癌基因和癌知識講座培訓課件

癌基因和癌知識講座正常細胞與癌細胞比較2癌基因和癌知識講座

原代培養(yǎng)細胞（血清依賴,接觸

抑制,有限壽命）

癌細胞體外細胞培養(yǎng)生長轉化過程

確立細胞系(永生化)

極限(大部分細胞死亡，少數(shù)存活)轉化(失去血清依賴、接觸抑制；形態(tài)改變、聚集，長成病灶)轉移癌細胞轉移到別的組織，產(chǎn)生新的克隆3癌基因和癌知識講座確立細胞系:（1）貼壁依賴性（Anchoragedependence）細胞附著在固體基質或薄膜的表面。（2）血清（或生長因子）依賴性（serumorgrowthfactodependence）（3）密度制約抑制（Density-dependentinhibition）

(4）細胞骨架的形成（cytoskeletalorganization）。細胞是扁平的，而且延著附著基質的表面沿伸。4癌基因和癌知識講座外因：物理致癌因子（高能輻射）化學致癌因子（環(huán)狀化合物，亞硝酸等）生物致癌因子（腫瘤病毒,黃曲霉素）內因：蛋白質功能水平上的病毒活性，重要的生長調節(jié)基因的突變，如激素控制細胞生長的機制被破壞。2.癌癥的發(fā)生原因5癌基因和癌知識講座

第二節(jié)癌基因和抗癌基因癌基因（oncogene）轉化基因（transforminggene）細胞癌基因（cellularorcogene,c-onc）原癌基因（proto-oncogene）病毒癌基因（virusoncogene,v-onc）6癌基因和癌知識講座一.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。1911年P.Rous發(fā)現(xiàn)了Rous肉瘤病毒,（Roussarcomavirus）。

1969年美國的Huebner,R.I.和Todaro,G.I提出了癌基因假說。

7癌基因和癌知識講座1970年H.Temi和Dulbecco發(fā)現(xiàn)致癌的RNA病毒中存在反轉錄酶，提出了原病毒假設，認為RNA病毒通過反向轉錄和正向轉錄以及與宿主細胞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(virusoncogenev-onc)。80年代初通過很多實驗證實了癌基因的存在。8癌基因和癌知識講座DNA腫瘤病毒：致癌潛能存在于一種功能或一組相關的功能之中，這些功能在病毒裂解周期的早期就被激活。當轉化發(fā)生時，相應基因整合到宿主的基因組中，并且呈組成型表達。（癌基因的組成型表達產(chǎn)生了癌蛋白。）RNA反轉錄病毒：病毒的致瘤性并不依賴它的癌基因，而是在于它激活了細胞內原癌基因的表達。9癌基因和癌知識講座DNA腫瘤病毒轉化病毒多為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(humanpapillomavirus，HPV)的E7抗原;

腺病毒的E1A，E1B抗原轉化病毒帶有癌基因,其產(chǎn)物可使腫瘤抑制物失活。即減弱抗癌基因的功能。10癌基因和癌知識講座

一些DNA病毒感染宿主細胞后不發(fā)生裂解，而是潛伏在細胞中，并整合到宿主基因組中，表達病毒癌蛋白，引起宿主細胞轉化。如：多瘤病毒家族（SV40)，人乳頭瘤病毒家族，腺病毒家族。11癌基因和癌知識講座

DNA病毒通過合成病毒癌蛋白，引起細胞轉化。

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。12癌基因和癌知識講座RNA反轉錄病毒RNA反轉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錄病毒，不帶有癌基因。急性腫瘤病毒是缺陷型反轉錄病毒，在其基因組中帶有來源于動物的癌基因(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中的強啟動子（增強子）作用細胞癌基因，誘發(fā)癌變。13癌基因和癌知識講座

癌基因被慢性腫瘤病毒激活

與急性轉化反轉錄病毒直接轉導一高活性病毒癌基因到宿主基因組中不同，慢性RNA腫瘤病毒通過整合到正常原癌基因附近，使其被病毒中長末端重復序列所激活。

感染較長時間后病毒才啟動腫瘤發(fā)生。14癌基因和癌知識講座增加轉錄

病毒整合在正常原癌基因附近使原癌基因激活,如c-myc.15癌基因和癌知識講座插入c-myc基因不同位置的鳥類白血病病毒(avianleukosis,ALV)通過通讀來打開編碼的外顯子

