《癌基因與癌》最新ppt

1、癌基因與癌第一節(jié) 腫瘤細(xì)胞的特點(diǎn)(1)無(wú)限生長(zhǎng)（Immortalization），這和生長(zhǎng)控制發(fā)生改變有關(guān)。(2)轉(zhuǎn)化（transformation），失去了生長(zhǎng)的正常抑制，例如不受生長(zhǎng)因子的支配。(3)轉(zhuǎn)移（metastasis）,癌細(xì)胞具有侵襲正常組織的能力,可以從原來(lái)的組織轉(zhuǎn)移到其他的組織,在那建立新的克隆。正常細(xì)胞與癌細(xì)胞比較 原代培養(yǎng)細(xì)胞（血清依賴,接觸 抑制 ,有限壽命） 癌細(xì)胞體外細(xì)胞培養(yǎng)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化過(guò)程 確立細(xì)胞系 (永生化) 極限(大部分細(xì)胞死亡，少數(shù)存活)轉(zhuǎn)化(失去血清依 賴、接觸抑制；形態(tài)改變、聚集，長(zhǎng)成病灶)轉(zhuǎn)移癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移到別的組織，產(chǎn)生新的克隆確立細(xì)胞系:（1）貼壁依賴性

2、（Anchorage dependence）細(xì) 胞附著在固體基質(zhì)或薄膜的表面。（2）血清（或生長(zhǎng)因子）依賴性（serum or growth facto dependence）（3）密度制約抑制 （Density-dependent inhibition） (4） 細(xì)胞骨架的形成 （cytoskeletal organization）。細(xì)胞是扁平 的，而且延著附著基質(zhì)的表面沿伸。外因：物理致癌因子（ 高能輻射） 化學(xué)致癌因子（ 環(huán)狀化合物，亞硝酸等） 生物致癌因子（腫瘤病毒,黃曲霉素）內(nèi)因： 蛋白質(zhì)功能水平上的病毒活性， 重要的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)基因的突變，如激素 控制細(xì)胞生長(zhǎng)的機(jī)制被破壞。2 . 癌癥

3、的發(fā)生原因 第二節(jié) 癌基因和抗癌基因癌基因（oncogene）轉(zhuǎn)化基因（transforming gene）細(xì)胞癌基因（cellular orcogene,c-onc）原癌基因（proto- oncogene）病毒癌基因（virus oncogene,v-onc）一.癌基因癌基因是有潛在的促發(fā)腫瘤 發(fā)生活性的基因，最早在腫 瘤病毒中發(fā)現(xiàn)。到目前為止， 發(fā)現(xiàn)的癌基因己有100多個(gè)。1911年P(guān).Rous發(fā)現(xiàn)了Rous肉瘤病毒,（Rous sarcoma virus）。 1969年美國(guó)的Huebner,R.I.和Todaro,G.I提出了癌基因假說(shuō)。 1970年H.Temi和Dulbecco發(fā)現(xiàn)致

4、癌的RNA病毒中存在反轉(zhuǎn)錄酶，提出了原病毒假設(shè)，認(rèn)為RNA病毒通過(guò)反向轉(zhuǎn)錄和正向轉(zhuǎn)錄以及與宿主細(xì)胞DNA發(fā)生交換或重組，能形成癌基因。1976年H.Evarmus和J.M.Bishop發(fā)現(xiàn)鳥類肉瘤病毒中含有致癌基因。被命名為病毒癌基因(virus oncogene v-onc)。80年代初通過(guò)很多實(shí)驗(yàn)證實(shí)了癌基因的存在。DNA腫瘤病毒：致癌潛能存在于一種功能或一組相關(guān)的功能之中，這些功能在病毒裂解周期的早期就被激活。當(dāng)轉(zhuǎn)化發(fā)生時(shí)，相應(yīng)基因整合到宿主的基因組中，并且呈組成型表達(dá)。（癌基因的組成型表達(dá)產(chǎn)生了癌蛋白。）RNA反轉(zhuǎn)錄病毒：病毒的致瘤性并不依賴它的癌基因，而是在于它激活了細(xì)胞內(nèi)原癌基因的

