第20章 癌基因、抑癌基因課件

第二十章

癌基因、抑癌基因

oncogene,anti-oncogene第20章癌基因、抑癌基因序言正負調控信號平衡的重要性腫瘤細胞的生物學特征腫瘤是一種基因疾病細胞周期第20章癌基因、抑癌基因一、正負調控信號平衡的重要性細胞正常正調信號負調信號抑制增殖,促進分化,成熟,衰老和凋亡促進細胞生長,增殖,阻止分化第20章癌基因、抑癌基因細胞異常正調信號負調信號衰老退型性疾病等第20章癌基因、抑癌基因細胞異常正調信號負調信號腫瘤心血管疾病等第20章癌基因、抑癌基因生長的自主性（autonomy):即控制正常細胞增殖的調節(jié)因素，對腫瘤細胞不起作用可移植性（transplantability):將原發(fā)腫瘤細胞移植于同種或免疫缺陷動物體內，能再次生長、增殖為和原來完全相同的腫瘤組織。侵襲性和轉移性（invasiveness&metastasis):侵犯鄰近組織或向宿主原處器官或全身擴散，即發(fā)生轉移。

去分化或異常分化（dedifferentiation):往往缺乏成熟的形態(tài)和完整的功能，對正常細胞分化調節(jié)機制無反應。接觸抑制（contactinhibition）喪失二、腫瘤細胞的生物學特征第20章癌基因、抑癌基因三、腫瘤是一種基因疾病證據：當腫瘤細胞分裂時，產生的兩個子細胞都是腫瘤細胞?；瘜W致癌物質正是引起DNA損傷的物質。癌基因轉染正常細胞可轉變?yōu)槟[瘤細胞。

第20章癌基因、抑癌基因

四、細胞分裂周期圖（分裂間期）（有絲分裂期）第20章癌基因、抑癌基因第一節(jié)癌基因(正調因素)癌基因概念病毒癌基因細胞癌基因癌基因產物及功能第20章癌基因、抑癌基因一、癌基因概念癌基因（Oncogenes）：指細胞內控制細胞生長、增殖和分化的基因，當它的結構異?；虮磉_異常時，可以引起細胞癌變。原癌基因（Proto-oncogenes）又稱細胞癌基因（cellular-oncogene,c-onc）：存在于正常組織細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等病毒癌基因（virusoncogenes，v-onc.）：是一類存在于腫瘤病毒（大多數是逆轉錄病毒）中的、能使靶細胞發(fā)生惡性轉化的基因。如v-src等第20章癌基因、抑癌基因

二、病毒癌基因(virusoncogenes)

存在于病毒基因組中的癌基因，它不編碼病毒的結構成分，對病毒復制也沒有作用，但可以使細胞持續(xù)增殖。

Rous

Peyton

：The1966NobelPrizeinPhysiologyorMedicineRous肉瘤第20章癌基因、抑癌基因

雞肉瘤病毒（RSV）基因組結構圖

gag

LTR

pol

env

LTR

長末端重復序列正常的病毒基因癌基因

調節(jié)和啟動轉錄產生病毒核心蛋白產生逆轉錄酶和整合酶產生病毒外膜蛋白產生酪氨酸激酶src第20章癌基因、抑癌基因逆轉錄復制整合轉錄感染病毒RNARNA-DNA前病毒DNA細胞基因組DNA病毒RNA-癌基因RNA病毒顆粒宿主細胞再感染宿主細胞攜帶癌基因的病毒顆粒RNA病毒與宿主細胞基因組整合過程示意圖Proto-oncogenes癌變第20章癌基因、抑癌基因第20章癌基因、抑癌基因三、細胞癌基因（一）細胞癌基因的特點普遍性：廣泛存在于生物界中；保守性：在進化過程中，基因序列呈高度同源性；重要性：表達產物精密調控細胞增殖、分化和凋亡；危害性:表達產物結構和數量上的變化，可致細胞癌變或腫瘤生成。（二）癌基因分類

