1113941287第十一章癌基因與抑癌基因.ppt

1、癌基因與抑癌基因 oncogene and tumor suppressor gene 劉玲劉玲 生物化學(xué)教研室生物化學(xué)教研室 細(xì)胞的正常生長(zhǎng)與增殖受兩類基因調(diào)控：細(xì)胞的正常生長(zhǎng)與增殖受兩類基因調(diào)控： 正調(diào)節(jié)信號(hào)正調(diào)節(jié)信號(hào)：促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖，并阻止其發(fā)生終末分化，調(diào)促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖，并阻止其發(fā)生終末分化，調(diào) 控失常時(shí)表現(xiàn)為腫瘤細(xì)胞的惡性生長(zhǎng)，多數(shù)控失常時(shí)表現(xiàn)為腫瘤細(xì)胞的惡性生長(zhǎng)，多數(shù)癌基因癌基因起作用；起作用； 負(fù)調(diào)節(jié)信號(hào)負(fù)調(diào)節(jié)信號(hào)：抑制增殖，促進(jìn)分化、成熟和衰老，最后凋亡，抑制增殖，促進(jìn)分化、成熟和衰老，最后凋亡，抑抑 癌基因癌基因發(fā)揮作用。發(fā)揮作用。 癌基因與抑癌基因的作用機(jī)制涉及基因

2、表達(dá)調(diào)控及細(xì)胞分裂癌基因與抑癌基因的作用機(jī)制涉及基因表達(dá)調(diào)控及細(xì)胞分裂 、分化過(guò)程。癌基因編碼類生長(zhǎng)因子多肽及其受體分子，通過(guò)細(xì)、分化過(guò)程。癌基因編碼類生長(zhǎng)因子多肽及其受體分子，通過(guò)細(xì) 胞內(nèi)信息傳遞系統(tǒng)刺激細(xì)胞增殖。胞內(nèi)信息傳遞系統(tǒng)刺激細(xì)胞增殖。 負(fù)負(fù) 調(diào)調(diào) 信信 號(hào)號(hào) 抑制增殖，促進(jìn)分化抑制增殖，促進(jìn)分化 、 成熟、衰老和凋亡成熟、衰老和凋亡 正正 調(diào)調(diào) 信信 號(hào)號(hào) 促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)增促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)增 殖殖, ,阻止分化阻止分化 第一節(jié)第一節(jié) 癌基因癌基因( (正調(diào)因素正調(diào)因素) ) 癌基因概念癌基因概念 病毒癌基因病毒癌基因 細(xì)胞癌基因細(xì)胞癌基因 癌基因產(chǎn)物及功能癌基因產(chǎn)物及功能 癌基因概念癌基

3、因概念 癌基因（癌基因（ oncogenesoncogenes）：）：指指細(xì)胞內(nèi)控制細(xì)胞生細(xì)胞內(nèi)控制細(xì)胞生 長(zhǎng)、增殖和分化的基因，當(dāng)它的結(jié)構(gòu)異?；虮磉_(dá)長(zhǎng)、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)胞異常時(shí)，可以引起細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化惡性轉(zhuǎn)化。 一般一般是指編碼是指編碼生長(zhǎng)生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)因子受體、細(xì)胞內(nèi)因子、生長(zhǎng)因子受體、細(xì)胞內(nèi) 生長(zhǎng)信息傳遞分子，以及與生長(zhǎng)分裂有關(guān)的轉(zhuǎn)錄生長(zhǎng)信息傳遞分子，以及與生長(zhǎng)分裂有關(guān)的轉(zhuǎn)錄 因子等的基因。因子等的基因。 癌基因的分類癌基因的分類 病毒癌基因（病毒癌基因（virus oncogenesvirus oncogenes，v-onc.v-onc.） ：是

4、：是 一類存在于腫瘤病毒（大多數(shù)是逆轉(zhuǎn)錄病毒）中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。如的、能使靶細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。如v-v-srcsrc等等 。 細(xì)胞癌基因（細(xì)胞癌基因（cellular-oncogene, c-onccellular-oncogene, c-onc ）又）又 稱原癌基因（稱原癌基因（ proto-oncogenesproto-oncogenes ） ：與病毒癌與病毒癌 基因具有同源性，存在于正常組織細(xì)胞基因組基因具有同源性，存在于正常組織細(xì)胞基因組中中 的靜止或非活化狀態(tài)的癌基因。如的靜止或非活化狀態(tài)的癌基因。如 c-c-myc

5、myc、c-c- rasras、c-c-srcsrc等。等。 一一、病毒癌基因、病毒癌基因(virus oncogenes)(virus oncogenes) rous peyton ：the 1966 nobel prize in physiology or medicine rous 肉瘤病毒肉瘤病毒 （rsv） 雞肉瘤病毒（雞肉瘤病毒（rsvrsv）基因組結(jié)構(gòu)圖）基因組結(jié)構(gòu)圖 長(zhǎng)末端長(zhǎng)末端 重復(fù)序列重復(fù)序列正常的病毒基因正常的病毒基因癌基因癌基因 調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)和 啟動(dòng)轉(zhuǎn)啟動(dòng)轉(zhuǎn) 錄錄 產(chǎn)生病產(chǎn)生病 毒核心毒核心 蛋白蛋白 產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)產(chǎn)生逆轉(zhuǎn) 錄酶和整錄酶和整 合酶合酶 gag ltr pol