病毒增強子偶爾作為啟動子，錄轉編碼區(qū)在下游插入的ALV其增強子激活c-myc的啟動子16癌基因和癌知識講座RNA腫瘤病毒在反轉錄酶的催化下，復制和整合到核基因組中17癌基因和癌知識講座反轉錄病毒的癌基因起源于動物(1)各種動物的c-onc其數(shù)目和位置比較固定，而反轉錄病毒中的v-onc數(shù)目和位置是不固定的。(2)線蟲（C.elegans）和果蠅等動物并不被反轉病毒所感染，但這些動物的基因組中也具有與高等動物癌基因同源的基因；(3)c-onc中發(fā)現(xiàn)有內含子，而反轉錄病毒的癌基因（v-onc）則無內含子。(4)動物的c-one可為反轉錄病毒所轉導。18癌基因和癌知識講座胞內Tyr激酶膜結合蛋白，胞液蛋白Ser/Thr激酶胞液蛋白信號分子

調節(jié)物

轉錄因子

Leu拉鏈蛋白，轉錄因子，甲狀腺激素受體生長因子

分泌蛋白生長因子受體各種受體激酶，受體G-蛋白/信號傳導

GTP結合蛋白癌基因的類型19癌基因和癌知識講座二．抗癌基因（antioncogene）又名抑癌基因

(tumorsuppressorgeneTSGs)、隱性癌基因。是一種抑制細胞生長和腫瘤形成的基因。在生物體內與癌基因功能相抵抗，共同保持生物體內正負信號相互作用的穩(wěn)定。已發(fā)現(xiàn)10種抗癌基因,如RB基因(Retinoblastoma視網(wǎng)膜母細胞瘤)，p53基因許多TSGs產(chǎn)物是細胞周期調節(jié)因子或是生長相關基因的轉錄抑制子。它的非活性形式能促進腫瘤生長。20癌基因和癌知識講座

TSGs的正常功能是限制細胞生長，作用主要有:(1)調節(jié)細胞生長.(2)維持基因穩(wěn)定.(3)觸發(fā)衰老，誘導細胞程序性死亡.(4)誘導終末分化.(5)抑制和調節(jié)蛋白酶活性.(6)改變DNA甲基化酶活性.(7)調節(jié)血管形成.(8)促進細胞間聯(lián)系.

一個生長轉化細胞可通過與正常的細胞融合而得到恢復。

21癌基因和癌知識講座◆Kundson早在1971年提出著名的“二次突變假設（twomutationhypothsis）”。后來遺傳學家發(fā)現(xiàn)家族性患兒的體細胞中13號染色體存在缺失（13q14），表明該區(qū)域可能存在與視網(wǎng)膜母細胞瘤發(fā)生有關的基因RB?！鬝parkes(1980)將RB基因定位于13q14?！鬊enedict（1983）提出位于13q14的RB的一對等位基因均失活才會產(chǎn)生該腫瘤。表明RB是以隱性方式起作用?！鬝tephe等（1986）開始構建了人的13號染色體的λ噬菌體文庫，其中1.5Kb的DNA片段和RB有關。22癌基因和癌知識講座接著又分離到一個30Kb的cDNA片段，用此片段可檢測到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)眼球摘除手術能存活下來的患兒長大后易患成骨肉瘤，乳腺癌和小細胞肺癌。1986年Friend將13q14位點的Rb經(jīng)cDNA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。23癌基因和癌知識講座1987年Stanbridge等分離了人類13號染色體，將它注入培養(yǎng)的成骨肉瘤細胞中，結果導致了癌細胞逆轉，同年李文華把RB轉化到培養(yǎng)的癌細胞中使其逆轉。更進一步證明了RB的抑癌作用。他克隆了RB全長的cDNA，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)物是一種長928氨基酸，分子量是105

kD的蛋白質。24癌基因和癌知識講座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：SV40T抗原，腺病毒E1A抗原，人類乳頭瘤病毒E7抗原，可結合到RB的379~792殘基區(qū)域。

(2)RB還有抑制細胞增殖的作用。25癌基因和癌知識講座在細胞周期中RB磷酸化受到調控

G0/G1去磷酸化，G1末至G2末被細胞周期蛋白CDK復合物磷酸化。非磷酸化的RB可結合轉錄因子E2F及許多腫瘤抗原。

腫瘤抗原(SV40T,AdE1A)和RB結合26癌基因和癌知識講座27癌基因和癌知識講座

RB

位于13q14，編碼視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白

RB，能結合腫瘤抗原,（SV40T抗原）調控細胞周期，抑制細胞增殖，最早在視網(wǎng)膜母細胞瘤的研究中被發(fā)現(xiàn)。

28癌基因和癌知識講座

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。

p53蛋白是四聚體，

突變具有顯性失活的效應29癌基因和癌知識講座野生型限制細胞生長

缺乏p53細胞生長不受控制突變亞基因阻礙四聚體功能，細胞生長不受限制P53等位基因的缺失或突變都可使細胞生長不受限制30癌基因和癌知識講座DNA的損傷激活p53,在細胞周期不同階段引起不同結果：

