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第20章癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子Oncogenes,Anti-oncogenesandGrowthFactors第20章癌基因、抑癌基因1癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子的關(guān)系癌基因抑癌基因細(xì)胞生長(zhǎng)因子正調(diào)控負(fù)調(diào)控產(chǎn)物終末分化增殖癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子的關(guān)系癌基因抑癌基因細(xì)胞生長(zhǎng)因子正2癌基因
Oncogenes第一節(jié)癌基因
Oncogenes第一節(jié)3癌基因所編碼的產(chǎn)物與細(xì)胞的腫瘤性轉(zhuǎn)化相關(guān)。它以顯性的方式對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)起陽(yáng)性作用,并促進(jìn)細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)化。指在體外能引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化,在體內(nèi)能誘發(fā)腫瘤的基因。是細(xì)胞本身遺傳物質(zhì)的組成成分。可來(lái)自病毒,也可來(lái)自細(xì)胞。癌基因的名稱一般用三個(gè)斜體小寫字母表示:myc、ras、src等。癌基因(oncogene)癌基因所編碼的產(chǎn)物與細(xì)胞的腫瘤性轉(zhuǎn)化相關(guān)。它以顯性的方式對(duì)細(xì)4癌基因的發(fā)現(xiàn):1911年,PeytonRous(P.Rous),雞肉瘤(家禽傳染性肉瘤),RousSarcomaVirus,逆轉(zhuǎn)錄病毒,(RSV),src,
1966年NobelPrize弗朗西斯·佩頓·勞斯(FrancisPeytonRous)1879年生于美國(guó),美國(guó)微生物學(xué)家,病毒學(xué)家。約翰.霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院畢業(yè)。。1966年因發(fā)現(xiàn)勞斯腫瘤病毒,被授予諾貝生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。這種病毒至今仍是癌研究中的重要實(shí)驗(yàn)材料。1970年逝世。癌基因的發(fā)現(xiàn):弗朗西斯·佩頓·勞斯(FrancisPeyt5第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件6病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)存在于病毒基因組中的一段核苷酸片段(癌基因),它不編碼病毒的結(jié)構(gòu)成分,對(duì)病毒復(fù)制也沒(méi)有作用,但可以使它的宿主細(xì)胞持續(xù)增殖、轉(zhuǎn)化。如src一、病毒癌基因病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)一、病7
調(diào)節(jié)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄LTRgagpolenv
srcLTR
長(zhǎng)末端重復(fù)序列癌基因正常的病毒基因產(chǎn)生病毒核心蛋白產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶
產(chǎn)生病毒外膜蛋白產(chǎn)生非受體酪氨酸蛋白激酶*病毒基因組結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)和LTRgagpolenv8第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件9如前,在該病毒基因結(jié)構(gòu)中,它除含有病毒復(fù)制所需的基因(如gag、pol及env)外,還含有一種特殊的轉(zhuǎn)化基因即src它能導(dǎo)致所培養(yǎng)的細(xì)胞(宿主細(xì)胞)轉(zhuǎn)化并呈惡性表型,也能在動(dòng)物中引起惡性腫瘤,這種基因被稱為病毒癌基因(v-onc)。第一個(gè)被鑒定癌基因蛋白質(zhì)-是酪氨酸蛋白激酶(非受體)基因蛋白,它來(lái)自RousSarcomaVirus,稱為src如前,在該病毒基因結(jié)構(gòu)中,它除含有病毒復(fù)制所需的基因(如ga10目錄整合到基因組中的病毒cDNA毗鄰原癌基因,并表達(dá)一融合mRNA內(nèi)含細(xì)胞原癌基因,后者又被包裝到病毒粒子中.獲得致癌性質(zhì)目錄整合到基因組中的病毒cDNA毗鄰原癌基因,并表達(dá)一融合11二、細(xì)胞癌基因激活:癌基因;靜止未激活:原癌基因可從腫瘤組織細(xì)胞中分離出的致癌的基因片段。細(xì)胞癌基因(cellular-oncogene,c-onc)它是來(lái)自細(xì)胞中的致癌基因,由正常細(xì)胞基因組中的原癌基因(proto-oncogenes,pro-onc)轉(zhuǎn)化而來(lái)。細(xì)胞癌基因≈原癌基因二、細(xì)胞癌基因激活:癌基因;靜止未激活:原癌基因細(xì)胞癌基因(12定義1:細(xì)胞內(nèi)正常存在的基因。通常參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)。其突變或不恰當(dāng)表達(dá)會(huì)引起細(xì)胞癌變。定義2:編碼調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)或分化的有關(guān)蛋白質(zhì),而在突變或過(guò)表達(dá)時(shí)可轉(zhuǎn)變?yōu)榘┗虿⒁鸺?xì)胞癌變的正常細(xì)胞基因。應(yīng)用學(xué)科:定義3:真核細(xì)胞基因組中被激活后可引起癌變的一類基因。細(xì)胞癌基因的概念定義1:13(一)原癌基因1、概念:在正常細(xì)胞組織中存在的與癌基因相同相似的(高度同源)核苷酸片段。它是基因的正常版本,是癌基因的前體,這類基因的表達(dá)產(chǎn)物與正常細(xì)胞的生長(zhǎng),增殖、分化及調(diào)控等相關(guān)。正常情況下,這些原癌基因處于靜止或低表達(dá)的狀態(tài),對(duì)細(xì)胞無(wú)害,對(duì)維持細(xì)胞正常功能具有重要作用,當(dāng)其被活化時(shí),細(xì)胞發(fā)生癌變。(一)原癌基因正常情況下,這些原癌基因處于靜止或低表達(dá)的狀態(tài)142、、原癌基因的特點(diǎn):(1)、普遍性,從酵母到人的細(xì)胞普遍存在;(2)、保守性(基因序列高度保守)(3)、產(chǎn)物是功能蛋白,與調(diào)控細(xì)胞的增殖、分裂,信號(hào)傳導(dǎo)及細(xì)胞凋亡相關(guān)。(4)、在某些因素如放射線,化學(xué)物質(zhì)作用下一旦被激活,則發(fā)生數(shù)量上和結(jié)構(gòu)上的變化使原癌基因激活從而導(dǎo)致癌變。2、、原癌基因的特點(diǎn):(1)、普遍性,從酵母到人的細(xì)胞普遍存15原癌基因它們既可以被導(dǎo)入逆錄病毒而活化成病毒癌基因(v-onc),也可因突變或異常表達(dá)而活化成細(xì)胞癌基因(c-onc)?;罨陌┗蚰苷T導(dǎo)細(xì)胞的異常增殖和腫瘤發(fā)生。何謂原癌基因?原癌基因的轉(zhuǎn)化?原癌基因它們既可以被導(dǎo)入逆錄病毒而活化成病毒癌基因(v-on163、細(xì)胞原癌基因的產(chǎn)物分類①生長(zhǎng)因子,如(EGF
表皮生長(zhǎng)因子),②生長(zhǎng)因子受體,如酪氨酸蛋白激酶受體,非酪氨酸蛋白激酶受體③細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白,如Ras蛋白,④轉(zhuǎn)錄因子,如Myc,F(xiàn)os蛋白⑤與細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)的蛋白,如RB蛋白,CDK4蛋白sis,egf;如fms、erbB
