生長因子癌基因與抑癌基因

主要內(nèi)容

概述第一節(jié)細(xì)胞增殖的分子基礎(chǔ)第二節(jié)細(xì)胞分化的分子機(jī)制第三節(jié)腫瘤細(xì)胞增殖機(jī)制當(dāng)前第1頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)學(xué)習(xí)指導(dǎo)重點(diǎn)：1.細(xì)胞增殖與細(xì)胞周期；2.生長因子；3.細(xì)胞分化。4.癌基因及其功能；5.抑癌基因及其功能。難點(diǎn)：1.細(xì)胞周期的調(diào)控。2.癌基因與抑癌基因在腫瘤發(fā)生中的作用。進(jìn)展：1.生長因子的臨床應(yīng)用。2.腫瘤分子生物學(xué)。當(dāng)前第2頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)概述細(xì)胞的增殖(proliferation)與分化(differentiation)是生物胚胎發(fā)育、生物個(gè)體生長以及生命活動(dòng)的維持過程中的兩個(gè)重要事件。從一個(gè)簡單的受精卵到一個(gè)獨(dú)特的，具有不同于其他個(gè)體的表型和基因型、能夠完成復(fù)雜的生命活動(dòng)的生物體，是一個(gè)非常奇妙的過程。當(dāng)前第3頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞的增殖與分化在這個(gè)過程中是如何進(jìn)行，又是如何被調(diào)控，一直是生命科學(xué)家為之探索的重要問題。此外，細(xì)胞的增殖與分化還是生物個(gè)體正常生理活動(dòng)的基礎(chǔ)，并且和生物體的衰老、疾病過程密切相關(guān)。當(dāng)前第4頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)第一節(jié)細(xì)胞增殖的分子基礎(chǔ)一、細(xì)胞增殖是生長的主要因素之一二、細(xì)胞周期是細(xì)胞分裂過程中的有序事件三、細(xì)胞周期蛋白調(diào)節(jié)細(xì)胞周期中不同時(shí)相的正確轉(zhuǎn)換四、不同時(shí)相轉(zhuǎn)換的關(guān)卡是細(xì)胞周期調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)五、生長因子具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長與分化的作用當(dāng)前第5頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞增殖(cellproliferation)是由于細(xì)胞生長(cellgrowth)和細(xì)胞分裂(celldivision)而導(dǎo)致的細(xì)胞數(shù)目的增加，是個(gè)體生長發(fā)育的重要過程之一，也是一種重要的生命現(xiàn)象。當(dāng)前第6頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)這種現(xiàn)象不僅存在于胚胎時(shí)期，而且在出生后仍然存在；它不僅在正常的生理?xiàng)l件下發(fā)生，而且也和某些疾病密切相關(guān)。細(xì)胞增殖主要受到生長因子的調(diào)控，涉及很多基因的表達(dá)變化和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑的介入。任何一個(gè)環(huán)節(jié)失調(diào)都有可能導(dǎo)致疾病的發(fā)生。當(dāng)前第7頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)一、細(xì)胞增殖是生長的主要因素之一生物體的生長包括三個(gè)方面的含義：⑴細(xì)胞數(shù)目增多(cellproliferation)⑵細(xì)胞體積增大(cellenlargement)⑶細(xì)胞外基質(zhì)的合成(cellaccretion)當(dāng)前第8頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)生物體生長的三種方式當(dāng)前第9頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)二、細(xì)胞周期是細(xì)胞分裂過程中的有序事件真核細(xì)胞的分裂經(jīng)歷一系列具有固定發(fā)生順序的事件，這一過程稱為細(xì)胞周期(cellcycle)。細(xì)胞周期的時(shí)相間期(interphase)分裂期(metaphase,M期)G1期(合成前期)S期(DNA合成期)G2期(合成后期)當(dāng)前第10頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第11頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞周期在10~30小時(shí)之間。迅速分裂的人源細(xì)胞經(jīng)過整個(gè)細(xì)胞周期需要24小時(shí)，而迅速生長的酵母細(xì)胞只需90分鐘就可以完成整個(gè)細(xì)胞周期。多細(xì)胞生物體中一些細(xì)胞可暫時(shí)離開細(xì)胞周期，從G2期進(jìn)入靜止期，即G0期。G0期的細(xì)胞處于靜止?fàn)顟B(tài)，不分裂，也不生長。G0期持續(xù)的時(shí)間可以是幾天、幾周，甚至幾年，但這些細(xì)胞可以在某些生長因子的作用下被重新誘導(dǎo)進(jìn)入G1期。當(dāng)前第12頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)三、細(xì)胞周期蛋白調(diào)節(jié)細(xì)胞周期中不同時(shí)相的正確轉(zhuǎn)換（一）細(xì)胞周期蛋白在模式生物早期胚胎發(fā)育 的研究中被發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期蛋白(cyclin)是一類隨著細(xì)胞周期不同時(shí)相的轉(zhuǎn)換，其濃度也隨之發(fā)生變化的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)通過與相應(yīng)的蛋白激酶的結(jié)合對細(xì)胞周期進(jìn)行調(diào)控。當(dāng)前第13頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)在20世紀(jì)80年代初期，T.Hunt等在以海膽為模式生物進(jìn)行早期胚胎發(fā)育的研究中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)有一種蛋白的含量隨著細(xì)胞周期的變化而發(fā)生改變?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期蛋白是一個(gè)大家族，包含有十幾個(gè)成員。不同種屬的細(xì)胞周期蛋白具有高度的保守性。當(dāng)前第14頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)蛋白激酶（異二聚體）調(diào)節(jié)亞單位（細(xì)胞周期蛋白，cyclins）催化亞單位（細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶， cyclindependentkinase，CDK）（二）細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶調(diào)節(jié)細(xì) 胞周期蛋白的活性當(dāng)前第15頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)20世紀(jì)80年代初，L.Hartwell等利用遺傳學(xué)的方法在研究啤酒酵母時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一群基因與細(xì)胞周期的調(diào)控相關(guān)，稱為細(xì)胞分裂周期基因(celldivisioncyclegenes,CDCgenes)，其中的Cdc28又被稱為“start”。