第二十章癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子Oncogenes,Anti-oncogenesandGrowthFactors安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第1頁(yè)癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子關(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)物安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第2頁(yè)第一節(jié)

癌基因

Oncogenes安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第3頁(yè)癌基因（oncogene）就是含有增加癌源性或轉(zhuǎn)化潛能，造成其編碼區(qū)或調(diào)整區(qū)域遺傳性狀發(fā)生改變基因。癌基因可分為兩大類：一類是致瘤病毒中能在體內(nèi)誘發(fā)腫瘤并在體外引發(fā)細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因，即病毒癌基因（viraloncogene,v-onc）；另一類是存在于細(xì)胞基因組中、正常情況下處于靜止或低水平（限制性）表示狀態(tài)，對(duì)維持細(xì)胞正常功效含有主要作用，當(dāng)受到致癌原因作用被活化而造成細(xì)胞惡變基因，即原癌基因（protooncogene，pro-onc）或稱細(xì)胞癌基因（cellularoncogene，c-onc）。一、病毒癌基因和細(xì)胞癌基因

安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第4頁(yè)癌基因名稱用3個(gè)斜體小寫字母表示，如myc、ras、src。腫瘤病毒是一類能使宿主產(chǎn)生腫瘤或使培養(yǎng)細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞動(dòng)物病毒。其核酸組成份為DNA病毒和RNA病毒。病毒癌基因是一類存在于腫瘤病毒（大多數(shù)是逆轉(zhuǎn)錄病毒）中、能使靶細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化基因。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第5頁(yè)

1911年，ReytonRous報(bào)道將雞肉瘤無(wú)細(xì)胞濾液注射給健康雞后，可誘導(dǎo)發(fā)生肉瘤，表明無(wú)細(xì)胞濾液含致病原，可傳輸腫瘤。1932年，Shope發(fā)覺(jué)，野生棉尾兔皮膚腫瘤也可借助無(wú)細(xì)胞濾液傳輸。腫瘤進(jìn)展：開(kāi)始，癌細(xì)胞處于“休眠”狀態(tài)，被化學(xué)因子、病毒等喚醒后，變無(wú)法無(wú)天。Rous提出病毒致癌理論：即傳輸腫瘤無(wú)細(xì)胞濾液中含是病毒。這種感染性顆粒以后被證實(shí)是逆轉(zhuǎn)錄病毒(RNA病毒)。Rous所以取得1966年諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。癌基因發(fā)覺(jué)安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第6頁(yè)雞肉瘤病毒（RSV)基因組結(jié)構(gòu)圖病毒癌基因與正常細(xì)胞中原癌基因同源安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第7頁(yè)

病毒癌基因致癌機(jī)制安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第8頁(yè)細(xì)胞癌基因特點(diǎn)廣泛存在于生物界中；基因序列高度保守；作用經(jīng)過(guò)其產(chǎn)物蛋白質(zhì)來(lái)表達(dá)；被激活后，形成癌性細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第9頁(yè)原癌基因分類依據(jù)其基因結(jié)構(gòu)與功效特點(diǎn)可將大部分原癌基因歸于以下幾個(gè)家族:1、src家族:包含src、abl、fes、fgr、fps、fym、kck、lck、lyn、ros、tkl和yes等基因。Src是最早被發(fā)覺(jué)癌基因。其表示產(chǎn)物氨基酸序列含有較高同源性和酪氨酸蛋白激酶活性以及同細(xì)胞膜結(jié)合性質(zhì)，定位于胞膜內(nèi)側(cè)或跨膜分布。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第10頁(yè)2、ras家族:包含3類親密相關(guān)組員,即H-ras、K-ras及N-ras。雖其核苷酸序列同源性較少，但編碼蛋白質(zhì)分子量均為21kD,即p21。其表達(dá)產(chǎn)物多屬傳遞信號(hào)小G蛋白，能結(jié)合GTP，有GTP酶活性，并參加細(xì)胞內(nèi)cAMP水平調(diào)整。3、myc家族:包含c-myc、L-myc、N-myc、fos、myb、ski等基因,其表示產(chǎn)物定位于細(xì)胞核內(nèi),為DNA結(jié)合蛋白類,或?yàn)檗D(zhuǎn)錄調(diào)控中反式作用因子,有直接調(diào)整其它基因轉(zhuǎn)錄作用。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第11頁(yè)4、sis家族:當(dāng)前認(rèn)為sis基因僅有一個(gè)組員。其表示產(chǎn)物與血小板源生長(zhǎng)因子（plateletderivedgrowthfactor，PDGF）結(jié)構(gòu)相同，可促進(jìn)間葉組織細(xì)胞增殖。5、erb家族:包含erb-A、erb-B、fms、mas、trk等基因,其表示產(chǎn)物是生長(zhǎng)因子和蛋白激酶類。6、myb家族:包含myb和myb-ets復(fù)合物等基因,其表示產(chǎn)物為核內(nèi)轉(zhuǎn)錄調(diào)整因子，能與DNA結(jié)合。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第12頁(yè)