;如src、ras、raf;如CDK4、cyklin、RB、P53;如myc、fos、jun等3、細(xì)胞原癌基因的產(chǎn)物分類①生長(zhǎng)因子,如(EGF表皮生長(zhǎng)因17目錄(原癌基因)與細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)的蛋白,如RB蛋白,CDK4蛋白目錄(原癌基因)與細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)的蛋白,如RB蛋白,CD18
附1、常見病毒癌基因的命名:1、src、Roussarcomavirus2、abl、Abelsonmurineeukamia小鼠白血病病毒。3、Ras、RatSarcomavirus大鼠肉瘤病毒4、Fos
、FBJmurinosteosarcoma小鼠成骨肉瘤病毒,5、Sis、simaiansarcoma猿猴肉瘤病毒6、erbB、Avianerythroblastosis禽類成紅細(xì)胞增生病毒7、myc、MC29avianmyelocytomatosis
禽類髓細(xì)胞瘤等附1、常見病毒癌基因的命名:1、src、Ro19
附2、常見病毒癌基因的產(chǎn)物:1、src、Roussacomavirus過(guò)表達(dá)非受體酪氨酸激酶2、abl、Abelsonmurineeukamia,融合的酪氨酸蛋白激酶基因3、Ras、RatSarcomavirus大鼠肉瘤病毒,含點(diǎn)突變信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白G蛋白,喪失GTP水解酶的活性。4、Fos
、FBJmurinosteosarcoma小鼠成骨肉瘤病毒,轉(zhuǎn)錄因子,(立早基因),基因擴(kuò)增,表達(dá)產(chǎn)物增多5、Sis、simaiansarcoma猿猴肉瘤病毒,PDGF?鏈血小板衍生的生長(zhǎng)因子,過(guò)表達(dá)6、erbB、Avianerythroblastosis禽類成紅細(xì)胞病毒,截短的表皮生長(zhǎng)因子受體。7、myc、MC29avianmyelocytomatosis禽類髓細(xì)胞瘤,過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子等附2、常見病毒癌基因的產(chǎn)物:1、src、Ro20附3、部分癌基因在人與動(dòng)物所致癌名稱與癌基因特點(diǎn)
動(dòng)物人類abl鼠源白血病(病毒所致)慢性髓細(xì)胞性白血病(融合
RTK,基因易位,9~22號(hào))erbB禽類成紅細(xì)胞瘤磷狀上皮癌,乳癌等(點(diǎn)突變
,截短的GF受體,)
myc禽類髓細(xì)胞性白血病Burkitts淋巴瘤,肺、乳癌等(插入LTR)(轉(zhuǎn)位,擴(kuò)增,8~14號(hào))
ras大鼠肉瘤病毒肺癌、膀胱癌等,點(diǎn)突變mmtv小鼠乳腺癌病毒(LTR整合在myc附近)
附3、部分癌基因在人與動(dòng)物所致癌名稱與癌基因特點(diǎn)21第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的與人類腫瘤相關(guān)的病毒為HTLV,是RNA病毒,患人類T細(xì)胞淋巴性白血病,(日本,加勒比海地區(qū))第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的與人類腫瘤相關(guān)的病毒為HTLV,是RNA病毒,22
附4、常見致癌DNA病毒:1、SV40:simianvirus,猿猴2、多瘤病毒:polyoma3、乳頭瘤病毒:HPV(與人類患宮頸癌相關(guān)?)4、腺病毒:(人腺病毒肺炎)5、EB病毒(與人類白血病和鼻咽癌有關(guān)?)。附4、常見致癌DNA病毒:23
細(xì)胞外信號(hào)EGF、PDGF等具PTK活性的受體GRB2
PSOS
PRas-GTP
PRaf調(diào)節(jié)其他蛋白活性MAPKKMAPK
P
P
P細(xì)胞核反式作用因子調(diào)控基因表達(dá)細(xì)胞膜二聚化目錄細(xì)胞外信號(hào)具PTK活性的受體GRB2PSOSPRas-241、獲得啟動(dòng)子或增強(qiáng)子2、基因易位、重排(8號(hào)14號(hào))3、原癌基因擴(kuò)增(多倍體,非整倍體,雙鏈微小染色體)4、點(diǎn)突變等(Ras基因點(diǎn)突變)(二)、原癌基因活化的機(jī)制1、獲得啟動(dòng)子或增強(qiáng)子(二)、原癌基因活化的機(jī)制25MMTV,小鼠乳腺瘤病毒基因的重組整合-乳腺腫瘤1、獲得啟動(dòng)子或增強(qiáng)子
例1:LTRLTRLTRMMTV,小鼠乳腺瘤病毒基因的重組整合-乳腺腫瘤1、獲26例2:雞白細(xì)胞增生病毒引起淋巴瘤---病毒基因組整合到C-myc基因附近,其LTR同時(shí)被整合,高表達(dá)C-myc,增加30~100倍.例3:
在細(xì)胞處于靜止期用PDGF處理3T3(鼠成纖維細(xì)胞)發(fā)現(xiàn)C-myc,c-fos轉(zhuǎn)錄增加50倍余。例2:272、基因易位、重排例1:
CML(ChronicMyeloidLeukemia)髓細(xì)胞性白血病,9號(hào)染色體abl基因轉(zhuǎn)到22號(hào)染色體,----融合基因,生成融合型酪氨酸蛋白激酶(也是人髓細(xì)胞白血病的原因)表達(dá)增強(qiáng)。例2:8號(hào)染色體的C-myc-----14號(hào)----免疫球蛋白重鏈基因調(diào)控區(qū),強(qiáng)啟動(dòng)---(看家基因,人類Burkitt’s淋巴瘤,過(guò)度表達(dá))強(qiáng)啟動(dòng):1次/2秒慢啟動(dòng):1次/10分2、基因易位、重排283、原癌基因擴(kuò)增:(形成多倍體,非整倍體,雙鏈微小染色體),24對(duì),25對(duì)?乳癌細(xì)胞中,成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子的基因家族擴(kuò)增達(dá)100余拷貝,基因數(shù)量增加,表達(dá)產(chǎn)物增加;髓細(xì)胞性白血病細(xì)胞中,C-myc擴(kuò)增8~32倍3、原癌基因擴(kuò)增:294、點(diǎn)突變例1:
Ras蛋白點(diǎn)突變,12位甘氨酸—頡氨酸;丟失GTP水解酶的活性
Ras基因點(diǎn)突變(在膀胱癌中分離得到了該基因)4、點(diǎn)突變30
細(xì)胞外信號(hào)EGF、PDGF等具PTK活性的受體GRB2
PSOS
PRas-GTP
PRaf調(diào)節(jié)其他蛋白活性MAPKKMAPK
P
P
P細(xì)胞核反式作用因子調(diào)控基因表達(dá)細(xì)胞膜二聚化目錄細(xì)胞外信號(hào)具PTK活性的受體GRB2PSOSPRas-31例2:erbB基因,表達(dá)截短酪氨酸蛋白激酶受體見于乳癌,鱗狀上皮癌,卵巢癌等例2:erbB基因,表達(dá)截短酪氨酸蛋白激酶受體見于乳癌,鱗狀32出現(xiàn)新的表達(dá)產(chǎn)物,如異常、截短的表達(dá)產(chǎn)物(原癌基因結(jié)構(gòu)改變)出現(xiàn)過(guò)量的正常表達(dá)產(chǎn)物(原癌基因調(diào)控區(qū)強(qiáng)啟動(dòng))原癌基因被激活的結(jié)果出現(xiàn)新的表達(dá)產(chǎn)物,如異常、截短的表達(dá)產(chǎn)物(原癌基因結(jié)構(gòu)改變33第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件34第二節(jié)、抑癌基因
Anti-oncogenes第二節(jié)、抑癌基因