80年代中期，P.Nurse等發(fā)現(xiàn)了Cdc2基因，Cdc2基因不但控制G2期向M的轉(zhuǎn)換，而且與start基因一樣也控制著G1期向S期的轉(zhuǎn)換。后來Cdc2基因被命名為Cdk1。當(dāng)前第16頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)十余種人的CDK分子。T.Hunt,L.Hartwell和P.Nurse等三人由于在細(xì)胞周期研究中的貢獻(xiàn)，于2001年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)前第17頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)CDKs單獨(dú)存在時(shí)并不表現(xiàn)其激酶活性。當(dāng)細(xì)胞周期蛋白與其結(jié)合時(shí)才被激活。這些蛋白復(fù)合物控制了細(xì)胞周期中不同時(shí)相的轉(zhuǎn)換，以及在各個(gè)時(shí)相中的一些重要事件的發(fā)生，例如：在S期中DNA的合成和M期中有絲分裂的進(jìn)行。當(dāng)前第18頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞周期蛋白激酶功能當(dāng)前第19頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)值得注意的是，有一些CDKs不僅僅與一種細(xì)胞周期蛋白結(jié)合；一些細(xì)胞周期蛋白也可以與一種以上的CDK結(jié)合。此外，CDK-細(xì)胞周期蛋白復(fù)合體的生物學(xué)功能并不僅僅局限于細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)。CDK5在有絲分裂期后的神經(jīng)元中高度表達(dá)。而CDK8和CDK9似乎主要在轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)方面起作用。還有CDK2和CDK5也在細(xì)胞凋亡中起作用。當(dāng)前第20頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(三)細(xì)胞周期蛋白的泛素化降解保證周期進(jìn)程細(xì)胞周期蛋白的含量在有絲分裂晚期急劇下降，說明細(xì)胞內(nèi)存在著降解這些蛋白分子的機(jī)制。目前已知，細(xì)胞周期蛋白合成后，在其N末端可以發(fā)生多泛素化，即共價(jià)結(jié)合多個(gè)泛素。泛素是由76個(gè)氨基酸組成的蛋白分子，一些蛋白的多泛素化可導(dǎo)致其在細(xì)胞的蛋白酶體內(nèi)迅速降解。當(dāng)前第21頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)四、不同時(shí)相轉(zhuǎn)換的關(guān)卡是細(xì)胞周期調(diào)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在整個(gè)細(xì)胞周期中有三個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)或關(guān)卡(checkpoint)：⑴G1-S期轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在酵母中稱為起點(diǎn)(start)，在哺乳動(dòng)物中稱為限制點(diǎn)(restrictionpoint)；⑵G2-M期轉(zhuǎn)折點(diǎn)，決定有絲分裂的開始；⑶M后期-胞質(zhì)分裂完成細(xì)胞分裂。這些過程都是不可逆的，因此也就決定了細(xì)胞周期進(jìn)程的單向性。當(dāng)前第22頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(一)G1到S期的轉(zhuǎn)折意味著細(xì)胞進(jìn)入DNA合成期細(xì)胞周期中由G1向S期的轉(zhuǎn)折至關(guān)重要。細(xì)胞周期一旦通過起點(diǎn)或限制點(diǎn)，就意味著從靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入了DNA合成期。當(dāng)前第23頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(二)G2到M期的轉(zhuǎn)折使細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂期DNA合成完成后，細(xì)胞通過G2期進(jìn)入有絲分裂期。有絲分裂期的CDK復(fù)合體是在S期和G2期形成的，但在DNA合成完成之前，此復(fù)合體處于無活性狀態(tài)。當(dāng)前第24頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞周期關(guān)卡及其調(diào)控當(dāng)前第25頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)注釋MPF(mitosis-promotingfactor)促有絲分裂因子(=CDK1-cyclinB復(fù)合物)APC(anaphasepromotingcomplex)分裂后期促進(jìn)復(fù)合體當(dāng)前第26頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(三)細(xì)胞周期蛋白激酶抑制因子在細(xì)胞 周期調(diào)控中發(fā)揮重要作用在20世紀(jì)90年代初，科學(xué)家們分別發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期的重要調(diào)節(jié)因子——細(xì)胞周期蛋白激酶抑制因子，又稱為CDK抑制蛋白(cyclinkinaseinhibitor，CKI，orCDKinhibitoryprotein，CIP)。當(dāng)前第27頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)根據(jù)這些因子與CDK相互作用的特異性和序列同源性，可以分為兩大家族。一類是INK4(inhibitorsofkinase4，激酶4抑制因子)家族，另一類是CIP／KIP家族。近年來，一種新的CKI引起了人們的注意，這就是14-3-3σ。14-3-3σ是14-3-3家族成員之一，是人類乳腺上皮細(xì)胞的特異性標(biāo)記，參與DNA損傷后細(xì)胞周期G2期的調(diào)控。當(dāng)前第28頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)14-3-3σINK4家族，包括p15-19等CIP/KIP家族,包括p21,p27,p57等當(dāng)前第29頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)五、生長因子具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長與分化的作用生長因子(growthfactors)是一類由細(xì)胞分泌的、類似于激素的信號(hào)分子，多數(shù)為肽類（含蛋白類）物質(zhì)，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長與分化的作用。生長因子的作用機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，與細(xì)胞生長、分化、免疫、腫瘤、創(chuàng)傷愈合等多種生理及病理狀態(tài)有關(guān)，因而受到科學(xué)家們極大的重視。當(dāng)前第30頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)目前已發(fā)現(xiàn)的肽類生長因子有數(shù)十種，而且還在不斷增加。