5、表達(dá)。DNA腫瘤病毒轉(zhuǎn)化病毒多為ssDNA病毒，癌基因能編碼病毒本身所需的蛋白。如:SV40的T抗原; 人乳頭瘤病毒 (human papillomavirus ，HPV)的E7抗原; 腺病毒的E1A，E1B抗原轉(zhuǎn)化病毒帶有癌基因,其產(chǎn)物可使腫瘤抑制物失活。即減弱抗癌基因的功能。 一些DNA病毒感染宿主細(xì)胞后不發(fā)生裂解， 而是潛伏在細(xì)胞中，并整合到宿主基因組中，表達(dá)病毒癌蛋白， 引起宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化。如： 多瘤病毒家族（SV40)，人乳頭瘤病毒家族，腺病毒家族。 DNA病毒通過(guò)合成病毒癌蛋白，引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化。 許多新的腫瘤抑制基因是在病毒癌蛋白與宿主TSG蛋白相互作用的研究中被發(fā)現(xiàn)的。RNA反轉(zhuǎn)錄病

6、毒RNA反轉(zhuǎn)錄腫瘤病毒分為急性和慢性兩種。慢性腫瘤病毒是野生型反轉(zhuǎn)錄病毒，不帶有癌基因。急性腫瘤病毒是缺陷型反轉(zhuǎn)錄病毒，在其基因組中帶有來(lái)源于動(dòng)物的癌基因(v-onc)。v-onc的功能和突變的原癌基因相似。慢性腫瘤病毒是依賴LTR中的強(qiáng)啟動(dòng)子（增強(qiáng)子）作用細(xì)胞癌基因，誘發(fā)癌變。 癌基因被慢性腫瘤病毒激活 與急性轉(zhuǎn)化反轉(zhuǎn)錄病毒直接轉(zhuǎn)導(dǎo)一高活性病毒癌基因到宿主基因組中不同，慢性RNA腫瘤病毒通過(guò)整合到正常原癌基因附近， 使其被病毒中長(zhǎng)末端重復(fù)序列所激活。 感染較長(zhǎng)時(shí)間后病毒才啟動(dòng)腫瘤發(fā)生。增加轉(zhuǎn)錄 病毒整合在正常原癌基因附近使原癌基因激活, 如 c-myc.插入c-myc 基因不同位置的 鳥類白

7、血病病毒(avian leukosis, ALV)通過(guò)通讀來(lái)打開(kāi)編碼的外顯子 病毒增強(qiáng)子偶爾作為啟動(dòng)子，錄轉(zhuǎn)編碼區(qū)在下游插入的ALV其增強(qiáng)子激活c-myc的啟動(dòng)子RNA腫瘤病毒在反轉(zhuǎn)錄酶的催化下，復(fù)制和整合到核基因組中反轉(zhuǎn)錄病毒的癌基因起源于動(dòng)物(1)各種動(dòng)物的c-onc其數(shù)目和位置比較固定， 而反轉(zhuǎn)錄病毒中的v-onc數(shù)目和位置是不固 定的。(2)線蟲（C.elegans）和果蠅等動(dòng)物并不被反 轉(zhuǎn)病毒所感染，但這些動(dòng)物的基因組中也 具有與高等動(dòng)物癌基因同源的基因；(3) c-onc中發(fā)現(xiàn)有內(nèi)含子，而反轉(zhuǎn)錄病毒的癌 基因（v-onc）則無(wú)內(nèi)含子。(4)動(dòng)物的c-one可為反轉(zhuǎn)錄病毒所轉(zhuǎn)導(dǎo)。胞內(nèi)

