第九章腫瘤與癌基因

第九章腫瘤與癌基因第一頁，共一百三十頁，2022年，8月28日9.1腫瘤與癌癥

第二頁，共一百三十頁，2022年，8月28日

腫瘤的發(fā)生是一個多因素誘導

和多基因參與的多階段發(fā)展過程

第三頁，共一百三十頁，2022年，8月28日細胞分化（celldifferentiation）:個體發(fā)育中，由一種相同的細胞類型經細胞分裂后逐漸在形態(tài)、結構和功能上形成穩(wěn)定性差異，產生不同的細胞類群的過程。細胞分化是基因選擇性表達的結果

轉分化（trans-differentiation）:一種類型的分化細胞轉變成另一種類型的分化細胞的現象。轉分化經歷去分化（dedifferentiation）和再分化（redifferentiation）的過程。去分化（脫分化）：指分化細胞失去特有的結構與功能變成具有未分化細胞特征的過程。如：植物體細胞在一定條件下形成未分化的細胞群的細胞團，即愈傷組織。愈傷組織可以被誘導再分化形成根、莖……第四頁，共一百三十頁，2022年，8月28日基因突變的結果可能導致某些分化細胞的生長與分裂失控，脫離了衰老和死亡的正常途徑而成為癌細胞。癌細胞與正常分化細胞不同：癌細胞的細胞類型與特征相近，但基因組發(fā)生了不同形式的突變。正常分化細胞雖然分化為不同類型細胞，但基因組不發(fā)生突變。癌癥發(fā)生與發(fā)展過程中涉及的三類基因：癌基因抑癌基因DNA修復基因第五頁，共一百三十頁，2022年，8月28日腫瘤最顯著的特征：

具有自主性生長能力，不受體內生長調節(jié)系統(tǒng)的控制，生長調節(jié)系統(tǒng)的控制最關鍵是分子調控系統(tǒng)，而基因是主導。因此，癌基因的研究成為腫瘤分子生物學的里程碑。1976年第一個癌基因被克隆，開創(chuàng)了腫瘤分子生物學的新紀元。第六頁，共一百三十頁，2022年，8月28日

腫瘤的發(fā)生是由于細胞增殖和分化失常所導致的惡性生長現象。在正常情況下，細胞的增殖受到多種因素的調控，調控失衡可能引起異常的增殖和持續(xù)的分裂。細胞的正常生長與增殖主要由兩大類基因調控，一類是正調節(jié)信號，如癌基因（oncogenes），促進細胞生長和增殖，并阻止其發(fā)生終末分化，調控失常時表現為細胞的惡性生長。另一類為負調控信號，抑制細胞增殖，促進分化、成熟、衰老及凋亡，抑癌基因（cancersuppressorgenes),也稱腫瘤抑制基因(tumorsuppressorgenes)或抗癌基因(anti-oncogenes）發(fā)揮該作用。兩類基因產生的效應相互拮抗，維持平衡，對正常細胞的生長、增殖和衰亡進行精確地調控。這些基因發(fā)生突變或表達變化引起細胞增殖失控導致腫瘤的發(fā)生。

第七頁，共一百三十頁，2022年，8月28日9.1.1腫瘤發(fā)生的因素(1)化學因素

(2)物理因素

(3)生物學因素

(4)體內防御體系的減退

(5)遺傳因素

(6)其他第八頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（1）化學因素

200多種，都是DNA誘變劑包括直接致癌物，間接致癌物和促癌物例如:

多環(huán)芳香烴（PAH）—

肺癌黃曲霉素（AF）—

肝癌亞硝胺類—

消化道腫瘤芳香胺和偶氮染料—

膀胱癌

EB—DNA的損傷第九頁，共一百三十頁，2022年，8月28日第十頁，共一百三十頁，2022年，8月28日烷化劑（氮芥）、堿基類似物（5-BrU）

、甲烷磺酸甲酯、SDS等。脫氨基試劑：羥胺、亞硫酸鹽等，其中亞硝酸鹽不僅將單鏈DNA分子中C變?yōu)閁，而且使A、G脫氨基。

嵌入劑、染料：溴化乙錠、吖啶橙等使DNA雙螺旋發(fā)生扭曲，從而導致插入或缺失的移碼突變。

急性亞硝酸鹽中毒：青紫病、腸源性紫紺可視黏膜發(fā)紺、血液呈醬油色、呼吸困難、神經紊亂……機理:亞硝酸鹽將血紅蛋白氧化為高鐵血紅的蛋白，導致機體缺氧而引起中毒治療：特效藥美籃（亞甲藍）、甲苯胺藍，配合使用VC和Glucose.鹽硝酸鹽的強致癌性：食品（腌制、熏制、飼料）實驗：2.5~9.0mg/kg.bw，致實驗動物誘發(fā)胃、皮膚、腦、脊髓及皮下組織瘤。第十一頁，共一百三十頁，2022年，8月28日DNA損傷由烷基化(alkylation)、氧化(oxidation)、脫氨基(Deamination)Nitrosamine(亞硝胺)Reactiveoxygenspecies(O2-,H2O2,OH?)Deamination(脫氨基)第十二頁，共一百三十頁，2022年，8月28日Agentscausingoxidativedeamination第十三頁，共一百三十頁，2022年，8月28日IntercalatingAgents第十四頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（2）物理因素紫外線、X射線、γ射線、電離輻射等引起DNA突變，它們是高能量射線，可直接損傷DNA或在細胞中產生自由基，自由基再損傷DNA?？善茐募毦鶧NA，用于滅菌第十五頁，共一百三十頁，2022年，8月28日Uv（ultravioletradiation）

