分子生物學(xué)癌基因與抑癌基因2

1、第第 二二 十十 章章 癌基因、抑癌基因癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子與生長(zhǎng)因子Oncogenes, Anti-oncogenes and Growth FactorsThe biochemistry and molecular biology department of BMUKong lijun調(diào)節(jié)信號(hào)：促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)與增殖、阻止細(xì)胞發(fā)生終末分化，支持細(xì)胞存活。調(diào)控失常則表現(xiàn)為腫瘤的惡性生長(zhǎng)。是多數(shù)癌基因的作用。負(fù)調(diào)節(jié)信號(hào)：抑制增殖、促進(jìn)分化、成熟和衰老及凋亡（apoptosis）。抑癌基因的作用。 正常情況下細(xì)胞的增殖受到多種因素的調(diào)控，調(diào)控的失衡可能引起異常的增殖和

2、持續(xù)的分裂。腫瘤的發(fā)生是由于細(xì)胞增殖與分化失常所導(dǎo)致的惡性生長(zhǎng)現(xiàn)象。細(xì)胞正常生長(zhǎng)與增殖受兩大類基因編碼產(chǎn)物調(diào)控細(xì)胞正常生長(zhǎng)與增殖受兩大類基因編碼產(chǎn)物調(diào)控n 控制細(xì)胞增殖的控制細(xì)胞增殖的原癌基因原癌基因活化或腫瘤抑制基因活化或腫瘤抑制基因失活；失活；n 促細(xì)胞凋亡的基因失活或抑制凋亡的基因促細(xì)胞凋亡的基因失活或抑制凋亡的基因（抑（抑癌基因）癌基因）功能增強(qiáng)；功能增強(qiáng)；n DNADNA修復(fù)基因修復(fù)基因失活，使突變?cè)诩?xì)胞內(nèi)積累，并且失活，使突變?cè)诩?xì)胞內(nèi)積累，并且累及到調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖及細(xì)胞凋亡的基因。累及到調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖及細(xì)胞凋亡的基因。 這些基因中某一基因的單一突變所致腫瘤發(fā)生的幾這些基因中某一基因的單

3、一突變所致腫瘤發(fā)生的幾率較小，數(shù)種相關(guān)基因突變的積累最終將導(dǎo)致腫瘤發(fā)率較小，數(shù)種相關(guān)基因突變的積累最終將導(dǎo)致腫瘤發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)移。生、發(fā)展與轉(zhuǎn)移。 在基因水平促使細(xì)胞增殖及凋亡失衡在基因水平促使細(xì)胞增殖及凋亡失衡 導(dǎo)致細(xì)胞惡變的原因有導(dǎo)致細(xì)胞惡變的原因有 癌基因癌基因抑癌基因抑癌基因生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子正調(diào)控正調(diào)控負(fù)調(diào)控負(fù)調(diào)控產(chǎn)物產(chǎn)物癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子的關(guān)系癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子的關(guān)系 癌基因和腫瘤抑制基因在細(xì)胞增殖中的作用癌基因和腫瘤抑制基因在細(xì)胞增殖中的作用 癌癌 基基 因因Oncogenes第第 一一 節(jié)節(jié) 癌基因的發(fā)現(xiàn)及概念癌基因的發(fā)現(xiàn)及概念癌基因包括：癌基因包括： 病毒癌基因

4、（病毒癌基因（v-onc）存在于病毒中存在于病毒中 細(xì)胞癌基因（細(xì)胞癌基因（c-onc）正常細(xì)胞具有致癌潛力的基因正常細(xì)胞具有致癌潛力的基因 一、細(xì)胞癌基因一、細(xì)胞癌基因n細(xì)胞癌基因細(xì)胞癌基因(cellular-oncogene，c-onc)存在于生物正常細(xì)胞基因組中的癌基因存在于生物正常細(xì)胞基因組中的癌基因（c-onc ），在正常情況下處于靜止或低水平），在正常情況下處于靜止或低水平表達(dá)狀態(tài)，其表達(dá)產(chǎn)物參與調(diào)節(jié)正常細(xì)胞的生表達(dá)狀態(tài)，其表達(dá)產(chǎn)物參與調(diào)節(jié)正常細(xì)胞的生長(zhǎng)與分化。由于細(xì)胞癌基因在正常細(xì)胞中以非長(zhǎng)與分化。由于細(xì)胞癌基因在正常細(xì)胞中以非激活的形式存在，不致癌，故又稱激活的形式存在，不致癌

5、，故又稱原癌基因原癌基因 (proto-oncogenes，pro-onc) 。原癌基因原癌基因癌基因癌基因細(xì)胞癌變細(xì)胞癌變物理、化學(xué)、生物物理、化學(xué)、生物突變、擴(kuò)增、激活突變、擴(kuò)增、激活被轉(zhuǎn)導(dǎo)入反轉(zhuǎn)錄病毒而活化被轉(zhuǎn)導(dǎo)入反轉(zhuǎn)錄病毒而活化病毒癌基因病毒癌基因v-con v-con n廣泛存在于生物界中；n 基因序列高度保守；n 作用通過(guò)其產(chǎn)物蛋白質(zhì)來(lái)體現(xiàn)；n 表達(dá)產(chǎn)物對(duì)正常細(xì)胞無(wú)害，而且對(duì)細(xì)胞正常生長(zhǎng)、繁殖、發(fā)育和分化起精確調(diào)控。n 在某些因素作用下被激活（基因結(jié)構(gòu)或表達(dá)水平異常）后形成癌性的細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因。細(xì)胞癌基因細(xì)胞癌基因/ /原癌基因的特點(diǎn)原癌基因的特點(diǎn)1. src家族：家族：產(chǎn)物多具有酪

6、氨酸蛋白激酶活性，產(chǎn)物多具有酪氨酸蛋白激酶活性，能促進(jìn)增殖信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。能促進(jìn)增殖信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。 2. ras家族：家族：編碼小編碼小G 蛋白蛋白p21，參與，參與cAMP水平水平的調(diào)節(jié)。的調(diào)節(jié)。 3. myc家族家族：編碼核內(nèi)編碼核內(nèi)DNA結(jié)合蛋白，調(diào)節(jié)其結(jié)合蛋白，調(diào)節(jié)其他基因轉(zhuǎn)錄的作用。他基因轉(zhuǎn)錄的作用。4. sis家族：家族：編碼的編碼的p28，能刺激間葉組織的細(xì)胞，能刺激間葉組織的細(xì)胞分裂繁殖。分裂繁殖。5. myb家族：家族：核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子細(xì)胞癌基因的分類及其產(chǎn)物細(xì)胞癌基因的分類及其產(chǎn)物類別類別癌基因名稱癌基因名稱作用作用生長(zhǎng)因子類生長(zhǎng)因子類SISSISPDGF-2PDGF-2

7、INT-2INT-2FGFFGF同類物，促進(jìn)細(xì)胞增殖同類物，促進(jìn)細(xì)胞增殖蛋白酪氨酸激酶類生長(zhǎng)因蛋白酪氨酸激酶類生長(zhǎng)因子受體子受體EGFREGFREGFEGF受體，促進(jìn)細(xì)胞增殖受體，促進(jìn)細(xì)胞增殖HER-2HER-2EGFEGF受體類似物，促進(jìn)細(xì)胞增殖受體類似物，促進(jìn)細(xì)胞增殖FMSFMS、KITKITM-CSFM-CSF受體、受體、SCFSCF受體，促增殖受體，促增殖膜結(jié)合的蛋白酪氨酸激酶膜結(jié)合的蛋白酪氨酸激酶SRCSRC、ABLABL與受體結(jié)合轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)與受體結(jié)合轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)細(xì)胞內(nèi)蛋白酪氨酸激酶細(xì)胞內(nèi)蛋白酪氨酸激酶TRKTRK在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)細(xì)胞內(nèi)蛋白絲細(xì)胞內(nèi)蛋白絲/ /蘇氨酸激蘇氨酸