8、Tyr激酶 膜結(jié)合蛋白，胞液蛋白Ser/Thr激酶 胞液蛋白信號(hào)分子 調(diào)節(jié)物 轉(zhuǎn)錄因子 Leu拉鏈蛋白，轉(zhuǎn)錄因子，甲狀腺激素受體 生長(zhǎng)因子 分泌蛋白生長(zhǎng)因子受體 各種受體激酶，受體G-蛋白/ 信號(hào)傳導(dǎo) GTP結(jié)合蛋白癌基因的類型二抗癌基因（antioncogene）又名抑癌基因 (tumor suppressor gene TSGs ) 、隱性癌基因。是一種抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和腫瘤形成的基因。在生物 體內(nèi)與癌基因功能相抵抗，共同保持生物體內(nèi)正負(fù)信號(hào)相互作用的穩(wěn)定。已發(fā)現(xiàn)10種抗癌基因,如RB基因 (Retinoblastoma視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤)，p53 基因 許多TSGs產(chǎn)物是細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子或是生長(zhǎng)

9、相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄抑制子。它的非活性形式能促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。 TSGs的正常功能是限制細(xì)胞生長(zhǎng)，作用主要有: (1)調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng). (2)維持基因穩(wěn)定. (3)觸發(fā)衰老，誘導(dǎo)細(xì)胞程序性死亡. (4)誘導(dǎo)終末分化. (5)抑制和調(diào)節(jié)蛋白酶活性. (6)改變DNA甲基化酶活性. (7)調(diào)節(jié)血管形 成. (8)促進(jìn)細(xì)胞間聯(lián)系. 一個(gè)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化細(xì)胞可通過(guò)與正常的細(xì)胞融合而得到恢復(fù)。 Kundson早在1971年提出著名的 “ 二次突變假 設(shè)（two mutation hypothsis）”。 后來(lái)遺傳學(xué)家發(fā)現(xiàn)家族性患兒的體細(xì)胞中13號(hào)染 色體存在缺失（13q14），表明該區(qū)域可能存在 與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤發(fā)生有關(guān)的

10、基因RB。 Sparkes(1980)將RB基因定位于13q14。 Benedict（1983）提出位于13q14的RB的一對(duì)等 位基因均失活才會(huì)產(chǎn)生該腫瘤。表明RB是以隱 性方式起作用。 Stephe等（1986）開(kāi)始構(gòu)建了人的13號(hào)染色體 的噬菌體文庫(kù)，其中1.5Kb的DNA片段和RB有 關(guān)。接著又分離到一個(gè)30Kb的cDNA片段，用此片段可檢測(cè)到13q14帶70Kb區(qū)域的基因。同年眼科專家Dryja發(fā)現(xiàn)RB失活時(shí)可以致瘤，雜合子（RB+/RB-）易被誘變而失活； 他還發(fā)現(xiàn)經(jīng)眼球摘除手術(shù)能存活下來(lái)的患兒長(zhǎng)大后易患成骨肉瘤，乳腺癌和小細(xì)胞肺癌。1986年Friend將13q14位點(diǎn)的Rb經(jīng)c

11、DNA克隆制成各種探針，檢查很多例骨肉瘤和組織肉瘤患者發(fā)現(xiàn)約50%的患者RB基因純合缺失。1987年Stanbridge等分離了人類13號(hào)染色體，將它注入培養(yǎng)的成骨肉瘤細(xì)胞中，結(jié)果導(dǎo)致了癌細(xì)胞逆轉(zhuǎn)，同年李文華把RB轉(zhuǎn)化到培養(yǎng)的癌細(xì)胞中使其逆轉(zhuǎn)。更進(jìn)一步證明了RB的抑癌作用。他克隆了RB全長(zhǎng)的cDNA，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)物是一種長(zhǎng)928氨基酸，分子量是105 kD的蛋白質(zhì)。RB的分子功能： (1) RB產(chǎn)物可抑制部分致癌蛋白。 主要是可以和腫瘤抗原相互作用： SV40 T抗原，腺病毒E1A抗原，人類乳頭瘤病毒E7抗原，可結(jié)合到RB的379792殘基區(qū)域。 (2)RB還有抑制細(xì)胞增殖的作用。在細(xì)胞周期中RB