輻射:[??ltr??vai?lit]與紫外線的波長有關UV-C(180-290nm)--“germicidal

[‘d??:misaid]

”具有殺菌作用,

被大氣層臭氧層吸收。UV-B(290-320nm)：majorlethal/mutagenicfractionofsunlightUV-A(320nm--visible)：alsohasdeleterious

[?del??t??ri:?s]有害的

effects，butitproducesveryfew

pyrimidine[?pai??rimidi:n]

dimers.第十六頁，共一百三十頁，2022年，8月28日Real-worldbiochemistryIn1997,NASAdevelopedaPrototype[?pr?ut?taip]

UVgarmentforchildrenwithXP,Porphyria：['p?:f?ri?]

andothersunRelatedDisorderstohaveaQualityoflifeandFreedom.ThisNASAUVProtectiveProjectdesignedforXPwascompletedin1998andtheUVgarmentsarebeingsuppliedtochildrenofparentsthathaverequestedthem.第十七頁，共一百三十頁，2022年，8月28日著色性干皮?。▁erodermapigmentosum,XP）是第一個發(fā)現的DNA修復缺陷性遺傳病，患者的皮膚和眼睛對太陽光特別是紫外線十分敏感，身體暴光部位的皮膚干燥脫屑、色素沉著、皮膚潰瘍、皮膚癌等發(fā)病率高，常伴有神經系統(tǒng)功能障礙，智力低下等。

卟啉癥、紫質癥（Porphyria）：紅細胞生成性卟啉癥和肝性卟啉癥。共同特點是尿和/或大便中大量排出多種卟啉、卟啉原和卟啉的前身物質。英國的“瘋子國王”喬治三世：受害者之一最嚴重的卟啉癥是先天紅血球生成卟啉癥(CEP)卟啉癥通常是由于基因突變所導致但飲酒過度和環(huán)境污染也會誘發(fā)此病最臭名昭著的事例發(fā)生在上個世紀50年代的土耳其。大約有4000人在食用了噴灑過除真菌劑六氯苯的小麥后患上了一種類型的卟啉癥，上百人因此喪生。在此之后不久，六氯苯除真菌劑就在全世界范圍內被禁用。第十八頁，共一百三十頁，2022年，8月28日HumanXerodermapigmentosum(XP)

extremesensitivitytosunlight(by~age2),and>1000Xhigherriskofskincancer(by~age8)DefectisinrepairofUVdamageGenemappingidentifiedseveralrepairproteins(calledXPproteins)XP-CandXP-Arecognizepyrimidinedimers（TT）XP-BandXP-DhavehelicaseactivityXP-GandXP-Fhavenucleaseactivity第十九頁，共一百三十頁，2022年，8月28日XP-CrecognizespyrimidinedimersXP-BandXP-DarehelicasesthatseparatetheDNAstrandsaroundthedamage.RPAkeepsthestrandsapartXP-GandXP-FareendonucleasesthatcuttheDNAoneithersideofthedamageXP-AbindstothepyrimidinedimerandhelpstorecruitotherproteinstoacomplexThecutfragmentisremovedandthegapisfilledinbyDNAPdore第二十頁，共一百三十頁，2022年，8月28日

（3）生物學因素—

腫瘤病毒

生物性致癌因素包括病毒、細菌、霉菌等。其中以病毒與人體腫瘤的關系最為重要，研究也最深入。

許多病毒可引起動物腫瘤，但引起人體腫瘤的不多。只有少數病毒可誘發(fā)人體腫瘤。例如:

乙肝病毒（HBV）——原發(fā)性肝癌巨細胞病毒（CMV）——前列腺癌、宮頸癌

EB病毒（EBV）——鼻咽癌、兒童Burkitt淋巴瘤乳頭瘤病毒（HPV）——皮膚癌、宮頸癌人T細胞白血病病毒（HTLV）——人類T淋巴細胞白血病

第二十一頁，共一百三十頁，2022年，8月28日巨細胞病毒（CMV）——前列腺癌、宮頸癌巨細胞病毒(Cytomegaoviyns,CMV)是一種皰疹病毒組DNA病毒。分布廣泛,人與其他動物皆可遭受感染，引起以生殖泌尿系統(tǒng)，中樞神經系統(tǒng)和肝臟疾患為主的各系統(tǒng)感染，從輕微無癥狀感染直到嚴重缺陷或死亡。

EB病毒（EBV）——鼻咽癌、兒童Burkitt淋巴瘤EB病毒（epstein-barrvirus,EBv），又稱人類皰疹病毒（Humanherpesvirus4(HHV-4)）。

Epstein和Barr1964年首先從非洲兒童Burkitt淋巴組織中分離出EB病毒。EB病毒常引起兒童傳染性單核細胞增生癥。三個典型癥狀為發(fā)熱、咽炎和頸淋巴結腫大。主要通過唾液傳播，也可經輸血傳染。

