疾病產(chǎn)生分子基礎(chǔ)概論第1頁/共98頁第一節(jié)基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)異常與疾病人類疾病如白血病、惡性腫瘤、糖尿病、神經(jīng)退行性疾病、心腦血管、高血壓等的發(fā)生和發(fā)展都涉及到有關(guān)蛋白質(zhì)及其復(fù)合物的結(jié)構(gòu)、功能和相互作用異常。

人體內(nèi)蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和功能的異常是疾病的發(fā)生和發(fā)展的主要原因。第2頁/共98頁基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)異常與疾病細(xì)胞微環(huán)境的變化，包括基因甲基化的變異以及各種特定基因表達(dá)的異常都和疾病發(fā)生有關(guān)。越來越多的證據(jù)顯示基因表達(dá)的異常將導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生，尤其是腫瘤形成。第3頁/共98頁基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)異常與疾病人的基因組中有相當(dāng)一部分基因，甚至染色體片段，在精子或卵細(xì)胞形成過程中，會(huì)因某種結(jié)構(gòu)修飾而不能表達(dá)，稱為基因印跡（genetic

imprinting）。這種在生物進(jìn)化中形成的、有規(guī)律而又受控的基因失活是機(jī)體中基因表達(dá)調(diào)節(jié)的一種重要方式?；蛴≯E的異常往往會(huì)導(dǎo)致多種遺傳性疾病。第4頁/共98頁一、基因結(jié)構(gòu)與表達(dá)異常與疾病發(fā)生

1．基因結(jié)構(gòu)改變

2．細(xì)胞間信號(hào)異常3．

細(xì)胞內(nèi)因素第5頁/共98頁(一)基因突變的多種類型

點(diǎn)突變是單個(gè)堿基的改變?nèi)笔且粋€(gè)或多個(gè)核苷酸的丟失插入是一個(gè)或多個(gè)核苷酸的增加倒位是一段核苷酸序列方向倒轉(zhuǎn)基因突變還分為配子突變與體細(xì)胞突變動(dòng)態(tài)突變指串聯(lián)重復(fù)拷貝數(shù)隨世代的傳遞而改變第6頁/共98頁基因突變由于體內(nèi)外各種因素改變了某基因特定的DNA序列堿基組成和排列順序，導(dǎo)致DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，改變了基因結(jié)構(gòu)；其分子機(jī)制可以是替換、插入或缺失，因而產(chǎn)生不同的突變類型。第7頁/共98頁基因突變的類型

點(diǎn)突變:單個(gè)堿基的改變?cè)诨蛞患?jí)結(jié)構(gòu)的某個(gè)位點(diǎn)上，一種堿基被另一種堿基取代。

分為：轉(zhuǎn)換（transition）顛換（transversion）第8頁/共98頁基因突變的類型

缺失（delelation）是一個(gè)或多個(gè)核苷酸的丟失：在基因一級(jí)結(jié)構(gòu)中某個(gè)位點(diǎn)上，一個(gè)核苷酸或一段核苷酸序列丟失造成的基因結(jié)構(gòu)改變。

3.插入（insertion）第9頁/共98頁基因突變的類型

倒位是一段核苷酸序列方向倒轉(zhuǎn)：基因內(nèi)部的DNA序列重組，使一段DNA序列的方向倒轉(zhuǎn)。配子突變與體細(xì)胞突變動(dòng)態(tài)突變指串聯(lián)重復(fù)拷貝數(shù)隨世代的傳遞而改變（dynamicmutation）第10頁/共98頁堿基置換突變(substitutionmutation)(二)不同的基因突變引起不同的遺傳效應(yīng)a.同義突變(consensemutation)b.錯(cuò)義突變(missensemutation)c.無義突變(nonsensemutation)d.終止密碼子突變或延長(zhǎng)突變e.起始密碼子突變(initiationcodonmutation)f.非編碼序列點(diǎn)突變(pointmutationinnoncodingsequence)第11頁/共98頁同義突變(samesensemutation)：密碼子發(fā)生改變,但所編碼的氨基酸不變。