8、激酶酶RAFRAFMAPKMAPK通路中的重要分子通路中的重要分子與膜結(jié)合的與膜結(jié)合的GTPGTP結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白R(shí)ASRASMAPKMAPK通路中的重要分子通路中的重要分子核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子MYCMYC促進(jìn)增殖相關(guān)基因表達(dá)促進(jìn)增殖相關(guān)基因表達(dá)FOSFOS、JUNJUN促進(jìn)增殖相關(guān)基因表達(dá)促進(jìn)增殖相關(guān)基因表達(dá)人體內(nèi)細(xì)胞癌基因的分類及功能舉例人體內(nèi)細(xì)胞癌基因的分類及功能舉例 癌基因最早發(fā)現(xiàn)于逆轉(zhuǎn)錄病毒中。癌基因最早發(fā)現(xiàn)于逆轉(zhuǎn)錄病毒中。1911年，年，F(xiàn). Rous醫(yī)生首次提出病毒引起腫瘤，但直到上醫(yī)生首次提出病毒引起腫瘤，但直到上一世紀(jì)一世紀(jì)50年代才得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)，命名為羅氏肉年代才得到實(shí)

9、驗(yàn)證實(shí)，命名為羅氏肉瘤病毒（瘤病毒（Rous Sarcoma Virus，RSV）。）。二、病毒癌基因二、病毒癌基因 n一類能使敏感宿主細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤或者使培一類能使敏感宿主細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤或者使培養(yǎng)細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞的動(dòng)物病毒。養(yǎng)細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞的動(dòng)物病毒。n腫瘤病毒有腫瘤病毒有DNA病毒和病毒和RNA病毒之分。病毒之分。n病毒癌基因最初發(fā)現(xiàn)于病毒癌基因最初發(fā)現(xiàn)于RNA病毒（雞病毒（雞Rous肉瘤病毒）肉瘤病毒）腫瘤病毒腫瘤病毒n存在于腫瘤病毒（多數(shù)屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒）存在于腫瘤病毒（多數(shù)屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒）基因組中，可以使靶細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化基因組中，可以使靶細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。的基因。n目前已發(fā)現(xiàn)的病

10、毒癌基因有目前已發(fā)現(xiàn)的病毒癌基因有30多種，主多種，主要是要是RNA病毒，大多數(shù)是逆轉(zhuǎn)錄病毒。也病毒，大多數(shù)是逆轉(zhuǎn)錄病毒。也可以是可以是DNA病毒，如乙型肝炎病毒。病毒，如乙型肝炎病毒。病毒癌基因病毒癌基因(virus oncogene,v-onc)存在于病毒（存在于病毒（ DNA腫瘤病毒或腫瘤病毒或RNA反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)錄病毒）基因組中的癌基因，通常不編碼病錄病毒）基因組中的癌基因，通常不編碼病毒的結(jié)構(gòu)成分，對(duì)病毒復(fù)制也沒(méi)有作用，但毒的結(jié)構(gòu)成分，對(duì)病毒復(fù)制也沒(méi)有作用，但可以使細(xì)胞持續(xù)增殖，從而導(dǎo)致宿主細(xì)胞發(fā)可以使細(xì)胞持續(xù)增殖，從而導(dǎo)致宿主細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。生惡性轉(zhuǎn)化。如，最早鑒定的禽類肉瘤病毒如，最

11、早鑒定的禽類肉瘤病毒(RSV)基因基因組中的組中的src基因基因 LTR gag pol env src LTR癌基因癌基因酪氨酸酪氨酸蛋白激酶蛋白激酶禽肉瘤病毒禽肉瘤病毒(RSV)(RSV)基因組基因組結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)病毒癌基因病毒癌基因v-src來(lái)源于宿主細(xì)胞的來(lái)源于宿主細(xì)胞的C-SRC基因基因 細(xì)胞癌基因與病毒癌基因的差細(xì)胞癌基因與病毒癌基因的差別別n1、病毒癌基因沒(méi)有內(nèi)含子；n2、病毒癌基因編碼序列有點(diǎn)突變或缺失突變；n3、病毒癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)有較強(qiáng)的細(xì)胞轉(zhuǎn)化活性；n4、細(xì)胞原癌基因的產(chǎn)物正性調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖。三、癌基因活化的機(jī)制三、癌基因活化的機(jī)制 癌細(xì)胞基因在物理、化學(xué)因素的作用下發(fā)生突變，

12、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)胞脫離正常的信號(hào)控制，獲得不受控制的異常增殖能力而發(fā)生惡性轉(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(guò)程，稱原原癌基因的活化癌基因的活化，是功能獲得的過(guò)程。 通常情況下，原癌基因是細(xì)胞正常生長(zhǎng)分裂、通常情況下，原癌基因是細(xì)胞正常生長(zhǎng)分裂、生長(zhǎng)和增殖所必需的，只不過(guò)其表達(dá)受到細(xì)胞的嚴(yán)生長(zhǎng)和增殖所必需的，只不過(guò)其表達(dá)受到細(xì)胞的嚴(yán)格控制。格控制。（1 1）基因低甲基化修飾基因低甲基化修飾（2）基因擴(kuò)增）基因擴(kuò)增（3）染色體易位）染色體易位（4）DNA重排重排（5）病毒基因啟動(dòng)子與增強(qiáng)子的插入）病毒基因啟動(dòng)子與增強(qiáng)子的插入

13、（6）點(diǎn)突變）點(diǎn)突變（7）癌基因的協(xié)同作用）癌基因的協(xié)同作用 癌基因激活的方式癌基因激活的方式（一）基因低甲基化修飾（一）基因低甲基化修飾 DNA分子中堿基的甲基化修飾狀態(tài)在真核基因表達(dá)調(diào)控中發(fā)揮重要作用。 真核細(xì)胞中胞嘧啶C常被甲基化修飾成5-5-甲甲基胞嘧啶基胞嘧啶，發(fā)生在基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)的CpG富集區(qū)（CpGCpG 島島）。通常甲基化水平與基因表達(dá)程度呈反比反比，處于轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)的基因CpG島一般低低甲基化修飾。 在腫瘤細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)癌基因的低甲基化或去甲基化可導(dǎo)致癌基因的大量表達(dá)，如胃癌細(xì)胞中的c-H-ras癌基因的低甲基化可導(dǎo)致其過(guò)度表達(dá)，是細(xì)胞癌變的一個(gè)重要特征。 （二）基因擴(kuò)增（二）基

14、因擴(kuò)增（gene amplification) 指基因組上個(gè)別基因的額外復(fù)制。指基因組上個(gè)別基因的額外復(fù)制。在在許多轉(zhuǎn)化細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中，可見(jiàn)許多轉(zhuǎn)化細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中，可見(jiàn)原癌因擴(kuò)增現(xiàn)象。發(fā)生擴(kuò)增的機(jī)制目前原癌因擴(kuò)增現(xiàn)象。發(fā)生擴(kuò)增的機(jī)制目前不清。不清。 基因擴(kuò)增常見(jiàn)于實(shí)體瘤，在腫瘤細(xì)胞基因擴(kuò)增常見(jiàn)于實(shí)體瘤，在腫瘤細(xì)胞中中基因擴(kuò)增涉及的癌基因主要有基因擴(kuò)增涉及的癌基因主要有c-mycc-myc, , c-ablc-abl, N-ras, N-ras, ,及及neuneu等。等。 原癌基因數(shù)量的增加或表達(dá)活性的原癌基因數(shù)量的增加或表達(dá)活性的增強(qiáng)，產(chǎn)生過(guò)量的表達(dá)蛋白質(zhì)。增強(qiáng)，產(chǎn)生過(guò)量的表達(dá)蛋白質(zhì)。腫

15、瘤擴(kuò)增可能預(yù)示腫瘤演進(jìn)的改變或腫瘤擴(kuò)增可能預(yù)示腫瘤演進(jìn)的改變或是癌變的晚期，代表該腫瘤自主性和侵是癌變的晚期，代表該腫瘤自主性和侵襲性的增強(qiáng)，故對(duì)其檢測(cè)可能有助于預(yù)襲性的增強(qiáng)，故對(duì)其檢測(cè)可能有助于預(yù)后的判斷。后的判斷。 逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組中的長(zhǎng)末端重復(fù)序逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組中的長(zhǎng)末端重復(fù)序列列（LTR）內(nèi)含較強(qiáng)的啟動(dòng)子或增強(qiáng)子，感內(nèi)含較強(qiáng)的啟動(dòng)子或增強(qiáng)子，感染細(xì)胞時(shí)，染細(xì)胞時(shí)，LTRLTR可隨機(jī)整合到宿主細(xì)胞的可隨機(jī)整合到宿主細(xì)胞的基因組中，如果病毒基因組中，如果病毒LTRLTR恰好整合到細(xì)胞恰好整合到細(xì)胞原癌基因附近或內(nèi)部，則原癌基因附近或內(nèi)部，則LTRLTR所含的強(qiáng)啟所含的強(qiáng)啟動(dòng)子或增強(qiáng)子可啟動(dòng)