6、env src ltr 產(chǎn)生病產(chǎn)生病 毒外膜毒外膜 蛋白蛋白 產(chǎn)生酪產(chǎn)生酪 氨酸激氨酸激 酶酶 再感染再感染 宿主細(xì)胞宿主細(xì)胞 攜帶癌基因攜帶癌基因 的病毒顆粒的病毒顆粒 宿主細(xì)胞宿主細(xì)胞 逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄 復(fù)制復(fù)制 整合整合 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 病毒病毒rna rna-dna 前病毒前病毒dna 細(xì)胞基因組細(xì)胞基因組 dna 病毒病毒rna-癌基因癌基因 rna病病 毒顆粒毒顆粒 癌變癌變 二、細(xì)胞癌基因二、細(xì)胞癌基因 存在于正常細(xì)胞中，具有促進(jìn)正常細(xì)胞生長(zhǎng)，增殖，分化 和發(fā)育等生理功能，為了與被激活后能使細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的 癌基因區(qū)分開(kāi)來(lái)，而將正常細(xì)胞內(nèi)未激活的癌基因稱為原 癌基因。 （一）病毒癌基因與細(xì)胞

7、癌基因的比較（一）病毒癌基因與細(xì)胞癌基因的比較 病毒癌基因在兩端通常有序列的丟失；病毒癌基因在兩端通常有序列的丟失； 病毒癌基因無(wú)內(nèi)含子，細(xì)胞癌基因通常有內(nèi)含子病毒癌基因無(wú)內(nèi)含子，細(xì)胞癌基因通常有內(nèi)含子 或插入序列或插入序列; ; 病毒癌基因常會(huì)出現(xiàn)堿基取代或堿基缺失；病毒癌基因常會(huì)出現(xiàn)堿基取代或堿基缺失； 病毒癌基因與同源的細(xì)胞癌基因在外顯子序列有病毒癌基因與同源的細(xì)胞癌基因在外顯子序列有 一定程度的差異；一定程度的差異； 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?；钚?。 細(xì)胞癌基因的特點(diǎn)細(xì)胞癌基因的特點(diǎn) 普遍性：廣泛存在于生物界中；普遍性：

8、廣泛存在于生物界中； 保守性：在進(jìn)化過(guò)程中，基因序列呈高度同源性；保守性：在進(jìn)化過(guò)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；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。腫瘤生成。 c-oncc-onc在正常細(xì)胞中表達(dá)水平很低，也不具有使在正常細(xì)胞中表達(dá)水平很低，也不具有使 靶細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的功能，當(dāng)其受到某些因素的作用而靶細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的功能，當(dāng)其受到某些因素的作用而 “活化活化”或過(guò)度表達(dá)時(shí)，才會(huì)引起細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化?；蜻^(guò)度表達(dá)時(shí)，才會(huì)引起細(xì)胞的惡性

9、轉(zhuǎn)化。 （二）細(xì)胞癌基因的功能（二）細(xì)胞癌基因的功能 1.1.參與細(xì)胞生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)：如參與細(xì)胞生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)：如ap-1ap-1（jun/fosjun/fos二聚體），受二聚體），受 到生長(zhǎng)因子轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號(hào)而活化，小到生長(zhǎng)因子轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號(hào)而活化，小g g蛋白（蛋白（rasras表達(dá)產(chǎn)表達(dá)產(chǎn) 物，轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)及增殖）、酪氨酸蛋白激酶（物，轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)及增殖）、酪氨酸蛋白激酶（srcsrc家家 族的基因產(chǎn)物，生長(zhǎng)因子受體）。族的基因產(chǎn)物，生長(zhǎng)因子受體）。 2.2.與某些細(xì)胞分化有關(guān)：如與某些細(xì)胞分化有關(guān)：如c-c-srcsrc是在神經(jīng)元分化過(guò)程中是在神經(jīng)元分化過(guò)程中 起作用，與增殖無(wú)關(guān)。起作用，與增殖無(wú)關(guān)。

10、 癌基因分類癌基因分類 按癌基因家族分類按癌基因家族分類 按功能分類按功能分類 家家 族族 成成 員員 產(chǎn)物作用產(chǎn)物作用 產(chǎn)物定位產(chǎn)物定位 src家族：家族： src、abl、fgr、fes、 tpk活性活性 膜內(nèi)側(cè)或跨膜膜內(nèi)側(cè)或跨膜 yes、fps、 lck、kek、 fym、lyn、tkl ras家族：家族： h-ras、k-ras、n-ras 小小g蛋白，蛋白， 膜內(nèi)側(cè)膜內(nèi)側(cè) myc家族：家族：c-myc、n-myc、l-myc 核內(nèi)核內(nèi)dna 核內(nèi)核內(nèi) 結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白 jun、 fos 轉(zhuǎn)錄因子（轉(zhuǎn)錄因子（ap-1） 核內(nèi)核內(nèi) sis家族：家族： 僅僅sis 類似類似pdgf，能刺激