早期：阻止細胞周期前進直到損傷修復。

晚期：引發(fā)細胞凋亡。輻射31癌基因和癌知識講座p53的功能:（1）一種可能是野生型p53與細胞中某些T抗原的類似物結合，抑制了它們的活性;（2）p53也是一種DNA結合蛋白，它能識別長10bp兩側對稱的基序，并激活含多拷貝這種基序的啟動子的轉錄。

(3)在有的座位上它可能阻遏其靶基因。

(4)p53通過調節(jié)基因的表達來控制細胞周期，缺乏這種調節(jié)就會導致細胞無限制生長。

(5)p53突變具有顯性失活的效應。32癌基因和癌知識講座P53有多種分子活性P600-601(1)p53是一種DNA結合蛋白(轉錄因子)，可識別10bp的回文基序,其第120-290位氨基酸的區(qū)域負責與特定靶順序的結合。

(2)可激活含多拷貝基序啟動子轉錄。p53還可以阻遏某些不含有以上基序的基因，其機制不明。

(3)p53也能和損傷的DNA結合（第310-390位），此C-端的功能區(qū)可以識別單鏈DNA區(qū)。

(4)p53是四聚體，其突變體具有的顯性失活調控的作用。33癌基因和癌知識講座p53蛋白與抑制有關的各功能區(qū)的活性34癌基因和癌知識講座第三節(jié)癌基因產(chǎn)物的結構，功能和細胞癌變

一.src基因src的產(chǎn)物p60src具有TPK（酪氨酸蛋白激酶）活性，與細胞的增殖和轉化有關。Src蛋白有四個結構域：（1）N端十四烷基化位點是和膜結合的位點（2）SH2（srchomologyregion-2）結構域。

(3)416位Tyr和自身磷酸化有關。

(4)而527位Tyr的磷酸化位點。35癌基因和癌知識講座36癌基因和癌知識講座37癌基因和癌知識講座一、src基因產(chǎn)物p60src蛋白具有TPK（酪氨酸激酶活性）膜結合調控催化抑制NCSH2結構域416Tyr自身磷酸化527Tyr自身磷酸化38癌基因和癌知識講座胞內Tyr激酶膜結合蛋白，胞液蛋白Ser/Thr激酶胞液蛋白信號分子

調節(jié)物

轉錄因子

Leu拉鏈蛋白，轉錄因子，甲狀腺激素受體生長因子

分泌蛋白生長因子受體各種受體激酶，受體G-蛋白/信號傳導

GTP結合蛋白癌基因的類型39癌基因和癌知識講座二.c-erbB產(chǎn)物的結構和功能c-erbB編碼EGF受體是一種分子量為65KDa的跨膜蛋白，由1186個氨基酸組成。膜外的部分（621aa）是EGF結合功能區(qū)。前面有24aa構成的信號肽?？缒^(qū)由23個疏水氨基酸組成。膜內部分由542aa組成。其中包括4個磷酸化位點和一個TPK功能區(qū)。4個磷酸化位點中有一個是緊靠膜內側的654位Thr，其余3個位于1068，1148和1173Tyr自身磷酸化位點。40癌基因和癌知識講座

平截

c-erbB:c-erbB

編碼表皮生長因子受體。N端為配體結合結構域，C端為抑制結構域。

v-erbB

的兩端被截短，使受體在無配體的存在下就形成二聚體，并持續(xù)激活，使細胞生長不受控制。41癌基因和癌知識講座erb-B的結構42癌基因和癌知識講座43癌基因和癌知識講座c-erbB

編碼EGF受體，具有酪氨酸蛋白激酶活性。

生長因子受體的激活涉及配基的結合，二聚體的形成及自身磷酸化，V-erB丟失了配基結合域，不受N端功能區(qū)的抑制而組成型激活。44癌基因和癌知識講座46癌基因和癌知識講座四．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結構相似，僅少數(shù)的幾個氨基酸不同。47癌基因和癌知識講座

ras

第一個被證實由于點突變而引發(fā)癌癥的基因（1982，TabinCJandReddyEP)。

Ras蛋白結構：

5

22

3040109120186

NCGDP/GTP結合區(qū)效應區(qū)

膜結合水解GTP活性作用于靶分子

帶有GTP的Ras是活性的，而內在的GTPase活性使GTP水解成GDP，而結合GDP的Ras則失活，GAP（GTP酶激活蛋白）以及SOS（鳥苷釋放因子）可調節(jié)Ras蛋白活性。48癌基因和癌知識講座49癌基因和癌知識講座50癌基因和癌知識講座51癌基因和癌知識講座

癌基因激活的機制：點突變

c-ras：Ras是GTP結合蛋白，傳導生長因子受體信號。

ras基因的點突變（第12個氨基酸密碼子由GGG(甘氨酸）變?yōu)镚TG(纈氨酸））降低了