對大部分生長因子的結(jié)構(gòu)與功能了解得相當(dāng)清楚。生長因子的生物學(xué)效應(yīng)：大多數(shù)生長因子具有促進(jìn)靶細(xì)胞生長、分化，促進(jìn)個(gè)體發(fā)育的功能；少數(shù)生長因子具有負(fù)調(diào)節(jié)作用或雙重調(diào)節(jié)作用。(一)神經(jīng)生長因子是最早被發(fā)現(xiàn)的生長因子當(dāng)前第31頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)生長因子主要通過旁分泌形式作用于鄰近細(xì)胞，通過自分泌作用于自身。甚至不分泌到細(xì)胞外，即可作用于自身。生長因子可來源于多種不同組織，其靶細(xì)胞亦各不相同。有的生長因子作用的細(xì)胞比較單一，也有的生長因子作用的細(xì)胞譜型比較廣。(二)生長因子主要通過旁分泌或自分泌 形式發(fā)揮作用當(dāng)前第32頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)名稱細(xì)胞來源主要靶細(xì)胞當(dāng)前第33頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)取決于細(xì)胞內(nèi)信號(hào)系統(tǒng)當(dāng)前第34頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(三)生長因子通過受體發(fā)揮作用生長因子的受體多位于靶細(xì)胞膜，為一類跨膜蛋白，多數(shù)具有蛋白激酶、特別是酪氨酸蛋白激酶的功能，也有少數(shù)為絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶受體。最近發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核也存在EGF等生長因子的受體樣蛋白。有些生長因子受體(如EGF受體)與原癌基因產(chǎn)物有高度同源性。當(dāng)前第35頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)對生長因子受體的研究不僅有助于了解細(xì)胞的增殖分化，而且對了解腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及治療也具有重要意義。當(dāng)前第36頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)生長因子受體(1)酪氨酸蛋白激酶受體

EGF受體、FGF受體、PDGF受體、HGF受體(Met)、VEGF、胰島素受體等(2)絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶受體TGFβI型受體和II型受體、骨形成蛋白受體(3)與酪氨酸蛋白激酶(JAK)偶聯(lián)的受體多種白細(xì)胞介素當(dāng)前第37頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)注釋EGF—表皮生長因子FGF—成纖維細(xì)胞生長因子PDGF—血小板衍生生長因子HGF—肝細(xì)胞生長因子VEGF—血管內(nèi)皮生長因子IGF—胰島素樣生長因子TGF—轉(zhuǎn)化生長因子當(dāng)前第38頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(四)生長因子在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮了重要作用經(jīng)過多年研究，人們對已知生長因子的基因結(jié)構(gòu)及其基因產(chǎn)物已經(jīng)有了明確的了解。伴隨著DNA重組技術(shù)的完善和廣泛應(yīng)用，以工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)原本昂貴的肽類生長因子已成為現(xiàn)實(shí)。不少生長因子已經(jīng)應(yīng)用于臨床治療，其應(yīng)用前景引起廣大科研和醫(yī)務(wù)工作者的高度重視。當(dāng)前第39頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)生長因子在疾病治療中的應(yīng)用NGFEGF,PDGF,TGFβ,bFGF等VEGF當(dāng)前第40頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)HGFNGFIGF2當(dāng)前第41頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)第二節(jié)細(xì)胞分化的分子機(jī)制一、細(xì)胞分化是一漸進(jìn)過程并受到一系列細(xì)胞信號(hào)分子的調(diào)控二、胚胎干細(xì)胞分化具有全能性三、成體細(xì)胞的橫向分化四、再生醫(yī)學(xué)是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)當(dāng)前第42頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)在胚胎發(fā)育過程中，一個(gè)受精卵經(jīng)歷多次細(xì)胞分裂不僅導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量增加，同時(shí)也誘發(fā)了各種類型細(xì)胞的出現(xiàn)。細(xì)胞分化(celldifferentiation)便是指胚胎細(xì)胞獲得不同形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能特征的過程。當(dāng)前第43頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)人的受精卵細(xì)胞同樣如此，通過限制、定向與分化等各種事件，最后產(chǎn)生構(gòu)成人體各種組織、器官的200多種不同類型的細(xì)胞。細(xì)胞分化過程中的核心是基因的選擇性表達(dá)，通過不同基因表達(dá)的開啟或關(guān)閉，最終產(chǎn)生分化細(xì)胞所特有的蛋白質(zhì)。當(dāng)前第44頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)一、細(xì)胞分化是一漸進(jìn)過程并受到一系 列細(xì)胞信號(hào)分子的調(diào)控細(xì)胞分化受到一系列的信號(hào)分子調(diào)控。這些信號(hào)分子通過不同的途徑?jīng)Q定了細(xì)胞特異性的基因表達(dá)方式。細(xì)胞分化基因的表達(dá)調(diào)控可以發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、翻譯以及翻譯后蛋白質(zhì)修飾等不同環(huán)節(jié)，其中，發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)節(jié)是最重要的。當(dāng)前第45頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)在通常情況下，多數(shù)與分化發(fā)育相關(guān)的基因處于抑制狀態(tài)，需要在特定的發(fā)育階段激活?；蛘{(diào)節(jié)蛋白或轉(zhuǎn)錄因子便充當(dāng)了這種激活物。轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的一個(gè)重要特點(diǎn)是不同調(diào)節(jié)蛋白或轉(zhuǎn)錄因子之間以及它們與其他蛋白或某些小分子之間的相互作用。當(dāng)前第46頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(一)細(xì)胞分化貫穿于生命的全過程并伴隨著特異性基因的階段性表達(dá)細(xì)胞分化通常是一個(gè)漸進(jìn)的過程，不僅發(fā)生在胚胎時(shí)期，而且貫穿于生命的全過程。