11、能刺激 胞外胞外 間葉組織的細(xì)胞分裂繁殖。間葉組織的細(xì)胞分裂繁殖。 myb家族：家族：myb、myb-ets 轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子 核內(nèi)核內(nèi) 按家族體系分類按家族體系分類 按功能的分類按功能的分類 類類 別別 名名 稱稱 定定 位位 生物學(xué)功能生物學(xué)功能 生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子 c-sis 分泌到胞外分泌到胞外 血小板源生長(zhǎng)因子血小板源生長(zhǎng)因子 生長(zhǎng)因子受體生長(zhǎng)因子受體 c-erb b 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 表皮生長(zhǎng)因子受體表皮生長(zhǎng)因子受體 c-fms 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 集落刺激因子集落刺激因子-1受體受體 c-trk 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體 胞內(nèi)傳遞蛋白胞內(nèi)傳遞蛋白 c-src、c-abl

12、 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) 酪氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶 c-raf、c-mos 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) ser/thr蛋白激酶蛋白激酶 c-ras 細(xì)胞膜細(xì)胞膜 gtp/gdp結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子 c-myc 細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞核內(nèi) dna結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白 c-jun、c-fos 細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞核內(nèi) 轉(zhuǎn)錄因子（轉(zhuǎn)錄因子（ap-1） c-erb a 細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞核內(nèi) 甾體激素受體類蛋白甾體激素受體類蛋白 （三）細(xì)胞（三）細(xì)胞癌基因活化癌基因活化 原癌基因的活化：原癌基因的活化：從正常的原癌基因轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂惺辜?xì)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(guò)程。胞轉(zhuǎn)化功能的癌基因的過(guò)程。 激活因素激

13、活因素：在某些條件下，如病毒感染、化學(xué)致癌物：在某些條件下，如病毒感染、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)，致或電離輻射等，癌基因可被相繼激活而異常表達(dá)，致 細(xì)胞惡變以及腫瘤生成。不同的原癌基因在不同情況細(xì)胞惡變以及腫瘤生成。不同的原癌基因在不同情況 下，可通過(guò)不同的途徑被激活，成為下，可通過(guò)不同的途徑被激活，成為“活化癌基因活化癌基因” 。 癌基因活化后的結(jié)果：癌基因活化后的結(jié)果： 1. 1. 表達(dá)時(shí)機(jī)改變表達(dá)時(shí)機(jī)改變 2. 2. 過(guò)量表達(dá)過(guò)量表達(dá) 3. 3. 產(chǎn)物異常產(chǎn)物異常 原癌基因惡性激活的機(jī)制原癌基因惡性激活的機(jī)制 （一）獲得啟動(dòng)子與增強(qiáng)子（一）獲得啟動(dòng)子與增強(qiáng)子

14、 （二）基因易位（二）基因易位(gene translocation)(gene translocation)或重排或重排 （三）細(xì)胞癌基因擴(kuò)增（三）細(xì)胞癌基因擴(kuò)增(amplication)(amplication) （四）點(diǎn)突變（四）點(diǎn)突變(point mutation)(point mutation) （五五）原癌基因甲基化程度降低而激活）原癌基因甲基化程度降低而激活 ( (六六) )癌基因的協(xié)同作用癌基因的協(xié)同作用 （一）獲得啟動(dòng)子與增強(qiáng)子（一）獲得啟動(dòng)子與增強(qiáng)子 雞（禽）白細(xì)胞增生病毒雞（禽）白細(xì)胞增生病毒 （avian leucosis virus，alv） 逆轉(zhuǎn)錄病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒 正

15、常宿主細(xì)胞正常宿主細(xì)胞 病毒病毒dna的的ltr被整合到被整合到 宿主細(xì)胞宿主細(xì)胞c-myc癌基因附近癌基因附近 成為其啟動(dòng)子和增強(qiáng)子成為其啟動(dòng)子和增強(qiáng)子 c-myc癌基因表達(dá)為正常的癌基因表達(dá)為正常的30-100倍倍 細(xì)胞癌基因不但由于細(xì)胞癌基因不但由于 逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組的啟動(dòng)子逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組的啟動(dòng)子 插入原癌基因的附近而被激插入原癌基因的附近而被激 活，甚至還會(huì)因獲得正常細(xì)活，甚至還會(huì)因獲得正常細(xì) 胞的強(qiáng)啟動(dòng)子而活化。胞的強(qiáng)啟動(dòng)子而活化。 如如alvalv引起的淋巴瘤細(xì)引起的淋巴瘤細(xì) 胞中，胞中，c-c-mycmyc的表達(dá)增的表達(dá)增 加上百倍，導(dǎo)致雞加上百倍，導(dǎo)致雞b b細(xì)細(xì) 胞淋巴瘤。

16、胞淋巴瘤。 （二）基因重排或染色體易位（二）基因重排或染色體易位 染色體基因的易位和重排，可使原癌基因移至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(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被活化，表達(dá)增強(qiáng)，某些強(qiáng)啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被活化，表達(dá)增強(qiáng)， 致使腫瘤生成。致使腫瘤生成。 慢性粒細(xì)胞白血病的慢性粒細(xì)胞白血病的philadelphiaphiladelphia染色體為染色體為 t t（9 9： 2222），使），使c-c-ablabl從從9 9號(hào)染色體易位到號(hào)染色體易位到2222號(hào)染色體上的號(hào)染色體上的 bcrbcr基因旁，組成融合基因，表達(dá)基因旁，組成融合基因，表達(dá)bcr-ablbcr-abl融合蛋白

