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(fù)調(diào)控信號平衡的重要性腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)特征腫瘤是一種基因疾病細(xì)胞周期第20章癌基因、抑癌基因一、正負(fù)調(diào)控信號平衡的重要性細(xì)胞正常正調(diào)信號負(fù)調(diào)信號抑制增殖,促進(jìn)分化,成熟,衰老和凋亡促進(jìn)細(xì)胞生長,增殖,阻止分化第20章癌基因、抑癌基因細(xì)胞異常正調(diào)信號負(fù)調(diào)信號衰老退型性疾病等第20章癌基因、抑癌基因細(xì)胞異常正調(diào)信號負(fù)調(diào)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(xì)胞增殖的調(diào)節(jié)因素，對腫瘤細(xì)胞不起作用可移植性（transplantability):將原發(fā)腫瘤細(xì)胞移植于同種或免疫缺陷動物體內(nèi)，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(zhuǎn)移性（invasiveness&metastasis):侵犯鄰近組織或向宿主原處器官或全身擴(kuò)散，即發(fā)生轉(zhuǎn)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(xì)胞分化調(diào)節(jié)機(jī)制無反應(yīng)。接觸抑制（contactinhibition）喪失二、腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)特征第20章癌基因、抑癌基因三、腫瘤是一種基因疾病證據(jù)：當(dāng)腫瘤細(xì)胞分裂時(shí)，產(chǎn)生的兩個(gè)子細(xì)胞都是腫瘤細(xì)胞?；瘜W(xué)致癌物質(zhì)正是引起DNA損傷的物質(zhì)。癌基因轉(zhuǎn)染正常細(xì)胞可轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤細(xì)胞。

第20章癌基因、抑癌基因

四、細(xì)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(diào)因素)癌基因概念病毒癌基因細(xì)胞癌基因癌基因產(chǎn)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(xì)胞內(nèi)控制細(xì)胞生長、增殖和分化的基因，當(dāng)它的結(jié)構(gòu)異?；虮磉_(dá)異常時(shí)，可以引起細(xì)胞癌變。原癌基因（Proto-oncogenes）又稱細(xì)胞癌基因（cellular-oncogene,c-onc）：存在于正常組織細(xì)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(shù)是逆轉(zhuǎn)錄病毒）中的、能使靶細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)成分，對病毒復(fù)制也沒有作用，但可以使細(xì)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(jié)構(gòu)圖

gag

LTR

pol

env

LTR

長末端重復(fù)序列正常的病毒基因癌基因

調(diào)節(jié)和啟動轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生病毒核心蛋白產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶產(chǎn)生病毒外膜蛋白產(chǎn)生酪氨酸激酶src第20章癌基因、抑癌基因逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制整合轉(zhuǎn)錄感染病毒RNARNA-DNA前病毒DNA細(xì)胞基因組DNA病毒RNA-癌基因RNA病毒顆粒宿主細(xì)胞再感染宿主細(xì)胞攜帶癌基因的病毒顆粒RNA病毒與宿主細(xì)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(xì)胞癌基因（一）細(xì)胞癌基因的特點(diǎn)普遍性：廣泛存在于生物界中；保守性：在進(jìn)化過程中，基因序列呈高度同源性；重要性：表達(dá)產(chǎn)物精密調(diào)控細(xì)胞增殖、分化和凋亡；危害性:表達(dá)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和數(shù)量上的變化，可致細(xì)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(chǎn)物作用產(chǎn)物定位src家族：src、abl、fgr、fes、TPK活性膜內(nèi)側(cè)或跨膜

yes、fps、lck、kek、

fym、lyn、tklras家族：H-ras、K-ras、N-ras

G蛋白，膜內(nèi)側(cè)

myc家族：c-myc、N-myc、L-myc轉(zhuǎn)錄因子核內(nèi)

jun、fos轉(zhuǎn)錄因子（AP-1）核內(nèi)

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(zhuǎn)錄因子核內(nèi)