對大多數(shù)細(xì)胞來說，當(dāng)其發(fā)育過程通過某一或某些關(guān)鍵時(shí)刻或階段時(shí)，這個(gè)細(xì)胞的發(fā)育選擇就被限定了。當(dāng)前第47頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)已經(jīng)被定向的細(xì)胞最終轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒旒?xì)胞仍需要經(jīng)歷一定的發(fā)育階段。但是，通常情況下它不能從一種細(xì)胞發(fā)育軌道跳躍至另一細(xì)胞發(fā)育軌道，例如已被定向決定了的骨骼肌細(xì)胞一般不會(huì)轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細(xì)胞。分化(differentiation)：細(xì)胞經(jīng)過定向再轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)與功能上特異的細(xì)胞的過程。當(dāng)前第48頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)伴隨細(xì)胞分化過程的是特異性基因的階段性表達(dá)：⑴特異性基因的階段性表達(dá)受到這些基因在染色體上排列位置的影響。改變它們在染色體上的排列順序，就可以喪失其發(fā)育階段性特征。⑵特異性基因的階段性表達(dá)還受到組合調(diào)控(combinationalcontrol)的影響，即多個(gè)基因表達(dá)調(diào)節(jié)蛋白共同協(xié)調(diào)的對某一特定基因進(jìn)行調(diào)控，以及多種細(xì)胞信號(hào)分子的網(wǎng)絡(luò)式調(diào)節(jié)。當(dāng)前第49頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(二)細(xì)胞信號(hào)分子在細(xì)胞分化過程中形 成網(wǎng)絡(luò)式調(diào)節(jié)細(xì)胞分化是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，需要多種細(xì)胞信號(hào)分子的精細(xì)協(xié)調(diào)，涉及極其復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，而且不同信號(hào)通路之間又互相互作用。細(xì)胞外信號(hào)網(wǎng)絡(luò)：細(xì)胞所處微環(huán)境中的各種細(xì)胞生長因子及鄰近細(xì)胞表面分子。細(xì)胞內(nèi)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)：細(xì)胞接受細(xì)胞外信號(hào)的受體及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子當(dāng)前第50頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)二、胚胎干細(xì)胞分化具有全能性（一）胚胎干細(xì)胞具有分化為體內(nèi)大多數(shù)細(xì)胞 類型的能力受精卵能夠分化形成生物個(gè)體內(nèi)全部的不同類型細(xì)胞的能力稱為全能性(totipotency)。胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcell)是最早期的未分化細(xì)胞，從理論上講，它具有“全能性”。當(dāng)受精卯分裂發(fā)育成囊胚時(shí)，將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分離出來進(jìn)行培養(yǎng)，在一定條件下，這些細(xì)胞既可在體外“無限期”地增殖傳代，同時(shí)還保持其全能性。當(dāng)前第51頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)干細(xì)胞可以分化為三個(gè)胚層的不同細(xì)胞。人的胚胎干細(xì)胞的體外培養(yǎng)直到1998年才獲得成功。然而，從胚胎干細(xì)胞向不同組織細(xì)胞“定向分化”的條件至今還不清楚，胚胎干細(xì)胞分化發(fā)育的調(diào)控機(jī)制一直是干細(xì)胞研究領(lǐng)域的主要課題之一。當(dāng)前第52頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞發(fā)育分化的多能性(pluripotency)可定義為細(xì)胞分化為體內(nèi)大多數(shù)細(xì)胞類型的能力。有的科學(xué)家認(rèn)為，即便是來源于內(nèi)細(xì)胞團(tuán)的胚胎干細(xì)胞，也已經(jīng)在某種程度上具有了一定的定向。這些細(xì)胞所具有的多能性，也足以使它們能夠作為體外研究哺乳類動(dòng)物發(fā)育的模型。當(dāng)前第53頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞的增殖與分化是矛盾的兩個(gè)方面。處于未分化狀態(tài)的細(xì)胞可以有很強(qiáng)的增殖能力，一旦分化為成熟細(xì)胞通常就失去了增殖能力。干細(xì)胞也是如此。在長期體外培養(yǎng)中如何保持胚胎干細(xì)胞處于未分化狀態(tài)，并進(jìn)行不斷地自我增殖是一個(gè)關(guān)鍵的問題。當(dāng)前第54頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(二)維持胚胎干細(xì)胞全能性的機(jī)制非常復(fù)雜胚胎干細(xì)胞可以進(jìn)行不對稱分裂(asymmetricdivision)和對稱分裂(symmetricdivision)。不對稱分裂是指細(xì)胞在分裂過程中，子細(xì)胞有差異的繼承親代細(xì)胞的物質(zhì)和特征，一個(gè)細(xì)胞保持親代細(xì)胞的特征，而另外一個(gè)細(xì)胞則被定向分化。對稱分裂是指子細(xì)胞平等的繼承親代細(xì)胞的物質(zhì)和特征，在條件合適的情況下進(jìn)行快速的無限擴(kuò)增。當(dāng)前第55頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)全能性及多能性的維持當(dāng)前第56頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)三、成體細(xì)胞的橫向分化橫向分化又稱為轉(zhuǎn)分化(transdifferentiation)：

通常是指一種已經(jīng)分化的細(xì)胞類型不可逆地轉(zhuǎn)化為另外一種正常分化的細(xì)胞類型。轉(zhuǎn)分化前后的細(xì)胞在形態(tài)上和分子水平上都有明確的特征以示區(qū)別。在一些情況下，轉(zhuǎn)分化伴有細(xì)胞分裂，而在另外一些情況下，不伴有細(xì)胞分裂。轉(zhuǎn)分化不可避免地伴有不同基因的關(guān)閉或啟動(dòng)，也就是基因組活動(dòng)的重新編程(reprogramming)。當(dāng)前第57頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)成體干細(xì)胞(adultstemcell)是指存在于已經(jīng)分化的組織中但自身尚未完全分化，且具有自我更新、在特定條件下能夠進(jìn)一步分化的細(xì)胞。人體幾乎所有組織都存在成體干細(xì)胞。成體干細(xì)胞已經(jīng)有相當(dāng)程度的分化，如果不受外加條件的影響，一種組織的成體干細(xì)胞傾向于分化成該組織的各種細(xì)胞，比如造血干細(xì)胞在體內(nèi)自動(dòng)分化成各種血細(xì)胞。當(dāng)前第58頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)近幾年的研究結(jié)果證實(shí)：在特定的條件下，一種組織的成體干細(xì)胞可以轉(zhuǎn)分化成其他組織的功能細(xì)胞。