17、，融合蛋白， 該產(chǎn)物有較高的蛋白酪氨酸激酶活性。該產(chǎn)物有較高的蛋白酪氨酸激酶活性。 q34 9 5 3 5 3 22 q11.2 abl der 9 ph abl 9q34 22q11.2 22q11.2 9q34 der (22) dna rna protein 人人burkittburkitt淋巴瘤中，位于淋巴瘤中，位于8 8號(hào)染色體上的號(hào)染色體上的c-c-mycmyc移到移到1414染染 色體免疫球蛋白重鏈（色體免疫球蛋白重鏈（ighigh）基因的調(diào)節(jié)區(qū)附近，與此區(qū)活）基因的調(diào)節(jié)區(qū)附近，與此區(qū)活 性很強(qiáng)的增強(qiáng)子連接而受到活化性很強(qiáng)的增強(qiáng)子連接而受到活化 c-myc被免疫球蛋白增強(qiáng)子所激活

18、被免疫球蛋白增強(qiáng)子所激活 免疫球蛋白基因免疫球蛋白基因 染色體染色體14 染色體染色體8 c-myc不表達(dá)不表達(dá) c-myc基因基因 e c-myc高表達(dá)高表達(dá) 易位易位 e 伯基特淋巴瘤細(xì)胞的染色體易位伯基特淋巴瘤細(xì)胞的染色體易位t t（8 8：1414），）， 致使致使c-c-mycmyc激活激活 （三）（三）原癌基因的拷貝數(shù)增加原癌基因的拷貝數(shù)增加 即即細(xì)胞癌基因擴(kuò)增細(xì)胞癌基因擴(kuò)增。染色體的一部分過(guò)度復(fù)。染色體的一部分過(guò)度復(fù) 制，成為多拷貝基因。制，成為多拷貝基因。 如：如： 乳腺癌乳腺癌 erberb b-2 b-2基因基因 神經(jīng)母細(xì)胞瘤神經(jīng)母細(xì)胞瘤 n- n-mycmyc基因，擴(kuò)增與

19、疾病基因，擴(kuò)增與疾病 進(jìn)展或臨床階段相關(guān)。進(jìn)展或臨床階段相關(guān)。 小細(xì)胞肺癌小細(xì)胞肺癌 mycmyc家族基因家族基因 （四）點(diǎn)突變（四）點(diǎn)突變 在輻射和（或）致癌物作用下，細(xì)胞原癌基在輻射和（或）致癌物作用下，細(xì)胞原癌基 因發(fā)生點(diǎn)突變，可能造成其表達(dá)產(chǎn)物中氨基酸因發(fā)生點(diǎn)突變，可能造成其表達(dá)產(chǎn)物中氨基酸 組成或結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致活化，至使腫瘤生成。組成或結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致活化，至使腫瘤生成。 如：如：19821982年，美國(guó)年，美國(guó) 3 3 家研究機(jī)構(gòu)（麻省家研究機(jī)構(gòu)（麻省 理工大學(xué)、國(guó)立癌癥研究所和哥倫比亞大學(xué)）理工大學(xué)、國(guó)立癌癥研究所和哥倫比亞大學(xué)） 幾乎同時(shí)發(fā)表實(shí)驗(yàn)結(jié)果：人膀胱癌細(xì)胞株幾乎同時(shí)發(fā)表實(shí)

20、驗(yàn)結(jié)果：人膀胱癌細(xì)胞株ejej的的 惡性轉(zhuǎn)化是由于其原癌基因惡性轉(zhuǎn)化是由于其原癌基因 c-h-c-h-rasras 發(fā)生點(diǎn)發(fā)生點(diǎn) 突變，導(dǎo)致突變，導(dǎo)致rasras與與gtpgtp的結(jié)合不易分解而持續(xù)激的結(jié)合不易分解而持續(xù)激 活?；?。 h-h-rasras 正常細(xì)胞正常細(xì)胞 ggggc (12gly)c (12gly) 腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞 ggt tc (12val)c (12val) （五五）原癌基因甲基化程度降低）原癌基因甲基化程度降低 （基因抑制消除）（基因抑制消除） dnadna分子甲基化有穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構(gòu)，阻抑轉(zhuǎn)錄的作用。分子甲基化有穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構(gòu)，阻抑轉(zhuǎn)錄的作用。 如結(jié)腸腺癌和小細(xì)胞肺癌

21、中，如結(jié)腸腺癌和小細(xì)胞肺癌中，c-c-rasras基因比鄰近正?；虮揉徑?組織中的甲基化程度明顯降低，導(dǎo)致原癌基因激活。組織中的甲基化程度明顯降低，導(dǎo)致原癌基因激活。 ( (六六) )癌基因的協(xié)同作用癌基因的協(xié)同作用 實(shí)驗(yàn)證明，用實(shí)驗(yàn)證明，用rasras或或mycmyc同時(shí)轉(zhuǎn)染細(xì)胞，可使細(xì)胞長(zhǎng)期增同時(shí)轉(zhuǎn)染細(xì)胞，可使細(xì)胞長(zhǎng)期增 殖，但不能轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞殖，但不能轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞 ，在裸鼠體內(nèi)也不能形成腫瘤，在裸鼠體內(nèi)也不能形成腫瘤 。但用但用ras+mycras+myc同時(shí)轉(zhuǎn)染細(xì)胞，則使細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞。同時(shí)轉(zhuǎn)染細(xì)胞，則使細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞。 說(shuō)明：致癌至少需要說(shuō)明：致癌至少需要2 2種或以上的種