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(xué)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(xì)胞膜表皮生長因子受體

c-fms

細(xì)胞膜集落刺激因子-1受體

c-trk

細(xì)胞膜神經(jīng)生長因子受體胞內(nèi)信號傳遞c-src、c-abl

細(xì)胞質(zhì)酪氨酸蛋白激酶蛋白c-raf、c-mos

細(xì)胞質(zhì)Ser/Thr蛋白激酶

c-ras

細(xì)胞膜GTP/GDP結(jié)合蛋白轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子c-myc

細(xì)胞核內(nèi)DNA結(jié)合蛋白

c-jun、c-fos

細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子（AP-1）

c-erbA細(xì)胞核內(nèi)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(xué)致癌物或電離輻射等，癌基因可被相繼激活而異常表達(dá)。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(jié)果：（1）表達(dá)時(shí)機(jī)改變（2）過量表達(dá)(如c-myc)

（3）產(chǎn)物異常(ras)

激活機(jī)制：第20章癌基因、抑癌基因1.獲得啟動子與增強(qiáng)子雞（禽）白細(xì)胞病毒（avianleucosisvirus，ALV）逆轉(zhuǎn)錄病毒正常宿主細(xì)胞病毒DNA的LTR被整合到宿主細(xì)胞c-myc癌基因附近成為其啟動子和增強(qiáng)子c-myc癌基因表達(dá)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(zhuǎn)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(qiáng)啟動子或增強(qiáng)子附近而被活化，表達(dá)增強(qiáng)，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(xì)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(jī)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(diào)節(jié)區(qū)附近，獲得很強(qiáng)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(dá)c-myc基因EEc-myc高表達(dá)易位c-myc被免疫球蛋白增強(qiáng)子所激活第20章癌基因、抑癌基因3.細(xì)胞癌基因擴(kuò)增(amplication)

染色體的一部分過度復(fù)制，成為多拷貝基因。如：

乳腺癌——erbB-2基因神經(jīng)母細(xì)胞瘤——N-myc基因，擴(kuò)增與疾病進(jìn)展或臨床階段相關(guān)。小細(xì)胞肺癌——myc家族基因第20章癌基因、抑癌基因c-onc腫瘤擴(kuò)增倍數(shù)c-myc早幼粒白血病細(xì)胞系HL6020×小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系5-30×N-myc原發(fā)神經(jīng)母細(xì)胞瘤Ⅲ-Ⅳ級及神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系5-1000×視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤10-200×小細(xì)胞肺癌50×L-myc小細(xì)胞肺癌10-20×c-myb急粒AML5-10×結(jié)腸癌細(xì)胞系10×c-erbB類表皮癌細(xì)胞系，原發(fā)膠質(zhì)瘤30×c-K-ras原發(fā)肺癌，結(jié)腸癌，膀胱癌，直腸癌4-20×N-ras乳癌細(xì)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(xì)胞原癌基因常可發(fā)生突變，其表達(dá)產(chǎn)物氨基酸組成或結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致腫瘤生成。如：1982年，美國3家研究機(jī)構(gòu)（麻省理工大學(xué)、國立癌癥研究所和哥倫比亞大學(xué)）幾乎同時(shí)發(fā)表這樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果：人膀胱癌細(xì)胞EJ株的惡性轉(zhuǎn)化是由于其原癌基因c-H-ras的點(diǎn)突變（EJ-ras基因）所致。

H-ras

正常細(xì)胞GGC(12Gly)

腫瘤細(xì)胞GTC(12Val)

