體5/27/202316?

1960年，Nowell在慢性粒細(xì)胞性白血病(chronicmyelocyticleukemia，CML)中發(fā)現(xiàn)了一條比G組染色體還小的近端著絲粒染色體，因在美國費城(Philadelphia)發(fā)現(xiàn)而被命名為Ph染色體(Philadelphiachromosome)。

二、Ph染色體的發(fā)現(xiàn)及其意義1.發(fā)現(xiàn)5/27/202317?

1973年Rowley用顯帶技術(shù)證明Ph染色體是9號和22號的易位染色體，即t(9；22)(q34；q11)，導(dǎo)致9q+和22q-。?

約95％的慢性粒細(xì)胞性白血病細(xì)胞攜有Ph染色體，所以Ph染色體是CML的特異性標(biāo)記染色體。2.Ph染色體的本質(zhì)5/27/202318圖Ph染色體(9;22)(q34;q11)斷點簇區(qū)基因(BCR)癌基因C-ABL5/27/202319Ph染色體的形成

15/27/202320?

Ph染色體的發(fā)現(xiàn)不僅為Boveri的假說提供了主要的實驗證據(jù)，而且首次證明了一種染色體畸變與一種腫瘤之間特定關(guān)系，故被認(rèn)為是腫瘤細(xì)胞遺傳學(xué)研究的里程碑。3.Ph染色體發(fā)現(xiàn)的意義5/27/202321?

除Ph染色體外，又發(fā)現(xiàn)了一些非隨機存在的特異性標(biāo)記染色體，它們的特點是與特定的腫瘤相關(guān)，但檢出的頻率并不如Ph染色體高。三、腫瘤中其他特異性標(biāo)記染色體5/27/202322第二節(jié)

癌基因5/27/202323

癌基因(oncogene)：能引起細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的基因。

概念細(xì)胞癌基因(原癌基因)病毒癌基因病毒所攜帶的、能使靶細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因，稱為病毒癌基因。正常細(xì)胞內(nèi)存在病毒癌基因的同源序列，這類基因被稱為細(xì)胞癌基因。正常細(xì)胞內(nèi)未被激活的癌基因稱為原癌基因(proto-oncogene)5/27/202324

癌基因最初是在以Rous肉瘤病毒為代表的一些逆轉(zhuǎn)錄病毒中發(fā)現(xiàn)的。病毒癌基因(viral-oncogene)Rous

Peyton

5/27/202325一、人類癌基因的發(fā)現(xiàn)和識別轉(zhuǎn)染實驗發(fā)現(xiàn)人癌基因H-ras

5/27/202326二、癌基因的分類及功能細(xì)胞癌基因按照其功能可分為五大類：生長因子:

SIS生長因子受體:ERBB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子:SRC(酪氨酸激酶)、RAS(G蛋白)核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子:MYC(調(diào)節(jié)基因表達的核蛋白)程序性細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)因子:BCL-25/27/2023275/27/202328圖

細(xì)胞癌基因的功能類型5/27/202329

癌基因的激活機制可分為三種：基因突變基因擴增染色體重排三、癌基因的激活機制5/27/202330?各種類型基因突變?nèi)鐗A基替換、缺失或插入，都能導(dǎo)致原癌基因表達異常，引起細(xì)胞癌變。

點突變對細(xì)胞癌變有始動作用（一）基因突變(mutation)5/27/202331?

基因組內(nèi)原癌基因自身擴增導(dǎo)致過度表達；由于相應(yīng)基因產(chǎn)物增加，使細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。多見于癌腫的發(fā)展階段，而少見于始動階段（二）基因擴增(geneamplication)5/27/202332由于癌基因擴增發(fā)生在某一特定染色體區(qū)域,因此在腫瘤細(xì)胞內(nèi)可見到同源染色區(qū)或雙微體。?同源染色區(qū)(HSR)：由于癌基因擴增使染色體的某一染色區(qū)域產(chǎn)生重復(fù)DNA片段，缺少正常深、淺染色區(qū)，也稱特殊的復(fù)制染色體區(qū)帶。?5/27/202333?