第二十二頁，共一百三十頁，2022年，8月28日非洲兒童Burkitt第二十三頁，共一百三十頁，2022年，8月28日單純皰疹病毒（herpessimplexvirus簡稱HSV）是人類最常見的病原體，人是其唯一的自然宿主。此病毒存在于病人、恢復者或者是健康帶菌者的水皰疤液、唾液及糞便中，傳播方式主要是直接接觸傳染，亦可通過被唾液污染的餐具而間接傳染。HSV感染現已成為世界上第四大傳染病。HSV-2侵及軀體腰以下部位，主要是生殖器，它是引起性病的主要病原體之一。乳頭瘤病毒（HPV）——皮膚癌、宮頸癌人類乳頭狀瘤病毒（Humanpapillomavirus，HPV）是一種嗜上皮性病毒，在人和動物中分布廣泛，有高度的特異性，可引起人類良性的腫瘤和疣，如生長在生殖器官附近皮膚和粘膜上的人類尋常疣、尖銳濕疣以及生長在粘膜上的乳頭狀瘤。HPV是一種具有種屬特異性的嗜上皮病毒，屬雙鏈閉環(huán)的小DNA病毒，約8kb.第二十四頁，共一百三十頁，2022年，8月28日人T細胞白血病病毒（HTLV）——人類T淋巴細胞白血病人類嗜T細胞病毒(HTLV)，是20世紀70年代后期發(fā)現的第一個人類逆轉錄病毒，有Ⅰ型(HTLV-Ⅰ)和Ⅱ型(HTLV-Ⅱ)之分，分別是引起T細胞白血病和毛細胞白血病(屬B細胞惡性增殖、呈慢性過程的特殊類型白血病)的病原體。屬逆轉錄病毒科的RNA腫瘤病毒亞科。HTLV-Ⅰ可通過輸血、注射或性接觸等途徑傳播，也可經胎盤、產道或哺乳等垂直傳播。

第二十五頁，共一百三十頁，2022年，8月28日腫瘤啟動因子（tumorinitiator）:

引起細胞DNA改變即改變細胞遺傳狀況的一些因子。腫瘤促進因子（tumorpromoters）：本身并非誘變劑，但能促進腫瘤發(fā)生和發(fā)展的過程。不同腫瘤因子可選擇性地加速某種腫瘤的發(fā)生。如：佛波酯類物質（phorbolester）,具有激活蛋白激酶C作用。波佛酯是抗菌素的一種，是指從青霉菌培養(yǎng)液中提制的分子中含有青霉烷、能破壞細菌的細胞壁并在細菌細胞的繁殖期起殺菌作用的一類抗生素。十四烷酸和佛波醇形成的酯。能激活導致細胞增殖或分化的信號通路而具有促進細胞癌變的作用。蛋白激酶C(PKC)是重要的細胞信號轉導因子之一,作為腫瘤促進子佛波酯(phorbolester)受體,在細胞的增殖調控、惡性轉化以及癌變過程中起重要作用。在佛波酯類物質促癌變過程中,PKC處在激活狀態(tài),說明PKC活性的異常升高與某些癌癥的發(fā)生與轉移密切相關,因此PKC可以作為抑制腫瘤生長和轉移的作用靶點。第二十六頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（4）遺傳因素

A.對致癌物的敏感性不同例如:抽煙低致癌性芳香烴———

高致癌性芳香烴芳香烴羥化酶（AHH）

AHH升高———

敏感性增加

B.許多腫瘤如視網膜母細胞瘤、結腸癌、乳腺癌等與遺傳有關。第二十七頁，共一百三十頁，2022年，8月28日

（5）防御體系的減退

A.抗氧化體系氧化劑——自由基、過氧化氫?？寡趸镔|——外源性抗氧化劑：VE,VC

內源性抗氧化劑——GSH

抗氧化酶類——SODB.DNA修復機制—光修復、切除修復、重組修復、SOS修復等

C.免疫功能減退免疫功能減退/免疫抑制——腫瘤發(fā)生增加。機體存在免疫監(jiān)視作用。機體主要通過細胞免疫殺傷腫瘤細胞.主要的免疫效應細胞有：

細胞毒T細胞（CTL)、NK細胞、巨噬細胞等。第二十八頁，共一百三十頁，2022年，8月28日

（6）其他

食物:動物實驗激素：雄激素和雌激素等

總之：致癌因素防御功能的減退

DNA突變

基因變異的積累正常細胞參與細胞生長,分化,凋亡的基因發(fā)生突變癌細胞第二十九頁，共一百三十頁，2022年，8月28日9.1.2癌細胞和細胞轉化（1）癌細胞的主要特點A.永生性：細胞生長與分裂失控，成為“不死”的永生細胞B.侵潤性：惡性腫瘤C.轉移性：細胞失去貼壁生長的能力,細胞間黏著性降低D.產生腫瘤特異抗原：端粒酶表達高、纖連蛋白減少E.染色體畸變F.代謝改變第三十頁，共一百三十頁，2022年，8月28日

（2）細胞轉化細胞轉化至少分為兩個階段;

（NIH/

3T3細胞:鼠成纖維細胞）正常細胞永生化細胞癌細胞（具有永生化，無致癌作用）細胞轉化：細胞發(fā)生遺傳性改變而導致細胞永生化的轉變方式,由限定性細胞系轉變成連續(xù)性傳代細胞系,獲得了永生化。只是遺傳特性、生長特性、生物學性狀改變,但無致瘤性。

（3）克隆進展學說第一個癌細胞的產生是由于基因突變積累的結果，癌組織中的所有癌細胞是由第一個癌細胞克隆而來。第三十一頁，共一百三十頁，2022年，8月28日正常細胞癌細胞第三十二頁，共一百三十頁，2022年，8月28日9.1.3腫瘤發(fā)生的多階段過程：3個階段（1）啟動/激發(fā)階段：致癌物致DNA突變，細胞增殖

（2）促癌階段：表型正常，而DNA已發(fā)生改變，在腫瘤啟動因子和腫瘤促進因子的協(xié)同作用下，基因進一步突變，細胞過度增殖，第一個癌細胞產生。（3）轉化階段：抑癌基因等突變惡性程度增加，與轉移相關基因的參與，癌細胞轉移性增加。是細胞癌變的終末階段，癌變細胞進入自主分裂增生狀態(tài)，癌變病灶浸潤、轉移。如：人的結腸癌