12、磷酸化受到調(diào)控 G0/G1 去磷酸化，G1末至G2末被細(xì)胞周期蛋白CDK復(fù)合物磷酸化。 非磷酸化的RB可結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子E2F及許多腫瘤抗原。 腫瘤抗原(SV40T,Ad E1A)和RB結(jié)合 RB 位于13q14，編碼視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白 RB，能結(jié)合腫瘤抗原,（SV40 T抗原）調(diào)控細(xì)胞周期， 抑制細(xì)胞增殖，最早在視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的研究中被發(fā)現(xiàn)。 P53 p53蛋白是一種腫瘤抑制物，一半以上的癌變都與P53的缺失或突變有關(guān)。 p53蛋白是四聚體， 突變具有顯性失活的效應(yīng)野生型限制細(xì)胞生長(zhǎng) 缺乏p53細(xì)胞生長(zhǎng)不受控制突變亞基因阻礙四聚體功能，細(xì)胞生長(zhǎng)不受限制P53等位基因的缺失或突變都可使細(xì)胞生長(zhǎng)不受

13、限制 DNA的損傷激活p53,在細(xì)胞周期不同階段引起不同結(jié)果： 早期： 阻止細(xì)胞周期前進(jìn)直到損傷修復(fù)。 晚期： 引發(fā)細(xì)胞凋亡。輻射p53的功能:（1）一種可能是野生型p53與細(xì)胞中某些T抗原的類似物結(jié)合，抑制了它們的活性;（2）p53也是一種DNA結(jié)合蛋白，它能識(shí)別長(zhǎng)10bp兩側(cè)對(duì)稱的基序，并激活含多拷貝這種基序的啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄。 (3)在有的座位上它可能阻遏其靶基因。 (4) p53通過(guò)調(diào)節(jié)基因的表達(dá)來(lái)控制細(xì)胞周期，缺乏這種調(diào)節(jié)就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞無(wú)限制生長(zhǎng)。 (5) p53突變具有顯性失活的效應(yīng)。P53有多種分子活性P600-601(1)p53是一種DNA結(jié)合蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)，可識(shí)別10bp的回文基

14、序,其第120-290位氨基酸的區(qū)域負(fù)責(zé)與特定靶順序的結(jié)合。 (2)可激活含多拷貝基序啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄。p53還可以阻遏某些不含有以上基序的基因，其機(jī)制不明。 (3) p53也能和損傷的DNA結(jié)合（第310-390位），此C-端的功能區(qū)可以識(shí)別單鏈DNA區(qū)。 (4) p53是四聚體，其突變體具有的顯性失活調(diào)控的作用。p53蛋白與抑制有關(guān)的各功能區(qū)的活性第三節(jié) 癌基因產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，功能和細(xì)胞癌變一 . src基因src的產(chǎn)物p60src具有TPK（酪氨酸蛋白激酶）活性，與細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)化有關(guān)。Src蛋白有四個(gè)結(jié)構(gòu)域：（1）N端十四烷基化位點(diǎn)是和膜結(jié)合的位點(diǎn)（2）SH2（src homology regi

15、on-2）結(jié)構(gòu)域。 (3) 416位Tyr和自身磷酸化有關(guān)。 (4) 而527位Tyr的磷酸化位點(diǎn)。一、src基因 產(chǎn)物p60src蛋白具有TPK（酪氨酸激酶活性） 膜結(jié)合 調(diào)控 催化 抑制N C SH2結(jié)構(gòu)域 416 Tyr自身磷酸化 527Tyr自身磷酸化 胞內(nèi)Tyr激酶 膜結(jié)合蛋白，胞液蛋白Ser/Thr激酶 胞液蛋白信號(hào)分子 調(diào)節(jié)物 轉(zhuǎn)錄因子 Leu拉鏈蛋白，轉(zhuǎn)錄因子，甲狀腺激素受體 生長(zhǎng)因子 分泌蛋白生長(zhǎng)因子受體 各種受體激酶，受體G-蛋白/ 信號(hào)傳導(dǎo) GTP結(jié)合蛋白癌基因的類型二. c-erbB產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和功能c-erbB編碼EGF受體是一種分子量為65KDa的跨膜蛋白，由1186