雙微體(doubleminute,DM)：

擴增的重復(fù)DNA片段從染色體斷裂下來，因無著絲粒隨機釋放至胞漿，呈環(huán)狀，經(jīng)染色后成一對連在一起的雙點狀結(jié)構(gòu)。5/27/202334?

染色體重排主要是染色體易位和插入，常導(dǎo)致原癌基因易位至一個強大的啟動子、增強子或轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)元件附近，或形成融合基因，使原來無活性或低表達的基因激活變?yōu)楦弑磉_，細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。Ph染色體t(9q34；22q11)burkitt淋巴瘤t(8q24；14q32)（三）染色體重排5/27/202335慢性髓細(xì)胞性白血病(CML)：染色體9(C-ABL)

染色體22(BCR)，形成融合基因BCR-ABL。q3495’3’5’3’22q11.2ABLder9Ph’ABL9q3422q11.222q11.29q34Der(22)DNA

RNAProteinBCRBCR5/27/202336免疫球蛋白基因染色體14E染色體8C-MYC不表達C-MYC基因EC-MYC高表達易位C-MYC基因被免疫球蛋白增強子所激活5/27/202337小結(jié)?癌基因是原癌基因的突變形式，而原癌基因是一組與細(xì)胞生長調(diào)控有關(guān)的基因。?原癌基因由于突變、擴增或染色體重排而被激活。?異常癌基因的確認(rèn)為腫瘤的分子診斷和檢測提供了工具；癌基因也為腫瘤治療提供了靶標(biāo)。5/27/202338

第三節(jié)腫瘤抑制基因5/27/202339

腫瘤抑制基因(tumorsuppressorgene)：

也稱抗癌基因(anti-oncogene)或隱性癌基因(recessiveoncogene)，是一類存在于細(xì)胞內(nèi)對細(xì)胞增殖產(chǎn)生負(fù)調(diào)控作用的基因，并具有潛在抑癌作用。一、腫瘤抑制基因的發(fā)現(xiàn)

5/27/202340?

抗癌基因的概念是60年代在腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞雜交研究的基礎(chǔ)上提出的：正常細(xì)胞的染色體可以逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞表型

②①正常細(xì)胞腫瘤細(xì)胞雜種細(xì)胞無腫瘤細(xì)胞表型融合

5/27/202341細(xì)胞融合實驗胞

胞正常細(xì)胞5/27/202342?1986年首次發(fā)現(xiàn)了RB基因，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了十幾種腫瘤抑制基因。?腫瘤抑制基因的缺失或失活也導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。

5/27/202343二、腫瘤抑制基因種類和功能5/27/202344(一)RB基因?

RB基因是視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(retinoblastomaRB)

基因的縮寫，是最早發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因。

眼內(nèi)期:腫瘤在視網(wǎng)膜上呈黃色結(jié)節(jié)樣隆起，有視力破壞。當(dāng)瘤體長入玻璃體時呈息肉樣，視網(wǎng)膜呈扁平脫離，視力喪失，瞳孔散大呈黃白色反光，故有黑朦性“貓眼”之稱。5/27/202345眼外蔓延期：腫瘤沿視神經(jīng)向顱內(nèi)蔓延，視神經(jīng)變粗，視神經(jīng)孔擴大，沿著眼球的血管、神經(jīng)通道進入眶內(nèi)，引起眼球突出；也可經(jīng)角鞏膜緣穿出眼球。腫瘤鉆出眼外后生長迅速，患眼高度突出固定，呈爛肉團狀，觸之易出血，破潰壞死，成為一個很大的腫塊嵌置于眼裂之中。5/27/202346⒈RB基因結(jié)構(gòu)?

RB基因位于13q14.1

。?

RB基因長約200kb，共有27個外顯子，并含有2個較大的內(nèi)含子，分別為35kb和70kb。RB基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生長4.7kb的mRNA

。5/27/2023472.RB基因產(chǎn)物及其功能?

