Chapter20Oncogene,tumoursuppressorgeneandGrowthFactor第二十章癌基因、抑癌基因與生長因子細胞正常正調信號負調信號抑制增殖，促進分化、成熟、衰老和凋亡促進細胞生長、增殖，阻止分化細胞異常正調信號負調信號腫瘤心血管疾病等癌基因抑癌基因細胞增殖生長因子正調控負調控表達Section1Oncogene第一節(jié)癌基因癌基因（oncogene）是指存在于正常細胞內，與細胞生長發(fā)育調控有關的一組結構基因。癌基因發(fā)生結構異?；虮磉_異常時，可以引起細胞癌變。癌基因可按其來源不同而分為病毒癌基因（v-onc）和細胞癌基因（c-onc）。

一、病毒癌基因早在上世紀初（1911年）ReytonRous便報道了將雞肉瘤的無細胞濾液注射給雞后，可誘導發(fā)生肉瘤，說明無細胞濾液中的感染顆粒是引起Rous雞肉瘤的原因，這種感染性顆粒后來被證實是逆轉錄病毒。

Rous

Peyton：The1966NobelPrizeinPhysiologyorMedicineRous肉瘤追蹤研究逆轉錄病毒致癌的線索，Bishop等人于1980年提出了癌基因假說。根據這一假說，引起Rous雞肉瘤等的逆轉錄病毒的基因組中存在有致癌基因，即病毒癌基因，v-onc。該癌基因來源于正常細胞基因組中的部分序列，即逆轉錄病毒中的致癌基因序列是在進化過程中通過轉導從宿主細胞基因組中獲得的。

雞肉瘤病毒基因組結構圖

調節(jié)和啟動轉錄LTRgagpolenv

srcLTR

長末端重復序列癌基因正常的病毒基因產生病毒核心蛋白產生逆轉錄酶和整合酶

產生病毒外膜蛋白產生酪氨酸蛋白激酶逆轉錄復制整合轉錄感染病毒RNARNA-DNA前病毒DNA細胞基因組DNA病毒RNA-癌基因RNA病毒顆粒宿主細胞再感染宿主細胞攜帶癌基因的病毒顆粒RNA病毒與宿主細胞基因組整合過程示意圖Proto-oncogenes癌變因此，病毒癌基因（v-onc）就是指一類存在于腫瘤病毒中，能使宿主細胞發(fā)生惡性轉化的基因。病毒癌基因的特點

病毒癌基因無內含子,而原癌基因通常有內含子或插入序列。病毒癌基因較原癌基因有較強的轉化細胞功能，病毒癌基因與同源的原癌基因在外顯子序列中存在著微小的差別。病毒癌基因常會出現(xiàn)堿基取代或堿基缺失等突變,而原癌基因則較少發(fā)現(xiàn)這類突變。病毒癌基因通常丟失了原癌基因兩端的某些調控序列，而在病毒高效啟動子作用下有較高的轉錄活性。二、細胞癌基因

細胞癌基因(c-onc)又稱為原癌基因（proto-oncogene），存在于細胞基因組中、正常情況下處于靜止或低水平（限制性）表達狀態(tài)，對維持細胞正常功能具有重要作用，當受到致癌因素作用被活化而導致細胞惡變的基因。細胞癌基因的特點：廣泛存在于生物界中；基因序列高度保守；存在于正常細胞，對維持正常生理功能、調控細胞生長和分化起重要作用；被激活后，形成癌性的細胞轉化基因。目前發(fā)現(xiàn)的細胞癌基因已超過100種，根據這些基因表達蛋白產物的功能及亞細胞定位，可將細胞癌基因分為五大類：1．生長因子類：如c-sis家族癌基因，編碼PDGF的鏈。2．信號轉導受體類：如erbB癌基因，編碼EGF受體；erbA癌基因，編碼甲狀腺激素受體。3．G蛋白類：如ras家族，其編碼產物為G蛋白，能傳遞生長信號。4．信號轉導蛋白類：如src家族，其編碼產物為細胞內的生長信號傳遞蛋白，通常含酪氨酸蛋白激酶活性。5．轉錄因子類：如myc家族和myb家族，其編碼產物為存在于細胞核內的轉錄因子。三、癌基因的激活機制