16、或促進(jìn)原癌基因的過(guò)動(dòng)子或增強(qiáng)子可啟動(dòng)或促進(jìn)原癌基因的過(guò)度表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞癌變。度表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞癌變。（三）獲得啟動(dòng)子與增強(qiáng)子（三）獲得啟動(dòng)子與增強(qiáng)子1 1、啟動(dòng)子插入、啟動(dòng)子插入2 2、增強(qiáng)子插入、增強(qiáng)子插入（四）染色體易位（四）染色體易位（chromosome translocation ） 染色體的一部分基因斷裂脫離，并與其他染染色體的一部分基因斷裂脫離，并與其他染色體連接的重排過(guò)程。色體連接的重排過(guò)程。 在染色體易位的過(guò)程中發(fā)生了某些基因的易在染色體易位的過(guò)程中發(fā)生了某些基因的易位和重排，使原來(lái)無(wú)活性的原癌基因轉(zhuǎn)位至強(qiáng)的位和重排，使原來(lái)無(wú)活性的原癌基因轉(zhuǎn)位至強(qiáng)的啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被活化，

17、原癌基因表達(dá)增啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被活化，原癌基因表達(dá)增強(qiáng)，導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。強(qiáng)，導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。 使原來(lái)無(wú)活性的原癌基因移至某些強(qiáng)使原來(lái)無(wú)活性的原癌基因移至某些強(qiáng)的啟動(dòng)基因或增強(qiáng)子附近而被活化。的啟動(dòng)基因或增強(qiáng)子附近而被活化。 腫瘤細(xì)胞中的染色體是不正常的。腫瘤細(xì)胞中常腫瘤細(xì)胞中的染色體是不正常的。腫瘤細(xì)胞中常見(jiàn)的染色體異常是易位。見(jiàn)的染色體異常是易位。 染色體易位染色體易位是指一條染色體的某一片段斷下之是指一條染色體的某一片段斷下之后再連接到另一條染色體上。后再連接到另一條染色體上。 例如例如：正常細(xì)胞中：正常細(xì)胞中c-mycc-myc基因在轉(zhuǎn)錄水平上是低基因在轉(zhuǎn)錄水平上是低水平的，而易位的

18、水平的，而易位的c-mycc-myc則轉(zhuǎn)錄頻率升高，導(dǎo)致癌變。則轉(zhuǎn)錄頻率升高，導(dǎo)致癌變。n急性髓系白血病急性髓系白血病 (AML) (AML) 患者患者6;96;9染色體易位染色體易位 DEK-CANDEK-CAN融合基因表達(dá)。融合基因表達(dá)。n4 4例急性髓系白血病患者為例急性髓系白血病患者為t(6;9)(p23;q34)t(6;9)(p23;q34)易易位；位；4 4例初診、再發(fā)及完全緩解期患者均不同例初診、再發(fā)及完全緩解期患者均不同程度檢出程度檢出DEK-CANDEK-CAN融合基因，占融合基因，占100%100%；nDEK-CANDEK-CAN基因是基因是AMLAML發(fā)病的分子基礎(chǔ)，檢測(cè)

19、發(fā)病的分子基礎(chǔ)，檢測(cè)DEK-DEK-CANCAN融合基因?qū)τ谌诤匣驅(qū)τ贏MLAML的診斷、療效觀察及預(yù)后的診斷、療效觀察及預(yù)后判斷有重要意義。判斷有重要意義。 （五）點(diǎn)突變（五）點(diǎn)突變（point mutation ） 原癌基因在射線或化學(xué)致癌劑作用下，可原癌基因在射線或化學(xué)致癌劑作用下，可能發(fā)生點(diǎn)突變，導(dǎo)致編碼蛋白中單個(gè)氨基酸的能發(fā)生點(diǎn)突變，導(dǎo)致編碼蛋白中單個(gè)氨基酸的替換，改變了蛋白質(zhì)的氨基酸組成，造成蛋白替換，改變了蛋白質(zhì)的氨基酸組成，造成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能異常，活性改變。質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能異常，活性改變。 30%的腫瘤組織都帶有ras基因家族（H-ras 、 K-ras、 N-ras ）的點(diǎn)突

20、變，從各種不同的人類腫瘤細(xì)胞系分離到的ras癌基因中，c-ras原癌基因都是由一個(gè)單堿基突變而激活成癌基因的。 例如，正常H-ras中的第12號(hào)密碼子為GGC，從各種不同的人類腫瘤細(xì)胞系分離到的ras癌基因中，c-ras原癌基因都是由一個(gè)單堿基突變而激活成癌基因的。癌基因活化的癌基因活化的4 4種機(jī)制示意圖種機(jī)制示意圖 n核內(nèi)癌基因易與胞漿癌基因產(chǎn)物發(fā)生協(xié)同核內(nèi)癌基因易與胞漿癌基因產(chǎn)物發(fā)生協(xié)同作用作用( (前者使細(xì)胞永生前者使細(xì)胞永生, ,后者改變細(xì)胞形態(tài)后者改變細(xì)胞形態(tài), ,降低對(duì)生長(zhǎng)因子和貼壁的要求降低對(duì)生長(zhǎng)因子和貼壁的要求).).如如mycmyc與與rasras協(xié)同致癌協(xié)同致癌n癌基因的

21、激活與抑癌基因的失活協(xié)同致癌癌基因的激活與抑癌基因的失活協(xié)同致癌（六）癌基因的協(xié)同作用（六）癌基因的協(xié)同作用 癌基因的活化是腫瘤發(fā)生過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，癌基因的活化是腫瘤發(fā)生過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，不同的癌基因在不同的情況下，可通過(guò)不同的途徑不同的癌基因在不同的情況下，可通過(guò)不同的途徑被激活。一種癌基因在同一癌變過(guò)程中可通過(guò)不同被激活。一種癌基因在同一癌變過(guò)程中可通過(guò)不同 的機(jī)制活化，同一個(gè)致癌因素可通過(guò)不同的方式、的機(jī)制活化，同一個(gè)致癌因素可通過(guò)不同的方式、不同的致癌因素可通過(guò)現(xiàn)一種方式來(lái)激活癌基因，不同的致癌因素可通過(guò)現(xiàn)一種方式來(lái)激活癌基因，因此癌基因激活是個(gè)復(fù)雜、相互協(xié)調(diào)的過(guò)程，癌基因此癌基因激

22、活是個(gè)復(fù)雜、相互協(xié)調(diào)的過(guò)程，癌基因被激活的結(jié)果可能是：因被激活的結(jié)果可能是：n出現(xiàn)新的表達(dá)產(chǎn)物出現(xiàn)新的表達(dá)產(chǎn)物 n出現(xiàn)過(guò)量的正常表達(dá)產(chǎn)物出現(xiàn)過(guò)量的正常表達(dá)產(chǎn)物n出現(xiàn)異常、截短的表達(dá)產(chǎn)物出現(xiàn)異常、截短的表達(dá)產(chǎn)物癌基因被激活的結(jié)果癌基因被激活的結(jié)果 癌癌基因編碼的蛋白質(zhì)稱為基因編碼的蛋白質(zhì)稱為癌蛋白癌蛋白，癌，癌基因的生基因的生物學(xué)功能即是由癌蛋白執(zhí)行物學(xué)功能即是由癌蛋白執(zhí)行的。的。 癌癌蛋白蛋白多數(shù)是作為傳遞生長(zhǎng)信號(hào)多數(shù)是作為傳遞生長(zhǎng)信號(hào)的因子參與腫瘤細(xì)胞增殖過(guò)程。的因子參與腫瘤細(xì)胞增殖過(guò)程。四、原癌基因的產(chǎn)物與功能四、原癌基因的產(chǎn)物與功能n癌基因編碼的蛋白質(zhì)與細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)控的許多癌基因編碼的蛋白