正常腸上皮細胞原癌基因的激活抑癌基因的丟失腺瘤或息肉結腸癌轉移第三十三頁，共一百三十頁，2022年，8月28日

9.1.4癌基因（Oncogene）1.癌基因（Oncogene[??nk??d?i:n]）

一類與腫瘤發(fā)生和發(fā)展密切相關的基因，在體外可促進細胞轉化，在體內可誘導腫瘤的發(fā)生，其蛋白產物可促進細胞的增殖。病毒癌基因和細胞癌基因第三十四頁，共一百三十頁，2022年，8月28日A.病毒癌基因（virusoncogene,v-onc）

首先在病毒中發(fā)現：1911年Rous發(fā)現雞肉瘤無細胞濾液能誘發(fā)雞新的肉瘤。Rous肉瘤病毒（RousSarcomaVirus,RSV），第一個癌基因

src

的發(fā)現。肉瘤病毒基因組是單鏈RNA，6~9kb?；蚪M結構見圖。

目前發(fā)現的病毒癌基因有30多種，而且認為他們最初來自細胞癌基因。第三十五頁，共一百三十頁，2022年，8月28日逆轉錄病毒：1970年Temin和Baltimore在RSV和MLV發(fā)現逆轉錄酶（reversetranscriptase,RT)，1975年獲得諾貝爾獎。逆轉錄病毒基因組結構簡圖正常的非轉化病毒

LTRgag(pro)polenvLTR

長末端重復序列

變異的轉化病毒

LTRgag(pro)polenvsrc

外膜糖蛋白SU和跨膜蛋白TM基質蛋白，衣殼蛋白，核酸結合蛋白逆轉錄酶和整合酶蛋白酶

病毒癌基因Src基因表達p60src蛋白，使多個靶蛋白磷酸化第三十六頁，共一百三十頁，2022年，8月28日[?mju?rain]鼠科的，[lu:?ki:mi:?]白血病哈維第三十七頁，共一百三十頁，2022年，8月28日

B細胞癌基因（cellularoncogene,c-onc）：100多種通過分子雜交和細胞轉染實驗等技術發(fā)現細胞癌基因。目前發(fā)現的細胞癌基因有100多種，其中部分在病毒中存在。

C原癌基因（proto－oncogene）（1）概念：正常細胞中存在癌基因，在正常情況下它們不具有致癌作用，但在一定條件下被激活后可變成具有致癌作用的癌基因。原癌基因是與細胞增殖相關的正?；?，在正常情況下這些基因處于靜止或低表達狀態(tài)，不但無害，而且對細胞的發(fā)育、生長和分化起重要的調節(jié)作用。只有當原癌基因發(fā)生結構改變或過度表達時，才有可能導致細胞癌變。

第三十八頁，共一百三十頁，2022年，8月28日控制細胞生長的7類蛋白質生長因子生長因子受體細胞內信號轉導子核轉錄因子參與DNA修復的蛋白或酶細胞周期調控因子凋亡和抗凋亡蛋白第三十九頁，共一百三十頁，2022年，8月28日2.原癌基因的特點廣泛存在于自然界在進化上高度保守是調節(jié)細胞生長、發(fā)育和分化的重要蛋白質在結構上與病毒癌基因相近正常情況下表達水平很低在一定條件下可被激活成癌基因第四十頁，共一百三十頁，2022年，8月28日原癌基因表達的特點：A正常細胞中原癌基因的表達水平一般較低，而且是受生長調節(jié)的，其表達主要有三個特點：①具有分化階段特異性；②細胞類型特異性；③細胞周期特異性。B腫瘤細胞中原癌基因的表達有2個比較普遍和突出的特點：①一些原癌基因具有高水平的表達，呈過度表達。②原癌基因的表達程度和次序發(fā)生紊亂，不再具有細胞周期特異性。第四十一頁，共一百三十頁，2022年，8月28日3.原癌基因的激活原癌基因癌基因（基因結構改變/過度表達）（物、化、生物學因素）活性持續(xù)異常細胞惡性增殖，癌變。原癌基因激活的主要機制：

1.點突變2．啟動子/增強子的插入

3.染色體易位4.基因擴增

5DNA的去甲基化結果：出現新的表達產物出現過量的正常表達產物出現異常、截短的表達產物激活第四十二頁，共一百三十頁，2022年，8月28日A.點突變（pointmutation）單個堿基的改變一個密碼子的改變一個氨基酸的改變，蛋白質結構變異，功能異常。首先在Ras癌基因中發(fā)現，10％的腫瘤和50％的結腸癌都有Ras基因的點突變。Ras癌基因的點突變常發(fā)生在第12、13和61位密碼子中。例如人膀胱癌細胞中c-H-Ras的點突變：

1212GCC————GTC

甘氨酸纈氨酸Ras蛋白是一種很重要的信號轉導蛋白，點突變后使其可以持續(xù)地傳遞生長信號，導致細胞惡性生長和癌變。第四十三頁，共一百三十頁，2022年，8月28日B．啟動子/增強子的插入

（Insertionofpromoter/enhancer）

逆轉錄病毒DNA整合插入到宿主細胞DNA后，其LTR中的啟動子/增強子可激活附近的原癌基因使之過表達。

第四十四頁，共一百三十頁，2022年，8月28日C.染色體易位

（translocationofchromosome）是染色體的一部分因斷裂脫離，并與其它染色體聯(lián)結的重排過程。在腫瘤細胞中常發(fā)現染色體斷裂和染色體易位。染色體易位是一個染色體的一部分與另一個染色體發(fā)生交換———原癌基因的位置改變———過表達/基因融合1.Burkitt’s淋巴瘤細胞中8號染色體和14號染色體的易位使癌基因c-myc過表達。2.慢性粒細胞白血病細胞中9號染色體和22號染色體的易位使c-abl與bcr基因融合，產生具有致癌活性的融合蛋白——P210蛋白。