Anti-oncogenes35抑癌基因(cancersuppressivegene,anti-oncegene)抑制細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)、增殖,促進(jìn)終末分化并從而遏制腫瘤形成的基因。在70年代廣泛研究癌基因之前,通過(guò)體細(xì)胞雜交、流行病統(tǒng)計(jì)學(xué)及細(xì)胞遺傳學(xué)分析已指出,存在能抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)化的基因表型。一、抑癌基因的基本概念抑癌基因(cancersuppressivegene,36關(guān)于腫瘤細(xì)胞的增生能被某種基因產(chǎn)物抑制的概念,首先來(lái)自體細(xì)胞雜交試驗(yàn)。Harris于1969年發(fā)現(xiàn),正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合所產(chǎn)生的雜交細(xì)胞不再具有致瘤性,提示從正常細(xì)胞來(lái)的某種基因起抑制腫瘤發(fā)生的作用。而當(dāng)融合細(xì)胞喪失了含有這種特殊基因痤的染色體時(shí),則可以重現(xiàn)其致瘤性,從而證明該染色體攜帶抑癌基因。關(guān)于腫瘤細(xì)胞的增生能被某種基因產(chǎn)物抑制的概念,首先來(lái)自體細(xì)胞37細(xì)胞雜交試驗(yàn)正常細(xì)胞腫瘤細(xì)胞非腫瘤型雜交細(xì)胞雜交融合腫瘤細(xì)胞1腫瘤細(xì)胞2雜交融合非腫瘤型雜交細(xì)胞正常細(xì)胞失去某些基因腫瘤細(xì)胞(交叉互補(bǔ))細(xì)胞雜交試驗(yàn)正常細(xì)胞腫瘤細(xì)胞非腫瘤型雜交細(xì)胞雜交融合腫瘤細(xì)胞38二、常見的抑癌基因P53;Rb;P16;P21二、常見的抑癌基因P53;Rb;P16;P2139常見的抑癌基因:
P53基因
Rb基因
P21基因
P16基因常見的抑癌基因:40
三、常見抑癌基因的作用機(jī)制三、常見抑癌基因的作用機(jī)制41(一)、Rb基因1、概述:(1)Rb(人類視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤)基因是第一個(gè)被克隆的抑癌基因。(2)Rb的突變導(dǎo)致視網(wǎng)膜瘤。(3)活性Rb基因它控制成視網(wǎng)膜細(xì)胞的生長(zhǎng),發(fā)育及視覺(jué)細(xì)胞的分化---,基因突變,視網(wǎng)膜細(xì)胞異常增殖。(4)散發(fā)性Rb發(fā)生較晚,一般只危及一眼,遺傳性Rb往往危及雙眼,3歲左右發(fā)病形成多個(gè)腫瘤。(一)、Rb基因42
(5)13號(hào)染色體;105KD;27個(gè)外顯子;含925個(gè)AA殘基,單鏈,去磷酸化,低磷酸化為活性形式,蛋白定位在細(xì)胞核
2、Rb基因的生物學(xué)功能(1)、監(jiān)控、限定細(xì)胞周期按程序進(jìn)行(負(fù)調(diào)控)(2)、結(jié)合存在與細(xì)胞中的異常蛋白,病毒蛋白防止其使細(xì)胞轉(zhuǎn)化。
(5)13號(hào)染色體;105KD;27個(gè)外顯子;含9243
3、Rb基因失活與腫瘤發(fā)生例如向培養(yǎng)的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤細(xì)胞中導(dǎo)入克隆的Rb基因,該瘤細(xì)胞可恢復(fù)正常的表型,說(shuō)明該視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤細(xì)胞已失去了Rb抑癌基因該基因缺失與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤,成骨肉瘤,結(jié)腸癌等有關(guān)。第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件44Rb.E-2FRb--P(失活)CyvlinD.CDK4Rb激酶ATPADPE—2FC-mycTyrPKRDNA-PolFH2合成酶參與核苷酸合成的酶進(jìn)入細(xì)胞周期G1~S4、Rb基因產(chǎn)物的作用機(jī)制Rb.E-2FRb--P(失活)CyvlinD.CDK4R45在G2~M期E—2F+激活CDK抑制蛋白P16基因表達(dá)E—2FP16蛋白基因CyclinD.CDKP16蛋白CyvlinD.CDK4.P16蛋白使Rb--P去磷酸化成為Rb活性型重新錨定E—2F在G2~M期E—2F+激活CDK抑制蛋白P16基因表達(dá)46(Cyclin-CDK4),在G1期-是Rb的激酶,磷酸化Rb蛋白4、Rb蛋白的作用機(jī)制(Cyclin-CDK4),在G1期-是Rb的激酶,磷酸化47G0G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNAPRb蛋白E2F是與細(xì)胞周期運(yùn)行相關(guān)的轉(zhuǎn)錄激活因子,它可使細(xì)胞從G1—到S期DNA聚合酶、二氫葉酸還原酶、Tyr受體;胸苷酸激酶等G0G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNA48(二)、P53蛋白——基因衛(wèi)士
1、P53基因概述1979年發(fā)現(xiàn)(1)、人P53基因位于17號(hào)染色體,全長(zhǎng)16-20kb,含有11個(gè)外顯子,蛋白分子量53kD(393個(gè)氨基酸)。(2)P53基因是迄今為止發(fā)現(xiàn)的與人類腫瘤相關(guān)性最高的基因。(3)野生型P53基因是一種抑癌基因。而變異P53基因可認(rèn)為是癌基因。
(二)、P53蛋白——基因衛(wèi)士
1、P53基因概述1949(1)、N端酸性區(qū),與半衰期即穩(wěn)定性相關(guān),被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域(2)、核心區(qū),含DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域,常見突變位點(diǎn),突變則喪失轉(zhuǎn)錄激活的功能,不能轉(zhuǎn)錄p21基因….)(3)、C端堿性區(qū)(癌基因轉(zhuǎn)化區(qū),功能區(qū)),通過(guò)該區(qū)形成四聚體,為多種蛋白激酶的識(shí)別位點(diǎn)。2、P53蛋白結(jié)構(gòu)(1)、N端酸性區(qū),與半衰期即穩(wěn)定性相關(guān),被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄活化結(jié)503、P53蛋白的生物學(xué)功能(1)、基因衛(wèi)士,維持細(xì)胞的正常生長(zhǎng)抑制細(xì)胞的惡性增殖。(2)、監(jiān)控基因的完整性,一旦DNA損傷,p53基因表達(dá),活化p21基因轉(zhuǎn)錄,使細(xì)胞周期停止于G1期。(3)、抑制解鏈酶的活性(與復(fù)制因子A相互作用),當(dāng)DNA損傷時(shí),不解鏈,不復(fù)制(4)、參與DNA的修復(fù)性復(fù)制,一旦修復(fù)失敗,啟動(dòng)程序性細(xì)胞死亡即細(xì)胞凋亡
。P21蛋白可與cyclin等蛋白結(jié)合避免細(xì)胞從G1期—進(jìn)入S關(guān)卡點(diǎn);阻止細(xì)胞周期的運(yùn)行。3、P53蛋白的生物學(xué)功能(1)、基因衛(wèi)士,維持細(xì)胞的正常生51P53蛋白解鏈酶復(fù)制因子AP21蛋白細(xì)胞停滯于G1期細(xì)胞自殺酸性區(qū)核心區(qū)堿性區(qū)P53蛋白DNA損傷P21基因P53蛋白抑制P53蛋白成功修復(fù)修復(fù)失敗P53蛋白解鏈酶復(fù)制因子AP21蛋白細(xì)胞停滯于G1期細(xì)胞自殺52P21蛋白基因P53蛋白P21蛋白CyvlinD.CDK4CyvlinD.CDK4.P21蛋白抑制Rb磷酸化,阻止Cell周期運(yùn)行。+P21蛋白基因P53蛋白P21蛋白CyvlinD.CDK4C53第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件541、p53基因可發(fā)生點(diǎn)突變。缺失,插入等---轉(zhuǎn)化成癌基因,實(shí)驗(yàn)證明把突變的p53基因與突變的ras
癌基因共同轉(zhuǎn)化3T3細(xì)胞(正常成纖維細(xì)胞,則3T3細(xì)胞可轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞。2、在癌細(xì)胞中變異的p53mRNA
半衰期可達(dá)4~8小時(shí),證明p53失去了抑癌的作用。而正常的p53mRNA6~20分3、突變與50%的癌發(fā)病相關(guān)(目前已找到很多突變點(diǎn))如腦瘤,乳腺癌,鱗狀上皮癌,肺癌等4、P53基因的失活與腫瘤的發(fā)生1、p53基因可發(fā)生點(diǎn)突變。缺失,插入等---轉(zhuǎn)化成癌基因,55附:DNA病毒致癌機(jī)制RbE-2FSV40乳頭瘤病毒多瘤病毒E-2FP53蛋白Sv40蛋白人類乳頭瘤病毒誘導(dǎo)P53蛋白降解附:DNA病毒致癌機(jī)制RbE-2FSV40乳頭瘤病毒多瘤病毒56第三節(jié)生長(zhǎng)因子