RB基因編碼的蛋白質(zhì)(prb110)由928個氨基酸組成，分子量為110kD，是一種核磷酸蛋白質(zhì)。?

prb110的主要作用是調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，其調(diào)節(jié)能力與prb110磷酸化狀態(tài)有關(guān)。其在細(xì)胞內(nèi)存在低磷酸化型（活性型）和高磷酸化型（非活性型）兩種類型。5/27/202348⒊RB基因的作用機制低磷酸化型的prb110可與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合形成復(fù)合物，從而阻止E2F啟動某些在細(xì)胞增殖過程中起主要作用的基因的轉(zhuǎn)錄，如C-MYC基因等,使細(xì)胞不能進入S期，不能增殖。高磷酸化型的prb110則可促使其與E2F轉(zhuǎn)錄因子分離，從而使其呈現(xiàn)活性，細(xì)胞即由G1期進入S期?！馬B基因失活后，其表達產(chǎn)物不能與E2F形成復(fù)合物，E2F處于持續(xù)激活狀態(tài)，導(dǎo)致細(xì)胞增殖。●5/27/202349G0G1期RB蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNAPRB蛋白prb110的作用機制5/27/202350RB與E2F轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合5/27/2023514.RB基因功能失活機制①突變:如大片段缺失，占視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的30％，此外還有剪接錯誤、點突變及啟動子區(qū)域小的缺失。②癌基因產(chǎn)物的結(jié)合:如SV40病毒大T抗原、腺病毒、多瘤病毒、人乳頭瘤病毒均可以與prb110結(jié)合，從而促進細(xì)胞的增殖。5/27/202352（二）P53基因?

P53基因是涉及惡性腫瘤最多的一個基因，基因產(chǎn)物p53蛋白是一種腫瘤抑制物，四聚體結(jié)構(gòu)，在50%左右的惡性腫瘤中存在變異。?

P53基因定位于17p13.1，長20kb，含有11個外顯子，編碼393氨基酸組成的蛋白質(zhì)，分子量為53kD。⒈

P53基因的發(fā)現(xiàn)5/27/202353

2.p53蛋白功能區(qū)

①N端酸性轉(zhuǎn)錄激活區(qū)：激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。②序列特異性結(jié)合區(qū)(核心區(qū))：與DNA結(jié)合區(qū)，含6個突變熱點，占已知P53錯義突變的40%。③寡聚區(qū)：介導(dǎo)自身聚合形成四聚體。④C端：可與DNA非特異性結(jié)合，參與核心區(qū)與DNA結(jié)合的錯構(gòu)調(diào)節(jié)。

5/27/2023543.P53基因產(chǎn)物的作用?野生型p53蛋白是一種核磷蛋白，作為轉(zhuǎn)錄因子激活一系列下游靶基因(如P21、BAX、等)的轉(zhuǎn)錄，阻止細(xì)胞從G1→S期、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，保護基因組的完整性以及抑制腫瘤細(xì)胞的生長等。5/27/202355?在正常情況下，P53較少表達，

p53蛋白的含量不足以使其下游基因表達。當(dāng)有DNA損傷時，可引起細(xì)胞內(nèi)p53蛋白水平升高，并激活其下游基因表達，誘導(dǎo)細(xì)胞進行DNA修復(fù)或誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，起到對細(xì)胞的保護作用。5/27/202356P53gene作用5/27/202357P53gene

作用5/27/202358MPF(成熟促進因子,maturationpromotingfactor)：是一個復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有促進細(xì)胞M期啟動(從G2→M轉(zhuǎn)變)的調(diào)控因子，故又稱為M期促進因子(MPF)。

p21蛋白可與MPF結(jié)合并抑制其激酶活性，使MPF不能磷酸化底物(如Rb)，抑制DNA合成相關(guān)酶的合成，細(xì)胞被阻滯在G1(或G2)期。5/27/202359

DNA的損傷激活p53,在細(xì)胞周期不同階段引起不同結(jié)果：輻射早期：通過誘導(dǎo)p21對CDK-cyclin激酶的抑制，激活限制點，阻止細(xì)胞周期前進直到損傷修復(fù)。