例如造血干細(xì)胞可以分化成神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞；間充質(zhì)干細(xì)胞可以分化成神經(jīng)、肌、軟骨和骨等多種細(xì)胞；脂肪組織的干細(xì)胞，在一定條件下可以分化成神經(jīng)細(xì)胞。轉(zhuǎn)分化現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)促使人們重新認(rèn)識(shí)細(xì)胞發(fā)育分化的機(jī)制，也使得利用病人自身健康組織的干細(xì)胞來修復(fù)病損組織成為可能。當(dāng)前第59頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞的終末分化狀態(tài)往往被認(rèn)為是固定的。而細(xì)胞的這種特定狀態(tài)是由一些轉(zhuǎn)錄因子的共同作用決定的。某些主控制基因可以決定細(xì)胞的分化或未分化狀態(tài)，而它們的作用在一定程度上還要依賴于其他轉(zhuǎn)錄因子的活性。當(dāng)前第60頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)四、再生醫(yī)學(xué)是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)組織再生是生物界普遍存在的現(xiàn)象。不同種屬動(dòng)物的再生潛能差異很大，與無脊椎動(dòng)物相比，脊椎動(dòng)物特別是高等哺乳動(dòng)物的再生能力非常有限。此外，同一種屬動(dòng)物不同組織的再生能力也同樣具有相當(dāng)大的差異。例如，人的上皮組織、骨組織和肝組織等具有較強(qiáng)的再生能力；而神經(jīng)組織、心肌組織等則一直被認(rèn)為是不能再生的組織。當(dāng)前第61頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)具有多種分化潛能的干細(xì)胞便引起人們廣泛的關(guān)注。人們期待著利用干細(xì)胞的這種特性進(jìn)行組織再生，實(shí)現(xiàn)對機(jī)體組織損傷的修復(fù)，再生醫(yī)學(xué)(regenerativemedicine)應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前第62頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)再生醫(yī)學(xué)是一門通過研究機(jī)體正常組織特征與功能、損傷修復(fù)與再生機(jī)制，進(jìn)而尋找有效的生物治療方法，促進(jìn)機(jī)體自我修復(fù)與再生，或構(gòu)建新的組織與器官，以改善或恢復(fù)損傷組織和器官之功能的科學(xué)。當(dāng)前第63頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)再生醫(yī)學(xué)是一門新興的多學(xué)科交叉學(xué)科，涉及醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)、材料科學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程學(xué)等不同學(xué)科。利用這些學(xué)科的原理與方法，人們已經(jīng)研發(fā)出各種產(chǎn)品，用于修復(fù)、改善或替代人體組織器官的產(chǎn)品，并應(yīng)用于臨床治療某些因疾病、創(chuàng)傷所造成的組織器官缺損或功能障礙，并顯示出良好的發(fā)展前景。當(dāng)前第64頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)第三節(jié)腫瘤細(xì)胞增殖機(jī)制正常細(xì)胞的增殖受到細(xì)胞內(nèi)外多種信號(hào)分子的調(diào)控。一類屬正調(diào)控信號(hào)分子，促進(jìn)細(xì)胞的生長與增殖，并阻礙細(xì)胞的終末分化；另一類屬負(fù)調(diào)控信號(hào)分子，抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞分化、衰老或凋亡。這些信號(hào)分子的調(diào)控失衡將引起異常的增殖和持續(xù)的分裂。當(dāng)前第65頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第66頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)腫瘤是人類主要致死疾病。目前認(rèn)為，腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一些編碼細(xì)胞增殖、分化、凋亡調(diào)控信號(hào)以及DNA損傷修復(fù)蛋白的基因發(fā)生改變，導(dǎo)致細(xì)胞增殖調(diào)控失衡的結(jié)果。這些基因的改變有的來自于遺傳，有的是基因與環(huán)境相互作用所致。當(dāng)前第67頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)其編碼產(chǎn)物能夠促進(jìn)腫瘤發(fā)生與發(fā)展的基因被稱為癌基因(oncogene)；其編碼產(chǎn)物能夠抑制腫瘤發(fā)生與發(fā)展的基因被稱為抑癌基因(tumorsuppressorgene)。腫瘤細(xì)胞增生的核心問題是基因突變。當(dāng)前第68頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)在基因水平上促使細(xì)胞增生及凋亡失去平衡，導(dǎo)致細(xì)胞惡性變的原因有：①控制細(xì)胞增殖的原癌基因活化或抑癌基因失活；②促細(xì)胞凋亡的基因失活或抑制凋亡的基因功能增強(qiáng)；③DNA修復(fù)基因失活，使突變在細(xì)胞內(nèi)積累，并且累及到調(diào)節(jié)細(xì)胞增生及細(xì)胞凋亡的基因。當(dāng)前第69頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)這些基因中某一基因的單一突變所致腫瘤發(fā)生的幾率較小，數(shù)種相關(guān)基突變的積累最終將導(dǎo)致腫瘤發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)移。當(dāng)前第70頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)腫瘤：當(dāng)前第71頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第72頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)一、癌基因癌基因(oncogene)

是指細(xì)胞內(nèi)或病毒內(nèi)存在的、編碼產(chǎn)物能促使正常細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化(transformation)，即發(fā)生惡性變的基因。存在于反轉(zhuǎn)錄病毒中的稱為病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)；存在于細(xì)胞中的稱細(xì)胞癌基因(cellularoncogene,c-onc)或原癌基因(proto-oncogene)。當(dāng)前第73頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(一)病毒癌基因病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)：由病毒攜帶并傳播的，可以引起宿主正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。癌基因最早發(fā)現(xiàn)于反轉(zhuǎn)錄病毒中。1911年，美國洛克菲勒研究所的F.Rous醫(yī)生將雞肉瘤組織勻漿后的無細(xì)胞濾液皮下注射于健康雞，發(fā)現(xiàn)可以引起肉瘤。