23、質(zhì)與細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)控的許多因子有關(guān)，參與細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、分化途徑因子有關(guān)，參與細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、分化途徑各個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)控，依據(jù)其在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途各個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)控，依據(jù)其在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的作用分為以下幾類：徑中的作用分為以下幾類：癌蛋白的分類癌蛋白的分類作用于作用于細(xì)胞膜上的受體系統(tǒng)細(xì)胞膜上的受體系統(tǒng)或或直接被傳遞直接被傳遞至細(xì)胞內(nèi)至細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)蛋白激酶活化轉(zhuǎn)錄因子，引發(fā)，通過(guò)蛋白激酶活化轉(zhuǎn)錄因子，引發(fā)一系列基因的轉(zhuǎn)錄激活。一系列基因的轉(zhuǎn)錄激活。sis表達(dá)蛋白表達(dá)蛋白P28P28和和PDGFPDGF一樣能促進(jìn)血一樣能促進(jìn)血管的生長(zhǎng)。管的生長(zhǎng)。（一）細(xì)胞外生長(zhǎng)因子（一）細(xì)胞外生長(zhǎng)因子n例如：例如：（二）

24、跨膜的生長(zhǎng)因子受體：（二）跨膜的生長(zhǎng)因子受體：接受細(xì)胞外的生長(zhǎng)信號(hào)并將其傳入胞內(nèi)。接受細(xì)胞外的生長(zhǎng)信號(hào)并將其傳入胞內(nèi)。受體的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)具有特異的蛋白激酶活性，通受體的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)具有特異的蛋白激酶活性，通過(guò)磷酸化作用使其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，增加激酶對(duì)底過(guò)磷酸化作用使其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，增加激酶對(duì)底物的活性，促進(jìn)生長(zhǎng)信號(hào)在胞內(nèi)的傳遞。物的活性，促進(jìn)生長(zhǎng)信號(hào)在胞內(nèi)的傳遞。n例如例如c-src、c-abl有酪氨酸特異的蛋白激酶活性。有酪氨酸特異的蛋白激酶活性。c-mos和和raf所編碼的激酶使絲氨酸和蘇氨酸殘所編碼的激酶使絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化?；姿峄?。 非受體酪氨酸激酶非受體酪氨酸激酶(src，abl)、

25、絲氨酸、絲氨酸/ /蘇蘇氨酸激酶氨酸激酶(raf)，rasras蛋白蛋白(H-ras，K-ras和和N-ras)及磷脂酶及磷脂酶(crk產(chǎn)物產(chǎn)物)。（三）細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)分子（三）細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)分子原癌基因的產(chǎn)物原癌基因的產(chǎn)物作為胞內(nèi)信息傳遞體系成作為胞內(nèi)信息傳遞體系成員，或者通過(guò)影響第二信使作用，員，或者通過(guò)影響第二信使作用，將接受到的將接受到的信號(hào)由胞內(nèi)傳至核內(nèi)，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)。信號(hào)由胞內(nèi)傳至核內(nèi)，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)。n例如：例如：（四）核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子（四）核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子某些癌基因表達(dá)蛋白定位于細(xì)胞核內(nèi)，某些癌基因表達(dá)蛋白定位于細(xì)胞核內(nèi)，與靶基因的順式調(diào)控元件相結(jié)合與靶基因的順式調(diào)控元件相結(jié)合直接調(diào)節(jié)靶

26、直接調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄活性。基因的轉(zhuǎn)錄活性。n例如：例如：c - f o s 是 一 種 即 刻 早 期 反 應(yīng) 基 因是 一 種 即 刻 早 期 反 應(yīng) 基 因(immediate early gene，IEG)。作為傳遞信。作為傳遞信息的第三信使。息的第三信使。 主要介紹幾種結(jié)構(gòu)及功能了解較為清楚的癌主要介紹幾種結(jié)構(gòu)及功能了解較為清楚的癌基因?；?。1 1、sissis等生長(zhǎng)因子類癌基因等生長(zhǎng)因子類癌基因 v-sisv-sis首先發(fā)現(xiàn)于猿猴肉瘤病毒中，首先發(fā)現(xiàn)于猿猴肉瘤病毒中，sissis基基因的蛋白產(chǎn)物位于細(xì)胞質(zhì)，分子量為因的蛋白產(chǎn)物位于細(xì)胞質(zhì)，分子量為28kD28kD，稱，稱為為p28p

27、28sissis, ,它與血小板源性生長(zhǎng)因子它與血小板源性生長(zhǎng)因子鏈具有同鏈具有同源性源性。幾種癌基因的特性及其作用幾種癌基因的特性及其作用 如果如果PDGFPDGF被不斷產(chǎn)生，則細(xì)胞即可持續(xù)分裂，被不斷產(chǎn)生，則細(xì)胞即可持續(xù)分裂，所以所以sissis癌基因產(chǎn)物可以通過(guò)癌基因產(chǎn)物可以通過(guò)自分泌或旁分泌自分泌或旁分泌的形的形式刺激自身或其鄰近細(xì)胞的式刺激自身或其鄰近細(xì)胞的分裂增殖。分裂增殖。 erbB erbB原癌基因產(chǎn)物是分子量為原癌基因產(chǎn)物是分子量為170kD170kD的的糖蛋白，由糖蛋白，由配體結(jié)合區(qū)，跨膜區(qū)配體結(jié)合區(qū)，跨膜區(qū)及及酪氨酸酪氨酸蛋白激酶區(qū)蛋白激酶區(qū)三個(gè)結(jié)構(gòu)域組成。三個(gè)結(jié)構(gòu)域組成

28、。、erbB等生長(zhǎng)因子受體類癌基因等生長(zhǎng)因子受體類癌基因 ras ras基因家族包括三個(gè)相關(guān)的成員：基因家族包括三個(gè)相關(guān)的成員：K-K-rasras、H-rasH-ras和和N-rasN-ras。 c-rasc-ras及及v-rasv-ras基因產(chǎn)物分子量為基因產(chǎn)物分子量為21kD21kD，稱為稱為p21p21rasras。 p21p21蛋白有結(jié)合蛋白有結(jié)合GTPGTP和和GTPGTP酶活性。酶活性。 p21p21與其他與其他G G蛋白具有同源性，它們?cè)诘鞍拙哂型葱?，它們?cè)谛盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中發(fā)揮作用。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中發(fā)揮作用。 rasras原癌基因的激活主要是通過(guò)點(diǎn)突變?cè)┗虻募せ钪饕峭ㄟ^(guò)點(diǎn)突

29、變及過(guò)量表達(dá)方式。及過(guò)量表達(dá)方式。、ras及及src等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子類癌基因等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子類癌基因 src src基因首先是從禽類基因首先是從禽類RousRous肉瘤病毒中分離肉瘤病毒中分離得到的。得到的。v-srcv-src基因產(chǎn)物為分子量基因產(chǎn)物為分子量60kD60kD的磷蛋白，的磷蛋白，稱為稱為pp60pp60v-srcv-src, ,它是逆轉(zhuǎn)錄病毒從宿主細(xì)胞中轉(zhuǎn)導(dǎo)它是逆轉(zhuǎn)錄病毒從宿主細(xì)胞中轉(zhuǎn)導(dǎo)而來(lái)的。而來(lái)的。c-srcc-src基因編碼的蛋白質(zhì)亦為分子量為基因編碼的蛋白質(zhì)亦為分子量為60kD60kD的磷蛋白，稱為的磷蛋白，稱為pp60pp60c-srcc-src。二者具有很高的。二者具有

30、很高的同源性。同源性。 srcsrc基因產(chǎn)物酪氨酸蛋白激酶活性表現(xiàn)之一基因產(chǎn)物酪氨酸蛋白激酶活性表現(xiàn)之一為肌醇磷脂激酶活性為肌醇磷脂激酶活性催化底物產(chǎn)生第二信使分催化底物產(chǎn)生第二信使分子如子如DGDG和和IPIP3 3參與生長(zhǎng)因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。參與生長(zhǎng)因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。、mycmyc等核轉(zhuǎn)錄因子類癌基因等核轉(zhuǎn)錄因子類癌基因 mycmyc基因家族包括三個(gè)成員：基因家族包括三個(gè)成員：c-mycc-myc、N-mycN-myc、L-mycL-myc，三者之間具有很高的同源性，編碼的蛋三者之間具有很高的同源性，編碼的蛋白質(zhì)亦具有相似的生物學(xué)作用。白質(zhì)亦具有相似的生物學(xué)作用。 mycmyc基因產(chǎn)物與另一反式作用