依據(jù)表示產(chǎn)物功效和定位可將原癌基因分為以下幾類：1、蛋白激酶類：（1）跨膜生長(zhǎng)因子受體包含erbB、fms、kit、neu（erb-2、HER-2）、ret、sea等基因。（2）膜結(jié)合酪氨酸蛋白激酶包含src、abl、fes、fgr、fps、fym、kck、lck、lyn、ros、tkl和yes等基因。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第13頁(yè)（3）可溶性酪氨酸蛋白激酶包含met、trk等基因。（4）胞漿絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶包含raf（mil、mht）mos、cot、pl-1等基因。（5）非蛋白激酶受體包含mas、erb等基因。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第14頁(yè)2、信息傳遞蛋白類：（1）與膜結(jié)合GTP結(jié)合蛋白包含H-ras、K-ras、N-ras等基因。（2）生長(zhǎng)因子類包含sis、int-2等基因。（3）核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子包含c-myc、N-myc、L-myc、fos、jun等基因。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第15頁(yè)安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第16頁(yè)(一)原癌基因點(diǎn)突變?cè)┗虮硎井a(chǎn)物多含有促進(jìn)細(xì)胞增殖功效，當(dāng)點(diǎn)突變發(fā)生后，（1）該蛋白質(zhì)活性可能大大增強(qiáng)，對(duì)細(xì)胞增殖刺激作用也增強(qiáng)；（2）可能使該蛋白質(zhì)穩(wěn)定性增加，造成其在胞內(nèi)濃度增加，對(duì)增殖刺激時(shí)間和強(qiáng)度也隨之增加；（3）可能會(huì)引發(fā)RNA錯(cuò)誤剪接（splicingsite）而改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功效。三、癌基因活化機(jī)制安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第17頁(yè)正常細(xì)胞H-ras基因堿基序列ATGACGGAATATAAGCTGGTGGTGGTGGGCGCCGGCGGTGTG腫瘤H-ras堿基序列ATGACGGAATATAAGCTGGTGGTGGTGGGCGCCGTCGGTGTG正常細(xì)胞p21蛋白氨基酸序列MetThrGluTyrLysLeuValValValGlyAlaGlyAlaVal腫瘤H-ras編碼p21MetThrGluTyrLysLeuValValValGlyAlaValAlaVal蛋白氨基酸序列

圖16-1.H-ras基因點(diǎn)突變安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第18頁(yè)（二）原癌基因取得開(kāi)啟子與增強(qiáng)子一些不含v-onc弱轉(zhuǎn)化逆轉(zhuǎn)錄病毒,而其前病毒含有強(qiáng)開(kāi)啟子和增強(qiáng)子長(zhǎng)末端重復(fù)序列(longterminalrepeatedsequence,LTR)，若插入（insertion）到細(xì)胞癌基因鄰近位置,便會(huì)使該細(xì)胞癌基因過(guò)分表示，造成腫瘤發(fā)生。