第20章癌基因、抑癌基因

突變的Ras癌基因蛋白質(zhì)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(nèi)源性GTP酶活性輸出信號突變的Ras癌基因蛋白質(zhì)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(jié)構(gòu)發(fā)生變化，甚至在其對應(yīng)配體不存在的情況下就可激活這個(gè)信號傳導(dǎo)鏈。如erbB,neu,finkit,retEGF受體配體結(jié)合域細(xì)胞膜無配體結(jié)合域去頭的羧基末端V-erbB癌基因產(chǎn)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(jī)制Rb基因—“控制細(xì)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(xì)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(guān)。反之，其被導(dǎo)入或激活可抑制細(xì)胞的惡性表現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)：1986年，美國加州大學(xué)的Geiser等用正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并提出抑癌基因第20章癌基因、抑癌基因正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)正常細(xì)胞融合雜交細(xì)胞（正常，但不穩(wěn)定）傳代腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞11號染色體某片段丟失導(dǎo)入第11號染色體丟失片段細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)檎５?0章癌基因、抑癌基因腫瘤損害染色體神經(jīng)母細(xì)胞瘤、黑色素瘤、甲狀腺癌嗜鉻細(xì)胞瘤、MEN21p乳癌1p小細(xì)胞肺癌、宮頸癌、腎細(xì)胞癌、肺腺癌3p結(jié)直腸癌、家族性息肉5p膀胱癌9p星狀細(xì)胞瘤、MEN210p膀胱癌、乳癌、橫紋肌肉瘤、肝母細(xì)胞瘤胚胎瘤、腎母細(xì)胞瘤（Wilm'sTumor）肺癌

11pMEN111p視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、成骨肉瘤、小細(xì)胞肺癌、胃癌、結(jié)腸癌、乳癌13p小細(xì)胞肺癌、結(jié)腸癌、乳癌、成骨肉瘤、星狀細(xì)胞瘤、肺磷癌17pNF117p結(jié)腸癌18p聽神經(jīng)瘤、腦膜瘤、NF2、嗜鉻細(xì)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(guān)腫瘤作用跨膜受體類：

DCC18q21結(jié)直腸癌編碼表面糖蛋白（細(xì)胞粘附分子）

PTCH9q22.3HEDGEHOG受體胞質(zhì)調(diào)節(jié)因子或結(jié)構(gòu)蛋白：

APC5p21結(jié)直腸癌可能編碼G蛋白

NF17q12.2神經(jīng)纖維瘤GTP酶激活劑

NF222q神經(jīng)鞘膜瘤、腦膜瘤連接膜與細(xì)胞骨架轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子：

P5317P多種腫瘤編碼P53蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）

Rb13q14視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、骨編碼P105Rb1蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）肉瘤、肺癌、乳癌

DPC418q21.1胰腺癌TGF-

調(diào)節(jié)的MAD相關(guān)蛋白

MADR218q21結(jié)直腸癌TGF-調(diào)節(jié)的MAD相關(guān)蛋白

VHL3P小細(xì)胞肺癌、宮頸瘤轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白

WT111P13腎母細(xì)胞瘤編碼鋅指蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）細(xì)胞周期因子：

P169p21黑色素瘤編碼P16蛋白，CDK4,6抑制劑

P159p21交質(zhì)母細(xì)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(jī)制第20章癌基因、抑癌基因（一）Rb基因—“控制細(xì)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(jié)構(gòu)與功能視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤是由Rb基因失活所致?；蚪Y(jié)構(gòu)：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(diào)節(jié)E2F等多種轉(zhuǎn)錄因子來控制細(xì)胞周期，影響細(xì)胞增殖和分化P105-Rb活性調(diào)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(jié)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(xiàn)曾錯(cuò)誤把p53基因定為癌基因——因當(dāng)初從腫瘤細(xì)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(zhuǎn)化胚胎成纖維細(xì)胞，又依據(jù)癌基因?yàn)榧?xì)胞顯性表型原則而被定癌基因，后發(fā)現(xiàn)實(shí)為其突變型。

1989年，才確認(rèn)為“抑癌基因”。p53基因與人類50%的腫瘤有關(guān)。p53基因突變型在血液系統(tǒng)腫瘤、膀胱癌、肝癌、肺癌、結(jié)腸癌以及口腔癌等的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。（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(jié)構(gòu)

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

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