31、因子基因產(chǎn)物與另一反式作用因子Max(21kD)Max(21kD)結(jié)合形成復(fù)合物，結(jié)合形成復(fù)合物，與與DNADNA結(jié)合，結(jié)合，調(diào)節(jié)下游基因的調(diào)節(jié)下游基因的表達(dá)以刺激細(xì)胞分裂或抑制細(xì)胞的終末分化。表達(dá)以刺激細(xì)胞分裂或抑制細(xì)胞的終末分化。細(xì)胞外生長(zhǎng)因子細(xì)胞外生長(zhǎng)因子 跨膜的生長(zhǎng)因子受體跨膜的生長(zhǎng)因子受體細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)體細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)體核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子 原癌基因原癌基因BRAFBRAF所編碼的蛋白質(zhì)屬于絲所編碼的蛋白質(zhì)屬于絲/ /蘇氨蘇氨酸激酶，是酸激酶，是MAPKMAPK信號(hào)通路的重要組成分子，在信號(hào)通路的重要組成分子，在調(diào)控細(xì)胞增殖、分化等方面發(fā)揮重要作用。調(diào)控細(xì)胞增殖、分化等方面發(fā)揮重

32、要作用。五、癌基因表達(dá)產(chǎn)物促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展五、癌基因表達(dá)產(chǎn)物促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展約約60%的黑素瘤中的黑素瘤中BRAF發(fā)生突變，其第發(fā)生突變，其第600位氨基酸從纈氨酸突變?yōu)楣劝彼幔ㄎ话被釓睦i氨酸突變?yōu)楣劝彼幔╒600E）最為常見(jiàn)，導(dǎo)致最為常見(jiàn)，導(dǎo)致B-Raf的持續(xù)激活。的持續(xù)激活。（一）（一）BRAFn例如：例如：HER2HER2是表皮生長(zhǎng)因子受體家族成員，具有是表皮生長(zhǎng)因子受體家族成員，具有蛋白酪氨酸激酶活性，能激活下游信號(hào)通路，從蛋白酪氨酸激酶活性，能激活下游信號(hào)通路，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡。而促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡。在在30%的乳腺癌中的乳腺癌中HER2基因發(fā)生擴(kuò)增或者基因發(fā)

33、生擴(kuò)增或者過(guò)度表達(dá)，其表達(dá)水平與治療后復(fù)發(fā)率和不良預(yù)過(guò)度表達(dá)，其表達(dá)水平與治療后復(fù)發(fā)率和不良預(yù)后顯著相關(guān)。后顯著相關(guān)。（二）（二）HER2n例如：例如：慢性粒細(xì)胞白血病患者的慢性粒細(xì)胞白血病患者的9 9號(hào)染色體與號(hào)染色體與2222號(hào)染號(hào)染色體之間發(fā)生易位，從而融合產(chǎn)生了癌基因色體之間發(fā)生易位，從而融合產(chǎn)生了癌基因BCR-BCR-ABLABL，編碼的蛋白質(zhì)，編碼的蛋白質(zhì)Bcr-AblBcr-Abl具有持續(xù)活化的蛋白具有持續(xù)活化的蛋白酪氨酸激酶活性，能促進(jìn)細(xì)胞增殖，并增加基因酪氨酸激酶活性，能促進(jìn)細(xì)胞增殖，并增加基因組的不穩(wěn)定性。組的不穩(wěn)定性。在在95%的慢性粒細(xì)胞白血病患者中都伴隨有的慢性粒細(xì)胞

34、白血病患者中都伴隨有BCR-ABL融合基因的產(chǎn)生，在一些急性淋巴白融合基因的產(chǎn)生，在一些急性淋巴白血病患者中也有發(fā)現(xiàn)。血病患者中也有發(fā)現(xiàn)。（三）（三）BCR-ABLn例如：例如：第第 二二 節(jié)節(jié)抑抑 癌癌 基基 因因Anti-oncogenesn腫瘤抑制基因腫瘤抑制基因(tumor suppressor gene) 一、腫瘤抑制基因的概念一、腫瘤抑制基因的概念抑癌基因也稱腫瘤抑制基因或抗癌基因抑癌基因也稱腫瘤抑制基因或抗癌基因（anticancer gene）或抑癌基因（）或抑癌基因（Anti-oncogenes ），是調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生長(zhǎng)和增殖的基因。是調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生長(zhǎng)和增殖的基因。當(dāng)這些基因不

35、能表達(dá)，或者當(dāng)它們的產(chǎn)物失去活性當(dāng)這些基因不能表達(dá)，或者當(dāng)它們的產(chǎn)物失去活性時(shí)，細(xì)胞就會(huì)異常生長(zhǎng)和增殖，最終導(dǎo)致細(xì)胞癌變。時(shí)，細(xì)胞就會(huì)異常生長(zhǎng)和增殖，最終導(dǎo)致細(xì)胞癌變。反之，若導(dǎo)入或激活它則可抑制細(xì)胞的惡性表型。反之，若導(dǎo)入或激活它則可抑制細(xì)胞的惡性表型。抑癌基因抑癌基因(cancer suppressive gene, anti-oncogene)抑制細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)、增殖從而遏制腫抑制細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)、增殖從而遏制腫瘤形成的基因。瘤形成的基因。n早在早在2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代，年代，T. BoveriT. Boveri就提出正常細(xì)胞就提出正常細(xì)胞中存在特異的抑制細(xì)胞增殖的因素，并假定與中存在

36、特異的抑制細(xì)胞增殖的因素，并假定與染色體有關(guān)染色體有關(guān), ,腫瘤細(xì)胞因失去某種抑制性染色體腫瘤細(xì)胞因失去某種抑制性染色體而能無(wú)限增殖。而能無(wú)限增殖。n2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代，年代，H. HarrisH. Harris開(kāi)創(chuàng)了雜合細(xì)胞的致開(kāi)創(chuàng)了雜合細(xì)胞的致癌性研究癌性研究 nA. KnudsonA. Knudson在研究視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤在研究視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（retinoblastomaretinoblastoma，RbRb）的流行病學(xué)中發(fā)現(xiàn)）的流行病學(xué)中發(fā)現(xiàn)RBRB基因基因 二、抑癌基因的發(fā)現(xiàn)二、抑癌基因的發(fā)現(xiàn)雜合細(xì)胞的致癌性研究雜合細(xì)胞的致癌性研究n將小鼠的惡性腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞雜交融合，得

37、到雜合細(xì)胞，失去惡性表型；n將雜交細(xì)胞接種在動(dòng)物體內(nèi)，不產(chǎn)生腫瘤；n導(dǎo)入正常細(xì)胞染色體的腫瘤細(xì)胞接種動(dòng)物，通常不產(chǎn)生腫瘤 提示正常細(xì)胞中有抑制腫瘤的基因，即腫瘤抵制基因！二次打擊學(xué)說(shuō)二次打擊學(xué)說(shuō)n家族性Rb患者的腫瘤常在嬰幼兒早發(fā)，且雙側(cè)多發(fā)性（散發(fā)患者剛發(fā)病較晚，且單發(fā)），遺傳性和散發(fā)性的腫瘤都與RB基因的失活有關(guān)。n早發(fā)性患者從父母獲得的一對(duì)等位RB基因，一個(gè)是正常（野生型）基因，另一個(gè)是的，如野生型RB基因再發(fā)生突變失活，其功能就會(huì)全部喪失，導(dǎo)致早期發(fā)生Bb.n散發(fā)性患者從父母獲得的一對(duì)等位RB基因都是正常的，只有它們各自都突變失活，才可能使RB基因的功能喪失，腫瘤發(fā)生較晚。n據(jù)此提出“