22、或以上的onconc協(xié)同作用，協(xié)同作用，2 2種種onconc 在在2 2條通路上發(fā)揮作用，由于細(xì)胞增殖調(diào)控是多因子，多條通路上發(fā)揮作用，由于細(xì)胞增殖調(diào)控是多因子，多 階段影響的結(jié)果。而影響增殖分化的階段影響的結(jié)果。而影響增殖分化的onc onc 達(dá)幾十種之多，達(dá)幾十種之多， 所以大多數(shù)人認(rèn)為：癌發(fā)生是多階段多步驟的。所以大多數(shù)人認(rèn)為：癌發(fā)生是多階段多步驟的。 抑癌基因的基本概念抑癌基因的基本概念 抑癌基因作用機(jī)制抑癌基因作用機(jī)制 *rbrb基因基因“控制細(xì)胞周期的控制細(xì)胞周期的 重要基因重要基因” *p53p53基因基因“基因組的衛(wèi)士基因組的衛(wèi)士” 一、抑癌基因的基本概念一、抑癌基因的基本概

23、念 概念：概念：是指存在于正常細(xì)胞內(nèi)的一類可抑制細(xì)胞過(guò)度生是指存在于正常細(xì)胞內(nèi)的一類可抑制細(xì)胞過(guò)度生 長(zhǎng)、增殖的基因，具有潛在抑癌作用，當(dāng)一對(duì)等位基長(zhǎng)、增殖的基因，具有潛在抑癌作用，當(dāng)一對(duì)等位基 因都明確失去功能時(shí)可導(dǎo)致腫瘤的形成。因都明確失去功能時(shí)可導(dǎo)致腫瘤的形成。 抑癌基因表達(dá)產(chǎn)物：主要包括跨膜受體，胞質(zhì)調(diào)節(jié)因子抑癌基因表達(dá)產(chǎn)物：主要包括跨膜受體，胞質(zhì)調(diào)節(jié)因子 ，結(jié)構(gòu)蛋白，轉(zhuǎn)錄因子，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，細(xì)胞周期因，結(jié)構(gòu)蛋白，轉(zhuǎn)錄因子，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，細(xì)胞周期因 子，子，dnadna損傷修復(fù)因子等損傷修復(fù)因子等 發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：19861986年，美國(guó)加州大學(xué)的年，美國(guó)加州大學(xué)的geisergeiser

24、等用正常細(xì)胞與等用正常細(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。腫瘤細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并提出抑癌基因。 細(xì)胞雜交試驗(yàn)細(xì)胞雜交試驗(yàn) 正常細(xì)胞正常細(xì)胞 腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞 非腫瘤型雜交細(xì)胞非腫瘤型雜交細(xì)胞 雜交融合雜交融合 腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞1 1 腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞2 2 雜交融合雜交融合 非腫瘤型雜交細(xì)胞非腫瘤型雜交細(xì)胞 正常細(xì)胞正常細(xì)胞 失去某些基因失去某些基因 腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞 確定抑癌基因的條件確定抑癌基因的條件 在某些特定惡性腫瘤的相應(yīng)正常組織中有正在某些特定惡性腫瘤的相應(yīng)正常組織中有正 常表達(dá)；常表達(dá)； 在惡性腫瘤細(xì)胞中發(fā)生變異或缺失，如點(diǎn)突在惡性腫瘤細(xì)胞中發(fā)生變異或缺失，如點(diǎn)突 變、變、

25、dnadna片段或全基因的缺失等；片段或全基因的缺失等； 將此基因?qū)霅盒阅[瘤細(xì)胞中能部分或完全將此基因?qū)霅盒阅[瘤細(xì)胞中能部分或完全 抑制其惡性表型。抑制其惡性表型。 抑癌基因的功能抑癌基因的功能 1.1. 編碼轉(zhuǎn)錄因子，參與細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)。編碼轉(zhuǎn)錄因子，參與細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)。 如如rbrb、p53p53、wt1wt1（wilmswilms瘤）。瘤）。 2.2.參與參與dnadna損傷修復(fù)后的復(fù)制，保證損傷修復(fù)后的復(fù)制，保證dnadna遺傳的穩(wěn)定性。當(dāng)遺傳的穩(wěn)定性。當(dāng) 損傷嚴(yán)重時(shí)誘發(fā)細(xì)胞調(diào)亡。如損傷嚴(yán)重時(shí)誘發(fā)細(xì)胞調(diào)亡。如p53p53。 3. 3. 與細(xì)胞間的黏連有關(guān)。如與細(xì)胞間的黏連有關(guān)。如直

26、腸癌缺失( (dccdcc) )基因 。 4. 4. 連接細(xì)胞與細(xì)胞骨架，維持細(xì)胞的形態(tài)，防止細(xì)胞的異連接細(xì)胞與細(xì)胞骨架，維持細(xì)胞的形態(tài)，防止細(xì)胞的異 常生長(zhǎng)。如常生長(zhǎng)。如神經(jīng)纖維瘤 （neurofibromatosisneurofibromatosis，nf2nf2） 基因 。 5. gtp5. gtp酶的活化因子，通過(guò)失活癌基因蛋白（酶的活化因子，通過(guò)失活癌基因蛋白（rasras）而發(fā)揮）而發(fā)揮 抑癌效應(yīng)。如抑癌效應(yīng)。如nf-1nf-1。 常見(jiàn)的抑癌基因有常見(jiàn)的抑癌基因有rbrb基因，基因，p53p53基因，基因，p16p16基因等。基因等。 其中，其中，rbrb基因編碼基因編碼p105p