第四十五頁，共一百三十頁，2022年，8月28日D.基因擴增

（geneamplification）原癌基因是單拷貝基因，可通過特殊的復制方式增加基因的拷貝數幾十至幾百倍。從而使基因的表達增加幾十至幾百倍，基因擴增后可形成雙微體或均染區(qū)。雙微體（DMS）和均染區(qū)（HSR）在腫瘤細胞中出現的頻率比正常細胞高1000倍。

基因擴增可作為腫瘤預后和分期的指標。例如，乳腺癌細胞中原癌基因HER/NEU的擴增。第四十六頁，共一百三十頁，2022年，8月28日D．基因擴增

在某些造血系統(tǒng)惡性腫瘤中，癌基因擴增是一個極常見的特征，如前髓細胞性白血病細胞系和這類病人的白血病細胞中，c-myc擴增8~32倍。

癌基因擴增的染色體結構主要有：①雙微體（doubleminutesDMS），無著絲粒，成對分布于細胞中的微小染色體；②整合到線性染色體DNA內形成均勻染色區(qū)(homogenouslystainedregion，HSR)；在具有DMS或HSR的直腸癌患者中c-mycmRNA含量是正常人的30倍。第四十七頁，共一百三十頁，2022年，8月28日PagelastmodifiedonAugust21,1998

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基因擴增第四十八頁，共一百三十頁，2022年，8月28日E.DNA的去甲基化

（demethylationofDNA）致癌物質的作用下，使原癌基因的甲基化程度降低而導致腫瘤發(fā)生，這是因為致癌物質降低甲基化酶的活性。

DNA的甲基化主要發(fā)生在GC富集區(qū)中的C上，許多基因的啟動子中含有一個GC島，其甲基化程度愈高，基因表達水平愈低，反之，甲基化程度愈低，基因表達水平愈高。

在許多腫瘤細胞中發(fā)現癌基因（如c-myc、c-ras等）的低甲基化和抑癌基因（如Rb、p16等）的高甲基化。第四十九頁，共一百三十頁，2022年，8月28日GCGCGCGCGCGCGCGCGCGCGCG-G-mC-G-mC--mC-G-mC-G-基因GC島+1第五十頁，共一百三十頁，2022年，8月28日4.癌基因蛋白產物的作用及癌基因的分類

癌細胞最大的特點是無限增殖，癌基因的蛋白產物的主要作用是促進細胞的增殖和癌變。生長信號的傳遞過程是：

GFGF-R信號轉遞蛋白轉錄因子基因表達細胞增殖。癌基因蛋白產物是以上過程的重要組成成分。第五十一頁，共一百三十頁，2022年，8月28日GFGFRRasRaf-1絲/蘇氨酸蛋白激酶細胞核基因生長信號的傳遞轉錄因子第五十二頁，共一百三十頁，2022年，8月28日轉錄因子e.g.,Myc(myc)6蛋白激酶類細胞周期調控蛋白e.g.,CyclinD(bcl1)細胞凋亡調控蛋白e.g.,Bcl2(bcl2)54321Src(src)Ras(ras)Raf(raf)CyclinCdk生長因子受體類e.g.,EGFreceptor(erbB)生長因子類e.g.,PDGF(sis)第五十三頁，共一百三十頁，2022年，8月28日癌基因表達產物的特點*與細胞原癌基因正常表達產物相似，產生相同或相似、但卻更強的效應，導致細胞惡性轉化；*某些重要的調控元件缺失，其作用不受正常調控系統(tǒng)的控制；*發(fā)揮作用不依賴于生長因子或其他信號分子。

第五十四頁，共一百三十頁，2022年，8月28日A.生長因子(growthfactor,GF)類癌基因生長因子——

多肽，通過與其受體結合后促進細胞分裂增殖，如EGF、FGF、PDGF、NGFIGF-1等。原癌基因int-2、hpt、fgf～FGFSIS～PDGF

有致癌能力～無致癌能力如：SIS蛋白產物P28與PDGF的B鏈高度同源，SIS蛋白可識別結合PDGF-R,產生與PDGF相同的生物學效應，促進細胞分裂增殖。sis基因過表達可使生長刺激信號加強或作用延長，導致細胞的惡性增殖和癌變。第五十五頁，共一百三十頁，2022年，8月28日B.生長因子受體（GF-R）類癌基因GF-R是跨膜蛋白，有3部分構成，一些癌基因產物與GF-R同源。胞外區(qū)GF結合部位跨膜區(qū)胞內區(qū)具有酪氨酸蛋白激酶活性例如：表皮生長因子（EGF）與其受體（EGFR）結合后，EGFR構象改變并二聚體化，胞內酪氨酸蛋白激酶活性激活向下游傳遞生長信號。c-erbB

癌基因的蛋白產物（P65)與EGF-R同源，但缺乏胞外區(qū)，不能結合EGF，可自動形成二聚體———具有持續(xù)的酪氨酸蛋白激酶活性，持續(xù)轉遞生長信號———細胞惡性生長和癌變。c-erbB在鱗狀上皮細胞癌和乳腺癌中過表達，與這些癌癥的發(fā)生和發(fā)展密切相關，而且c-erbB表達愈高，預后愈差。第五十六頁，共一百三十頁，2022年，8月28日Ras基因的變異與腫瘤發(fā)生的關系

Ras基因激活的主要方式是點突變。Ras是一種很重要的原癌基因，10％的腫瘤和50％的結腸癌都有Ras基因的點突變。正常的Ras蛋白參與生長信號的傳遞，基因突變后使其失去GTPase的活性，可以持續(xù)地傳遞生長信號，導致細胞的惡性轉化。