指來源于病毒等的啟動子或增強子插入到細胞癌基因的附近或內部而使其開放并異常轉錄。如雞白細胞增生病毒引起的淋巴瘤，就是由于病毒的DNA序列整合到宿主細胞c-myc基因附近，成為該基因的強啟動子，導致c-myc基因過強表達。（一）插入激活c-myc原癌基因的插入激活由于染色體重排而導致細胞癌基因從正常位置轉移到另一位置，常常是插入一啟動子后而使其轉錄活性增加。Burkitt淋巴瘤中，含有c-myc的8號染色體易位，與14號染色體連接，靠近免疫球蛋白肽鏈的基因，與該區(qū)活性很高的啟動子連接而受到活化。c-abl原癌基因，經重排后插入到另一稱為bcr基因的啟動子之后，而使其轉錄活性增加，從而引起慢性粒細胞性白血病的發(fā)生。

（二）染色體易位c-abl原癌基因的易位激活即基因數量或拷貝數目明顯增加。常見的為myc原癌基因，由于其基因數目的增多而使其表達的蛋白產物增多。（三）基因擴增常見的為ras原癌基因的點突變。

ras原癌基因點突變后導致其GTPase活性下降，不能將其結合的GTP迅速水解，從而使其持續(xù)保持激活狀態(tài)。

（四）點突變正常細胞H-ras基因堿基序列

ATGACGGAATATAAGCTGGTGGTGGTGGGCGCCGGCGGTGTG腫瘤細胞H-ras基因堿基序列

ATGACGGAATATAAGCTGGTGGTGGTGGGCGCCGTCGGTGTG正常細胞P21蛋白氨基酸序列

MetThrGluTyrLysLeuValValValGlyAlaGlyAlaVal腫瘤細胞P21蛋白氨基酸序列

MetThrGluTyrLysLeuValValValGlyAlaValAlaValH-ras基因的點突變

出現(xiàn)新的表達產物出現(xiàn)過量的正常表達產物出現(xiàn)異常、截短的表達產物癌基因被激活的結果癌基因、抑癌基因與腫瘤的發(fā)生

現(xiàn)普遍認為腫瘤的發(fā)生是一多因素、多階段、多步驟、累積漸進的過程。細胞癌變的多個基因協(xié)同假說被廣泛接受。該假說認為細胞癌變是多步驟、多重異常變化的復雜過程，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展的各階段，至少需要兩個或更多個不同的相關癌基因的異常激活和（或）抑癌基因的失活，才有可能引起細胞的癌變。

MSH2和MLH1基因失活染色體：改變：基因：5q突變或缺失FAP、APC、MCC？12q突變K-ras18q缺失DCC?17q缺失和突變p53正常腸上皮高增殖腸上皮早期腺瘤中期腺瘤晚期腺瘤腺癌轉移癌nm23突變DNA低甲基化其他基因的改變（如TGF-βⅡ受體）結直腸癌的基因改變模式圖四、原癌基因表達產物與生長信息轉導第二節(jié)抑癌基因Section2Tumoursuppressorgene抑癌基因（tumoursuppressorgene）又稱為抗癌基因或腫瘤抑制基因，是指存在于正常細胞中，其編碼產物能抑制細胞生長、增殖的一組結構基因。

最初，通過細胞雜交實驗，發(fā)現(xiàn)并鑒定了抑癌基因。一、抑癌基因的基本概念細胞雜交試驗正常細胞腫瘤細胞非腫瘤型雜交細胞雜交融合腫瘤細胞1腫瘤細胞2雜交融合非腫瘤型雜交細胞正常細胞失去某些基因腫瘤細胞二、常見的抑癌基因三、抑癌基因的作用機制

Rb基因的失活主要與視網膜母細胞瘤的發(fā)生相關。Rb基因的表達產物為P105Rb，在細胞內存在低磷酸化型（活性型）和高磷酸化型（非活性型）兩種類型。不同類型的P105Rb對轉錄因子E2F有不同的親和力。（一）Rb基因的作用機制低磷酸化型的P105Rb可與轉錄因子E2F結合形成復合物，從而阻止E2F啟動某些在細胞增殖過程中起主要作用的基因的轉錄，如c-myc基因等。高磷酸化型的P105Rb則可促使其與E2F轉錄因子分離，從而使其呈現(xiàn)活性，細胞即由G1期進入S期。Rb基因失活后，其表達產物不能與E2F形成復合物，E2F處于持續(xù)激活狀態(tài)，導致細胞增殖。p53基因的表達產物是分子量為53kD的轉錄因子P53。P53蛋白可分為三個結構域：N端的酸性區(qū)、中段疏水核心區(qū)與C端的堿性區(qū)，分子中有一核定位信號，所以它一般都位于核內。（二）p53基因的作用機制P53蛋白可與特異的DNA片段結合，其酸性區(qū)域具有許多轉錄因子的共同特征，并與寡聚體的形成有關。P53蛋白能以四聚體的形式與DNA結合，調節(jié)其它基因的表達。