27、105rb rb轉(zhuǎn)錄因子， 轉(zhuǎn)錄因子，p53p53基因編碼基因編碼 p53p53轉(zhuǎn)錄因子，轉(zhuǎn)錄因子，p16p16基因編碼一種基因編碼一種p16p16蛋白。蛋白。 常見(jiàn)的抑癌基因常見(jiàn)的抑癌基因 常見(jiàn)的抑癌基因常見(jiàn)的抑癌基因 基基 因因 定定 位位 相關(guān)腫瘤相關(guān)腫瘤 作作 用用 跨膜受體類：跨膜受體類： dcc 18q21 結(jié)直腸癌結(jié)直腸癌 編碼表面糖蛋白（細(xì)胞粘附分子）編碼表面糖蛋白（細(xì)胞粘附分子） ptch 9q22.3 hedgehog受體受體 胞質(zhì)調(diào)節(jié)因子或結(jié)構(gòu)蛋白：胞質(zhì)調(diào)節(jié)因子或結(jié)構(gòu)蛋白： apc 5p21 結(jié)直腸癌結(jié)直腸癌 可能編碼可能編碼g蛋白蛋白 nf1 7q12.2 神經(jīng)纖維瘤神

28、經(jīng)纖維瘤 gtp酶激活劑酶激活劑 nf2 22q 神經(jīng)鞘膜瘤、腦膜瘤神經(jīng)鞘膜瘤、腦膜瘤 連接膜與細(xì)胞骨架連接膜與細(xì)胞骨架 轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子：轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子： p53 17p 多種腫瘤多種腫瘤 編碼編碼p53蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）蛋白（轉(zhuǎn)錄因子） rb 13q14 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、骨視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、骨 編碼編碼p105rb1蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）蛋白（轉(zhuǎn)錄因子） 肉瘤、肺癌、乳癌肉瘤、肺癌、乳癌 dpc4 18q21.1 胰腺癌胰腺癌 tgf- 調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)的mad相關(guān)蛋白相關(guān)蛋白 madr2 18q21 結(jié)直腸癌結(jié)直腸癌 tgf- 調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)的mad相關(guān)蛋白相關(guān)蛋白 vhl 3p 小細(xì)胞肺癌、

29、宮頸瘤小細(xì)胞肺癌、宮頸瘤 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白 wt1 11p13 腎母細(xì)胞瘤腎母細(xì)胞瘤 編碼鋅指蛋白（轉(zhuǎn)錄因子）編碼鋅指蛋白（轉(zhuǎn)錄因子） 細(xì)胞周期因子：細(xì)胞周期因子： p16 9p21 黑色素瘤黑色素瘤 編碼編碼p16蛋白，蛋白，cdk 4, 6抑制劑抑制劑 p15 9p21 交質(zhì)母細(xì)胞瘤交質(zhì)母細(xì)胞瘤 編碼編碼p15蛋白，蛋白，cdk 4, 6抑制劑抑制劑 p21 6q21 前列腺癌前列腺癌 編碼編碼p21蛋白，蛋白，cdk 2, 3, 4, 6抑制劑抑制劑 （一）（一）r rb b基因 (retinoblastoma gene) (retinoblastoma gene) “ “控制細(xì)

30、胞周期的重要基因控制細(xì)胞周期的重要基因” rbrb是成視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因，為 一種腫瘤抑制基因。在許多不同的 腫瘤中處于突變狀態(tài)，首次報(bào)導(dǎo)是 它在眼部惡性腫瘤發(fā)生。這種病通 常發(fā)生在幼兒中。 rbrb基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物是一種轉(zhuǎn)錄 因子，可控制驅(qū)使細(xì)胞進(jìn)入分裂過(guò) 程的重要基因表達(dá)。 r rb b基因即是世界上第一個(gè)被克隆 和完成全序列測(cè)定的抑癌基因。 retinoblastoma 基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)： r rb b基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物約基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物約4.7kb4.7kb，表達(dá)產(chǎn)物為，表達(dá)產(chǎn)物為928928 個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，分子量約個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，分子量約105kda105kda，稱為，稱為p10

31、5-rbp105-rb 。rbrb蛋白分布于核內(nèi)，是一類蛋白分布于核內(nèi)，是一類dnadna結(jié)合蛋白。結(jié)合蛋白。 rbrb基因的表達(dá)產(chǎn)物為基因的表達(dá)產(chǎn)物為p105p105rb rb，在細(xì)胞內(nèi)存在低磷酸化型 ，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。（活性型）和高磷酸化型（非活性型）兩種類型。 不同類型的不同類型的p105p105rb rb對(duì)轉(zhuǎn)錄因子 對(duì)轉(zhuǎn)錄因子e2fe2f有不同的親和力。有不同的親和力。 rbrb蛋白的磷酸化蛋白的磷酸化/ /去磷酸化是其調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)分化的去磷酸化是其調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)分化的 主要形式。主要形式。 非非/ /低磷酸化的低磷酸化的rbrb具有抑