晚期：引發(fā)細(xì)胞凋亡。5/27/2023604.P53基因功能失活機制

①P53基因突變:導(dǎo)致p53蛋白功能喪失。

②MDM2癌基因的負(fù)調(diào)節(jié):MDM2是p53蛋白的靶基因，參與p53蛋白的負(fù)反饋調(diào)節(jié)。mdm2蛋白可與p53蛋白結(jié)合，抑制p53蛋白的功能并催化p53蛋白的降解。

③p53蛋白與癌蛋白之間的相互作用:如SV40大T抗原，EIB轉(zhuǎn)化蛋白，人乳頭瘤病毒E6蛋白等，均可以和p53蛋白結(jié)合，抑制其功能活性并促進其降解。

5/27/202361幾種和G0/G1或G1/S期控制有關(guān)的蛋白是腫瘤抑制物p16,p21,p27可結(jié)合cyclin-CDK復(fù)合物使其失活5/27/202362第四節(jié)

腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論5/27/202363腫瘤的單克隆起源假說Knudson的二次突變假說腫瘤的多步驟遺傳損傷學(xué)說腫瘤發(fā)生的三種遺傳學(xué)說5/27/202364一、腫瘤的單克隆起源假說觀點：腫瘤細(xì)胞是由單個突變細(xì)胞增殖而成的，即腫瘤是突變細(xì)胞的單克隆增殖細(xì)胞群。單個體細(xì)胞基因突變致癌因子轉(zhuǎn)化前癌細(xì)胞發(fā)展為腫瘤細(xì)胞促癌因素5/27/202365①女性細(xì)胞失活X染色體可以通過葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(G6PD)活性依賴的細(xì)胞染色驗證。②通過這種染色技術(shù)檢測到，在一些女性惡性腫瘤的患者中，正常組織是有活性和失活的G6PD細(xì)胞的嵌合體。而腫瘤組織中的所有癌細(xì)胞都是失活X染色體的純合體，表明他們是單一細(xì)胞起源。腫瘤的單克隆起源假說的證據(jù)：女性X連鎖基因的分析5/27/202366二、Knudson的二次突變假說1971年AlfredKnudson在分析同一類癌癥的遺傳性和非遺傳性腫瘤之間的關(guān)系時，提出二次突變假說(two-hittheory)。5/27/2023671.二次突變假說的觀點

腫瘤的產(chǎn)生是由于體細(xì)胞先后產(chǎn)生了二次突變后的惡性轉(zhuǎn)化結(jié)果。惡性細(xì)胞細(xì)胞

突變I

突變細(xì)胞突變Ⅱ惡性腫瘤增殖優(yōu)勢5/27/2023682.對遺傳性與非遺傳性腫瘤的解釋①遺傳性腫瘤(如RB)，第一次突變發(fā)生于生殖細(xì)胞，并且傳遞給每一個體細(xì)胞，使其成為潛在的前癌細(xì)胞。第二次突變隨機發(fā)生在體細(xì)胞中。二次突變的結(jié)果形成腫瘤，且具有家族性、多發(fā)性、雙側(cè)性和早發(fā)性的特點。5/27/202369②非遺傳性視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤是同一個體細(xì)胞發(fā)生兩次獨立的突變，而雙側(cè)視網(wǎng)膜細(xì)胞同時發(fā)生二次突變的可能性較小。因此具有遲發(fā)，散發(fā)、單發(fā)和單側(cè)性等特點。

5/27/202370

遺傳性腫瘤與散發(fā)性腫瘤的比較及二次突變假說的解釋二次突變假說最簡單地解釋腫瘤的發(fā)生過程，但不能具體分析腫瘤發(fā)生的復(fù)雜性5/27/202371⒊