38、二次打擊學(xué)說(shuō)，即腫瘤的發(fā)生需要該基因位點(diǎn)發(fā)生兩次突變”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腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞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 抑癌基因編碼產(chǎn)物的功能主要有誘導(dǎo)細(xì)胞分化、維持基因穩(wěn)定、觸發(fā)或誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等?？傮w上抑癌基因?qū)ιL(zhǎng)起負(fù)調(diào)控作用，能抑制細(xì)胞的惡性生長(zhǎng)。目前已鑒定的一些抑癌基因產(chǎn)物及功能如下：三、常見(jiàn)抑癌基因及其功能三、常見(jiàn)抑癌基因及其功能 名稱名稱染色體定位染色體定位相關(guān)腫瘤相關(guān)腫瘤編碼產(chǎn)物及功能編碼產(chǎn)物及功能TP

39、53TP5317p13.117p13.1多種腫瘤多種腫瘤轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子p53 p53 ，細(xì)胞周期負(fù)調(diào)節(jié)和，細(xì)胞周期負(fù)調(diào)節(jié)和DNADNA損傷后凋亡損傷后凋亡RBRB13q14.213q14.2RbRb、骨肉瘤、骨肉瘤轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子p105 Rbp105 RbPTENPTEN10q23.310q23.3膠質(zhì)瘤、膀胱癌、前列腺癌、子宮內(nèi)膜膠質(zhì)瘤、膀胱癌、前列腺癌、子宮內(nèi)膜癌癌磷脂類信使的去磷酸化，抑制磷脂類信使的去磷酸化，抑制PI3K-AktPI3K-Akt通路通路P16P169p219p21肺癌、乳腺癌、胰腺癌、食道癌、黑素肺癌、乳腺癌、胰腺癌、食道癌、黑素瘤瘤p16p16蛋白，細(xì)胞周期檢查點(diǎn)

40、負(fù)調(diào)節(jié)蛋白，細(xì)胞周期檢查點(diǎn)負(fù)調(diào)節(jié)P21P216p216p21前列腺癌前列腺癌抑制抑制Cdk1Cdk1、2 2、4 4和和6 6APCAPC5q22.25q22.2結(jié)腸癌、胃癌等結(jié)腸癌、胃癌等G G蛋白，細(xì)胞粘附與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，細(xì)胞粘附與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) DCCDCC18q21 18q21 結(jié)腸癌結(jié)腸癌表面糖蛋白（細(xì)胞黏附分子）表面糖蛋白（細(xì)胞黏附分子）NF1NF17q12.27q12.2神經(jīng)纖維瘤神經(jīng)纖維瘤GTPGTP酶激活劑酶激活劑NF2NF222q12.2 22q12.2 神經(jīng)鞘膜瘤、腦膜瘤神經(jīng)鞘膜瘤、腦膜瘤連接膜與細(xì)胞骨架的蛋白連接膜與細(xì)胞骨架的蛋白VHLVHL3p25.33p25.3小細(xì)胞肺癌

41、、宮頸癌、腎癌小細(xì)胞肺癌、宮頸癌、腎癌轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白WT1WT111p13 11p13 腎母細(xì)胞瘤腎母細(xì)胞瘤轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子常見(jiàn)抑癌基因及其功能常見(jiàn)抑癌基因及其功能 四、抑癌基因失活的機(jī)制四、抑癌基因失活的機(jī)制（一）基因高甲基化修飾（一）基因高甲基化修飾近年表觀遺傳學(xué)研究表明，近年表觀遺傳學(xué)研究表明，DNADNA甲基化修甲基化修飾在真核基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮重要作用，主飾在真核基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控中發(fā)揮重要作用，主要由甲基化酶和去甲基化酶調(diào)節(jié)。要由甲基化酶和去甲基化酶調(diào)節(jié)。抑癌基因抑癌基因啟動(dòng)子區(qū)啟動(dòng)子區(qū)CpGCpG島高甲基化島高甲基化修飾，修飾，阻礙轉(zhuǎn)錄因子蛋白與啟動(dòng)子結(jié)合，不能形成轉(zhuǎn)阻礙

42、轉(zhuǎn)錄因子蛋白與啟動(dòng)子結(jié)合，不能形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，從而影響基因轉(zhuǎn)錄活性。錄復(fù)合體，從而影響基因轉(zhuǎn)錄活性。（一）基因高甲基化修飾（一）基因高甲基化修飾在許多腫瘤中常檢測(cè)到在許多腫瘤中常檢測(cè)到p16p16、p53p53、BRCA-1BRCA-1、 VHLVHL等抑癌基因啟動(dòng)子區(qū)等抑癌基因啟動(dòng)子區(qū)CpGCpG島高甲基化修飾島高甲基化修飾變化，而且往往是腫瘤發(fā)生的早期事件。變化，而且往往是腫瘤發(fā)生的早期事件。如，約如，約70%70%的散發(fā)性腎癌患者中，因啟動(dòng)的散發(fā)性腎癌患者中，因啟動(dòng)子的甲基化而存在子的甲基化而存在VHLVHL的失活。的失活。啟動(dòng)子區(qū)的高甲基化可使啟動(dòng)子區(qū)的高甲基化可使p16p16表達(dá)水平

43、降低，表達(dá)水平降低，導(dǎo)致細(xì)胞周期異常從而促進(jìn)細(xì)胞增殖。導(dǎo)致細(xì)胞周期異常從而促進(jìn)細(xì)胞增殖。n人類體細(xì)胞屬于二倍體細(xì)胞，其基因組的大多數(shù)區(qū)域是雜合的，即這些區(qū)域往往含有兩個(gè)不同的等位基因（父母各一個(gè)）。n某些情況下，會(huì)丟失等位基因的一個(gè)拷貝，從而喪失其雜合性，該現(xiàn)象稱雜合性缺失（loss of heterozygosity, LOH）。nLOH是腫瘤細(xì)胞中常見(jiàn)的異常遺傳現(xiàn)象，發(fā)生雜合缺失的區(qū)域往往是抑癌基因所在的區(qū)域。如Rb（二）雜合性缺失（二）雜合性缺失 兩個(gè)等位基因純合性缺失不可能表達(dá)相應(yīng)的蛋白質(zhì)。（三）純合性缺失（三）純合性缺失（四）基因突變（四）基因突變 基因突變是導(dǎo)致抑癌基因失活，甚至轉(zhuǎn)

44、變?yōu)榘┗虻闹饕獧C(jī)制之一。 抑癌基因在細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)、分化過(guò)程中發(fā)揮重要作用，其功能缺失會(huì)導(dǎo)致腫瘤等相關(guān)疾病的發(fā)生。以TP53、 RB 、PTEN 三個(gè)腫瘤抑制基因?yàn)槔f(shuō)明：五、抑癌基因失活與腫瘤五、抑癌基因失活與腫瘤 RbRb基因（人視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤易感基因，基因（人視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤易感基因，retinoblastoma susceptibility generetinoblastoma susceptibility gene基因基因, ,是第一個(gè)被克隆和完成全序列測(cè)定的抑癌基因。是第一個(gè)被克隆和完成全序列測(cè)定的抑癌基因。它控制許多腫瘤的遺傳易感性，最明顯的是視它控制許多腫瘤的遺傳易感性，最明顯

45、的是視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤，（小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、膀胱網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤，（小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、膀胱癌和前列腺癌中都發(fā)現(xiàn)有癌和前列腺癌中都發(fā)現(xiàn)有RbRb基因）基因） RbRb基因位于人類染色體基因位于人類染色體13q14.1213q14.12，含有，含有2727個(gè)外顯子全長(zhǎng)個(gè)外顯子全長(zhǎng)180388bp180388bp，其，其mRNAmRNA長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為4.7kb4.7kb，編碼的蛋白質(zhì)屬于編碼的蛋白質(zhì)屬于磷蛋白磷蛋白，分子量，分子量105000105000。RbRb蛋白的磷酸化狀態(tài)及其與其他蛋白質(zhì)結(jié)合，與蛋白的磷酸化狀態(tài)及其與其他蛋白質(zhì)結(jié)合，與它的功能密切相關(guān)。它的功能密切相關(guān)。（一）視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因（一