當(dāng)前第74頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)20世紀(jì)50年代確定了引起該種肉瘤的是一種病毒，命名為羅氏肉瘤病毒(RousSarcomaVirus，RSV)。從雞肉瘤中分離得到的RSV在體外能使雞胚成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，在體內(nèi)能使雞患肉瘤。當(dāng)前第75頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)1975年，M.Bishop等比較了具備轉(zhuǎn)化和不具備轉(zhuǎn)化特性的RSV的基因組，發(fā)現(xiàn)野生型RSV中存在著一個(gè)與病毒生活史無關(guān)，但是能夠轉(zhuǎn)化雞胚成纖維細(xì)胞，并使雞患肉瘤的基因SRC。當(dāng)前第76頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)以后又在其他反轉(zhuǎn)錄病毒中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些具有在體外轉(zhuǎn)化細(xì)胞，在體內(nèi)使宿主患腫瘤的基因，將這一類基因稱為病毒癌基因，目前已發(fā)現(xiàn)的反轉(zhuǎn)錄病毒中的癌基因有30多種。當(dāng)前第77頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(二)細(xì)胞癌基因細(xì)胞癌基因(cellularoncogene,c-onc)：正常的宿主細(xì)胞中與病毒癌基因同源的基因，又稱為原癌基因(proto-oncogene)。缺失了癌基因的反轉(zhuǎn)錄病毒仍然能夠正常地完成其生命周期，說明癌基因并不是它固有的必需基因。當(dāng)前第78頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)病毒中的癌基因從何而來?考慮到反轉(zhuǎn)錄病毒的生活史中的病毒基因組整合在宿主細(xì)胞基因組中的環(huán)節(jié)，人們推測病毒中的癌基因可能起源于宿主細(xì)胞。當(dāng)前第79頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)用核酸分子雜交的方法果然在正常的宿主細(xì)胞中找到了與病毒中的癌基因的同源基因，稱為原癌基因或細(xì)胞癌基因。它們是病毒癌基因的源頭。如猴肉瘤病毒中癌基因用v-SIS(simiansarcoma)表示，相應(yīng)的細(xì)胞癌基因是c-SIS表示。當(dāng)前第80頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(三)病毒癌基因與細(xì)胞癌基因的關(guān)系目前認(rèn)為，病毒癌基因可能來源于宿主細(xì)胞癌基因，是前病毒整合在宿主細(xì)胞基因組后獲得的。細(xì)胞癌基因是斷裂基因，有內(nèi)含子，而相應(yīng)的病毒癌基因均無內(nèi)含子。當(dāng)前第81頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)推測其原因，是由于整合在宿主細(xì)胞基因組中的前病毒獲得細(xì)胞癌基因后，在基因表達(dá)的RNA水平經(jīng)過RNA轉(zhuǎn)錄后加工將內(nèi)含子切除，因此包裝在病毒顆粒中的病毒RNA基因組的病毒癌基因不再含有內(nèi)含子。當(dāng)前第82頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)可以說，病毒癌基因原本不是病毒的基因，而是動(dòng)物細(xì)胞正?；蚪M中的一個(gè)復(fù)本。當(dāng)病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí)，由于DNA重組而將宿主細(xì)胞基因組中相當(dāng)于病毒癌基因的序列重組到病毒的基因組內(nèi)。所以說細(xì)胞癌基因是病毒癌基因的原型，又稱為原癌基因。病毒癌基因?qū)Σ《颈旧頍o關(guān)緊要，卻可使宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化，引起腫瘤。當(dāng)前第83頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)除此之外，病毒癌基因與相應(yīng)的細(xì)胞癌基因比較，還存在著編碼序列的點(diǎn)突變或缺失突變，因此表達(dá)的蛋白質(zhì)功能有差別。病毒癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)往往有較強(qiáng)的細(xì)胞轉(zhuǎn)化活性。當(dāng)前第84頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞癌基因病毒癌基因當(dāng)前第85頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(四)癌基因的功能迄今發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞癌基因都是一些具有重要功能的“看家基因”，在進(jìn)化過程中高度保守。細(xì)胞癌基因編碼產(chǎn)物的生理功能是調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長和分化。生理?xiàng)l件下，細(xì)胞癌基因表達(dá)產(chǎn)物的活性和含量受到內(nèi)外環(huán)境各種生長信號(hào)的嚴(yán)格控制，并不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞異常增殖。當(dāng)前第86頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)只有在突變后導(dǎo)致活性或含量過高時(shí)才會(huì)導(dǎo)致腫瘤發(fā)生，即發(fā)生癌基因的激活。細(xì)胞癌基因按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有SRC、RAS、SIS、MYC、MYB、FOS、ERBA等基因家族，其表達(dá)產(chǎn)物屬于各種生長因子及其受體、Cyclin及CDK（蛋白激酶）、低分子量G蛋白（信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子）、轉(zhuǎn)錄因子等。當(dāng)前第87頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(五)細(xì)胞癌基因活化的分子機(jī)制細(xì)胞癌基因在物理、化學(xué)及生物因素的作用下發(fā)生突變，表達(dá)產(chǎn)物的質(zhì)和量的變化，表達(dá)方式在時(shí)間及空間上的改變，都有可能使細(xì)胞轉(zhuǎn)化。從正常的原癌基因轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂惺辜?xì)胞轉(zhuǎn)化功能的癌基因的過程稱為原癌基因的活化，是功能獲得的過程(gainoffunction)。當(dāng)前第88頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞癌基因活化的主要機(jī)制：⑴基因自身突變（點(diǎn)突變）⑵基因擴(kuò)增⑶DNA重排⑷染色體易位⑸病毒基因啟動(dòng)子及增強(qiáng)子的插入當(dāng)前第89頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)不同的癌基因有不同的激活方式，一種癌基因也可有幾種激活方式。例如c-MYC的激活就有基因擴(kuò)增和基因重排兩種方式，很少見到c-MYC的突變；而c-RAS的激活方式則主要是突變。當(dāng)前第90頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)上述各種細(xì)胞癌基因活化機(jī)制并未表明哪一種活化機(jī)制是使細(xì)胞轉(zhuǎn)化的足夠條件。