Growthfactors第三節(jié)57生長(zhǎng)因子(growthfactor)通過(guò)質(zhì)膜上特異的受體,將信息傳遞至細(xì)胞內(nèi)部,調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)與增殖的多肽類物質(zhì)。
一、概述生長(zhǎng)因子(growthfactor)一、概述58作用模式
內(nèi)分泌
(endocrine)旁分泌
(paracrine)自分泌
(autocrine)作用模式59第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件60產(chǎn)生相應(yīng)第二信使胞內(nèi)相關(guān)蛋白質(zhì)被磷酸化與膜受體結(jié)合酪氨酸激酶活化蛋白激酶活化核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子活化基因轉(zhuǎn)錄與胞內(nèi)受體結(jié)合生長(zhǎng)因子–
受體復(fù)合物,活化相關(guān)基因二、生長(zhǎng)因子作用機(jī)制產(chǎn)生相應(yīng)第二信使胞內(nèi)相關(guān)蛋白質(zhì)被磷酸化與膜受體結(jié)合酪氨酸激酶61目錄目錄62第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件63在某些生理或病理?xiàng)l下,細(xì)胞接受到某種信號(hào)所觸發(fā)的并按一定程序緩慢死亡的過(guò)程。誘導(dǎo)因素:野生型p53基因抑制因素:突變型p53基因
神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)三、生長(zhǎng)因子與疾病1、細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡(apoptosis)在某些生理或病理?xiàng)l下,細(xì)胞接受到某種信號(hào)所觸發(fā)的并按一定程64(1).原發(fā)性高血壓myc、fos的激活促平滑肌細(xì)胞增生p53低表達(dá)或突變(2).動(dòng)脈粥樣硬化PDGF過(guò)量產(chǎn)生(3).心肌肥厚ras、myb、myc、fos等過(guò)量表達(dá)IGF、TGF、FGF2、心血管疾?。?).原發(fā)性高血壓(2).動(dòng)脈粥樣硬化(3).心肌肥65本章復(fù)習(xí)題1、癌基因,原癌基因,病毒癌基因,細(xì)胞癌基因的概念。2、原癌基因的特點(diǎn)與產(chǎn)物。3、舉例說(shuō)明原癌基因活化的機(jī)制。4、何謂抑癌基因?常見抑癌基因有哪些?簡(jiǎn)述P53于Rb基因的生物學(xué)功能。5、說(shuō)明Rb基因產(chǎn)物的作用機(jī)制。本章復(fù)習(xí)題66附錄附錄67它的發(fā)現(xiàn)可追溯到動(dòng)物致癌病毒的研究。Rous于1911年首先發(fā)現(xiàn)雞肉瘤病毒(RSV),它能使雞胚成纖維細(xì)胞在培養(yǎng)中轉(zhuǎn)化,也能在給雞接種后誘發(fā)肉瘤。以后的研究證明,它是一種RNA逆轉(zhuǎn)錄病毒(retrovirus)。它除含有病毒復(fù)制所需的基因(如gag、pol及env)外,還含有一種特殊的轉(zhuǎn)化基因,能導(dǎo)致培養(yǎng)的細(xì)胞轉(zhuǎn)化和(v-onc)。第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的癌基因就是RSV的v-src,它編碼一種蛋白質(zhì)相對(duì)分了質(zhì)量為60000,是第一個(gè)被鑒定的蛋白質(zhì)-酪氨酸激酶,也是刺激細(xì)胞增生的信息途徑的關(guān)鍵成分。以后從許多動(dòng)物中分離出40余種高度致部的逆轉(zhuǎn)錄病并從中鑒定出30余種病毒癌基因毒。
它的發(fā)現(xiàn)可追溯到動(dòng)物致癌病毒的研究。Rous于1911年首先68散發(fā)性和遺傳性Rb功能喪失的機(jī)理散發(fā)性和遺傳性Rb功能喪失的機(jī)理69Thedifferentphasesofthecellcycle.Inthefirstphase(G1)thecellgrows.WhenithasreachedacertainsizeitentersthephaseofDNA-synthesis(S)wherethechromosomesareduplicated.Duringthenextphase(G2)thecellpreparesitselffordivision.Duringmitosis(M)thechromosomesareseparatedandsegregatedtothedaughtercells,whichtherebygetexactlythesamechromosomesetup.ThecellsarethenbackinG1andthecellcycleiscompleted.
Thedifferentphasesofthece70目錄目錄71Ras基因是在急性轉(zhuǎn)化性逆轉(zhuǎn)錄病毒實(shí)驗(yàn)中從Harvey、Kirsten兩株大鼠肉瘤病毒中克隆出來(lái)的轉(zhuǎn)化基因,自1982年Weinberg等人發(fā)現(xiàn)人的膀胱癌細(xì)胞中有活化的H-Ras基因后,引起了人們對(duì)Ras癌基因在人類腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中所起的作用的極大關(guān)注。Ras基因家族與人類腫瘤相關(guān)的基因有三種——H-Ras、K-Ras和N-Ras,分別定位在11、12和1號(hào)染色體上。其中,K-Ras則對(duì)人類癌癥影響最大,它好像分子開關(guān):當(dāng)正常時(shí)能控制調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)的路徑;發(fā)生異常時(shí),則導(dǎo)致細(xì)胞持續(xù)生長(zhǎng),并阻止細(xì)胞自我毀滅。最新研究表明,K-Ras蛋白并不是永遠(yuǎn)位于細(xì)胞膜上,它的位置受到蛋白激酶C(proteinkinaseC,PKC)的控制。ras基因家族與人類腫瘤相關(guān)的特征性基因有三種,即H-ras、K-ras和N-ras,它們分別定位于11、12、1號(hào)染色體,前二者是大鼠肉瘤病毒的轉(zhuǎn)化基因,后者是從人神經(jīng)母細(xì)胞瘤中分離得到的。Ras基因是在急性轉(zhuǎn)化性逆轉(zhuǎn)錄病毒實(shí)驗(yàn)中從Harvey、Ki72總結(jié):(關(guān)于Rb基因)1、Rb基因(產(chǎn)物)通過(guò)對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)控抑制腫瘤的生成2、在G2M期E-2F又激活p16基因表達(dá)…..使Rb--P去磷酸化,遏制細(xì)胞周期的非正常的運(yùn)行,即P16基因的表達(dá),又限制了Rb蛋白的過(guò)度磷酸化失活,如此Rb,p16相互制約。3、Rb突變,p16突變,CDK4突變皆可是細(xì)胞周期紊亂4、處于增殖分裂階段的Rb蛋白通常磷酸化程度高總結(jié):(關(guān)于Rb基因)1、Rb基因(產(chǎn)物)通過(guò)對(duì)細(xì)胞周期的調(diào)73P16基因1、P16基因—多腫瘤抑制基因(MTS1)2、P16蛋白的生物學(xué)功能:.通過(guò)某種機(jī)制,阻止細(xì)胞由G1期到S期的過(guò)度,即阻斷細(xì)胞周期的運(yùn)行;.與RB蛋白協(xié)同調(diào)控細(xì)胞周期,防止細(xì)胞過(guò)度增長(zhǎng)關(guān)于P16基因P16基因1、P16基因—多腫瘤抑制基因(MTS1)2、P743、P16與RB蛋白的相互關(guān)系.P16可結(jié)合CDK4/Cyclin和造成該激酶失活,導(dǎo)致RB不被磷酸化而保持活性狀態(tài).當(dāng)RB失活或磷酸化釋放E-2F時(shí),RB蛋白又可激活P16基因的轉(zhuǎn)錄,限制RB蛋白的過(guò)度失活.3、P16與RB蛋白的相互關(guān)系75人abl基因位于9號(hào)染色體長(zhǎng)臂,有1b、1a和2~11共12個(gè)外顯子[1]。