癌基因抑癌基因與生長因子級臨床醫(yī)學(xué)

癌基因抑癌基因與生長因子級臨床醫(yī)學(xué)第一頁，共四十八頁，2022年，8月28日概述細(xì)胞正常生長與增殖的調(diào)控(兩大類基因調(diào)控)一、正調(diào)節(jié)信號功能：促進(jìn)細(xì)胞生長和增殖；失?？杀憩F(xiàn)為腫瘤細(xì)胞的惡性生長-癌基因。二、負(fù)調(diào)節(jié)信號功能：抑制細(xì)胞生長和增殖，最后凋亡-抑癌基因。第二頁，共四十八頁，2022年，8月28日生長因子概念：能調(diào)節(jié)細(xì)胞生長與增殖的多肽類物質(zhì)。有些即為癌基因表達(dá)產(chǎn)物,能促進(jìn)細(xì)胞生長與增殖。第三頁，共四十八頁，2022年，8月28日癌基因

Oncogenes第一節(jié)第四頁，共四十八頁，2022年，8月28日癌基因的概念癌基因是存在于各種生物細(xì)胞基因組中的;參與促進(jìn)、控制細(xì)胞生長和分化的正常基因（一般多為靜止或低水平表達(dá)）。其結(jié)構(gòu)異常或表達(dá)異常（異常激活）時，可以引起細(xì)胞癌變。一般用三個斜體小寫字母表示：如myc、ras、src等。病毒癌基因可加前綴v-；細(xì)胞癌基因可加c-。表達(dá)產(chǎn)物則用大寫字母表示如MYC、RAS等。第五頁，共四十八頁，2022年，8月28日存在于病毒（大多是逆轉(zhuǎn)錄病毒）基因組中能使宿主細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。它不編碼病毒結(jié)構(gòu)成分，對病毒無復(fù)制作用，非病毒生長繁殖所必需。但是當(dāng)受到外界的條件激活時可使其它生物細(xì)胞持續(xù)增殖及腫瘤的發(fā)生。簡單說，指反轉(zhuǎn)錄病毒的基因組里帶有可使受病毒感染的宿主細(xì)胞發(fā)生癌變的基因。一、病毒癌基因病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)第六頁，共四十八頁，2022年，8月28日簡史早在1911年，美國rous醫(yī)生將雞肉瘤組織勻漿后的無細(xì)胞濾液皮下注射于正常雞，發(fā)現(xiàn)可以引起腫瘤，可惜當(dāng)時對病毒還缺乏認(rèn)識，直到五十年代才重新發(fā)現(xiàn)原來致瘤的因素是逆轉(zhuǎn)錄病毒，并以rous醫(yī)生的名字命名為羅氏肉瘤病毒（roussarcomavirus,rsv）。為此，rous榮獲1966年諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎。1975年，bishop從rsv中分離到第一個病毒癌基因src，該基因編碼分子量為60kda的磷蛋白質(zhì)，以pp60src表示。

第七頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八頁，共四十八頁，2022年，8月28日

調(diào)節(jié)和啟動轉(zhuǎn)錄

LTR

gag

pol

env

src

LTR

長末端重復(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)生酪氨酸激酶病毒基因組結(jié)構(gòu)（雞肉瘤病毒）第九頁，共四十八頁，2022年，8月28日二、細(xì)胞癌基因

細(xì)胞癌基因(cellularoncogene,c-onc)：又稱原癌基因（oncogene）是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的基因，是維持機(jī)體正常生命活動所必須的，在進(jìn)化上高等保守。當(dāng)原癌基因的結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異，基因產(chǎn)物增多或活性增強(qiáng)時，使細(xì)胞過度增殖，從而形成腫瘤。簡單說，正常細(xì)胞中的與細(xì)胞增殖相關(guān)的正?；颍浣Y(jié)構(gòu)異?；虮磉_(dá)異常時，可以引起細(xì)胞癌變。第十頁，共四十八頁，2022年，8月28日1.廣泛存在于生物界。細(xì)胞癌基因與病毒癌基因基本上是同源的，但在二者之間可以有一個或幾個堿基對的區(qū)別；2.基因序列高度保守。細(xì)胞癌基因在長期進(jìn)化過程中極為保守。在無脊椎動物（如果蠅）的基因組中可以找到與哺乳動物細(xì)胞癌基因基本上同源的DNA序列。特點:第十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日3.維持正常生理功能、調(diào)控細(xì)胞生長和分化起重要作用。注意：細(xì)胞癌基因在正常細(xì)胞中可以有低水平的表達(dá)，而在癌組織中與其相對應(yīng)的活化癌基因的表達(dá)水平卻比它高得多。