Knudson的抗癌基因概念

Knudson在二次突變假說中還提出，野生型基因產(chǎn)物可以抑制腫瘤產(chǎn)生，而腫瘤細(xì)胞經(jīng)兩次突變使一對野生型等位基因發(fā)生了失活，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。Knudson稱這種野生型基因為抗癌基因，也稱腫瘤抑制基因。5/27/202372抗癌基因模式得到了遺傳性RB染色體分析結(jié)果的支持，即腫瘤細(xì)胞有13q14缺失。以后在13q14位點克隆出RB基因，并且RB瘤細(xì)胞均發(fā)生了RB基因的突變或缺失。Knudson完成了理解腫瘤抑制基因概念的框架性工作。5/27/202373三、腫瘤的多步驟遺傳損傷學(xué)說⒈多步驟遺傳損傷學(xué)說的提出

源自于美國麻省理工學(xué)院的Land等(1983)實驗：RAS鼠成纖維細(xì)胞過量增殖(未癌變)轉(zhuǎn)染共同轉(zhuǎn)染RASMYC轉(zhuǎn)化癌細(xì)胞鼠成纖維細(xì)胞5/27/202374⒉多步驟損傷學(xué)說的觀點

①細(xì)胞的癌變至少需要兩種致癌基因的聯(lián)合作用，每個基因改變只完成癌變的其中一個步驟，另一些基因的變異最終完成癌變過程。

②由于各種原癌基因的量變和質(zhì)變，造成細(xì)胞分裂與分化失控，通過多階段演變而轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞。5/27/202375腫瘤的多步驟發(fā)生5/27/202376⒊對腫瘤發(fā)生的遺傳機制的理解

?

細(xì)胞癌變需多個腫瘤相關(guān)基因協(xié)同作用，經(jīng)過多階段演變，其中不同階段涉及不同的腫瘤相關(guān)基因的激活與失活。

?

腫瘤相關(guān)基因的激活與失活在時間上有先后順序，在空間位置上有一定配合，共同作用的結(jié)果形成腫瘤細(xì)胞表型。5/27/202377?在惡性腫瘤起始階段腫瘤相關(guān)基因的激活方式主要為逆轉(zhuǎn)錄病毒的插入和點突變。?

在惡性腫瘤演進階段腫瘤相關(guān)基因的激活方式主要為染色體重排、基因重組和基因擴增等。5/27/202378第一節(jié)

遺傳性腫瘤與染色體不穩(wěn)定綜合征5/27/202379染色體不穩(wěn)定綜合征

(chromosomeinstabilitysyndrome)

定義：由于DNA修復(fù)系統(tǒng)缺陷導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定，以體細(xì)胞染色體斷裂或重排為主要表現(xiàn)的疾病或綜合征稱為染色體不穩(wěn)定綜合征?；颊呔哂胁煌潭鹊囊谆紣盒阅[瘤的傾向。Bloom綜合征Fanconi貧血5/27/202380?

由Bloom首先報導(dǎo)，是一種AR遺傳病，多見于東歐猶太人的后裔中。Bloom綜合征的臨床特征Bloom綜合征患者的細(xì)胞遺傳學(xué)改變Bloom綜合征的分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)一、Bloom綜合征

(Bloomsyndrome,BS)5/27/202381?身材短小;慢性感染,有免疫功能缺陷;?面部暴露于日光的部位毛細(xì)血管擴張，出現(xiàn)蝴蝶狀紅斑皮疹；?多在30歲以前伴發(fā)白血病和其他惡性腫瘤。

(一)Bloom綜合征的臨床特征

5/27/202382圖

Bloom綜合征患者示紅斑皮疹5/27/202383

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Bloom綜合征患者具有顯著的染色體或基因組不穩(wěn)定性的遺傳學(xué)特征。主要表現(xiàn)在：微核率增高姐妹染色單體交換率增高染色體結(jié)構(gòu)畸變增加(二)Bloom綜合征患者的

細(xì)胞遺傳學(xué)改變5/27/202384?微核是位于細(xì)胞質(zhì)中的邊緣清晰的濃染小體，內(nèi)含DNA，是無著絲粒的染色體斷片丟失在胞質(zhì)中形成的結(jié)構(gòu)。1.微核(micronuclear)率增加5/27/202385?