轉(zhuǎn)錄始自1b或1a,形成的兩種mRNA長(zhǎng)度分別為7kb和6kb,合成的兩種蛋白質(zhì)分子量均約為145,前者定位于細(xì)胞膜,而后者主要在細(xì)胞核內(nèi)。abl主要結(jié)構(gòu)有N端的肉瘤同源2(srchomology,SH2)、SH1。SH2結(jié)合磷酸化的酪氨酸殘基,SH1具有酪氨酸激酶活性[2]。近C端富含酸性氨基酸殘基,可結(jié)合DNA。abl蛋白參與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)[3]。在G0期,abl-Rb蛋白復(fù)合物與DNA結(jié)合。在G1→S轉(zhuǎn)變過(guò)程中,Rb被磷酸化,abl與之分離,并激活,使RNA聚合酶磷酸化,促進(jìn)轉(zhuǎn)錄,細(xì)胞進(jìn)入S期。bcr基因位于22號(hào)染色體長(zhǎng)臂,有23個(gè)外顯子[1]。蛋白產(chǎn)物分子量均為160。bcr蛋白第1~63個(gè)氨基酸是二聚體化結(jié)構(gòu),參與bcr蛋白多聚體的形成[4]。bcr蛋白參與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)[5],但詳細(xì)過(guò)程還不十分明確。人abl基因位于9號(hào)染色體長(zhǎng)臂,有1b、1a和2~11共1276Ph1染色體-Ph1染色體的形成過(guò)程在此易位中,原來(lái)位于9號(hào)染色體的BCR基因和原來(lái)位于22號(hào)染色體的ABL基因拼接形成的融合基因——BCR-ABL基因,新融合的BCR-ABL基因定位于變短了的9號(hào)染色體,此染色體稱為Ph1染色體,其編碼的210kd的蛋白具有酪氨酸激酶活性,可能和CML的發(fā)生有關(guān)。Ph1染色體-Ph1染色體的形成過(guò)程779號(hào)染色體長(zhǎng)臂上的細(xì)胞源瘤基因C一abl易位至22號(hào)染色體長(zhǎng)臂的斷裂點(diǎn)集中區(qū)(bcr)形成bcr/abl融合基因,由此產(chǎn)生一種新的m—RNA,進(jìn)而產(chǎn)生異常的蛋白質(zhì)P210。P210是具有較高的蛋白酪氨酸激酶活性,現(xiàn)認(rèn)為是癌變的主要原因。這種激酶活性有刺激細(xì)胞生長(zhǎng)的特性。9號(hào)染色體長(zhǎng)臂上的細(xì)胞源瘤基因C一abl易位至22號(hào)染色體長(zhǎng)78myc基因首次在Burkitt淋巴瘤中發(fā)現(xiàn),可通過(guò)染色體易位而活化,最常見的是通過(guò)8號(hào)染色體與14號(hào)染色體間易位,使得8號(hào)染色體上的myc基因或其相鄰區(qū)域與14號(hào)染色體的免疫球蛋白重鏈融合而被活化。myc基因還可以通過(guò)染色體2:8或8:22間易位與免疫球蛋白輕鏈序列融合而被活化。盡管不同腫瘤中影響myc基因的易位斷裂點(diǎn)的具體位置可能有所不同,但染色體易位的共通之處是改變了myc基因正常的表達(dá)調(diào)控機(jī)制。除了染色體易位可破壞myc基因的表達(dá)調(diào)控之外,在某些腫瘤類型中myc基因還受DNA擴(kuò)增的影響。myc基因在小細(xì)胞肺癌中有較高頻率擴(kuò)增,在很多其它類型上皮癌如乳腺癌和結(jié)直腸癌中也有擴(kuò)增。myc基因首次在Burkitt淋巴瘤中發(fā)現(xiàn),可通過(guò)染色體易位79第20章癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子Oncogenes,Anti-oncogenesandGrowthFactors第20章癌基因、抑癌基因80癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子的關(guān)系癌基因抑癌基因細(xì)胞生長(zhǎng)因子正調(diào)控負(fù)調(diào)控產(chǎn)物終末分化增殖癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子的關(guān)系癌基因抑癌基因細(xì)胞生長(zhǎng)因子正81癌基因
Oncogenes第一節(jié)癌基因
Oncogenes第一節(jié)82癌基因所編碼的產(chǎn)物與細(xì)胞的腫瘤性轉(zhuǎn)化相關(guān)。它以顯性的方式對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)起陽(yáng)性作用,并促進(jìn)細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)化。指在體外能引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化,在體內(nèi)能誘發(fā)腫瘤的基因。是細(xì)胞本身遺傳物質(zhì)的組成成分??蓙?lái)自病毒,也可來(lái)自細(xì)胞。癌基因的名稱一般用三個(gè)斜體小寫字母表示:myc、ras、src等。癌基因(oncogene)癌基因所編碼的產(chǎn)物與細(xì)胞的腫瘤性轉(zhuǎn)化相關(guān)。它以顯性的方式對(duì)細(xì)83癌基因的發(fā)現(xiàn):1911年,PeytonRous(P.Rous),雞肉瘤(家禽傳染性肉瘤),RousSarcomaVirus,逆轉(zhuǎn)錄病毒,(RSV),src,
1966年NobelPrize弗朗西斯·佩頓·勞斯(FrancisPeytonRous)1879年生于美國(guó),美國(guó)微生物學(xué)家,病毒學(xué)家。約翰.霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院畢業(yè)。。1966年因發(fā)現(xiàn)勞斯腫瘤病毒,被授予諾貝生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。這種病毒至今仍是癌研究中的重要實(shí)驗(yàn)材料。1970年逝世。癌基因的發(fā)現(xiàn):弗朗西斯·佩頓·勞斯(FrancisPeyt84第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件85病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)存在于病毒基因組中的一段核苷酸片段(癌基因),它不編碼病毒的結(jié)構(gòu)成分,對(duì)病毒復(fù)制也沒(méi)有作用,但可以使它的宿主細(xì)胞持續(xù)增殖、轉(zhuǎn)化。如src一、病毒癌基因病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)一、病86
調(diào)節(jié)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄LTRgagpolenv
srcLTR
長(zhǎng)末端重復(fù)序列癌基因正常的病毒基因產(chǎn)生病毒核心蛋白產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶
產(chǎn)生病毒外膜蛋白產(chǎn)生非受體酪氨酸蛋白激酶*病毒基因組結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)和LTRgagpolenv87第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件88如前,在該病毒基因結(jié)構(gòu)中,它除含有病毒復(fù)制所需的基因(如gag、pol及env)外,還含有一種特殊的轉(zhuǎn)化基因即src它能導(dǎo)致所培養(yǎng)的細(xì)胞(宿主細(xì)胞)轉(zhuǎn)化并呈惡性表型,也能在動(dòng)物中引起惡性腫瘤,這種基因被稱為病毒癌基因(v-onc)。第一個(gè)被鑒定癌基因蛋白質(zhì)-是酪氨酸蛋白激酶(非受體)基因蛋白,它來(lái)自RousSarcomaVirus,稱為src如前,在該病毒基因結(jié)構(gòu)中,它除含有病毒復(fù)制所需的基因(如ga89目錄整合到基因組中的病毒cDNA毗鄰原癌基因,并表達(dá)一融合mRNA內(nèi)含細(xì)胞原癌基因,后者又被包裝到病毒粒子中.獲得致癌性質(zhì)目錄整合到基因組中的病毒cDNA毗鄰原癌基因,并表達(dá)一融合90二、細(xì)胞癌基因激活:癌基因;靜止未激活:原癌基因可從腫瘤組織細(xì)胞中分離出的致癌的基因片段。細(xì)胞癌基因(cellular-oncogene,c-onc)它是來(lái)自細(xì)胞中的致癌基因,由正常細(xì)胞基因組中的原癌基因(proto-oncogenes,pro-onc)轉(zhuǎn)化而來(lái)。細(xì)胞癌基因≈原癌基因二、細(xì)胞癌基因激活:癌基因;靜止未激活:原癌基因細(xì)胞癌基因(91定義1:細(xì)胞內(nèi)正常存在的基因。通常參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)。其突變或不恰當(dāng)表達(dá)會(huì)引起細(xì)胞癌變。定義2:編碼調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)或分化的有關(guān)蛋白質(zhì),而在突變或過(guò)表達(dá)時(shí)可轉(zhuǎn)變?yōu)榘┗虿⒁鸺?xì)胞癌變的正常細(xì)胞基因。應(yīng)用學(xué)科:定義3:真核細(xì)胞基因組中被激活后可引起癌變的一類基因。細(xì)胞癌基因的概念定義1:92(一)原癌基因1、概念:在正常細(xì)胞組織中存在的與癌基因相同相似的(高度同源)核苷酸片段。它是基因的正常版本,是癌基因的前體,這類基因的表達(dá)產(chǎn)物與正常細(xì)胞的生長(zhǎng),增殖、分化及調(diào)控等相關(guān)。正常情況下,這些原癌基因處于靜止或低表達(dá)的狀態(tài),對(duì)細(xì)胞無(wú)害,對(duì)維持細(xì)胞正常功能具有重要作用,當(dāng)其被活化時(shí),細(xì)胞發(fā)生癌變。(一)原癌基因正常情況下,這些原癌基因處于靜止或低表達(dá)的狀態(tài)932、、原癌基因的特點(diǎn):(1)、普遍性,從酵母到人的細(xì)胞普遍存在;(2)、保守性(基因序列高度保守)(3)、產(chǎn)物是功能蛋白,與調(diào)控細(xì)胞的增殖、分裂,信號(hào)傳導(dǎo)及細(xì)胞凋亡相關(guān)。(4)、在某些因素如放射線,化學(xué)物質(zhì)作用下一旦被激活,則發(fā)生數(shù)量上和結(jié)構(gòu)上的變化使原癌基因激活從而導(dǎo)致癌變。2、、原癌基因的特點(diǎn):(1)、普遍性,從酵母到人的細(xì)胞普遍存94原癌基因它們既可以被導(dǎo)入逆錄病毒而活化成病毒癌基因(v-onc),也可因突變或異常表達(dá)而活化成細(xì)胞癌基因(c-onc)?;罨陌┗蚰苷T導(dǎo)細(xì)胞的異常增殖和腫瘤發(fā)生。何謂原癌基因?原癌基因的轉(zhuǎn)化?原癌基因它們既可以被導(dǎo)入逆錄病毒而活化成病毒癌基因(v-on953、細(xì)胞原癌基因的產(chǎn)物分類①生長(zhǎng)因子,如(EGF
表皮生長(zhǎng)因子),②生長(zhǎng)因子受體,如酪氨酸蛋白激酶受體,非酪氨酸蛋白激酶受體③細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白,如Ras蛋白,④轉(zhuǎn)錄因子,如Myc,F(xiàn)os蛋白⑤與細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)的蛋白,如RB蛋白,CDK4蛋白sis,egf;如fms、erbB
;如src、ras、raf;如CDK4、cyklin、RB、P53;如myc、fos、jun等3、細(xì)胞原癌基因的產(chǎn)物分類①生長(zhǎng)因子,如(EGF表皮生長(zhǎng)因96目錄(原癌基因)與細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)的蛋白,如RB蛋白,CDK4蛋白目錄(原癌基因)與細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)的蛋白,如RB蛋白,CD97
附1、常見病毒癌基因的命名:1、src、Roussarcomavirus2、abl、Abelsonmurineeukamia小鼠白血病病毒。3、Ras、RatSarcomavirus大鼠肉瘤病毒4、Fos
、FBJmurinosteosarcoma小鼠成骨肉瘤病毒,5、Sis、simaiansarcoma猿猴肉瘤病毒6、erbB、Avianerythroblastosis禽類成紅細(xì)胞增生病毒7、myc、MC29avianmyelocytomatosis
禽類髓細(xì)胞瘤等附1、常見病毒癌基因的命名:1、src、Ro98
附2、常見病毒癌基因的產(chǎn)物:1、src、Roussacomavirus過(guò)表達(dá)非受體酪氨酸激酶2、abl、Abelsonmurineeukamia,融合的酪氨酸蛋白激酶基因3、Ras、RatSarcomavirus大鼠肉瘤病毒,含點(diǎn)突變信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白G蛋白,喪失GTP水解酶的活性。4、Fos
、FBJmurinosteosarcoma小鼠成骨肉瘤病毒,轉(zhuǎn)錄因子,(立早基因),基因擴(kuò)增,表達(dá)產(chǎn)物增多5、Sis、simaiansarcoma猿猴肉瘤病毒,PDGF?鏈血小板衍生的生長(zhǎng)因子,過(guò)表達(dá)6、erbB、Avianerythroblastosis禽類成紅細(xì)胞病毒,截短的表皮生長(zhǎng)因子受體。7、myc、MC29avianmyelocytomatosis禽類髓細(xì)胞瘤,過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子等附2、常見病毒癌基因的產(chǎn)物:1、src、Ro99附3、部分癌基因在人與動(dòng)物所致癌名稱與癌基因特點(diǎn)
動(dòng)物人類abl鼠源白血?。ú《舅拢┞运杓?xì)胞性白血?。ㄈ诤?/p>
RTK,基因易位,9~22號(hào))erbB禽類成紅細(xì)胞瘤磷狀上皮癌,乳癌等(點(diǎn)突變
,截短的GF受體,)
myc禽類髓細(xì)胞性白血病Burkitts淋巴瘤,肺、乳癌等(插入LTR)(轉(zhuǎn)位,擴(kuò)增,8~14號(hào))
ras大鼠肉瘤病毒肺癌、膀胱癌等,點(diǎn)突變mmtv小鼠乳腺癌病毒(LTR整合在myc附近)
附3、部分癌基因在人與動(dòng)物所致癌名稱與癌基因特點(diǎn)100第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的與人類腫瘤相關(guān)的病毒為HTLV,是RNA病毒,患人類T細(xì)胞淋巴性白血病,(日本,加勒比海地區(qū))第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的與人類腫瘤相關(guān)的病毒為HTLV,是RNA病毒,101
附4、常見致癌DNA病毒:1、SV40:simianvirus,猿猴2、多瘤病毒:polyoma3、乳頭瘤病毒:HPV(與人類患宮頸癌相關(guān)?)4、腺病毒:(人腺病毒肺炎)5、EB病毒(與人類白血病和鼻咽癌有關(guān)?)。附4、常見致癌DNA病毒:102
細(xì)胞外信號(hào)EGF、PDGF等具PTK活性的受體GRB2
PSOS
PRas-GTP
PRaf調(diào)節(jié)其他蛋白活性MAPKKMAPK
P
P
P細(xì)胞核反式作用因子調(diào)控基因表達(dá)細(xì)胞膜二聚化目錄細(xì)胞外信號(hào)具PTK活性的受體GRB2PSOSPRas-1031、獲得啟動(dòng)子或增強(qiáng)子2、基因易位、重排(8號(hào)14號(hào))3、原癌基因擴(kuò)增(多倍體,非整倍體,雙鏈微小染色體)4、點(diǎn)突變等(Ras基因點(diǎn)突變)(二)、原癌基因活化的機(jī)制1、獲得啟動(dòng)子或增強(qiáng)子(二)、原癌基因活化的機(jī)制104MMTV,小鼠乳腺瘤病毒基因的重組整合-乳腺腫瘤1、獲得啟動(dòng)子或增強(qiáng)子
例1:LTRLTRLTRMMTV,小鼠乳腺瘤病毒基因的重組整合-乳腺腫瘤1、獲105例2:雞白細(xì)胞增生病毒引起淋巴瘤---病毒基因組整合到C-myc基因附近,其LTR同時(shí)被整合,高表達(dá)C-myc,增加30~100倍.例3:
在細(xì)胞處于靜止期用PDGF處理3T3(鼠成纖維細(xì)胞)發(fā)現(xiàn)C-myc,c-fos轉(zhuǎn)錄增加50倍余。例2:1062、基因易位、重排例1:
CML(ChronicMyeloidLeukemia)髓細(xì)胞性白血病,9號(hào)染色體abl基因轉(zhuǎn)到22號(hào)染色體,----融合基因,生成融合型酪氨酸蛋白激酶(也是人髓細(xì)胞白血病的原因)表達(dá)增強(qiáng)。例2:8號(hào)染色體的C-myc-----14號(hào)----免疫球蛋白重鏈基因調(diào)控區(qū),強(qiáng)啟動(dòng)---(看家基因,人類Burkitt’s淋巴瘤,過(guò)度表達(dá))強(qiáng)啟動(dòng):1次/2秒慢啟動(dòng):1次/10分2、基因易位、重排1073、原癌基因擴(kuò)增:(形成多倍體,非整倍體,雙鏈微小染色體),24對(duì),25對(duì)?乳癌細(xì)胞中,成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子的基因家族擴(kuò)增達(dá)100余拷貝,基因數(shù)量增加,表達(dá)產(chǎn)物增加;髓細(xì)胞性白血病細(xì)胞中,C-myc擴(kuò)增8~32倍3、原癌基因擴(kuò)增:1084、點(diǎn)突變例1:
Ras蛋白點(diǎn)突變,12位甘氨酸—頡氨酸;丟失GTP水解酶的活性
Ras基因點(diǎn)突變(在膀胱癌中分離得到了該基因)4、點(diǎn)突變109
細(xì)胞外信號(hào)EGF、PDGF等具PTK活性的受體GRB2
PSOS
PRas-GTP
PRaf調(diào)節(jié)其他蛋白活性MAPKKMAPK
P
P
P細(xì)胞核反式作用因子調(diào)控基因表達(dá)細(xì)胞膜二聚化目錄細(xì)胞外信號(hào)具PTK活性的受體GRB2PSOSPRas-110例2:erbB基因,表達(dá)截短酪氨酸蛋白激酶受體見于乳癌,鱗狀上皮癌,卵巢癌等例2:erbB基因,表達(dá)截短酪氨酸蛋白激酶受體見于乳癌,鱗狀111出現(xiàn)新的表達(dá)產(chǎn)物,如異常、截短的表達(dá)產(chǎn)物(原癌基因結(jié)構(gòu)改變)出現(xiàn)過(guò)量的正常表達(dá)產(chǎn)物(原癌基因調(diào)控區(qū)強(qiáng)啟動(dòng))原癌基因被激活的結(jié)果出現(xiàn)新的表達(dá)產(chǎn)物,如異常、截短的表達(dá)產(chǎn)物(原癌基因結(jié)構(gòu)改變112第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件113第二節(jié)、抑癌基因
Anti-oncogenes第二節(jié)、抑癌基因
Anti-oncogenes114抑癌基因(cancersuppressivegene,anti-oncegene)抑制細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)、增殖,促進(jìn)終末分化并從而遏制腫瘤形成的基因。在70年代廣泛研究癌基因之前,通過(guò)體細(xì)胞雜交、流行病統(tǒng)計(jì)學(xué)及細(xì)胞遺傳學(xué)分析已指出,存在能抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)化的基因表型。一、抑癌基因的基本概念抑癌基因(cancersuppressivegene,115關(guān)于腫瘤細(xì)胞的增生能被某種基因產(chǎn)物抑制的概念,首先來(lái)自體細(xì)胞雜交試驗(yàn)。Harris于1969年發(fā)現(xiàn),正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合所產(chǎn)生的雜交細(xì)胞不再具有致瘤性,提示從正常細(xì)胞來(lái)的某種基因起抑制腫瘤發(fā)生的作用。而當(dāng)融合細(xì)胞喪失了含有這種特殊基因痤的染色體時(shí),則可以重現(xiàn)其致瘤性,從而證明該染色體攜帶抑癌基因。關(guān)于腫瘤細(xì)胞的增生能被某種基因產(chǎn)物抑制的概念,首先來(lái)自體細(xì)胞116細(xì)胞雜交試驗(yàn)正常細(xì)胞腫瘤細(xì)胞非腫瘤型雜交細(xì)胞雜交融合腫瘤細(xì)胞1腫瘤細(xì)胞2雜交融合非腫瘤型雜交細(xì)胞正常細(xì)胞失去某些基因腫瘤細(xì)胞(交叉互補(bǔ))細(xì)胞雜交試驗(yàn)正常細(xì)胞腫瘤細(xì)胞非腫瘤型雜交細(xì)胞雜交融合腫瘤細(xì)胞117二、常見的抑癌基因P53;Rb;P16;P21二、常見的抑癌基因P53;Rb;P16;P21118常見的抑癌基因:
P53基因
Rb基因
P21基因
P16基因常見的抑癌基因:119
三、常見抑癌基因的作用機(jī)制三、常見抑癌基因的作用機(jī)制120(一)、Rb基因1、概述:(1)Rb(人類視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤)基因是第一個(gè)被克隆的抑癌基因。(2)Rb的突變導(dǎo)致視網(wǎng)膜瘤。(3)活性Rb基因它控制成視網(wǎng)膜細(xì)胞的生長(zhǎng),發(fā)育及視覺(jué)細(xì)胞的分化---,基因突變,視網(wǎng)膜細(xì)胞異常增殖。(4)散發(fā)性Rb發(fā)生較晚,一般只危及一眼,遺傳性Rb往往危及雙眼,3歲左右發(fā)病形成多個(gè)腫瘤。(一)、Rb基因121
(5)13號(hào)染色體;105KD;27個(gè)外顯子;含925個(gè)AA殘基,單鏈,去磷酸化,低磷酸化為活性形式,蛋白定位在細(xì)胞核
2、Rb基因的生物學(xué)功能(1)、監(jiān)控、限定細(xì)胞周期按程序進(jìn)行(負(fù)調(diào)控)(2)、結(jié)合存在與細(xì)胞中的異常蛋白,病毒蛋白防止其使細(xì)胞轉(zhuǎn)化。
(5)13號(hào)染色體;105KD;27個(gè)外顯子;含92122
3、Rb基因失活與腫瘤發(fā)生例如向培養(yǎng)的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤細(xì)胞中導(dǎo)入克隆的Rb基因,該瘤細(xì)胞可恢復(fù)正常的表型,說(shuō)明該視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤細(xì)胞已失去了Rb抑癌基因該基因缺失與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤,成骨肉瘤,結(jié)腸癌等有關(guān)。第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件123Rb.E-2FRb--P(失活)CyvlinD.CDK4Rb激酶ATPADPE—2FC-mycTyrPKRDNA-PolFH2合成酶參與核苷酸合成的酶進(jìn)入細(xì)胞周期G1~S4、Rb基因產(chǎn)物的作用機(jī)制Rb.E-2FRb--P(失活)CyvlinD.CDK4R124在G2~M期E—2F+激活CDK抑制蛋白P16基因表達(dá)E—2FP16蛋白基因CyclinD.CDKP16蛋白CyvlinD.CDK4.P16蛋白使Rb--P去磷酸化成為Rb活性型重新錨定E—2F在G2~M期E—2F+激活CDK抑制蛋白P16基因表達(dá)125(Cyclin-CDK4),在G1期-是Rb的激酶,磷酸化Rb蛋白4、Rb蛋白的作用機(jī)制(Cyclin-CDK4),在G1期-是Rb的激酶,磷酸化126G0G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNAPRb蛋白E2F是與細(xì)胞周期運(yùn)行相關(guān)的轉(zhuǎn)錄激活因子,它可使細(xì)胞從G1—到S期DNA聚合酶、二氫葉酸還原酶、Tyr受體;胸苷酸激酶等G0G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNA127(二)、P53蛋白——基因衛(wèi)士
1、P53基因概述1979年發(fā)現(xiàn)(1)、人P53基因位于17號(hào)染色體,全長(zhǎng)16-20kb,含有11個(gè)外顯子,蛋白分子量53kD(393個(gè)氨基酸)。(2)P53基因是迄今為止發(fā)現(xiàn)的與人類腫瘤相關(guān)性最高的基因。(3)野生型P53基因是一種抑癌基因。而變異P53基因可認(rèn)為是癌基因。