例如：CUU

CUC

CUG→亮氨酸第12頁/共98頁錯(cuò)義突變（missensemutation）指DNA改變后mRNA中相應(yīng)密碼子發(fā)生改變，編碼另一種氨基酸，使蛋白質(zhì)中的氨基酸發(fā)生改變。錯(cuò)義突變結(jié)果產(chǎn)生異常蛋白質(zhì)和酶。但也有不少基因由于錯(cuò)義突變產(chǎn)生部分降低活性和異質(zhì)組分的酶，不完全抑制了催化反應(yīng)，這種基因稱為漏出基因（leakygene）。有些錯(cuò)義突變不影響蛋白質(zhì)或酶的生物活性，不表現(xiàn)出明顯的表型效應(yīng)。第13頁/共98頁

由于一對(duì)或幾對(duì)堿基對(duì)的改變而使決定某一氨基酸的密碼子變成一個(gè)終止密碼子的基因突變叫無義突變

(nonsensemutation)。亮氨酸的密碼子UUA，中間的U變?yōu)锳這樣一個(gè)堿基變化就會(huì)成為（終止密碼子）UAA。酪氨酸的密碼子是UAC，置換突變使UAC變?yōu)槊艽a子UAG后翻譯便到此停止。第14頁/共98頁當(dāng)DNA分子中一個(gè)終止密碼發(fā)生突變，成為編碼氨基酸的密碼子時(shí)，多肽鏈的合成將繼續(xù)進(jìn)行下去，肽鏈延長(zhǎng)直到遇到下一個(gè)終止密碼子時(shí)方停止，因而形成了延長(zhǎng)的異常肽鏈，這種突變稱為終止密碼突變（terminationcodonmutation）或延長(zhǎng)突變（elongtionmutation）。第15頁/共98頁當(dāng)基因內(nèi)部不同位置上的不同堿基發(fā)生了兩次突變，其中一次抑制了另一次突變的遺傳效應(yīng)，這種突變稱為抑制基因突變（suppressorgenemutation）。

如單純?chǔ)?谷氨酸→纈氨酸，則可產(chǎn)生HbS病，往往造成死亡。但HbHarlem臨床表現(xiàn)卻較輕，即β73的突變抑制了β6突變的有害效應(yīng)。第16頁/共98頁(2)缺失或插入突變(deletionorinsertionmutation)a.密碼子缺失或插入(codondeletionorcodoninsertion)b.移碼突變(frame-shiftmutation)c.整基因或大片段缺失(deletionofawholegeneoralargesegment)(3)融合突變(fusionmutation)

細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)同源染色體不等交換而致基因間錯(cuò)位配對(duì)，產(chǎn)生兩種含不同等位基因的染色體。第17頁/共98頁移碼突變(frame-shiftmutation)：指DNA鏈上插入或丟失1個(gè)、2個(gè)甚至多個(gè)堿基（但不是三聯(lián)體密碼子及其倍數(shù)），在讀碼時(shí)，由于原來的密碼子移位，導(dǎo)致在插入或丟失堿基部位以后的編碼都發(fā)生了相應(yīng)改變。移碼突變?cè)斐傻碾逆溠娱L(zhǎng)或縮短，取決于移碼終止密碼子推后或提前出現(xiàn)。第18頁/共98頁(4)基因突變影響hnRNA的剪接

基因突變發(fā)生在hnRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)上特定的剪接位點(diǎn)上，導(dǎo)致hnRNA的剪接錯(cuò)誤，產(chǎn)生異常的mRNA，最終產(chǎn)生異常的蛋白表達(dá)產(chǎn)物，改變生物性狀。第19頁/共98頁(三)結(jié)構(gòu)基因改變導(dǎo)致蛋白質(zhì)變化引起疾病1.血紅蛋白病(hemoglobinopathy)：血紅蛋白(hemoglobin,Hb)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)珠蛋白(globin)基因的時(shí)、空特異性表達(dá)第20頁/共98頁21第21頁/共98頁22第22頁/共98頁血紅蛋白病——鐮刀形細(xì)胞貧血癥第23頁/共98頁第24頁/共98頁(1)人α-珠蛋白基因簇及α珠蛋白基因結(jié)構(gòu)第25頁/共98頁(2)人β-珠蛋白基因簇及β珠蛋白基因結(jié)構(gòu)