安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第19頁(yè)（三）原癌基因擴(kuò)增原癌基因經(jīng)過(guò)一些機(jī)制在原染色體上復(fù)制出多個(gè)拷貝，造成表示產(chǎn)物異常增多而加速細(xì)胞增殖。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第20頁(yè)（四）原癌基因易位或重排癌基因從所在染色體正常位置上易位（trnaslocation）至另一染色體某一位置上，使其調(diào)控環(huán)境發(fā)生改變，從相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為激活狀態(tài)。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第21頁(yè)（一）細(xì)胞外生長(zhǎng)因子

sis---P28（二）跨膜生長(zhǎng)因子受體c-src、c-abl、c-mos、c-raf（三）細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)體c-src、c-abl、c-ras、c-mas、H-ras、K-ras、N-ras、crk（四）核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子

myc、fos四、原癌基因產(chǎn)物與功效安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第22頁(yè)安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第23頁(yè)第二節(jié)

抑癌基因

Anti-oncogenes安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第24頁(yè)一、抑癌基因概念抑癌基因，又稱腫瘤抑制基因，大多編碼與細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)抑制蛋白，可調(diào)控正常細(xì)胞生長(zhǎng)。當(dāng)抑癌基因發(fā)生缺失或突變時(shí)，細(xì)胞不能表示或表示無(wú)活性抑制蛋白，細(xì)胞增殖失控而造成腫瘤發(fā)生。與癌基因相比，它們數(shù)量有限，說(shuō)明比多樣化癌基因含有更普遍作用，在人類癌癥發(fā)生過(guò)程中含有至關(guān)主要作用。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第25頁(yè)抑癌基因通慣用2或3個(gè)字母來(lái)表示，有時(shí)也介入蛋白質(zhì)產(chǎn)物大小?；虻鞍踪|(zhì)產(chǎn)物可用其分子量大小(kDa)來(lái)表示，前面加p或與基因相同代碼。如p53基因命名是因其編碼序列所翻譯蛋白分子量約為53kDa，其基因產(chǎn)生p53蛋白。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第26頁(yè)二常見(jiàn)抑癌基因一些生物學(xué)特征基因染色體 基因產(chǎn)物及作用 主要相關(guān)腫瘤APC 5q21 可能編碼G蛋白 結(jié)腸癌BRCA1 17q21 含鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子 乳腺癌、卵巢癌DCC 18q21 p192,細(xì)胞粘附分子 結(jié)腸瘤erbA 17q21 T3受體，含鋅指結(jié)構(gòu) 急性非淋巴細(xì)胞白血病 轉(zhuǎn)錄因子NF-1 17p12 GTP酶激活劑 神經(jīng)纖維瘤、嗜鉻細(xì)胞瘤、 雪旺氏細(xì)胞瘤、神經(jīng)纖維肉瘤P16 9p21 p16蛋白(CDK4、6抑制劑) 黑色素瘤等各種腫瘤P15 9q21 p16蛋白(CDK4、6抑制劑) 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤P21 6q21 p21蛋白(CDK4、6抑制劑) 前列腺癌P53 17p13 p53（轉(zhuǎn)錄因子） 星狀細(xì)胞瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、 結(jié)腸癌、小細(xì)胞肺癌、胃癌PTEN 10q23 細(xì)胞骨架蛋白和磷酸酯酶 膠質(zhì)母細(xì)胞瘤RB 13q14 p105（轉(zhuǎn)錄因子） 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、成骨肉瘤、胃癌、 小細(xì)胞肺癌、乳癌、結(jié)腸癌WT-1 11p13 含鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子 WT、橫紋肌肉瘤、肺癌、膀胱癌、 乳癌、肝母細(xì)胞瘤安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第27頁(yè)三、抑癌基因作用機(jī)制安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第28頁(yè)Rb基因作用機(jī)制：