(二)、P53蛋白——基因衛(wèi)士
1、P53基因概述19128(1)、N端酸性區(qū),與半衰期即穩(wěn)定性相關(guān),被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄活化結(jié)構(gòu)域(2)、核心區(qū),含DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域,常見突變位點(diǎn),突變則喪失轉(zhuǎn)錄激活的功能,不能轉(zhuǎn)錄p21基因….)(3)、C端堿性區(qū)(癌基因轉(zhuǎn)化區(qū),功能區(qū)),通過(guò)該區(qū)形成四聚體,為多種蛋白激酶的識(shí)別位點(diǎn)。2、P53蛋白結(jié)構(gòu)(1)、N端酸性區(qū),與半衰期即穩(wěn)定性相關(guān),被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄活化結(jié)1293、P53蛋白的生物學(xué)功能(1)、基因衛(wèi)士,維持細(xì)胞的正常生長(zhǎng)抑制細(xì)胞的惡性增殖。(2)、監(jiān)控基因的完整性,一旦DNA損傷,p53基因表達(dá),活化p21基因轉(zhuǎn)錄,使細(xì)胞周期停止于G1期。(3)、抑制解鏈酶的活性(與復(fù)制因子A相互作用),當(dāng)DNA損傷時(shí),不解鏈,不復(fù)制(4)、參與DNA的修復(fù)性復(fù)制,一旦修復(fù)失敗,啟動(dòng)程序性細(xì)胞死亡即細(xì)胞凋亡
。P21蛋白可與cyclin等蛋白結(jié)合避免細(xì)胞從G1期—進(jìn)入S關(guān)卡點(diǎn);阻止細(xì)胞周期的運(yùn)行。3、P53蛋白的生物學(xué)功能(1)、基因衛(wèi)士,維持細(xì)胞的正常生130P53蛋白解鏈酶復(fù)制因子AP21蛋白細(xì)胞停滯于G1期細(xì)胞自殺酸性區(qū)核心區(qū)堿性區(qū)P53蛋白DNA損傷P21基因P53蛋白抑制P53蛋白成功修復(fù)修復(fù)失敗P53蛋白解鏈酶復(fù)制因子AP21蛋白細(xì)胞停滯于G1期細(xì)胞自殺131P21蛋白基因P53蛋白P21蛋白CyvlinD.CDK4CyvlinD.CDK4.P21蛋白抑制Rb磷酸化,阻止Cell周期運(yùn)行。+P21蛋白基因P53蛋白P21蛋白CyvlinD.CDK4C132第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件1331、p53基因可發(fā)生點(diǎn)突變。缺失,插入等---轉(zhuǎn)化成癌基因,實(shí)驗(yàn)證明把突變的p53基因與突變的ras
癌基因共同轉(zhuǎn)化3T3細(xì)胞(正常成纖維細(xì)胞,則3T3細(xì)胞可轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞。2、在癌細(xì)胞中變異的p53mRNA
半衰期可達(dá)4~8小時(shí),證明p53失去了抑癌的作用。而正常的p53mRNA6~20分3、突變與50%的癌發(fā)病相關(guān)(目前已找到很多突變點(diǎn))如腦瘤,乳腺癌,鱗狀上皮癌,肺癌等4、P53基因的失活與腫瘤的發(fā)生1、p53基因可發(fā)生點(diǎn)突變。缺失,插入等---轉(zhuǎn)化成癌基因,134附:DNA病毒致癌機(jī)制RbE-2FSV40乳頭瘤病毒多瘤病毒E-2FP53蛋白Sv40蛋白人類乳頭瘤病毒誘導(dǎo)P53蛋白降解附:DNA病毒致癌機(jī)制RbE-2FSV40乳頭瘤病毒多瘤病毒135第三節(jié)生長(zhǎng)因子
Growthfactors第三節(jié)136生長(zhǎng)因子(growthfactor)通過(guò)質(zhì)膜上特異的受體,將信息傳遞至細(xì)胞內(nèi)部,調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)與增殖的多肽類物質(zhì)。
一、概述生長(zhǎng)因子(growthfactor)一、概述137作用模式
內(nèi)分泌
(endocrine)旁分泌
(paracrine)自分泌
(autocrine)作用模式138第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件139產(chǎn)生相應(yīng)第二信使胞內(nèi)相關(guān)蛋白質(zhì)被磷酸化與膜受體結(jié)合酪氨酸激酶活化蛋白激酶活化核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子活化基因轉(zhuǎn)錄與胞內(nèi)受體結(jié)合生長(zhǎng)因子–
受體復(fù)合物,活化相關(guān)基因二、生長(zhǎng)因子作用機(jī)制產(chǎn)生相應(yīng)第二信使胞內(nèi)相關(guān)蛋白質(zhì)被磷酸化與膜受體結(jié)合酪氨酸激酶140目錄目錄141第20章癌基因抑癌基因與生長(zhǎng)因子課件142在某些生理或病理?xiàng)l下,細(xì)胞接受到某種信號(hào)所觸發(fā)的并按一定程序緩慢死亡的過(guò)程。誘導(dǎo)因素:野生型p53基因抑制因素:突變型p53基因
神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)三、生長(zhǎng)因子與疾病1、細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡(apoptosis)在某些生理或病理?xiàng)l下,細(xì)胞接受到某種信號(hào)所觸發(fā)的并按一定程143(1).原發(fā)性高血壓myc、fos的激活促平滑肌細(xì)胞增生p53低表達(dá)或突變(2).動(dòng)脈粥樣硬化PDGF過(guò)量產(chǎn)生(3).心肌肥厚ras、myb、myc、fos等過(guò)量表達(dá)IGF、TGF、FGF2、心血管疾?。?).原發(fā)性高血壓(2).動(dòng)脈粥樣硬化(3).心肌肥144本章復(fù)習(xí)題1、癌基因,原癌基因,病毒癌基因,細(xì)胞癌基因的概念。2、原癌基因的特點(diǎn)與產(chǎn)物。3、舉例說(shuō)明原癌基因活化的機(jī)制。4、何謂抑癌基因?常見抑癌基因有哪些?簡(jiǎn)述P53于Rb基因的生物學(xué)功能。5、說(shuō)明Rb基因產(chǎn)物的作用機(jī)制。本章復(fù)習(xí)題145附錄附錄146它的發(fā)現(xiàn)可追溯到動(dòng)物致癌病毒的研究。Rous于1911年首先發(fā)現(xiàn)雞肉瘤病毒(RSV),它能使雞胚成纖維細(xì)胞在培養(yǎng)中轉(zhuǎn)化,也能在給雞接種后誘發(fā)肉瘤。以后的研究證明,它是一種RNA逆轉(zhuǎn)錄病毒(retrovirus)。它除含有病毒復(fù)制所需的基因(如gag、pol及env)外,還含有一種特殊的轉(zhuǎn)化基因,能導(dǎo)致培養(yǎng)的細(xì)胞轉(zhuǎn)化和(v-onc)。第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的癌基因就是RSV的v-src,它編碼一種蛋白質(zhì)相對(duì)分了質(zhì)量為60000,是第一個(gè)被鑒定的蛋白質(zhì)-酪氨酸激酶,也是刺激細(xì)胞增生的信息途徑的關(guān)鍵成分。以后從許多動(dòng)物中分離出40余種高度致部的逆轉(zhuǎn)錄病并從中鑒定出30余種病毒癌基因毒。
它的發(fā)現(xiàn)可追溯到動(dòng)物致癌病毒的研究。Rous于1911年首先147散發(fā)性和遺傳性Rb功能喪失的機(jī)理散發(fā)性和遺傳性Rb功能喪失的機(jī)理148Thedifferentphasesofthecellcycle.Inthefirstphase(G1)thecellgrows.WhenithasreachedacertainsizeitentersthephaseofDNA-synthesis(S)wherethechromosomesareduplicated.Duringthenextphase(G2)thecellpreparesitself
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