4.被激活(變異)后，導(dǎo)致正常細(xì)胞癌變。第十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日功能上相關(guān)的癌基因家族分類src家族：產(chǎn)物多具有酪氨酸蛋白激酶活性，能促進(jìn)增殖信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)。

ras家族：編碼小G蛋白p21，參與cAMP水平的調(diào)節(jié)。

myc家族：編碼核內(nèi)DNA結(jié)合蛋白，調(diào)節(jié)其他基因轉(zhuǎn)錄的作用。sis家族：編碼的p28，能刺激間葉組織的細(xì)胞分裂繁殖。myb家族：核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子第十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日第十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日總之，在一些逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組中除病毒本身復(fù)制所必需的編碼病毒核心蛋白、外殼糖蛋白及逆轉(zhuǎn)錄酶等的基因外，還包括一個能引起動物宿主細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的基因即病毒癌基因。后來發(fā)現(xiàn)，在許多動物的正常細(xì)胞中，都存在著與想對應(yīng)的DNA序列，稱之為細(xì)胞癌基因，或原癌基因,已知超過100種。在DNA病毒中，也發(fā)現(xiàn)了病毒癌基因。注意：目前流行的是----在動物中，癌基因指已變異而已引起癌變的基因;而其前身，未變異的為原癌基因或細(xì)胞癌基因，特別是前者。在病毒中，就只有一個稱謂---病毒癌基因。第十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日（一）獲得啟動子與增強(qiáng)子三、癌基因活化的機(jī)制逆轉(zhuǎn)錄病毒感染細(xì)胞后，病毒基因組所攜帶的長末端重復(fù)序列（LTR內(nèi)含較強(qiáng)的啟動子和增強(qiáng)子）插入到細(xì)胞原癌基因附近或內(nèi)部,啟動下游鄰近基因的轉(zhuǎn)錄和影響附近結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄水平，使原癌基因過度表達(dá)或由不表達(dá)變?yōu)楸磉_(dá)，從而導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變。第十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日（二）染色體易位在染色體易位的過程中發(fā)生了某些基因的易位和重排，使原來無活性的原癌基因移至強(qiáng)的啟動子或增強(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。第十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日（三）原癌基因擴(kuò)增細(xì)胞周期中DNA復(fù)制數(shù)次，導(dǎo)致原癌基因拷貝數(shù)量的增加。第十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日（四）點突變原癌基因在射線或化學(xué)致癌劑作用下，發(fā)生單個堿基的替換——點突變(pointmutation),從而改變了表達(dá)蛋白的氨基酸組成，造成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變異。第十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日出現(xiàn)新的表達(dá)產(chǎn)物出現(xiàn)過量的正常表達(dá)產(chǎn)物出現(xiàn)異常、截短的表達(dá)產(chǎn)物癌基因激活的結(jié)果：第二十頁，共四十八頁，2022年，8月28日作用于細(xì)胞膜上的受體系統(tǒng)或直接被傳遞至細(xì)胞內(nèi)，通過蛋白激酶活化轉(zhuǎn)錄因子，引發(fā)一系列基因的轉(zhuǎn)錄激活。四、原癌基因的產(chǎn)物與功能sis表達(dá)蛋白P28能促進(jìn)血管的生長。（一）細(xì)胞外生長因子例如：第二十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日（二）跨膜的生長因子受體：接受細(xì)胞外的生長信號并將其傳入胞內(nèi)。受體的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)具有特異的蛋白激酶活性，通過磷酸化作用使其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，增加激酶對底物的活性，促進(jìn)生長信號在胞內(nèi)的傳遞。例如c-src、c-abl有酪氨酸特異的蛋白激酶活性。c-mos和raf所編碼的激酶使絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化。第二十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日非受體酪氨酸激酶(c-src，c-abl)、絲氨酸/蘇氨酸激酶(c-ras，c-mas)，ras蛋白(H-ras，K-ras和N-ras)及磷脂酶(crk產(chǎn)物)。（三）細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)體原癌基因的產(chǎn)物作為胞內(nèi)信息傳遞體系成員，或者通過影響第二信使作用，將接受到的信號由胞內(nèi)傳至核內(nèi)，促進(jìn)細(xì)胞生長。例如：第二十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日（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)，與靶基因的順式調(diào)控元件相結(jié)合直接調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄活性。例如：c-fos是一種即刻早期反應(yīng)基因(immediateearlygene，IEG)。作為傳遞信息的第三信使。第二十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日第二十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日抑癌基因

Anti-oncogenes第二節(jié)第二十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日抑癌基因(cancersuppressivegene,anti-oncegene)

一、抑癌基因的基本概念抑制細(xì)胞過度生長、增殖從而遏制腫瘤形成的基因。第二十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日二、常見的抑癌基因第二十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日細(xì)胞周期四期:DNA合成前期(G1期)，DNA合成期(S期)，DNA合成后期(G2期)分裂期(M期)。M期和G1期之間有時還有一個靜止期稱為G0期。

第二十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日三、抑癌基因的作用機(jī)制第三十頁，共四十八頁，2022年，8月28日（一）視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因（Rb基因）Rb是一種腫瘤抑制基因。最初發(fā)現(xiàn)于兒童的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（retinoblastoma），控制著成視網(wǎng)膜C的生長發(fā)育以及視覺C的分化。Rb基因一旦失活或先天性缺失，成視網(wǎng)膜C則出現(xiàn)異常增殖，形成視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤。Rb基因的表達(dá)產(chǎn)物是一種轉(zhuǎn)錄因子，可控制細(xì)胞進(jìn)入分裂過程。第三十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日Rb基因是世界上第一個被克隆和完成全序列測定的抑癌基因。Rb基因定位于染色體13q14（13號染色體長臂1區(qū)4帶）。表達(dá)產(chǎn)物為928個氨基酸組成的DNA結(jié)合蛋白，分子量約105kDa，稱為P105-Rb。