姐妹染色單體交換(sisterchromatidexchange,SCE)：指姐妹染色單體同源部位發(fā)生的片段互換?？捎貌顒e顯色顯示。?

正常細(xì)胞的SCE率＜10，Bloom綜合征患者介于50-100，高于正常人的10倍。⒉姐妹染色單體交換率增高5/27/202386圖

SCE的原理B：BrdU5-溴尿嘧啶5/27/202387?體外培養(yǎng)的Bloom綜合征細(xì)胞株染色體易發(fā)生斷裂并形成結(jié)構(gòu)畸變，4％-27％的培養(yǎng)細(xì)胞中可以看到染色體斷裂和重排，如四射體。3.染色體結(jié)構(gòu)畸變增加5/27/202388

圖示染色體斷裂與重排

圖示四射體

5/27/202389

⒈Bloom綜合征基因定位

Bloom綜合征是一種AR遺傳病，致病基因BLM定位在15q26.1。(三)Bloom綜合征的分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)5/27/202390⒉

BLM基因產(chǎn)物及其生物學(xué)功能

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BLM基因產(chǎn)物是RecQDNA解鏈酶家族中的一員。

參與DNA復(fù)制與修復(fù)過程的多個環(huán)節(jié)。如穩(wěn)定復(fù)制叉，去除誘導(dǎo)DNA重排的因素，以維持基因組的穩(wěn)定性與完整性。5/27/202391⒊BLM基因突變

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BLM基因突變→RecQDNA解鏈酶活性降低或缺乏，細(xì)胞表現(xiàn)為有絲分裂過程中的染色體重排增加，染色體錯誤分離率升高，對DNA誘變劑敏感，減數(shù)分裂異常等。5/27/202392

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目前已在10個Bloom綜合征患者中發(fā)現(xiàn)了7種不同的BLM基因突變(表12-1)。堿基替換：4種堿基缺失：2種堿基插入：1種錯義突變：3種無義突變：2種移碼突變：2種導(dǎo)致5/27/202393編號種族類別核苷酸改變的數(shù)量和位置基因型突變類型突變氨基酸1日本籍631位缺失3bp純合子無義突變1852歐籍美國人888位A→T雜合子無義突變2713日本籍1610位插入1bp純合子移碼突變5154歐籍美國人2089位A→G雜合子錯義突變14175猶太籍2281位缺失6bp插入7bp純合子移碼突變7396意大利籍2596位T→C純合子錯義突變14177意大利籍3238位G→C純合子錯義突變1417Bloom綜合征患者發(fā)生的BLM基因突變5/27/2023944.

Bloom綜合征的分子遺傳學(xué)診斷

通用方法為PCR-SSCP(PCR單鏈構(gòu)像多態(tài)性，PCR-singlestrandconformationalpolymorphism)技術(shù)：提取BLM患者的cDNA→PCR擴增→PAGE電泳→分析SSCP改變的片段序列→鑒定BLM基因突變。5/27/202395?

Fanconi貧血(Fanconianemia，F(xiàn)A)是一種AR遺傳兒童骨髓疾病，發(fā)病率約1/35萬。?主要表現(xiàn)為各類起源于骨髓干細(xì)胞的血細(xì)胞發(fā)育受阻(全血細(xì)胞減少癥)，所以又稱為先天性全血細(xì)胞減少癥。二、Fanconi貧血

5/27/202396?患者骨骼畸形，如拇指短小，多指，橈骨縮短，常伴發(fā)侏儒；小眼球；心及腎畸形；皮膚有牛奶咖啡斑或色素沉著等。?患者中白血病的發(fā)病率比一般人高20倍。有的患者在粘膜與皮膚交界處(口唇、肛門和陰唇)可發(fā)生鱗狀上皮癌。

(一)臨床癥狀

5/27/202397

Fig.FanconianemiaOneexampleofthemanyhandandarmanomaliesthatcanaffectFApatients.

5/27/202398?