1.按癌基因家族分類

2.按功能分類第20章癌基因、抑癌基因

家族成員產物作用產物定位src家族：src、abl、fgr、fes、TPK活性膜內側或跨膜

yes、fps、lck、kek、

fym、lyn、tklras家族：H-ras、K-ras、N-ras

G蛋白，膜內側

myc家族：c-myc、N-myc、L-myc轉錄因子核內

jun、fos轉錄因子（AP-1）核內

sis家族：sis類似PDGF，胞外

Int-2、hst、fgf-5類似FGF胞外

myb家族：myb、myb-ets轉錄因子核內

按家族體系分類第20章癌基因、抑癌基因2、按功能及定位的分類

類別名稱定位生物學功能生長因子c-sis

分泌到胞外血小板源生長因子生長因子受體c-erbB細胞膜表皮生長因子受體

c-fms

細胞膜集落刺激因子-1受體

c-trk

細胞膜神經生長因子受體胞內信號傳遞c-src、c-abl

細胞質酪氨酸蛋白激酶蛋白c-raf、c-mos

細胞質Ser/Thr蛋白激酶

c-ras

細胞膜GTP/GDP結合蛋白轉錄調節(jié)因子c-myc

細胞核內DNA結合蛋白

c-jun、c-fos

細胞核內轉錄因子（AP-1）

c-erbA細胞核內甾體激素受體類蛋白第20章癌基因、抑癌基因四、癌基因活化激活因素：病毒感染、化學致癌物或電離輻射等，癌基因可被相繼激活而異常表達。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“活化癌基因”癌基因活化后的結果：（1）表達時機改變（2）過量表達(如c-myc)

（3）產物異常(ras)

激活機制：第20章癌基因、抑癌基因1.獲得啟動子與增強子雞（禽）白細胞病毒（avianleucosisvirus，ALV）逆轉錄病毒正常宿主細胞病毒DNA的LTR被整合到宿主細胞c-myc癌基因附近成為其啟動子和增強子c-myc癌基因表達為正常的30-100倍exon-1exon-2exon-3c-myc

基因exon-1exon-2exon-3LTRexon-1exon-2exon-3LTRALVALVLTRexon-1exon-2exon-3ALVLTR缺乏癌基因的逆轉錄病毒致癌模式第20章癌基因、抑癌基因2.基因易位(genetranslocation)：染色體基因的易位和重排，可使原癌基因移至某些強啟動子或增強子附近而被活化，表達增強，致使腫瘤生成。這常見在血液系統(tǒng)腫瘤。第20章癌基因、抑癌基因典型的如Burkit淋巴瘤細胞的染色體易位t（8：14），致使c-myc激活第20章癌基因、抑癌基因

人Burkit淋巴瘤中c-myc激活機制：位于8號染色體上的c-myc移到14染色體免疫球蛋白重鏈（IgH）基因的調節(jié)區(qū)附近，獲得很強的啟動子而受到活化免疫球蛋白基因染色體14染色體8c-myc不表達c-myc基因EEc-myc高表達易位c-myc被免疫球蛋白增強子所激活第20章癌基因、抑癌基因3.細胞癌基因擴增(amplication)

染色體的一部分過度復制，成為多拷貝基因。如：

乳腺癌——erbB-2基因神經母細胞瘤——N-myc基因，擴增與疾病進展或臨床階段相關。小細胞肺癌——myc家族基因第20章癌基因、抑癌基因c-onc腫瘤擴增倍數c-myc早幼粒白血病細胞系HL6020×小細胞肺癌細胞系5-30×N-myc原發(fā)神經母細胞瘤Ⅲ-Ⅳ級及神經母細胞瘤細胞系5-1000×視網膜母細胞瘤10-200×小細胞肺癌50×L-myc小細胞肺癌10-20×c-myb急粒AML5-10×結腸癌細胞系10×c-erbB類表皮癌細胞系，原發(fā)膠質瘤30×c-K-ras原發(fā)肺癌，結腸癌，膀胱癌，直腸癌4-20×N-ras乳癌細胞系5-10×第20章癌基因、抑癌基因4.突變(mutation)

在輻射和致癌物作用下，細胞原癌基因常可發(fā)生突變，其表達產物氨基酸組成或結構改變，導致腫瘤生成。如：1982年，美國3家研究機構（麻省理工大學、國立癌癥研究所和哥倫比亞大學）幾乎同時發(fā)表這樣實驗結果：人膀胱癌細胞EJ株的惡性轉化是由于其原癌基因c-H-ras的點突變（EJ-ras基因）所致。

H-ras

正常細胞GGC(12Gly)

腫瘤細胞GTC(12Val)

第20章癌基因、抑癌基因

突變的Ras癌基因蛋白質被鎖定在激活狀態(tài)GDPGDPGTPGTPPi無活性的Ras蛋白有活性的Ras蛋白輸入的信號刺激GDP-GTP交換內源性GTP酶活性輸出信號突變的Ras癌基因蛋白質被鎖定在激活狀態(tài)第20章癌基因、抑癌基因有些原癌基因編碼的受體結構發(fā)生變化，甚至在其對應配體不存在的情況下就可激活這個信號傳導鏈。如erbB,neu,finkit,retEGF受體配體結合域細胞膜無配體結合域去頭的羧基末端V-erbB癌基因產物第20章癌基因、抑癌基因第二節(jié)抑癌基因