16、個(gè)氨基酸組成。膜外的部分（621aa）是EGF結(jié)合功能區(qū)。前面有24aa構(gòu)成的信號(hào)肽?？缒^(qū)由23個(gè)疏水氨基酸組成。膜內(nèi)部分由542aa組成。其中包括4個(gè)磷酸化位點(diǎn)和一個(gè)TPK功能區(qū)。4個(gè)磷酸化位點(diǎn)中有一個(gè)是緊靠膜內(nèi)側(cè)的654位Thr，其余3個(gè)位于1068，1148和1173Tyr自身磷酸化位點(diǎn)。 平截 c-erbB : c-erbB 編碼表皮生長(zhǎng)因子受體。N端為配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域， C端為抑制結(jié)構(gòu)域。 v-erbB 的兩端被截短，使受體在無(wú)配體的存在下就形成二聚體，并持續(xù)激活，使細(xì)胞生長(zhǎng)不受控制。erb-B的結(jié)構(gòu)c-erbB 編碼EGF受體， 具有酪氨酸蛋白激酶活性。 生長(zhǎng)因子受體的激活涉及配基

17、的結(jié)合，二聚體的形成及自身磷酸化， V-erB丟失了配基結(jié)合域，不受N端功能區(qū)的抑制而組成型激活。三c-sis產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與功能c-sis的產(chǎn)物是一種分泌蛋白1983年發(fā)現(xiàn)了血小板生長(zhǎng)因子（PDGF）與猿猴肉瘤病毒轉(zhuǎn)化蛋白p28具有結(jié)構(gòu)的相似性。四ras原癌基因可能因突變而被激活在人和大鼠的基因組中相應(yīng)的c-ras(N-ras,H-ras和K-ras)雖定位在不同的染色體上，但產(chǎn)物相似，分子量約為21KDa，統(tǒng)稱為p21ras。V-Ras和C-Ras結(jié)構(gòu)相似，僅少數(shù)的幾個(gè)氨基酸不同。 ras 第一個(gè)被證實(shí)由于點(diǎn)突變而引發(fā)癌癥的基因（ 1982，Tabin C J and Reddy E P)。

18、Ras 蛋白結(jié)構(gòu)： 5 22 30 40 109 120 186 NCGDP/GTP結(jié)合區(qū) 效應(yīng)區(qū) 膜結(jié)合 水解GTP活性 作用于靶分子 帶有GTP的Ras是活性的，而內(nèi)在的GTPase活性使GTP 水解成GDP，而結(jié)合GDP的Ras則失活， GAP （GTP酶激活蛋白）以及 SOS（鳥苷釋放因子）可調(diào)節(jié)Ras 蛋白活性。 癌基因激活的機(jī)制： 點(diǎn)突變 c-ras： Ras 是GTP結(jié)合蛋白，傳導(dǎo)生長(zhǎng)因子受體信號(hào)。 ras基因的點(diǎn)突變（第12個(gè)氨基酸密碼子由GGG(甘氨酸）變?yōu)镚TG(纈氨酸 ）降低了GTP水解酶活性， 使其放大了對(duì)生長(zhǎng)因子的反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞過(guò)量生長(zhǎng)。SOS能激活RasGAP (GTP酶激活蛋白)使Ras 失活癌變的Ras保持Ras-GTP 的形式，持續(xù)激活。（參見(jiàn)點(diǎn)突變）五、 jun 和 fos Jun 和 Fos 蛋白 是一對(duì)轉(zhuǎn)錄因子。第四節(jié)染色體畸變和腫瘤的發(fā)生一 . Rb和P53的缺失導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生二. 反轉(zhuǎn)錄病毒的插入激活c-myc癌基因三. 易位費(fèi)城染色體（Philadelphia chromosome,Ph）Riodan O.（1971）用熒光帶法鑒別出Ph染色體是22號(hào)染色體長(zhǎng)臂丟失了1/3而形成。Rowly（1973）進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)缺失的染色體片段易位到9號(hào)染色體上。1982年De Klein等又在Ph染色體上發(fā)現(xiàn)有9號(hào)染