46、）視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因（Rb基因）基因）n磷酸化的Rb（pRb）蛋白是一種核磷蛋白，位于核內(nèi)，為DNA結(jié)合蛋白，作為轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。n磷酸化和去磷酸化是調(diào)節(jié)Rb蛋白活性的重要形式，其磷酸化程序在細(xì)胞周期中發(fā)生周期性變化：n G0、G1期: Rb蛋白去磷酸化去磷酸化/低磷酸化低磷酸化(為活性活性型，能促進(jìn)細(xì)胞分化，抑制細(xì)胞增殖型，能促進(jìn)細(xì)胞分化，抑制細(xì)胞增殖)；G2、S期、M期: Rb蛋白磷酸化。n調(diào)節(jié)Rb蛋白磷酸化狀態(tài)重要的過(guò)程是發(fā)生在G1 /S期期交界處。n磷酸化和去磷酸化是調(diào)節(jié)Rb蛋白活性的重要形式，其磷酸化程序在細(xì)胞周期中發(fā)生周期性變化：nRb磷酸化的程度，受細(xì)胞周期中增殖調(diào)控蛋白（

47、細(xì)胞周期蛋白,cyclin、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶cyclin-dependent kinase, CDK )的直接控制。n G0、G1期: Rb蛋白去磷酸化去磷酸化/低磷酸化低磷酸化(為活性活性型，能促進(jìn)細(xì)胞分化，抑制細(xì)胞增殖型，能促進(jìn)細(xì)胞分化，抑制細(xì)胞增殖)；G2、S期、M期: Rb蛋白磷酸化。n調(diào)節(jié)Rb蛋白磷酸化狀態(tài)重要的過(guò)程是發(fā)生在G1 /S期期交界處。G0 G1期期Rb蛋白蛋白E-2FS期期E-2FDNAmRNADNARb蛋白蛋白低磷酸化的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。 n細(xì)胞進(jìn)入G1期時(shí)Rb蛋白處于低磷酸化狀態(tài)，使細(xì)胞不能通過(guò)G1 S期關(guān)卡。n低磷酸化Rb

48、蛋白對(duì)G1 期 S期的負(fù)調(diào)節(jié)作用，是通過(guò)與轉(zhuǎn)錄因子E2 F結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的。n在細(xì)胞增殖信號(hào)通過(guò)依賴于cyclinD1的激酶CDK4的活化，導(dǎo)致Rb磷酸化，高磷酸化的Rb不能與E2 F 結(jié)合， E2 F 啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)細(xì)胞G1 S 轉(zhuǎn)化。 Rb Rb蛋白分子量為蛋白分子量為110kD110kD，稱為，稱為p110p110RbRb，RbRb蛋蛋白的磷酸化水平對(duì)其功能具有重要影響，且與白的磷酸化水平對(duì)其功能具有重要影響，且與細(xì)胞周期密切相關(guān)。在細(xì)胞周期密切相關(guān)。在G G1 1/S/S期，期，RbRb表達(dá)增高并從表達(dá)增高并從非磷酸化狀態(tài)非磷酸化狀態(tài)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為磷酸化狀態(tài)磷酸化狀態(tài)，前者可前者可阻斷阻

49、斷細(xì)胞進(jìn)入期細(xì)胞進(jìn)入期，后者則失去這種作用。，后者則失去這種作用。 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中發(fā)現(xiàn)有視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中發(fā)現(xiàn)有RbRb基因的失活?；虻氖Щ睢?野生型野生型RbRb基因?qū)牖驅(qū)隦bRb腫瘤細(xì)胞可抑制其在腫瘤細(xì)胞可抑制其在裸鼠中的致癌能力。表明其有抑癌作用。裸鼠中的致癌能力。表明其有抑癌作用。n 在G1期低磷酸化低磷酸化的Rb與E2F形成蛋白復(fù)合物，抑制E2F的轉(zhuǎn)錄激活性，阻止E2F啟動(dòng)的基因轉(zhuǎn)錄，造成S期必需的基因產(chǎn)物（如，二氫葉酸還原酶、胸苷激酶、DNA聚合酶等）合成受阻，細(xì)胞周期的進(jìn)展受到抑制，從而抑制細(xì)胞增殖。n高磷酸化的Rb不能與E2F 結(jié)合， E2F 啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)細(xì)胞G1

50、 S 轉(zhuǎn)化。Rb磷酸化與細(xì)胞周期控制磷酸化與細(xì)胞周期控制 G1-S限制點(diǎn)限制點(diǎn)np53基因是人類惡性腫瘤中最常涉及到的抑癌基因，還發(fā)現(xiàn)其功能與細(xì)胞周期的控制有密切關(guān)系。n （二）（二）P53蛋白蛋白基因衛(wèi)士基因衛(wèi)士、野生型、野生型p53基因及其功能基因及其功能 p53基因定位于人類染色體基因定位于人類染色體17p13.1，全長(zhǎng)全長(zhǎng)20kb，由，由11個(gè)外顯子及個(gè)外顯子及10個(gè)內(nèi)含子組個(gè)內(nèi)含子組成。成。 人野生型人野生型p53p53蛋白屬核內(nèi)磷蛋白，由蛋白屬核內(nèi)磷蛋白，由393393個(gè)個(gè)氨基酸殘基組成，分子量為氨基酸殘基組成，分子量為53kD53kD，含有三個(gè)結(jié)，含有三個(gè)結(jié)構(gòu)域：構(gòu)域：N N端酸

51、性區(qū)端酸性區(qū)，具有反式作用因子活性；具有反式作用因子活性；中段疏水區(qū)中段疏水區(qū)，該區(qū)在進(jìn)化上高度保守，乃突變?cè)搮^(qū)在進(jìn)化上高度保守，乃突變熱點(diǎn)，與突變型熱點(diǎn)，與突變型p53p53蛋白的致癌作用有關(guān)；蛋白的致癌作用有關(guān)；C C端堿性區(qū)，端堿性區(qū)，具有核定位功能，且可與特異性具有核定位功能，且可與特異性DNADNA序列結(jié)合。序列結(jié)合。如果如果DNADNA損傷較為嚴(yán)重而細(xì)胞修復(fù)機(jī)制難以將其修損傷較為嚴(yán)重而細(xì)胞修復(fù)機(jī)制難以將其修復(fù)時(shí)，復(fù)時(shí)，p53p53則通過(guò)則通過(guò)細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡途徑清除受損的細(xì)胞，維途徑清除受損的細(xì)胞，維持基因組的穩(wěn)定。持基因組的穩(wěn)定。、腫瘤細(xì)胞中、腫瘤細(xì)胞中p53p53基因突變基因突

52、變 估計(jì)約有估計(jì)約有50%50%的人類腫瘤中具有的人類腫瘤中具有p53p53基因的基因的突變，突變形式包括突變，突變形式包括點(diǎn)突變、缺失、插入以及點(diǎn)突變、缺失、插入以及重排重排。 突變型突變型p53p53蛋白各不相同，它們與野生型蛋白各不相同，它們與野生型p53p53蛋白在構(gòu)型，細(xì)胞內(nèi)定位以及轉(zhuǎn)化潛力方蛋白在構(gòu)型，細(xì)胞內(nèi)定位以及轉(zhuǎn)化潛力方面亦均有差異。面亦均有差異。 突變型突變型p53p53蛋白半衰期明顯延長(zhǎng)，腫瘤細(xì)蛋白半衰期明顯延長(zhǎng)，腫瘤細(xì)胞中胞中p53p53蛋白含量明顯增加，甚至可增加蛋白含量明顯增加，甚至可增加100100倍。倍。 在腫瘤組織中應(yīng)用免疫組織化學(xué)的方法檢在腫瘤組織中應(yīng)用免疫

53、組織化學(xué)的方法檢出出p53p53蛋白的存在，可能具有診斷及估計(jì)預(yù)后蛋白的存在，可能具有診斷及估計(jì)預(yù)后的價(jià)值。的價(jià)值。、p53p53基因突變與腫瘤的發(fā)生基因突變與腫瘤的發(fā)生 突變型突變型p53p53蛋白喪失與癌蛋白結(jié)合的能力，蛋白喪失與癌蛋白結(jié)合的能力，從而使癌蛋白得以發(fā)揮致癌作用。從而使癌蛋白得以發(fā)揮致癌作用。 突變型突變型p53p53基因可能通過(guò)如下兩種模式導(dǎo)致基因可能通過(guò)如下兩種模式導(dǎo)致腫瘤發(fā)生：腫瘤發(fā)生：顯性致癌模式：顯性致癌模式： 突變型突變型p53p53蛋白喪失原有功能，而獲得增殖、蛋白喪失原有功能，而獲得增殖、轉(zhuǎn)化及致癌的能力。轉(zhuǎn)化及致癌的能力。 推測(cè)這些突變體具有協(xié)助其他癌基因如