第三十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日Rb蛋白在細(xì)胞核中以活化的脫磷酸化和失活的磷酸化的形式存在。活化的（脫磷酸化的）Rb蛋白對于細(xì)胞從G0/G1期進(jìn)入S期有抑制作用。當(dāng)細(xì)胞受到刺激開始分裂時，Rb蛋白被磷酸化失活，使細(xì)胞進(jìn)入S期。當(dāng)細(xì)胞分裂成兩個子細(xì)胞時，失活的（磷酸化的）Rb蛋白通過脫磷酸化再生使子細(xì)胞處于G1期或G0的靜止?fàn)顟B(tài)。如果由于點突變或13q14的丟失而使Rb基因失活，則Rb蛋白的表達(dá)就會出現(xiàn)異常，細(xì)胞就可能持續(xù)地處于增殖期，并可能由此惡變。第三十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日

脫磷酸化的Rb蛋白在Go，G1期與E-2F(一種轉(zhuǎn)錄因子)結(jié)合，抑制E-2F的活性;在G1/S期Rb被磷酸化失活而釋放出E-2F，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，細(xì)胞立即進(jìn)入增殖階段。當(dāng)Rb基因發(fā)生缺失或突變，喪失結(jié)合、抑制E-2F的能力，于是細(xì)胞增殖活躍，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。第三十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日G0G1期Rb蛋白（脫磷酸化）E-2FS期E-2FDNAmRNADNAPRb蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)Rb基因作用機(jī)制第三十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日（二）P53(基因)P53基因是一種抑癌基因，其表達(dá)產(chǎn)物為轉(zhuǎn)錄因子（P53蛋白），可抑制細(xì)胞分裂、增殖。一旦發(fā)生突變，細(xì)胞分裂失去節(jié)制，可發(fā)生癌變，人類癌癥中約有一半是由于該基因發(fā)生突變失活。因編碼一種分子質(zhì)量為53kDa的蛋白質(zhì)而得名。人類P53基因定位于17號染色體短臂(17P13.1)（17號染色體短臂1區(qū)3帶1亞帶）,16-20Kb長，由11個外顯子和10個內(nèi)含子組成,編碼p53蛋白；p53蛋白的正常功能是調(diào)控細(xì)胞增殖。第三十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日現(xiàn)在已經(jīng)證明，P53基因是迄今發(fā)現(xiàn)與人類腫瘤相關(guān)性最高的基因，p53蛋白是人體內(nèi)最有效的對抗腫瘤的自然防御物。現(xiàn)在關(guān)于p53的研究已經(jīng)付諸實用了，中國已經(jīng)批準(zhǔn)了用于人類癌癥的基因治療。第三十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日在短短的十多年里，人們對P53基因的認(rèn)識經(jīng)歷了癌蛋白抗原，癌基因到抑癌基因的三個認(rèn)識轉(zhuǎn)變，現(xiàn)已認(rèn)識到，野生型P53基因是一種抑癌基因，它的失活對腫瘤形成起重要作用.而引起腫瘤形成或細(xì)胞轉(zhuǎn)化的P53蛋白是P53基因突變的產(chǎn)物，是一種腫瘤促進(jìn)因子，它可以消除正常P53的功能。第三十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日P53抑癌基因在正常組織中主要有三大功能：1.作為細(xì)胞周期檢查點(checkpoint):(1)即細(xì)胞受損時，DNA損傷可誘導(dǎo)p53基因的表達(dá)，使Rb不能磷酸化，從而阻礙了E-2F的釋出，使細(xì)胞不能進(jìn)入S期。這樣，損傷細(xì)胞則停滯在G1期，為細(xì)胞DNA的修復(fù)創(chuàng)造條件。(2)p53可上調(diào)p21的表達(dá):P21基因定位于6P21.2，編碼21KD的蛋白。p21蛋白可直接、間接與E-2F結(jié)合同時也使RB不能被磷酸化，從而阻止轉(zhuǎn)錄因子E-2F解離；從而抑制了DNA復(fù)制及細(xì)胞周期運轉(zhuǎn)，將細(xì)胞周期阻滯在G1/S期。第三十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日2.誘導(dǎo)凋亡:當(dāng)細(xì)胞DNA損傷嚴(yán)重不能修復(fù)時，p53會誘導(dǎo)細(xì)胞進(jìn)入凋亡途徑。3.抑制腫瘤血管的生成。其機(jī)制可能是p53通過抑制血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的作用而實現(xiàn)的。第四十頁，共四十八頁，2022年，8月28日P53蛋白解鏈酶復(fù)制因子AP21蛋白細(xì)胞停滯于G1期