Rb基因失活主要與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤發(fā)生相關(guān)。研究發(fā)覺(jué)，在G0、G1期，低磷酸化型p105Rb可與促進(jìn)細(xì)胞分裂轉(zhuǎn)錄因子E-2F結(jié)合形成復(fù)合物，從而阻止E-2F對(duì)一些基因開(kāi)啟轉(zhuǎn)錄，其中包含了一些在細(xì)胞增殖過(guò)程中起主要作用基因，如c-myc基因等。高磷酸化型p105Rb則可促使其與E-2F轉(zhuǎn)錄因子分離，從而使其展現(xiàn)活性，細(xì)胞即由G1期進(jìn)入S期。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第29頁(yè)安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第30頁(yè)P(yáng)53蛋白——基因衛(wèi)士P53蛋白解鏈酶復(fù)制因子AP21蛋白細(xì)胞停滯于G1期細(xì)胞自殺酸性區(qū)關(guān)鍵區(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)失敗安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第31頁(yè)第三節(jié)

生長(zhǎng)因子

Growthfactors

安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第32頁(yè)生長(zhǎng)因子(growthfactor)經(jīng)過(guò)質(zhì)膜上特異受體，將信息傳遞至細(xì)胞內(nèi)部，調(diào)整細(xì)胞生長(zhǎng)與增殖多肽類物質(zhì)。一、概述安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第33頁(yè)作用模式

內(nèi)分泌

(endocrine)旁分泌

(paracrine)自分泌

(autocrine)安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第34頁(yè)安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第35頁(yè)二、生長(zhǎng)因子作用機(jī)制主要作用方式跨膜信號(hào)胞內(nèi)信號(hào)傳遞體或核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第36頁(yè) 表示產(chǎn)物 癌基因 定位 功效abl 細(xì)胞核 DNA結(jié)合蛋白erbB 質(zhì)膜 生長(zhǎng)因子受體fms 質(zhì)膜 生長(zhǎng)因子受體fos 細(xì)胞核 轉(zhuǎn)錄因子jJun 細(xì)胞核 轉(zhuǎn)錄因子myc 細(xì)胞核 轉(zhuǎn)錄因子raf 胞液 酪氨酸蛋白激酶ras 胞液 GTP結(jié)合蛋白sis 由細(xì)胞分泌 生長(zhǎng)因子src 胞液 酪氨酸蛋白激酶trk 質(zhì)膜 生長(zhǎng)因子受體表16－4一些原癌基因表示產(chǎn)物定位和作用安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第37頁(yè)生長(zhǎng)因子跨膜信號(hào)傳遞：是生長(zhǎng)因子作用主要方式，因生長(zhǎng)因子不一樣，可經(jīng)過(guò)不一樣路徑進(jìn)行傳遞。生長(zhǎng)因子跨膜傳遞路徑主要有三條：（1）酪氨酸蛋白激酶（TPK）路徑；（2）G蛋白－磷脂酶C路徑（PKC路徑）；（3）G蛋白－腺苷酸環(huán)化酶路徑（PKA路徑）。其傳遞路徑在第十九章作詳細(xì)介紹。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第38頁(yè)生長(zhǎng)因子胞內(nèi)信號(hào)傳遞體或核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子：如EGF與受體結(jié)合后，可使細(xì)胞膜局部?jī)?nèi)陷成受體小體（receptosome）。受體小體與溶酶體融合，大部分EGF與受體解離后即被分解，但亦有較少部分EGF未被降解而進(jìn)入細(xì)胞核，作用于分子量為2～2.2kDa單鏈蛋白質(zhì)，而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和生長(zhǎng)因子第39頁(yè)安徽醫(yī)大課程生物化學(xué)癌基因抑癌基因和