第26頁/共98頁血紅蛋白病類型異常血紅蛋白:珠蛋白結(jié)構(gòu)(質(zhì))變異，導(dǎo)致貧血。

地中海貧血:珠蛋白合成(量)減少，又稱珠蛋白合成障礙性貧血。

第27頁/共98頁

(四)常見單基因?。杭膊∶Q發(fā)病頻率(‰)遺傳方式致病基因典型癥狀血友病A0.1X連鎖凝血因子Ⅷ不規(guī)則出血血友病B0.03X連鎖凝血因子Ⅸ不規(guī)則出血杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良0.3X連鎖肌營(yíng)養(yǎng)因子肌萎縮貝氏肌營(yíng)養(yǎng)不良0.05X連鎖肌營(yíng)養(yǎng)因子肌萎縮脆性X綜合征0.5X連鎖FMR1智力障礙舞蹈病0.5常染色體顯性舞蹈病因子癡呆神經(jīng)纖維0.4常染色體顯性NF-1,2癌變珠蛋白生成障礙性貧血0.05常染色體隱性珠蛋白基因簇貧血鐮刀細(xì)胞貧血0.1常染色體隱性β珠蛋白基因貧血,局部缺血苯丙酮酸尿0.1常染色體隱性苯丙氨酸羥基化酶無苯丙酮酸代謝能力囊性纖維化0.4常染色體隱性CFTR進(jìn)行性肺損傷及其他

第28頁/共98頁基因突變類型異常Hb氨基酸變化臨床特征

錯(cuò)義突變

HbShuangfengα27Glu→Lys(GAG→AAG)不穩(wěn)定Hb病

HbSβ6Glu→Val(GAG→GUG)鐮刀型細(xì)胞貧血HbBibbaα136Leu→Pro(CUG→CCA不穩(wěn)定Hb病

無義突變

HbMckeesRocksβ145Tyr→終止(UAU→UAA)不穩(wěn)定Hb病

終止密碼突變

HbConstantSpringα142UAA→CAA------α-地貧(延長(zhǎng)：142Gln------173UAA)

密碼子缺失

HbGunHillβ91～95缺失不穩(wěn)定Hb病

密碼子插入

HbGradyα118與119間插入3個(gè)氨基酸無明顯癥狀

移碼突變

HbTakβ147UAA→ACUAA---不穩(wěn)定Hb病---158UAA(Thr)

融合突變

HbLepore-Bostonδ87(Gln)-β116(His)β-地貧HbKenyaγ81(Leu)-β86(Ala)β-地貧第29頁/共98頁囊性纖維化病(cysticfibrosis,CF)第30頁/共98頁囊性纖維化病

囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)蛋白(CFTCR)的基因突變所致，產(chǎn)生缺陷型蛋白，致使使氯離子的轉(zhuǎn)運(yùn)障礙，黏液在呼吸道黏膜內(nèi)淤滯，黏膜形成囊性增生，造成呼吸道堵塞；因反復(fù)感染，導(dǎo)致患者呼吸衰竭而死亡。第31頁/共98頁GenetherapyofCF