FA患者的體外培養(yǎng)細(xì)胞中普遍存在染色體不穩(wěn)定，主要是染色體自發(fā)斷裂率增高，但SCE率不高。?

患者對斷裂劑雙環(huán)氧丁烷、絲裂霉素C、順氯氨鉑等敏感，可誘發(fā)染色體斷裂。

(二)FA患者的細(xì)胞遺傳學(xué)特征

5/27/202399?

患者DNA修復(fù)系統(tǒng)異常，缺乏外切核酸酶，對某些交聯(lián)劑(如紫外線、絲裂霉素C)誘發(fā)的二核苷酸交聯(lián)，如胸腺嘧啶二聚體(T-T)，不能切除修復(fù)。?

因此FA細(xì)胞在一定濃度絲裂霉素C存在時停止生長并死亡，可作為診斷方法。(三)FA患者的分子遺傳學(xué)特征5/27/2023100

1.遺傳異質(zhì)性(heterogeneity)：不同基因位點(如A位點和B位點)突變導(dǎo)致同樣的疾病發(fā)生。aa純合子→FA患者bb純合子→FA患者(四)FA的遺傳異質(zhì)性2.

FA存在遺傳異質(zhì)性：通過體外細(xì)胞融合實驗證實。5/27/2023101①細(xì)胞融合實驗：?

將兩個無親緣關(guān)系的FA個體的細(xì)胞融合，并在DNA交聯(lián)劑存在的條件下培養(yǎng)，以融合細(xì)胞存活情況判斷FA個體的DNA突變。?

若融合細(xì)胞在各種濃度交聯(lián)劑中均有存活，證明這兩個FA個體為非同一位點突變，否則為同一基因位點突變。5/27/2023102②FA互補組：?

不同互補組：不同位點突變的兩個FA細(xì)胞系。?同一互補組：同一位點突變的兩個FA細(xì)胞系。?不同互補組的融合細(xì)胞，可互補對方不足，能抵抗交聯(lián)劑的作用→正常存活；?同一互補組細(xì)胞融合后，基因缺陷仍得不到改善，表現(xiàn)對交聯(lián)劑敏感→FA。5/27/2023103A系B系aaBB(FA)

AAbb(FA)互補融合細(xì)胞(aaBB+AAbb)融合劑存活不同互補組aaBB(FA)aaBB(FA)同系融合細(xì)胞(aaBB+aaBB)A系A(chǔ)系融合劑FA同一互補組5/27/2023104③FA互補組的種類與命名?

假設(shè)每個互補組由一對等位基因控制，通過FA細(xì)胞系的細(xì)胞融合，已鑒定出8個FA互補組。?

對FA互補組無統(tǒng)一命名標(biāo)準(zhǔn)，但常用FA-A→互補組A，F(xiàn)A-B→互補組B，依此類推。FA-A和FA-C分別占65％和15％。

5/27/2023105?

染色體異常導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的機理:

染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)改變影響細(xì)胞的生長、增殖、分化、細(xì)胞與細(xì)胞間的相互關(guān)系，使受累細(xì)胞發(fā)生克隆瘤性增殖。機理為：癌基因激活癌基因轉(zhuǎn)錄增強抑癌基因缺失染色體不平衡二、染色體異常在腫瘤發(fā)生中的作用5/27/2023106

如Ph染色體t(9q34；22q11)的22q11處有斷點簇區(qū)基因(BCR)，9q34處有癌基因C-ABL，兩位點斷裂并易位后，使C-ABL與BCR形成BCR-ABL融合基因并被激活，表達一種融合蛋白，具有強烈的酪氨酸激酶活性，促進細(xì)胞增殖→白血病發(fā)生。(一)

癌基因激活5/27/2023107慢性髓細(xì)胞性白血病(CML)：chromosome9(C-ABL)chromosom22(BCR)，形成融合基因BCR-ABL。q3495’3’5’3’22q11.2ABLder9Ph’ABL9q3422q11.222q11.29q34Der(22)DNA

RNAProteinBCRBCR5/27/2023108

Burkitt淋巴瘤的易位染色體t(8q24；14q32)，