P53蛋白的生物學功能較為復雜，目前已知的功能有：①轉錄調節(jié)及抑制細胞生長的作用：P53蛋白促進WAF1/CIP1基因表達產生一種分子量為21kD的蛋白質（p21WAF1/CIP1），誘導細胞生長停滯于G1期。

②抑制DNA復制：P53蛋白可與復制蛋白A(RPA)結合，而RPA與解鏈狀態(tài)的DNA單鏈的結合可能是DNA復制的起始步驟。P53蛋白與RPA結合后可抑制RPA與單鏈DNA的結合，從而抑制了RPA與DNA復制起始點的結合，阻止細胞進入S期。P53蛋白還可通過抑制解鏈酶的活性，以抑制DNA復制。

③參與程序性細胞凋亡：P53蛋白使損傷細胞停留在G1期，以便使DNA損傷修復后再進入細胞周期。若損傷不能修復，則啟動細胞進入程序性凋亡（細胞自殺）。

第三節(jié)生長因子Section3GrowthFactor生長因子（growthfactor）是一類通過質膜上特異的受體，將信息傳遞至細胞內部，調節(jié)細胞生長與增殖的多肽或蛋白質類信息物質。一、概述生長因子的作用模式：內分泌(endocrine)旁分泌(paracrine)自分泌(autocrine)生長因子的作用機制三、生長因子與疾病細胞凋亡（apoptosis）在某些生理或病理條下，細胞接受到某種信號所觸發(fā)的并按一定程序緩慢死亡的過程。（一）細胞凋亡誘導因素：野生型p53基因抑制因素：突變型p53基因

神經生長因子(NGF)1.原發(fā)性高血壓myc、fos的激活促平滑肌細胞增生；p53低表達或突變。2.動脈粥樣硬化PDGF過量產生。3.心肌肥厚ras、myb、myc、fos等過量表達；相關的生長因子包括IGF、TGF、FGF等。（二）心血管疾病單選題1.原癌基因是：A.抑制細胞過度生長和增殖的基因B.體外引起細胞轉化的基因C.存在于正常細胞基因組的癌基因D.突變的p53基因E.攜帶有轉導基因病毒的癌基因2.原癌基因擴增是由于：A.病毒基因組的長末端重復序列插入到細胞原癌基因內部B.原癌基因中單個堿基的替換C.原癌基因數量增加D.原癌基因表達產物增加E.無活性的原癌基因移至增強子附近

3.病毒癌基因的敘述錯誤的是：A.主要存在于RNA病毒基因中B.在體外能引起細胞轉化C.感染宿主細胞能隨機整合于宿主細胞基因組D.稱原癌基因E.感染宿主細胞能引起惡性轉化

4.PDGF的作用是：

A.促進表皮與上皮細胞的生長B.促進間質及膠質細胞的生長C.引發(fā)基因轉錄D.屬于細胞膜受體E.與DNA結合5.ras家族編碼的產物是：A.生長因子B.生長因子受體C.蛋白絲氨酸激酶D.結合GTPE.結合DNA6.關于抑癌基因錯誤的是：

A.可促進細胞的分化B.可誘發(fā)細胞程序性的死亡C.突變時可能致腫瘤發(fā)生D.可抑制細胞過度生長E.最早發(fā)現(xiàn)的是P53基因7.關于P53基因的敘述錯誤的是：

A.基因定位于17P13B.是一種抑癌基因C.突變后具有癌基因作用D.編碼P21蛋白E.編碼產物是有轉錄因子作用

8.下列哪一種不是癌基因產物：

A.生長因子產物B.跨膜生長因子受體C.結合GTP的蛋白D.結合DNA的蛋白E.化學致癌物

9.關于抑癌基因，下列哪一項是正確的：

A.具有抑制細胞增殖的作用B.與癌基因表達無關C.缺失與細胞的增殖和分化無關D.不存在于人類正常細胞中E.腫瘤細胞出現(xiàn)時才表達10.關于細胞癌基因的敘述正確的是：