事實(shí)上在腫瘤細(xì)胞中常發(fā)現(xiàn)兩種或多種細(xì)胞癌基因的活化。兩種或更多的細(xì)胞癌基因活化可有協(xié)同作用，細(xì)胞癌基因的活化與抑癌基因的失活也產(chǎn)生協(xié)同作用。當(dāng)前第91頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)二、抑癌基因抑癌基因(tumorsuppressorgene)：是一類可抑制細(xì)胞生長并有潛在抑癌作用的基因，當(dāng)其受阻抑、失活、丟失、或其表達(dá)產(chǎn)物喪失功能可導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化；反之，若導(dǎo)入或激活它則可抑制細(xì)胞的惡性表型。當(dāng)前第92頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)對于一個(gè)特定組織或細(xì)胞惡性腫瘤的抑癌基因，需滿足以下三個(gè)條件：①在癌的相應(yīng)正常組織中必須有正常的表達(dá)；②惡性腫瘤細(xì)胞中相應(yīng)基因應(yīng)有所改變，包括點(diǎn)突變，片段缺失或表達(dá)缺陷；③在該基因缺陷的惡性腫瘤細(xì)胞中導(dǎo)入野生型（正常）基因?qū)⒉糠只蛉恳种茞盒员硇?。?dāng)前第93頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(一)抑癌基因的發(fā)現(xiàn)抑癌基因的發(fā)現(xiàn)較癌基因晚。20世紀(jì)60年代開始的雜合細(xì)胞致癌性研究中將腫瘤與正常細(xì)胞融合，或在腫瘤細(xì)胞中導(dǎo)入正常細(xì)胞的染色體，都可獲得無致癌性的雜合細(xì)胞，提示正常的細(xì)胞中有抑制腫瘤的基因，即抑癌基因。當(dāng)前第94頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)A．Knudson在研究視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(retinoblastoma,RB)的流行病學(xué)中發(fā)現(xiàn)嬰幼兒所患的腫瘤常常是雙側(cè)多發(fā)性，并有家族史；而沒有家族史的幼兒往往發(fā)病年齡較大，而且是單側(cè)性腫瘤。他假定遺傳性和散發(fā)性的腫瘤都只與一個(gè)基因（即后來命名為RB的基因）有關(guān)。當(dāng)前第95頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)DNA限制性內(nèi)切酶片段長度多態(tài)性(restrictionfragmentlengthpolymorphism,RFLP)研究表明，雙側(cè)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤患者的正常視網(wǎng)膜母細(xì)胞中的一對RB基因中，一個(gè)是野生型的，另一個(gè)是突變型的；而單側(cè)腫瘤患者的正常視網(wǎng)膜母細(xì)胞中有一對野生型RB基因，視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中的一對RB基因都是突變的。當(dāng)前第96頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)如果將野生型RB基因經(jīng)基因轉(zhuǎn)染導(dǎo)入視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤細(xì)胞，轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞再接種動(dòng)物后，不在動(dòng)物中形成腫瘤，表明RB基因是抑癌基因。當(dāng)前第97頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)(二)抑癌基因的功能抑癌基因編碼產(chǎn)物的功能主要有誘導(dǎo)細(xì)胞分化、維持基因組穩(wěn)定、觸發(fā)誘導(dǎo)細(xì)胞程序性死亡等。總體上抑癌基因?qū)ιL起著負(fù)調(diào)控作用，能抑制細(xì)胞的惡性生長。當(dāng)前第98頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)若抑癌基因發(fā)生突變，則不能表達(dá)正常產(chǎn)物，或者其編碼蛋白產(chǎn)物的活性受到抑制，使細(xì)胞增殖調(diào)控失衡，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。癌基因活化后導(dǎo)致腫瘤發(fā)生，而抑癌基因則相反，是在失活時(shí)導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。抑癌基因失活的原因有基因突變、基因缺失、基因表達(dá)受抑等。當(dāng)前第99頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)抑癌基因表達(dá)產(chǎn)物的功能：⑴原癌基因表達(dá)產(chǎn)物的負(fù)調(diào)控分子；⑵DNA修復(fù)酶⑶細(xì)胞周期抑制分子⑷促進(jìn)細(xì)胞凋亡的分子當(dāng)前第100頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)1.RB基因RB基因位于13q14，全長200kbp，含27個(gè)外顯子。RB基因失活不僅與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤及骨肉瘤有關(guān)，在許多散發(fā)性腫瘤，如50％~85％的小細(xì)胞性肺癌、10％~30％乳腺癌、膀胱癌和前列腺癌中都發(fā)現(xiàn)了RB基因失活。(三)抑癌基因作用機(jī)制舉例當(dāng)前第101頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)染色體的區(qū)、帶、亞帶的命名及表示方法“亞帶”這個(gè)概念出現(xiàn)在高分辨顯帶中，高分辨顯帶染色體的命名遵照ISCN（1978，1981，1985）：（1）染色體序號(hào)：1~22號(hào)染色體或XY；（2）染色體的臂號(hào)：長臂q或短臂p；（3）區(qū)的序號(hào)：“區(qū)”為位于染色體臂上兩相鄰界標(biāo)（“界標(biāo)”是染色體上恒定的、有顯著形態(tài)特征的帶，包括染色體兩臂的末端、著絲粒以及臂上某些顯著的帶）之間的區(qū)域。區(qū)的序號(hào)是從著絲粒部位向兩臂遠(yuǎn)端依次編號(hào)；當(dāng)前第102頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)（4）帶的序號(hào)：“帶”是染色體上寬窄各異、明暗相間的橫紋。帶的序號(hào)從著絲粒側(cè)向臂的遠(yuǎn)端依次編號(hào)，作為界標(biāo)的帶屬于該界標(biāo)以遠(yuǎn)區(qū)的第1條帶；（5）亞帶和次亞帶的序號(hào)：亞帶和次亞帶是在帶的基礎(chǔ)上逐級細(xì)分出來的。亞帶寫在帶號(hào)的后面，以小數(shù)點(diǎn)相隔，編號(hào)原則也是從著絲粒的近側(cè)向遠(yuǎn)側(cè)依次編號(hào)；次亞帶直接寫在亞帶后，不加標(biāo)點(diǎn)。例如，1q42.13表示1號(hào)染色體長臂4區(qū)2帶1亞帶3次亞帶。當(dāng)前第103頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)RB基因在各種組織中普遍表達(dá)，產(chǎn)物是位于細(xì)胞核內(nèi)的105kDa的蛋白質(zhì)Rb105。pRb105只有一條肽鏈，肽鏈中部有一個(gè)可折疊成口袋狀的AB口袋結(jié)構(gòu)域(ABpocketdomain)，它能與一些病毒的蛋白質(zhì)及細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)合，肽鏈中還有可磷酸化修飾的位點(diǎn)。