（1）G蛋白類癌基因——

Ras家族a小分子蛋白，包括:K-ras,N-ras,H-ras等。b可結合GTP/GDP，具有GTPase活性。c具有兩種形式Ras-GTP——Ras-GDP

活性形式非活性形式d在信號傳遞中起樞紐作用，從受體型TPK接收信號。

C、信號轉導蛋白類癌基因第五十七頁，共一百三十頁，2022年，8月28日C、信號轉導蛋白類癌基因（2）非受體型-TPK類，如src、abl、fes等作用：與GF-R結合，接受生長信號，使下游分子磷酸化，傳遞生長信號。（3）絲氨酸/蘇氨酸PK類癌基因，包括：raf，PKC，mos，pim-1等：處于Ras下游，通過使下游底物蛋白的磷酸化傳遞信號。

第五十八頁，共一百三十頁，2022年，8月28日D.轉錄因子類癌基因

包括：c-myc、c-myb、c-fos、c-jun

等，是生長信號傳遞途徑的終末分子。

作用：調節(jié)基因轉錄的核內蛋白，與基因上游的調節(jié)元件結合后調節(jié)基因轉錄。

特點：

a其mRNA和蛋白質的半衰期很短

b以同源/異源二聚體的形式構成轉錄因子

c含有DNA結合域例如c-jun和c-fos可形成轉錄因子AP-1第五十九頁，共一百三十頁，2022年，8月28日癌基因myc家族包括：v-myc，c-myc,N-myc,L-myc

C-myc蛋白可構成轉錄因子，其同源二聚體(myc_myc)可與max/mab形成異源二聚體myc-max,myc-mab)都是轉錄因子。它們與基因上游的調控元件結合后可激活下游基因的轉錄。該基因的激活方式：染色體易位導致過表達啟動子或增強子插入導致過表達

癌基因C-myc一般在生長因子存在情況下可促進細胞生長增殖，在無生長因子情況下可促進細胞凋亡。

C-myc基因的激活與淋巴瘤，神經母細胞瘤，膠質瘤，小細胞肺癌和乳腺癌等有關。

此外，該類癌基因表達產物還包括：細胞周期蛋白及細胞凋亡調節(jié)蛋白等第六十頁，共一百三十頁，2022年，8月28日第六十一頁，共一百三十頁，2022年，8月28日基

因

高表達

(1)異常表達（2）

abl妊娠中期胚胎、睪丸、脾、胸腺

慢性髓細胞白血病

erbAerbB

胚胎

鱗細胞癌、膠質母細胞瘤

fes骨髓

髓性、淋巴性白血病

fms

巨噬細胞、胎盤

乳腺癌、腎癌

fos羊膜、絨毛膜、成熟巨噬細胞、GF刺激后的細胞

絨毛膜癌

mos

睪丸、卵細胞

漿細胞瘤

myb卵黃囊、骨髓、胸腺

髓性、淋巴性白血病

myc

普遍存在

B細胞淋巴瘤、早幼粒白血病

raf普遍存在

多種腫瘤

ras

普遍存在

多種腫瘤

rel脾臟

ros

腎臟

sis血小板

骨肉瘤

ski

軟骨、肌肉、皮膚

src

脾臟、巨噬細胞、大腦

腦腫瘤

yes

腎臟

第六十二頁，共一百三十頁，2022年，8月28日1.抑癌基因的概念抑癌基因（antioncogene/tumorsuppressorgene）一類與癌基因作用相反的基因，在體外抑制細胞的轉化，在體內抑制腫瘤的發(fā)生。由于其存在和表達而抑制細胞的癌變。

原癌基因是促進細胞分裂增殖的正調控信號，抑癌基因是抑制細胞增殖的負調控信號，正常情況下它們處于平衡狀態(tài)。當原癌基因激活或抑癌基因失活，或兩者同時發(fā)生時都可造成平衡失調，導致細胞惡性增殖，引起癌變。9.1.5抑癌基因第六十三頁，共一百三十頁，2022年，8月28日原癌基因與抑癌基因生物學性質差異：A．功能：抑癌基因在細胞生長中起負調節(jié)作用，抑制增殖、促進分化成熟與衰老，或引導多余細胞進入程序性細胞死亡(PCD)，原癌基因的作用則相反．B．遺傳方式：原癌基因是顯性的，激活后即參與促進細胞增殖和癌變過程，而抑癌基因為隱性，只有發(fā)生純合失活時才失去抑癌功能．C．突變的細胞類型：抑癌基因突變不僅可發(fā)生在體細胞中，也可發(fā)生在生殖系(germ1ine)細胞中，并通過其遺傳突變，而原癌基因只在體細胞中產生突變。第六十四頁，共一百三十頁，2022年，8月28日抑癌基因的產物主要包括：①轉錄調節(jié)因子，如Rb、p53，②負調控轉錄因子，如WT，③周期蛋白依賴性激酶抑制因子（CKI），如p15、p16、p21，④信號通路的抑制因子，如rasGTP酶活化蛋白（NF-1），⑤DNA修復因子，如BRCA1、BRCA2，⑥磷脂酶，如PTEN，⑦細胞粘附分子，如DCC第六十五頁，共一百三十頁，2022年，8月28日2.抑癌基因的主要作用：(1)抑制細胞分裂增殖。(2)誘導細胞分化、衰老或調亡（apoptosis）。(3)與癌蛋白結合抑制其對細胞的轉化作用。(4)維持基因組DNA的完整性。如何鑒定一個抑癌基因？

a.該基因在正常細胞中正常表達。

b.在腫瘤細胞中該基因結構改變且功能喪失。

c.把該基因正常的野生型DNA導入腫瘤細胞可

逆轉細胞惡性表型。第六十六頁，共一百三十頁，2022年，8月28日第六十七頁，共一百三十頁，2022年，8月28日3.Rb基因（Retinoblastoma視網膜母細胞瘤易感基因）