將重組CFTCR基因cDNA-病毒載體，用涂布鼻腔、或噴霧吸入氣管及肺部等方法，轉(zhuǎn)入患者呼吸道上皮細(xì)胞中，獲得正常CFTCR基因的表達(dá)，糾正Cl＋轉(zhuǎn)運(yùn)缺陷，減少黏液分泌。第32頁/共98頁(五)細(xì)胞間信號(hào)異常導(dǎo)致基因表達(dá)異常引起疾病人體各細(xì)胞間通過激素、神經(jīng)遞質(zhì)、旁分泌信號(hào)等保持細(xì)胞間的聯(lián)系，調(diào)節(jié)彼此的代謝?；虮磉_(dá)也受到細(xì)胞間信號(hào)的調(diào)控。AFP接受異常的細(xì)胞增殖信號(hào)成為肝癌發(fā)生的重要因素。粉塵刺激→肺支氣管上皮、肺泡巨噬細(xì)胞→分泌TGF-β1→成纖維細(xì)胞→促細(xì)胞分裂和ECM蛋白基因表達(dá)→ECM增加→矽肺發(fā)生第33頁/共98頁（六）細(xì)胞內(nèi)因素導(dǎo)致基因表達(dá)異常引起疾病異常的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)

高血糖→DAG↑→⊕PKC→⊕ACE→AngⅡ↑

病原生物基因的體內(nèi)表達(dá)

異常的DNA甲基化hCG5'轉(zhuǎn)錄起始區(qū)低甲基化→非滋養(yǎng)層細(xì)胞hCG↑→受體結(jié)合→⊕cAMP→Tumor↑第34頁/共98頁35第二節(jié)癌基因和抑癌基因第35頁/共98頁36一、癌基因癌基因的分類

病毒癌基因：(virusoncogene,v-onc)DNA病毒、RNA病毒（逆轉(zhuǎn)錄病毒）細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因：(cellular-oncogene,c-onc)

第36頁/共98頁37(一)逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌基因Rous于1911年首先發(fā)現(xiàn)雞肉瘤病毒（后稱勞斯肉瘤病毒RSV），研究證明它是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，在接種給雞后誘發(fā)肉瘤1966年，85歲的勞斯獲得諾貝爾獎(jiǎng)。第37頁/共98頁381、逆轉(zhuǎn)錄病毒顆粒結(jié)構(gòu)第38頁/共98頁39

調(diào)節(jié)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄

LTR

gag

pol

env

src

LTR

長(zhǎng)末端重復(fù)序列癌基因正常的病毒基因產(chǎn)生病毒表面糖蛋白產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶

產(chǎn)生病毒垮膜蛋白2、逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組結(jié)構(gòu)產(chǎn)生p60src蛋白質(zhì)，磷酸化蛋白。靶蛋白磷酸化第39頁/共98頁403、逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制第40頁/共98頁41LTRLTRGAGPOLENVLTRLTRGAGPOLENVONC4、逆轉(zhuǎn)錄病毒癌基因（v-onc)的起源第41頁/共98頁42目錄第42頁/共98頁43斷裂基因完整的沒有斷裂的可讀框第43頁/共98頁44第44頁/共98頁45

(二)細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因

細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因?qū)嵸|(zhì)上就是由一類原癌基因突變而來。當(dāng)原癌基因在某些外界因素（如放射線、化學(xué)致癌物等）的作用下，發(fā)生數(shù)量和結(jié)構(gòu)上的微細(xì)變化，形成了致癌性的細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因，從而使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞。第45頁/共98頁46

原癌基因是細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞增殖相關(guān)的正?；?，是維持機(jī)體正常生命活動(dòng)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(shí)，使細(xì)胞過度增殖，從而形成腫瘤。

1、原癌基因第46頁/共98頁47原癌基因的特點(diǎn):廣泛存在于生物界中；基因序列高度保守；作用通過其產(chǎn)物蛋白質(zhì)來體現(xiàn)；

正常情況下表達(dá)水平很低;