32、制細(xì)胞增殖的活性，是具有抑制細(xì)胞增殖的活性，是rbrb的活的活 性形式。性形式。 在細(xì)胞周期的在細(xì)胞周期的g g。, ,g1g1期，它表現(xiàn)為期，它表現(xiàn)為低低磷酸化，在磷酸化，在s s、m m 期則處于磷酸化狀態(tài)。期則處于磷酸化狀態(tài)。 prb105prb105活性調(diào)節(jié)：活性調(diào)節(jié)：高磷酸化無(wú)活性型和非高磷酸化無(wú)活性型和非/ /低磷酸化活低磷酸化活 性型，由性型，由cyclin-cdkcyclin-cdk來(lái)調(diào)節(jié)。來(lái)調(diào)節(jié)。 prb105prb105功能：功能：參與調(diào)節(jié)參與調(diào)節(jié)e2fe2f等多種轉(zhuǎn)錄因子來(lái)控制細(xì)胞等多種轉(zhuǎn)錄因子來(lái)控制細(xì)胞 周期，影響細(xì)胞增殖和分化。周期，影響細(xì)胞增殖和分化。 （一）視網(wǎng)膜

33、母細(xì)胞瘤基因（一）視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因（rb基因）基因）作用機(jī)制作用機(jī)制 g0 g1期期 rb蛋白蛋白 e-2f s期期 e-2f dna mrna dna rb蛋白蛋白 c-myc rb基因失活后，其表達(dá)產(chǎn)物不能與基因失活后，其表達(dá)產(chǎn)物不能與e2f形成復(fù)合物，形成復(fù)合物，e2f處于持續(xù)激活狀態(tài)，導(dǎo)致處于持續(xù)激活狀態(tài)，導(dǎo)致 細(xì)胞增殖。細(xì)胞增殖。 （二二） p53p53基因基因 “ “基因組的衛(wèi)士基因組的衛(wèi)士” 1. p531. p53基因的發(fā)現(xiàn)基因的發(fā)現(xiàn) 曾錯(cuò)誤把曾錯(cuò)誤把p53p53基因定為癌基因基因定為癌基因-因當(dāng)初從腫瘤細(xì)胞因當(dāng)初從腫瘤細(xì)胞 分離得到的分離得到的p53p53基因如同基因如同m

34、ycmyc基因一樣，能和基因一樣，能和rasras基因協(xié)同基因協(xié)同 轉(zhuǎn)化胚胎成纖維細(xì)胞，又依據(jù)癌基因?yàn)榧?xì)胞顯性表型的轉(zhuǎn)化胚胎成纖維細(xì)胞，又依據(jù)癌基因?yàn)榧?xì)胞顯性表型的 原則而被定為癌基因，后發(fā)現(xiàn)實(shí)為其突變型。原則而被定為癌基因，后發(fā)現(xiàn)實(shí)為其突變型。 19891989年，才確認(rèn)為年，才確認(rèn)為“抑癌基因抑癌基因”。p53p53基因與人類基因與人類 50%50%的腫瘤有關(guān)。的腫瘤有關(guān)。p53p53基因突變型在血液系統(tǒng)腫瘤、膀胱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)。癌、肝癌、肺癌、結(jié)腸癌以及口腔癌等的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。 基因：位于基因：位于17p13.117p13.1

35、，20kb20kb，1111外顯子，外顯子，mrnamrna：2.5kb2.5kb， 編碼編碼393393氨基酸殘基，分子量為氨基酸殘基，分子量為5353kdakda的多肽鏈。的多肽鏈。 2. p53的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) p53p53蛋白可分為三個(gè)結(jié)構(gòu)域：蛋白可分為三個(gè)結(jié)構(gòu)域：n n端的酸性區(qū)、中段疏水端的酸性區(qū)、中段疏水 核心區(qū)與核心區(qū)與cc端的堿性區(qū)，分子中有一端的堿性區(qū)，分子中有一核定位信號(hào)核定位信號(hào)，所，所 以它一般都位于核內(nèi)。以它一般都位于核內(nèi)。 酸性區(qū)核心區(qū)堿性區(qū)p53蛋白蛋白 p53p53蛋白可與特異的蛋白可與特異的dnadna片段結(jié)合，其酸性區(qū)域具有片段結(jié)合，其酸性區(qū)域具有 許多轉(zhuǎn)錄因

36、子的共同特征，并與寡聚體的形成有關(guān)。許多轉(zhuǎn)錄因子的共同特征，并與寡聚體的形成有關(guān)。 p53p53蛋白能以四聚體的形式與蛋白能以四聚體的形式與dnadna結(jié)合，調(diào)節(jié)其它基結(jié)合，調(diào)節(jié)其它基 因的表達(dá)。因的表達(dá)。 p53p53蛋白的生物學(xué)功能較為復(fù)雜，目前已知的功能有蛋白的生物學(xué)功能較為復(fù)雜，目前已知的功能有 ： 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)及抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的作用：轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)及抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的作用： p53p53蛋白促進(jìn)蛋白促進(jìn)waf1/cip1waf1/cip1基因表達(dá)產(chǎn)生一種基因表達(dá)產(chǎn)生一種 分子量為分子量為21kd21kd的蛋白質(zhì)（的蛋白質(zhì)（p21p21waf1/cip1 waf1/cip1）， ）， 誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯

37、于誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯于g1g1期。期。 抑制抑制dnadna復(fù)制：復(fù)制： p53p53蛋白可與復(fù)制蛋白蛋白可與復(fù)制蛋白a(rpa) a(rpa) 結(jié)合，而結(jié)合，而rparpa 與解鏈狀態(tài)的與解鏈狀態(tài)的dnadna單鏈的結(jié)合可能是單鏈的結(jié)合可能是dnadna復(fù)復(fù) 制的起始步驟。制的起始步驟。 p53p53蛋白與蛋白與rparpa結(jié)合后可抑制結(jié)合后可抑制rparpa與單鏈與單鏈dnadna 的結(jié)合，從而抑制了的結(jié)合，從而抑制了rparpa與與dnadna復(fù)制起始點(diǎn)的復(fù)制起始點(diǎn)的 結(jié)合，阻止細(xì)胞進(jìn)入結(jié)合，阻止細(xì)胞進(jìn)入s s期。期。 p53p53蛋白還可通過(guò)抑制解鏈酶的活性，以抑制蛋白還可通過(guò)抑制解鏈酶

38、的活性，以抑制 dnadna復(fù)制。復(fù)制。 參與程序性細(xì)胞凋亡：參與程序性細(xì)胞凋亡： p53 p53 蛋白使損傷細(xì)胞停留在蛋白使損傷細(xì)胞停留在g1g1期，以便使期，以便使 dnadna損傷修復(fù)后再進(jìn)入細(xì)胞周期。若損傷損傷修復(fù)后再進(jìn)入細(xì)胞周期。若損傷 不能修復(fù)，則啟動(dòng)細(xì)胞進(jìn)入程序性凋亡（細(xì)不能修復(fù)，則啟動(dòng)細(xì)胞進(jìn)入程序性凋亡（細(xì) 胞自殺）。胞自殺）。 p53p53蛋白的作用機(jī)制（演示）蛋白的作用機(jī)制（演示） p53蛋白蛋白 解鏈酶解鏈酶 復(fù)制因子復(fù)制因子a a p21蛋白蛋白 細(xì)胞停滯于細(xì)胞停滯于g g1 1期期 細(xì)胞自殺細(xì)胞自殺 dna損傷損傷 p21基因基因 p53蛋白蛋白 抑抑 制制 p53蛋

39、白蛋白 成功修復(fù)成功修復(fù) 修復(fù)失敗修復(fù)失敗 二、癌基因激活與腫瘤的發(fā)生二、癌基因激活與腫瘤的發(fā)生 腫瘤發(fā)生學(xué)說(shuō)：腫瘤發(fā)生學(xué)說(shuō)：多階段假說(shuō)多階段假說(shuō) 正常細(xì)胞中含有多種原癌基因，當(dāng)受到某正常細(xì)胞中含有多種原癌基因，當(dāng)受到某 些理化因素，生物因素等致癌因子作用后，經(jīng)些理化因素，生物因素等致癌因子作用后，經(jīng) 過(guò)啟動(dòng)階段（過(guò)啟動(dòng)階段（initiating stageinitiating stage）、促癌階段）、促癌階段 （promoting stagepromoting stage）、演進(jìn)階段（）、演進(jìn)階段（ progressing stageprogressing stage）最終轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞。）

40、最終轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞。 多階段假說(shuō)多階段假說(shuō) 1.1.啟動(dòng)階段啟動(dòng)階段(initiating stage)(initiating stage)：細(xì)胞受癌性：細(xì)胞受癌性 啟動(dòng)因子作用，啟動(dòng)因子作用，dnadna發(fā)生改變，成為癌前細(xì)發(fā)生改變，成為癌前細(xì) 胞，但表型正常。胞，但表型正常。 各種干細(xì)胞及處于分裂增殖中的細(xì)胞對(duì)各種干細(xì)胞及處于分裂增殖中的細(xì)胞對(duì) 啟動(dòng)因子更敏感。啟動(dòng)因子更敏感。 2.2.促癌階段促癌階段(promoting stage)(promoting stage)：在啟動(dòng)因子：在啟動(dòng)因子 和促癌因子的協(xié)同作用下，細(xì)胞出現(xiàn)惡性。和促癌因子的協(xié)同作用下，細(xì)胞出現(xiàn)惡性。 啟動(dòng)因子：低劑量，一

41、次接觸，本身有致啟動(dòng)因子：低劑量，一次接觸，本身有致 癌性；癌性； 促癌因子：需啟動(dòng)因子作用的基礎(chǔ)，本身促癌因子：需啟動(dòng)因子作用的基礎(chǔ)，本身 無(wú)致癌性，多次反復(fù)作用。無(wú)致癌性，多次反復(fù)作用。 3. 3. 演進(jìn)階段演進(jìn)階段(progressing stage)(progressing stage)：為細(xì)胞：為細(xì)胞 惡變的鞏固階段。已經(jīng)發(fā)生惡變的細(xì)胞中惡變的鞏固階段。已經(jīng)發(fā)生惡變的細(xì)胞中, , 少數(shù)細(xì)胞自主分裂增殖，形成新的小病灶少數(shù)細(xì)胞自主分裂增殖，形成新的小病灶 ，成為進(jìn)一步浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)。，成為進(jìn)一步浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)。 二、癌基因激活與腫瘤的發(fā)生二、癌基因激活與腫瘤的發(fā)生 rasras基因變異與腫瘤發(fā)生：基因變異與腫瘤發(fā)生：p21p21與與gtpgtp持續(xù)結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞持續(xù)結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞 生長(zhǎng)作用；生長(zhǎng)作用； mycmyc基因變異與腫瘤發(fā)生：基因變異與腫瘤發(fā)生：t t（8 8；141