在嬰幼兒眼病中，是性質最嚴重、危害性最大的一種惡性腫瘤，發(fā)生于視網膜核層，具有家族遺傳傾向，多發(fā)生于5歲以下，可單眼、雙眼先后或同時罹患，本病易發(fā)生顱內及遠處轉移，常危及患兒生命，因此早期發(fā)現、早期診斷及早期治療是提高治愈率、降低死亡率的關鍵。

第六十八頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（1）細胞周期調控簡介

細胞周期主要受3類蛋白的調節(jié)

A.周期蛋白依賴性蛋白激酶（cyclindependentkinase,cdk）

作用：通過使其他蛋白質磷酸化驅動細胞周期進程

cdk受周期蛋白的正調控，受cdk抑制蛋白（cdi）的負調控第六十九頁，共一百三十頁，2022年，8月28日B.周期蛋白（cyclin）

作用：是CDK的正調控蛋白，不同的周期蛋白（cyclinA,B,C,D,E,F,G,H等）與不同的CDK結合可調節(jié)細胞周期的不同階段。

G1

SG2M

D-CDK4/6D-CDK2E-CDK2A-CDK2B-CDK2第七十頁，共一百三十頁，2022年，8月28日C.CDK抑制蛋白（CDKinhibitor,CKI）包括：P15、P16、P19、P21、P25、P27、P57等作用：與不同的CDK結合后抑制CDK活性。

細胞要進行分裂增殖必須經過兩個關卡：

G1SG2M

其中最重要的是：P16G1SD-CDK4/6⊕-第七十一頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（2）Rb的生理作用Rb基因是視網膜母細胞瘤的致病基因，位于13q14。

Rb蛋白——P107和P110等。兩種形式：磷酸化Rb和非磷酸化Rb（活性形式）

Rb蛋白的作用：

A.非磷酸化Rb與轉錄因子E2F結合，抑制E2F活性，使細胞停留在G1期。B．Rb磷酸化磷酸化的Rb釋放E2F促進DNA的合成細胞分裂增殖。E2F

是很強的轉錄因子，可促進許多參與S期的酶和蛋白質如DNA聚合酶、胸苷激酶、二氫葉酸還原酶等的表達，增強DNA的復制，促進細胞通過G1/S控制點第七十二頁，共一百三十頁，2022年，8月28日第七十三頁，共一百三十頁，2022年，8月28日C.病毒癌蛋白（SV40大T抗原，腺病毒EIA和人乳頭瘤病毒E7等）和Rb結合，釋放E2F，從而促進細胞的分裂增殖和轉化。D.Rb基因的突變失活（點突變，缺失或GC島的高甲基化等）使之失去結合E2F和抑制細胞增殖的能力。E.生長因子如EGF、PDGF和癌基因c-myc等都可促進cyclinD1的表達和D1-CDK4/6的形成，從而促進細胞的分裂增殖。F．CDK抑制蛋白P16是抑癌基因

P16可競爭性地與CDK4/6結合，抑制CDK4/6的活性，從而抑制細胞從G1→S過渡，使細胞停留在G1期。SV40(Simianvacuolatingvirus40orSimianvirus40

):5.2kb，環(huán)形雙鏈的DNA,

5個基因（大T抗原，小t抗原，vp1,vp2,vp3）,致瘤病毒,增強子首先發(fā)現于SV40基因組內……

第七十四頁，共一百三十頁，2022年，8月28日PRbE2FD-CDK4/6E2FE2F磷酸化的RbEGF,PDGFc—myc等Cyclin--D病毒癌蛋白與Rb結合參與S期DNA合成的蛋白質基因的表達細胞的過度增殖

和癌變Rb基因的突變P16突變的Rb蛋白第七十五頁，共一百三十頁，2022年，8月28日4、P53

基因

P53是最重要抑癌基因，絕大多數腫瘤的發(fā)生都與P53基因的突變失活有關。第七十六頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（1）野生型P53蛋白的結構

基因17q13.111個外顯子和10個內含子組成

蛋白質293aa53KD(53,000D)

含有3個功能區(qū)NH2COOH轉錄激活區(qū)

DNA結合區(qū)

寡聚區(qū)結合：

結合：

結合：癌蛋白MDM-2SV40T抗原

損傷的DNA腺病毒EIA乳頭瘤病毒E7HBVX蛋白第七十七頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（2）野生型P53蛋白的生理作用A.與多種病毒癌蛋白如SV40,腺病毒EIB和人乳頭瘤病毒（HPV)的E6等結合，抑制它們對細胞的轉化作用。

B.P53蛋白作為轉錄因子，可調節(jié)多種基因的表達，如：

P21——

抑制細胞分裂增殖。

Baxbcl-2——

誘導細胞凋亡。

Gadd45——促進DNA損傷的修復。癌基因mdm-2——反饋抑制p53的表達。

第七十八頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（2）野生型P53蛋白的生理作用C.抑制細胞增殖，誘導細胞凋亡。D.參與DNA的修復，維持基因組DNA的完整性，起<分子警察>的作用。