被激活后，形成致癌性的細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因。第47頁/共98頁48原癌基因的分類：根據(jù)原癌基因產(chǎn)物在細(xì)胞中的位置，可分為：●與膜結(jié)合的蛋白，如src基因產(chǎn)物；●可溶性蛋白，如mos基因產(chǎn)物；●核蛋白，如myc基因產(chǎn)物。第48頁/共98頁49根據(jù)原癌基因表達(dá)產(chǎn)物的功能，可分為：●蛋白激酶類，如Src家族（酪氨酸蛋白激酶類）●生長(zhǎng)因子類●生長(zhǎng)因子受體類●GTP結(jié)合蛋白類，如Ras家族●核蛋白類（DNA結(jié)合蛋白），如Myc家族●未知功能類第49頁/共98頁50第50頁/共98頁51原癌基因：?jiǎn)慰截?、正常情況下低水平表達(dá)或根本不表達(dá)癌基因？？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(shí)，使細(xì)胞過度增殖，從而形成腫瘤。第51頁/共98頁52堿基缺失或單堿基突變基因擴(kuò)增染色體重排蛋白質(zhì)活性大大提高蛋白質(zhì)未變化，但總量大大提高增強(qiáng)子功能使癌基因高效表達(dá)與強(qiáng)啟動(dòng)子基因相融合，提高癌基因表達(dá)效率

原癌基因2、原癌基因的激活機(jī)制第52頁/共98頁53（1）點(diǎn)突變第53頁/共98頁54（2）LTR（longterminalrepeat)插入強(qiáng)啟動(dòng)子第54頁/共98頁55（3）基因重排（rearrange)第55頁/共98頁56（4）缺失（Deletion）oncogene(-)cancer一些原癌基因5’上游存在負(fù)調(diào)控序列，該序列的缺失或突變，則喪失抑制癌基因表達(dá)的能力。Brukitt淋巴瘤中c-myc因負(fù)調(diào)控序列缺失或LTR插入而增強(qiáng)表達(dá)。第56頁/共98頁57（5）基因擴(kuò)增

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)未變化，但總量大大提高基因擴(kuò)增

原癌基因使每個(gè)細(xì)胞中基因拷貝數(shù)增加，從而直接增加可用的轉(zhuǎn)錄模板數(shù)以增加基因表達(dá)。第57頁/共98頁583、基因互作與癌基因表達(dá)（1）染色體構(gòu)象對(duì)原癌基因表達(dá)的影響基因表達(dá)不僅取決于基因本身及其相鄰區(qū)域的一級(jí)結(jié)構(gòu)，也取決于其空間構(gòu)象，即基因在染色體上的空間排列和染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩個(gè)基因相距太近時(shí)，往往不易形成有利于高效轉(zhuǎn)錄的空間結(jié)構(gòu)。第58頁/共98頁59基因領(lǐng)域：基因與基因之間的間隔距離基因領(lǐng)域效應(yīng)：同一DNA鏈上兩個(gè)具有相同轉(zhuǎn)錄方向的基因間隔小于一定長(zhǎng)度時(shí)，影響有效轉(zhuǎn)錄所必需的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成，從而使這兩個(gè)基因中的一個(gè)或兩個(gè)均不能轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄活性顯著降低。0.3kb-5kb，最佳間隔距離與兩個(gè)基因的總長(zhǎng)度成正相關(guān)。第59頁/共98頁60（2）原癌基因終產(chǎn)物對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控某種原癌基因產(chǎn)物對(duì)另一種原癌基因表達(dá)的調(diào)控作用；某種原癌基因產(chǎn)物對(duì)自身表達(dá)的反饋調(diào)控作用第60頁/共98頁61癌基因產(chǎn)物通過介質(zhì)傳遞生長(zhǎng)刺激信號(hào)的部位有3處：①癌基因產(chǎn)物本身模擬了生長(zhǎng)因子，因而與相應(yīng)的受體作用，以自分泌的方式刺激細(xì)胞生長(zhǎng)；②癌基因產(chǎn)物模擬了已結(jié)合配體的生長(zhǎng)因子受體，從而在無外源生長(zhǎng)因子時(shí)提供了促進(jìn)細(xì)胞分裂的信號(hào)；③癌基因產(chǎn)物作用于細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)控制途徑，解除此途徑對(duì)外源刺激信號(hào)的需求。第61頁/共98頁62（3）抑癌基因產(chǎn)物對(duì)原癌基因的調(diào)控