A.在進化上是高度保守的B.存在于DNA病毒中C.存在于RNA病毒中D.又稱為病毒癌基因E.正常細胞含有即可導致腫瘤的發(fā)生多選題11.癌基因活化的機理是：A.獲得啟動子和增強子B.基因易位C.原癌基因擴增D.點突變E.基因產物表達增加12.癌基因表達產物按其在信號傳遞學說中有：

A.細胞外的生長因子B.跨膜的生長因子受體C.細胞內信號傳導體D.核內轉錄因子E.核外轉錄因子13.與ras家族表達的產物有關的是：

A.具有蛋白酪氨酸激酶活性B.是P21蛋白質C.具有GTP酶活性D.是P28蛋白質E.能結合DNA

14.野生型p53基因：

A.是癌基因B.是抑癌基因C.是細胞癌基因D.產物能活化p21基因家族E.一定情況下，產物能啟動程序性死亡過程

15.原癌基因的特點：

A.廣泛存在于生物界B.進化過程中，具有高度保守性C.其作用通過表達產物體現(xiàn)D.其激化后能通過形成癌性的細胞轉化基因E.對正常細胞是有害的16.下列屬于抑癌基因的是：

A.p53

B.P16

C.Rb

D.DCC

E.APC

17.與生長因子有關的疾病是：

A.腫瘤B.原發(fā)性高血壓C.動脈粥樣硬化D.心肌肥厚E.鐮刀型紅細胞貧血

18.下列屬于癌基因的是：

A.myc

B.sis

C.ras

D.apc

E.fos

19.P53蛋白的生物學功能主要有：A.抑制細胞周期B.抑制某些癌基因對細胞的轉化作用C.監(jiān)測細胞DNA損傷D.誘發(fā)細胞凋亡E.p53基因可被認為是癌基因

20.關于細胞凋亡的敘述正確的是：

A.凋亡是在非生理與病理條件下進行的

B.按照一定程序緩慢死亡的過程

C.能維持組織器官細胞數目的恒定

D.誘導細胞凋亡的因素有多種

E.凋亡與腫瘤發(fā)生與生長有密切的關系答案

1.答案:CA:抑制細胞過度生長和增殖的基因是指抑癌基因。B:原癌基因是在體外能引起細胞轉化同時在體內能誘發(fā)腫瘤的基因。C:人們將存在與生物正常細胞基因組中的癌基因成為原癌基因或細胞癌基因。D:p53是僅僅抑癌基因的一種，其突變后失去抑癌作用。E:原癌基因是存在與生物正常細胞中，其基因與某些病毒有同源性。單選題2.答案:CA:答錯了病毒基因組的長末端重復序列插入到細胞原癌基因內部是屬于獲得啟動子與增強子。B:原癌基因中單個堿基的替換屬于點突變。C:原癌基因擴增是原癌基因數量的增加或表達活性的增強。D:原癌基因表達產物增加可以通過多種方式，如：基因易位，獲得啟動子與增強子等。E:無活性的原癌基因移至增強子附近是由于染色體易位的過程中發(fā)生了某些基因的易位與重排造成。3.答案:DA:病毒癌基因主要存在與RNA病毒中，但有一部分存在與DNA病毒中。B:癌基因的最初就是指在體外能引起細胞轉化同時在體內能誘發(fā)腫瘤的基因。C:癌基因是一種病毒能感染宿主細胞能隨機整合于宿主細胞基因組。D:癌基因指的是存在與病毒分子中，而原癌基因則存在與生物正常細胞基因組中。E:癌基因能感染宿主細胞能引起惡性轉化，從而誘導腫瘤的發(fā)生。4.答案:BA:EGF的作用是促進表皮與上皮細胞的生長。B:PDGF的作用主要是促進間質及膠質細胞的生長。C:PDGF是作用于PDGF受體引起信號轉導途徑發(fā)生變化而引起生物學效應的。D:PDGF屬于細胞外的生長因子，能作用于細胞膜上的受體。E:PDGF并不是核內轉錄因子，不能直接與DNA發(fā)生結合。5.答案:DA：sis家族編碼的產物是生長因子。B：src家族編碼的產物是生長因子受體。C：raf編碼的產物是蛋白絲氨酸激酶。D：ras家族編碼的產物是GTP結合蛋白。E：myc編碼的產物是結合DNA。