P53首先使細胞停留在G1期，然后識別和結合損傷的DNA，促進Gadd基因的表達，對損傷的DNA進行修復，如果不能修復就誘導細胞凋亡。第七十九頁，共一百三十頁，2022年，8月28日Twoimportantfunctionsofthep53protein,whichareassumedtobeofimportanceforthetumor-suppressiveactivityofp53.Thep53proteinisactivatedbyDNAdamageandothersignalsandcaneitherbringaboutahaltinthecellcycleorinitiateapoptosisofthecell.Thefiguredoesnottakeintoconsiderationthemanyotherbiochemicalfunctionsofp53,whichcanalsobelinkedtothetwopathwaysshown.第八十頁，共一百三十頁，2022年，8月28日DamagetoDNAactivatesp53.Theoutcomedependsonthestageofthecellcycle.Earlyinthecycle,p53activatesacheckpointthatpreventsfurtherprogressuntilthedamagehasbeenrepaired.Ifitistoolatetoexercise(執(zhí)行、發(fā)揮作用)thecheckpoint,p53triggersapoptosis.第八十一頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（3）P53

基因的突變

突變類型：缺失、重排和點突變等點突變有組織特異性黃曲霉素肝癌249位密碼子

G—T

多芳香烴肺癌273G—T

亞硝酸胺結腸癌175GC—AT第八十二頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（4）突變型P53的作用

A.蛋白質的半衰期延長20min-10hrB.結構改變，可用不同的抗體鑒別

C.由核內轉到胞漿

D.具有致癌作用與野生型P53結合使之失去作用促進Ras等癌基因的作用第八十三頁，共一百三十頁，2022年，8月28日腫瘤的發(fā)生是一個多基因參與的多階段過程

腫瘤的發(fā)生是一個多因素誘導，多個基因突變積累的多階段過程，既有原癌基因的激活又有抑癌基因的缺失或失活。第八十四頁，共一百三十頁，2022年，8月28日轉基因動物實驗

用v-ras和v-myc分別或共同轉基因產生不同的轉基因動物轉基因動物腫瘤發(fā)生率發(fā)病時間只攜帶v-myc10％晚只攜帶v-ras40％晚攜帶v-myc和100％早

v-ras第八十五頁，共一百三十頁，2022年，8月28日9.1.6反轉錄病毒1概述還原病毒、原病毒（前病毒）Ross肉瘤病毒（1910-1911年）：6-9kb，ssRNA，src癌基因HIV（Humanimmunodeficiencyvirus）：1983年，法國巴斯德研究所與美國國家癌癥研究所證實HIV是AIDS的病因。HIV-Ⅰ（歐，美）和HIV-Ⅱ（西非），HIV-Ⅰ是高致病力，該病流行的主要病原，與猴AIDS

病毒相似性45%；HIV-Ⅱ較弱，與猴AIDS

病毒相似性75%。兩條單鏈正鏈RNA，每個RNA約9.2kb。病毒共同特征：兩端有LTR，5’端有帽子，3’端由尾巴，結構蛋白編碼區(qū)（gag），蛋白酶編碼區(qū)（pro）、蛋白編碼區(qū)（pol），外膜蛋白（env）等。第八十六頁，共一百三十頁，2022年，8月28日第八十七頁，共一百三十頁，2022年，8月28日2逆轉錄病毒基因組結構簡圖

正常的非轉化病毒

LTRgag(pro)polenvLTR

長末端重復序列

變異的轉化病毒

LTRgag(pro)polenvsrc

外膜糖蛋白SU和跨膜蛋白TM基質蛋白，衣殼蛋白，核酸結合蛋白逆轉錄酶和整合酶蛋白酶

病毒癌基因Src基因表達p60src蛋白，使多個靶蛋白磷酸化第八十八頁，共一百三十頁，2022年，8月28日2HIV病毒基因組

屬于反轉錄病毒科，慢病毒屬病毒。由兩條單股正鏈RNA病毒，每條RNA基因組約為9.2kb。在RNA5′端有一帽子結構，3′有polyA尾巴。（1）結構基因：HIV基因組中有三個編碼結構蛋白和酶的多蛋白基因，分別是gag、pol、env，其中gag和pol使用不同的讀碼框。第八十九頁，共一百三十頁，2022年，8月28日gag基因約1.5kb,編碼核心蛋白，其產物與病毒基因組RNA共同組裝成核心和衣殼。這些核心蛋白包括p17，p24，p7，p6。pol基因約3.0kb,編碼病毒復制所需要的各種酶類，與gag基因重疊，表達時是一蛋白前體p160，在蛋白酶催化下，除形成p17、p24、p15和Gag蛋白外，還有蛋白酶p10，反轉錄酶p66/p51，整合酶p32。第九十頁，共一百三十頁，2022年，8月28日env基因約2.6kb，編碼病毒包膜糖蛋白，先翻譯成前體蛋白gp160，被宿主細胞蛋白酶裂解為gp120和gp41。第九十一頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（2）調節(jié)蛋白基因和輔助蛋白基因兩個編碼調節(jié)蛋白的基因Tat,Rev

四個輔助蛋白基因Vpr,Vpu,Nef,Vif，均參與HIV復制。第九十二頁，共一百三十頁，2022年，8月28日（3）長末端重復序列HIV基因組RNA兩側有長末端重復序列（LTR），是順式作用元件區(qū)域，如啟動子、增強子、轉錄因子結合位點、調節(jié)蛋白Tat的效應元件。第九十三頁，共一百三十頁，2022年，8月28日第九十四頁，共一百三十頁，2022年，8月28日以tRNA為引物合成負鏈DNA降解R,U53基因組DNA的復制第九十五頁，共一百三十頁，2022年，8月28日負鏈DNA的合成位點特異性切刻酶第一次跳躍第九十六頁，共一百三十頁，2022年，8月28日RnaseH，DNA聚合酶第九十七頁，共一百三十頁，2022年，8月28日第二次跳躍，正鏈DNA的合成第九十八頁，共一百三十頁，2022年，8月28日整合到染色體DNA整合酶等完成轉反轉錄病毒基因人？……此時的病毒稱為原病毒或前病毒第九十九頁，