（4）外源信號(hào)對(duì)原癌基因表達(dá)的影響第62頁/共98頁63第63頁/共98頁64三、抑癌基因抑癌基因(tumorsuppressorgene)/隱性癌基因：是一種抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和腫瘤形成的基因。如：Rb抑癌基因、抑癌基因p53第64頁/共98頁65抑癌基因的作用：抑制細(xì)胞增殖；促進(jìn)細(xì)胞分化；和抑制細(xì)胞遷移。抑癌基因的突變是隱性的。抑癌基因的產(chǎn)物主要包括：①轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子：如Rb、p53；②負(fù)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子：如WT；③周期蛋白依賴性激酶抑制因子（CKI），如p21；④

rasGTP酶活化蛋白：如NF-1；⑤

DNA修復(fù)因子：如BRCA1、BRCA2；⑥磷酸脂酶：如PTEN；⑦細(xì)胞粘附分子：如DCC。抑癌基因第65頁/共98頁66抑癌基因與原癌基因在生物學(xué)上有以下幾點(diǎn)差異：①在功能上，抑癌基因起負(fù)調(diào)控作用，而原癌基因起正調(diào)控作用；②在遺傳方式上，原癌基因是顯性的，而抑癌基因在細(xì)胞水平上是隱性的，③在突變發(fā)生的細(xì)胞類型上，抑癌基因突變可以發(fā)生在體細(xì)胞中，也可能發(fā)生在生殖細(xì)胞中并通過生殖細(xì)胞得到遺傳。原癌基因突變只發(fā)生在體細(xì)胞中。第66頁/共98頁67第67頁/共98頁68確定抑癌基因在理論上需要滿足的三個(gè)基本條件1、在惡性腫瘤相應(yīng)的正常組織該基因必須正常表達(dá)。2、在惡性腫瘤中，該基因有功能失活或結(jié)構(gòu)改變或表達(dá)缺陷。3、將這種基因的野生型導(dǎo)入基因異常的腫瘤細(xì)胞中，可部分或完全改變其惡性表現(xiàn)。第68頁/共98頁69常見的抑癌基因有Rb基因，p53基因，p16基因等。其中，Rb基因編碼P105Rb轉(zhuǎn)錄因子，p53基因編碼P53轉(zhuǎn)錄因子，p16基因編碼一種P16蛋白。常見的抑癌基因第69頁/共98頁70抑癌基因的類型第70頁/共98頁71抑癌基因的作用機(jī)制第71頁/共98頁72

Rb基因

Rb（retinoblastomagene）是第一個(gè)被克隆的抑癌基因。

1986年，美國(guó)的三個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別獨(dú)立的克隆了該基因。

Rb基因，全長(zhǎng)約200kb，含27個(gè)外顯子，26個(gè)內(nèi)含子，外顯子大小不同短的31bp，長(zhǎng)的有19kb，轉(zhuǎn)錄的mRNA有4.7kb,編碼928個(gè)氨基酸，分子量是105-110kD的核內(nèi)磷酸化蛋白。Rb具有DNA結(jié)合活性，表明其能夠參與某些基因的調(diào)節(jié)。第72頁/共98頁73Rb基因的生物學(xué)活性