6.答案:EA：抑癌基因可以促進細胞的分化，防止癌變。B：抑癌基因可誘發(fā)細胞程序性的死亡，維持組織器官細胞數目的恒定。C：抑癌基因突變時失去了抑癌效應從而可能致腫瘤發(fā)生。D：抑癌基因抑制細胞過度生長，防止細胞的癌變。E：最早發(fā)現(xiàn)的抑癌基因是RB基因。

7.答案:DA：p53基因定位于17P13，全長16-20kb,含有11個外顯子。B：p53與Rb等基因都屬于抑癌基因，起癌基因作用的是突變的p53。C：野生型的p53具有抑癌作用，而突變的P53具有癌基因作用。D：p53基因編碼的是P53蛋白，P21蛋白是由ras家族編碼。E：p53基因編碼產物與基因的DNA相應部位結合，具有轉錄因子作用。8.答案:EA：生長因子產物屬于癌基因產物，如sis基因。B：跨膜生長因子受體屬于癌基因產物,如erbB基因。C：結合GTP的蛋白屬于癌基因產物，如ras基因家族。D：結合DNA的蛋白屬于癌基因產物，如myb基因家族。E：化學致癌物能引起基因的突變，從而改變表達蛋白的氨基酸組成。

9.答案:AA：抑癌基因是一類抑制細胞過度生長、增殖從而遏制腫瘤形成的基因。B：抑癌基因一癌基因的表達緊密相關，兩者共同調節(jié)細胞的生長、增殖與分化。C：抑癌基因缺失便失去了抑癌效應，引起細胞的增殖，從而導致腫瘤的形成。D：抑癌基因是存在與人類正常細胞中，只有當這類基因丟失后才會引起腫瘤的發(fā)生。E：抑癌基因在正常細胞中與癌基因共同協(xié)調進行表達維持機體正負調節(jié)信號的相對穩(wěn)定。10.答案:AA：細胞癌基因在進化上是高度保守的，基因序列呈現(xiàn)高度保守性。B：細胞癌基因是存在于生物正常細胞基因組中的癌基因。C：細胞癌基因是存在于生物正常細胞基因組中的癌基因。D：病毒癌基因是存在于病毒分子中，如DNA病毒與RNA病毒中的癌基因，其序列與細胞癌基因相似。E：細胞癌基因存在于正常細胞中，不僅多細胞無害，而且對維持細胞正常功能具有重要作用。

多選題11.答案:A、B、C、DA：獲得啟動子和增強子為癌基因活化的方式之一。B：基因易位是癌基因活化的一種方式，如人Burkit淋巴瘤細胞8號染色體c-myc移到14號染色體上。C：原癌基因擴增是癌基因活化的一種方式。D：點突變是癌基因的活化方式之一，如正常細胞H-ras中的GGC在腫瘤細胞中突變?yōu)镚TC。E：基因產物表達增加是癌基因活化產生的結果，并不是其機理。

12.答案:A、B、C、D

A：如Sis基因正是通過細胞外的生長因子這種途徑發(fā)揮作用的。B：c-src,c-abl等基因是通過跨膜的生長因子受體途徑發(fā)揮作用的。C：如ras基因通過細胞內信號傳導體途徑發(fā)揮作用。D：如c-fos基因是通過核內轉錄因子發(fā)揮作用。E：癌基因表達產物按其在信號傳遞系統(tǒng)中只有以上四種方式。

13.答案:B、CA：具有蛋白酪氨酸激酶活性與src家族表達的產物有關。B：與ras家族表達的產物都是P21蛋白，位于細胞質膜內面。C：P21可與GTP結合，有GTP酶活性。D：ras家族表達的產物都是P21蛋白，不是P28蛋白。E：ras家族表達的產物都是P21蛋白，其結合的是GTP，不是DNA。14.答案:B、D、EA：野生型p53是抑癌基因。B：野生型p53是抑癌基因，突變型p53是癌基因。C：野生型p53是抑癌基因，而不是細胞癌基因。D：野生型P53蛋白起轉錄因子作用，活化p21基因轉錄。E：野生型P53蛋白能啟動程序性死亡過程誘導細胞自殺，阻止有癌變傾向突變細胞的生成，防止細胞惡變。15.答案:A、B、C、DA：原癌基因廣泛存在于生物界，從酵母到人的細胞都存在。B：原癌基因在進化過程中，基因序列呈高度保守性。C：原癌經驗的作用是通過表達產物蛋白質來體現(xiàn)的。D：原癌基因激化后能通過形成癌性的細胞轉化基因。E：原癌