（anti-oncogenesortumorsuppressorgenes）抑癌基因的基本概念抑癌基因作用機制Rb基因—“控制細胞周期的重要基因”p53基因—“基因組的衛(wèi)士”第20章癌基因、抑癌基因一、抑癌基因的基本概念概念：是一類抑制細胞過度生長、增殖從而遏制腫瘤形成的基因。它的丟失或失活與腫瘤的發(fā)生有關。反之，其被導入或激活可抑制細胞的惡性表現。發(fā)現：1986年，美國加州大學的Geiser等用正常細胞與腫瘤細胞雜交實驗發(fā)現并提出抑癌基因第20章癌基因、抑癌基因正常細胞與腫瘤細胞雜交實驗正常細胞融合雜交細胞（正常，但不穩(wěn)定）傳代腫瘤細胞腫瘤細胞11號染色體某片段丟失導入第11號染色體丟失片段細胞轉變?yōu)檎５?0章癌基因、抑癌基因腫瘤損害染色體神經母細胞瘤、黑色素瘤、甲狀腺癌嗜鉻細胞瘤、MEN21p乳癌1p小細胞肺癌、宮頸癌、腎細胞癌、肺腺癌3p結直腸癌、家族性息肉5p膀胱癌9p星狀細胞瘤、MEN210p膀胱癌、乳癌、橫紋肌肉瘤、肝母細胞瘤胚胎瘤、腎母細胞瘤（Wilm'sTumor）肺癌

11pMEN111p視網膜母細胞瘤、成骨肉瘤、小細胞肺癌、胃癌、結腸癌、乳癌13p小細胞肺癌、結腸癌、乳癌、成骨肉瘤、星狀細胞瘤、肺磷癌17pNF117p結腸癌18p聽神經瘤、腦膜瘤、NF2、嗜鉻細胞瘤22p第20章癌基因、抑癌基因常見抑癌基因

基因定位相關腫瘤作用跨膜受體類：

DCC18q21結直腸癌編碼表面糖蛋白（細胞粘附分子）

PTCH9q22.3HEDGEHOG受體胞質調節(jié)因子或結構蛋白：

APC5p21結直腸癌可能編碼G蛋白

NF17q12.2神經纖維瘤GTP酶激活劑

NF222q神經鞘膜瘤、腦膜瘤連接膜與細胞骨架轉錄因子和轉錄調節(jié)因子：

P5317P多種腫瘤編碼P53蛋白（轉錄因子）

Rb13q14視網膜母細胞瘤、骨編碼P105Rb1蛋白（轉錄因子）肉瘤、肺癌、乳癌

DPC418q21.1胰腺癌TGF-

調節(jié)的MAD相關蛋白

MADR218q21結直腸癌TGF-調節(jié)的MAD相關蛋白

VHL3P小細胞肺癌、宮頸瘤轉錄調節(jié)蛋白

WT111P13腎母細胞瘤編碼鋅指蛋白（轉錄因子）細胞周期因子：

P169p21黑色素瘤編碼P16蛋白，CDK4,6抑制劑

P159p21交質母細胞瘤編碼P15蛋白，CDK4,6抑制劑

P216q21前列腺癌編碼P21蛋白，CDK2,3,4,6抑制劑

第20章癌基因、抑癌基因二、抑癌基因作用機制第20章癌基因、抑癌基因（一）Rb基因—“控制細胞周期的重要基因”retinoblastoma第20章癌基因、抑癌基因第20章癌基因、抑癌基因1.Rb基因結構與功能視網膜母細胞瘤是由Rb基因失活所致。基因結構：200kb，27外顯子，2.7kbmRNA，編碼928殘基，分子量為105kDa的蛋白（P105-Rb）P105-Rb功能：參與調節(jié)E2F等多種轉錄因子來控制細胞周期，影響細胞增殖和分化P105-Rb活性調節(jié)：高磷酸化無活性型和非或低磷酸化活性型；被多種病毒蛋白結合抑制(如SV40大T抗原，腺病毒E1A蛋白，人乳頭瘤病毒E7蛋白)第20章癌基因、抑癌基因pRb蛋白作用示意圖myc,myb,cdc2,DNA聚合酶,胸苷激酶,二氫葉酸還原酶,pRbCYCACDK2第20章癌基因、抑癌基因

1、p53基因的發(fā)現曾錯誤把p53基因定為癌基因——因當初從腫瘤細胞分離得到的p53基因如同myc基因一樣，能和ras基因協(xié)同轉化胚胎成纖維細胞，又依據癌基因為細胞顯性表型原則而被定癌基因，后發(fā)現實為其突變型。

1989年，才確認為“抑癌基因”。p53基因與人類50%的腫瘤有關。p53基因突變型在血液系統(tǒng)腫瘤、膀胱癌、肝癌、肺癌、結腸癌以及口腔癌等的細胞中發(fā)現。（二）p53基因—“基因組的衛(wèi)士”第20章癌基因、抑癌基因第20章癌基因、抑癌基因2、p53的結構

基因：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。第20章癌基因、抑癌基因

P53