Rb的功能取決于它的磷酸化狀態(tài)及與其他蛋白質(zhì)的結(jié)合。當(dāng)前第104頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞進(jìn)入G1期時(shí)Rb處于低磷酸化狀態(tài)，而低磷酸化的Rb使得細(xì)胞不能通過G1-S關(guān)卡。只有在細(xì)胞增殖信號(hào)通過依賴于CyclinD1的激酶CDK4的活化導(dǎo)致Rb蛋白磷酸化后，高磷酸化的Rb方允許細(xì)胞從G1期進(jìn)入S期。因此低磷酸化的Rb在G1期特異的磷酸化是細(xì)胞從G1期進(jìn)入S期的關(guān)鍵。當(dāng)前第105頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)低磷酸化的Rb對細(xì)胞周期的負(fù)調(diào)節(jié)作用是通過與轉(zhuǎn)錄因子E2F-1的結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的。低磷酸化的Rb的口袋結(jié)構(gòu)域能結(jié)合E2F-1使之失活，S期必需的基因產(chǎn)物如二氫葉酸還原酶、胸苷激酶、DNA聚合酶α等合成因而受限，細(xì)胞周期的進(jìn)展受到抑制。當(dāng)前第106頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)而高磷酸化的pRb不能與E2F-1結(jié)合，將導(dǎo)致這些基因的開放，促進(jìn)細(xì)胞通過G1-S關(guān)卡。RB基因的缺失使得細(xì)胞喪失了該關(guān)卡的“守衛(wèi)”，細(xì)胞周期進(jìn)程失控，細(xì)胞異常增生。當(dāng)前第107頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)當(dāng)前第108頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)2.P53基因是目前研究最多的、也是迄今發(fā)現(xiàn)在人類腫瘤中發(fā)生突變最廣泛的抑癌基因。50％~60％的人類各系統(tǒng)腫瘤中發(fā)現(xiàn)有P53基因突變。某些家族遺傳性腫瘤中還發(fā)現(xiàn)有胚系P53突變。無論是胚系P53突變或體細(xì)胞P53突變，常常是一對等位基因中只有一個(gè)等位基因有錯(cuò)義突變，造成P53蛋白中單個(gè)氨基酸殘基替換。當(dāng)前第109頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)突變的P53蛋白不僅自身失去功能，它還能與野生型等位基因表達(dá)的P53蛋白聚合成無功能的四聚體，即顯性負(fù)突變。在某些肉瘤及一些淋巴瘤中，P53基因的突變常常是等位基因雙缺失、基因重排或剪接錯(cuò)誤，導(dǎo)致P53蛋白缺失。當(dāng)前第110頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)注釋導(dǎo)致顯性負(fù)效應(yīng)的基因突變成為顯性負(fù)效應(yīng)突變(dominant-negativemutation)。此基因編碼的突變型蛋白質(zhì)稱為顯性負(fù)效應(yīng)蛋白(dominant-negativeprotein)

。當(dāng)前第111頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)P53基因位于17p13.1，全長20kbp，含有11個(gè)外顯子，編碼一條53kDa肽鏈，活性形式為同源四聚體。P53蛋白是位于細(xì)胞核內(nèi)的一種轉(zhuǎn)錄因子，在各種組織中普遍存在。野生型P53蛋白半衰期很短，細(xì)胞內(nèi)含量低。當(dāng)前第112頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)細(xì)胞受到射線輻射或化學(xué)試劑作用導(dǎo)致DNA損傷時(shí)，P53蛋白水平升高，其原因主要是P53蛋白半衰期的延長及P53蛋白活化所致。例如，P53蛋白的絲氨酸殘基磷酸化，可使P53蛋白穩(wěn)定性增加。當(dāng)前第113頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)活化的P53蛋白的N端可以與轉(zhuǎn)錄輔激活因子P300／CBP結(jié)合，促進(jìn)靶基因轉(zhuǎn)錄，其中一個(gè)重要的靶基因編碼P21蛋白。P21蛋白是G1期特異的細(xì)胞周期抑制物，其作用是阻止細(xì)胞通過G1-S關(guān)卡點(diǎn)，使其停留于G1期。當(dāng)前第114頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)另一靶基因是生長阻滯及DNA損傷修復(fù)誘導(dǎo)基因45(growtharrest-andDNAdamage-induciblegene，GADD45)，其產(chǎn)物是DNA損傷修復(fù)蛋白。P21蛋白與Gadd45蛋白的共同作用使DNA受損的細(xì)胞不再分裂，并且修復(fù)損傷而維持基因組的穩(wěn)定性。當(dāng)前第115頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)P53的另一個(gè)功能是促進(jìn)細(xì)胞凋亡，當(dāng)DNA損傷發(fā)生在已通過G1-S關(guān)卡點(diǎn)的細(xì)胞時(shí)，P53蛋白可促進(jìn)細(xì)胞促凋亡基因的表達(dá)，如BAX基因及FAS基因等，增加細(xì)胞凋亡。當(dāng)前第116頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)P53蛋白的最終效應(yīng)是阻止DNA受損細(xì)胞通過G1期，而使細(xì)胞有足夠的時(shí)間修復(fù)損傷的DNA；如果損傷不能修復(fù)，則誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而避免產(chǎn)生具有癌變傾向的基因突變的細(xì)胞。起著穩(wěn)定基因組和抑制突變細(xì)胞產(chǎn)生的作用，從而達(dá)到抑制腫瘤發(fā)生的目的。當(dāng)前第117頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)P53正常功能的喪失，最主要的方式是基因突變，P53突變可促進(jìn)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化，減少細(xì)胞凋亡。突變的P53可使癌細(xì)胞對放療、化療產(chǎn)生抗性而導(dǎo)致其轉(zhuǎn)移。當(dāng)前第118頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)三、癌基因與抑癌基因在腫瘤發(fā)生中的作用（一）細(xì)胞癌變的多基因協(xié)同目前普遍認(rèn)為腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是多個(gè)癌基因和抑癌基因的基因改變累積的結(jié)果，經(jīng)過起始、啟動(dòng)、促進(jìn)和癌變幾個(gè)階段逐步演化而產(chǎn)生。當(dāng)前第119頁\共有135頁\編于星期四\19點(diǎn)在基因水平上，或通過外界致癌因素，或由于細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的惡化，突變基因數(shù)目增多，基因組變異逐步擴(kuò)大；在細(xì)胞水平上則要經(jīng)過永生化、分化逆轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)化等多個(gè)階段，細(xì)胞周期失控細(xì)胞的生長特性逐步得到強(qiáng)化。結(jié)果組織從增生、異型變