54、推測(cè)這些突變體具有協(xié)助其他癌基因如rasras的的致癌作用致癌作用。顯性陰性致癌模式：顯性陰性致癌模式： 突變型突變型p53p53基因產(chǎn)物與野生型基因產(chǎn)物與野生型p53p53基因產(chǎn)物通基因產(chǎn)物通過(guò)過(guò)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)合方式形成無(wú)功能的結(jié)合方式形成無(wú)功能的異源二異源二聚體聚體。P53蛋白蛋白解鏈酶解鏈酶復(fù)制因子復(fù)制因子A AP21蛋白蛋白細(xì)胞停滯于細(xì)胞停滯于G G1 1期期細(xì)胞調(diào)亡細(xì)胞調(diào)亡酸性區(qū)核心區(qū)堿性區(qū)P53蛋白蛋白 DNA損傷損傷P21基因基因P53蛋白蛋白抑抑 制制P53蛋白蛋白成功修復(fù)成功修復(fù)修復(fù)失敗修復(fù)失?。ǘǘ㏄53蛋白蛋白基因衛(wèi)士基因衛(wèi)士p53p53的結(jié)構(gòu)及其在清除

55、的結(jié)構(gòu)及其在清除DNADNA損傷細(xì)胞中的作用損傷細(xì)胞中的作用 P53基因突變基因突變不僅失去野生型不僅失去野生型p53抑制腫瘤增抑制腫瘤增殖的作用，而且突變本身又使該基因具備癌殖的作用，而且突變本身又使該基因具備癌基因功能?；蚬δ?。突變的突變的P53蛋白與野生型蛋白與野生型P53蛋白相結(jié)合，形蛋白相結(jié)合，形成的這種寡聚蛋白不能結(jié)合成的這種寡聚蛋白不能結(jié)合DNA，使得一些，使得一些癌變基因轉(zhuǎn)錄失控導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。癌變基因轉(zhuǎn)錄失控導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。（三）（三）PTENnPTEN基因（基因（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，

56、第，第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張?zhí)柸旧w缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因）是繼力蛋白同源基因）是繼TP53基因后發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)與腫基因后發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)與腫瘤發(fā)生關(guān)系密切的腫瘤抑制基因。瘤發(fā)生關(guān)系密切的腫瘤抑制基因。 PTENPTEN通過(guò)阻斷通過(guò)阻斷PI3K/AKTPI3K/AKT信號(hào)通路抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)信號(hào)通路抑制細(xì)胞的生長(zhǎng) 六、腫瘤抑制基因與疾病六、腫瘤抑制基因與疾病nRBnAPCnVHL腫瘤抑制基因在細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)、分化過(guò)程中發(fā)揮重腫瘤抑制基因在細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)、分化過(guò)程中發(fā)揮重要作用，其功能缺失會(huì)導(dǎo)致腫瘤等相關(guān)疾病的發(fā)生，研究要作用，其功能缺失會(huì)導(dǎo)致腫瘤等相關(guān)疾病的發(fā)生，研究腫瘤抑制基因發(fā)揮作用

57、的相關(guān)分子機(jī)制能夠?yàn)榉肿影邢蛑文[瘤抑制基因發(fā)揮作用的相關(guān)分子機(jī)制能夠?yàn)榉肿影邢蛑委煵呗蕴峁├碚撘罁?jù)，也為攻克癌癥等頑疾帶來(lái)曙光。療策略提供理論依據(jù)，也為攻克癌癥等頑疾帶來(lái)曙光。 、癌基因與腫瘤抑制基因在腫瘤發(fā)生、癌基因與腫瘤抑制基因在腫瘤發(fā)生中的作用特點(diǎn)中的作用特點(diǎn)n在基因水平上，或通過(guò)外界致癌因素，或由于細(xì)胞內(nèi)在基因水平上，或通過(guò)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)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；大；n在細(xì)胞水平上則要經(jīng)過(guò)永生化、分化逆轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)化等多在細(xì)胞水平上則要經(jīng)過(guò)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(zhǎng)特性逐步得到強(qiáng)化

58、。個(gè)階段，細(xì)胞周期失控細(xì)胞的生長(zhǎng)特性逐步得到強(qiáng)化。n結(jié)果組織從增生、異型變、良性腫瘤、原位癌發(fā)展到結(jié)果組織從增生、異型變、良性腫瘤、原位癌發(fā)展到浸潤(rùn)癌和轉(zhuǎn)移癌。浸潤(rùn)癌和轉(zhuǎn)移癌。（一）細(xì)胞癌變的多基因協(xié)同（一）細(xì)胞癌變的多基因協(xié)同 從基因角度認(rèn)識(shí)結(jié)腸癌的發(fā)生和發(fā)展從基因角度認(rèn)識(shí)結(jié)腸癌的發(fā)生和發(fā)展 （二）細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡的分子調(diào)控是腫瘤進(jìn)（二）細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡的分子調(diào)控是腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵展的關(guān)鍵 n癌基因和腫瘤抑制基因與細(xì)胞周期癌基因和腫瘤抑制基因與細(xì)胞周期n細(xì)胞周期調(diào)控體現(xiàn)在細(xì)胞周期驅(qū)動(dòng)和細(xì)胞周期監(jiān)控兩個(gè)方面，細(xì)胞周期調(diào)控體現(xiàn)在細(xì)胞周期驅(qū)動(dòng)和細(xì)胞周期監(jiān)控兩個(gè)方面，后者的失控與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

59、最為密切。細(xì)胞周期監(jiān)測(cè)后者的失控與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系最為密切。細(xì)胞周期監(jiān)測(cè)機(jī)制由機(jī)制由DNA損傷感應(yīng)機(jī)制、細(xì)胞生長(zhǎng)停滯機(jī)制、損傷感應(yīng)機(jī)制、細(xì)胞生長(zhǎng)停滯機(jī)制、DNA修復(fù)機(jī)修復(fù)機(jī)制和細(xì)胞命運(yùn)決定機(jī)制等構(gòu)成。制和細(xì)胞命運(yùn)決定機(jī)制等構(gòu)成。 n癌基因、腫瘤抑制基因與細(xì)胞凋亡癌基因、腫瘤抑制基因與細(xì)胞凋亡n細(xì)胞除了生長(zhǎng)、增生和分化等現(xiàn)象之外，還存在細(xì)胞死亡現(xiàn)細(xì)胞除了生長(zhǎng)、增生和分化等現(xiàn)象之外，還存在細(xì)胞死亡現(xiàn)象，即程序性細(xì)胞死亡或凋亡。有些腫瘤抑制基因的過(guò)量表象，即程序性細(xì)胞死亡或凋亡。有些腫瘤抑制基因的過(guò)量表達(dá)可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡，而與細(xì)胞生存相關(guān)的癌基因的激活達(dá)可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡，而與細(xì)胞生存相關(guān)的癌基

60、因的激活則可抑制凋亡，細(xì)胞凋亡異常與腫瘤的發(fā)生發(fā)展的密切相關(guān)。則可抑制凋亡，細(xì)胞凋亡異常與腫瘤的發(fā)生發(fā)展的密切相關(guān)。 促進(jìn)正常細(xì)胞向腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化的因素促進(jìn)正常細(xì)胞向腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化的因素 第第 三三 節(jié)節(jié)生生 長(zhǎng)長(zhǎng) 因因 子子Growth factorsn細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)需要一系列營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氨基細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)需要一系列營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氨基酸、生長(zhǎng)素、無(wú)機(jī)鹽等），體外培養(yǎng)時(shí)，即酸、生長(zhǎng)素、無(wú)機(jī)鹽等），體外培養(yǎng)時(shí)，即使含有所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，細(xì)胞也不能生長(zhǎng)，只使含有所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，細(xì)胞也不能生長(zhǎng)，只有加入血清，細(xì)胞才能生長(zhǎng)、增殖。有加入血清，細(xì)胞才能生長(zhǎng)、增殖。n血清中含有一系列血清中含有一系列生長(zhǎng)因子（生長(zhǎng)因子（g