Rb基因的磷酸化狀態(tài)是Rb基因調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)分化的主要形式。調(diào)節(jié)Rb功能最主要的磷酸化事件在G1和S期交界處。磷酸化的Rb與細(xì)胞內(nèi)蛋白結(jié)合形成復(fù)合物的能力喪失。如，Rb在非磷酸化狀態(tài)下可以與E2F結(jié)合，并抑制其活化基因表達(dá)的功能。磷酸化的Rb不能與E2F結(jié)合。E2F與DP1蛋白形成異二聚體活化一系列由G1期進(jìn)入S期所必需的基因的表達(dá)。第73頁/共98頁74Rb基因的作用機(jī)制Rb基因的失活主要與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的發(fā)生相關(guān)。Rb基因的表達(dá)產(chǎn)物為P105Rb，在細(xì)胞內(nèi)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(duì)轉(zhuǎn)錄因子E2F有不同的親和力。第74頁/共98頁75低磷酸化型的P105Rb可與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合形成復(fù)合物，從而阻止E2F啟動(dòng)某些在細(xì)胞增殖過程中起主要作用的基因的轉(zhuǎn)錄，如c-myc基因等。高磷酸化型的P105Rb則可促使其與E2F轉(zhuǎn)錄因子分離，從而使其呈現(xiàn)活性，細(xì)胞即由G1期進(jìn)入S期。Rb基因失活后，其表達(dá)產(chǎn)物不能與E2F形成復(fù)合物，E2F處于持續(xù)激活狀態(tài)，導(dǎo)致細(xì)胞增殖。第75頁/共98頁76RbbindwithE2Ftranscriptionfactor第76頁/共98頁77Rb基因異常與腫瘤

Rb基因異常主要表現(xiàn)為等位基因缺失和基因突變。最初，在視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中發(fā)現(xiàn)，后來在多種腫瘤中均發(fā)現(xiàn)該基因的異常。其基因異常多發(fā)生在13-17外顯子上。在小細(xì)胞肺癌中，異常為50%，骨肉瘤47%，乳腺癌32%.第77頁/共98頁78二次突變假說

1971年，Knudson在研究視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤時(shí)提出了“二次突變”假說。假說認(rèn)為，在有遺傳傾向的的病人體內(nèi)所有干細(xì)胞和體細(xì)胞都存在一種突變，在此基礎(chǔ)上，任一視網(wǎng)膜母細(xì)胞若再出現(xiàn)第二次突變，即可導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。第78頁/共98頁79“二次突變”假說的意義1、為解決遺傳性和體細(xì)胞突變通過何種機(jī)制在腫瘤發(fā)生過程中起作用提供了思路。2、腫瘤細(xì)胞發(fā)生過程中隱性遺傳性決定因素與體細(xì)胞表型連接起來。第79頁/共98頁80RBgene第80頁/共98頁81p53基因是tumorsuppressorgene一明珠，Pubmed有超過3萬篇論文，篇篇內(nèi)容不同。臨床上，超過50%的腫瘤其p53有異常。1979年，發(fā)現(xiàn)SV40轉(zhuǎn)化的細(xì)胞中與SV40-largeT抗原結(jié)合，而被誤認(rèn)為癌基因，直到1989年，才被證實(shí)為抑癌基因第81頁/共98頁82p53基因的結(jié)構(gòu)

p53基因全長(zhǎng)20kb，定位于人類染色體17p13.1，由11個(gè)外顯子組成，編碼393個(gè)氨基酸組成的53kd的核內(nèi)磷酸化蛋白，具有蛋白質(zhì)-DNA和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)結(jié)合的功能。第82頁/共98頁83NC100-300AADNA結(jié)合域調(diào)節(jié)domain301-3931-99p53protein第83頁/共98頁84p53基因生物學(xué)特性

p53是細(xì)胞生長(zhǎng)周期中的負(fù)調(diào)節(jié)因子，與細(xì)胞周期的調(diào)控、DNA修復(fù)、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡等重要的生物學(xué)功能有關(guān)。第84頁/共98頁85p53

基因分型p53

基因分為野生型和突變型，它的表達(dá)產(chǎn)物也分為野生型和突變型野生型p53極不穩(wěn)定，半衰期僅為數(shù)分鐘，并具有反式激活功能和光譜的抑制腫瘤的功能。突變型p53具有癌基因的功能，促進(jìn)癌細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。第85頁/共98頁86

p53

基因可以調(diào)節(jié)細(xì)胞周期過程中起關(guān)鍵作用的基因，包括可調(diào)節(jié)CDK活性的p21基因和DNA損傷導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)受阻相關(guān)的GADD45基因。p53在G1/S期起作用，決定是否啟動(dòng)DNA合成，而在另外的一些情況確決定細(xì)胞是否凋亡。

第86頁/共98頁87