第四章抑癌基因第一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一抑癌基因的作用：在調(diào)控細(xì)胞生長、增殖及分化過程中起負(fù)調(diào)控作用，并能潛在地抑制腫瘤的生長。如果其功能失活或出現(xiàn)基因缺失、突變等異常，可導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化而發(fā)生腫瘤。抑癌基因的生物學(xué)功能與癌基因相反。第二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一抑癌基因理論上的三個基本條件：1.該惡性腫瘤的相應(yīng)正常組織中該基因必須正常表達(dá)2.該惡性腫瘤中這種基因應(yīng)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)胞內(nèi)，可部分或全部改變其惡性表型第三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一抑癌基因的功能：1、誘導(dǎo)終末分化2、維持基因穩(wěn)定3、觸發(fā)衰老，誘導(dǎo)細(xì)胞程序性死亡。4、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長5、抑制蛋白酶活性6、改變DNA甲基化酶活性負(fù)性生長因素的信息傳導(dǎo)調(diào)節(jié)基因第四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一7、調(diào)節(jié)組織相容性抗原8、調(diào)節(jié)血管形成9、促進(jìn)細(xì)胞間聯(lián)系第五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)

抑癌基因研究的歷史回顧1.細(xì)胞融合試驗是抑癌基因存在的最早依據(jù)。當(dāng)正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合形成雜交細(xì)胞時，能抑制癌細(xì)胞的致癌性，表明正常細(xì)胞具有抑制細(xì)胞癌變的基因成分。2.Knudson根據(jù)對視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的遺傳學(xué)分析，提出了腫瘤發(fā)生的“兩次突變假說”。發(fā)現(xiàn)腫瘤形成時，13號染色體（13q1.4）的兩個等位基因常常同時缺乏或失活，表明這類基因具有抑制腫瘤形成作用。第六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一3.在腫瘤細(xì)胞中常發(fā)現(xiàn)有等位基因的雜合型丟失，據(jù)此以發(fā)現(xiàn)新的抑癌基因

但是不能把所有能抑制細(xì)胞生長作用的因素都稱為抑癌基因，如干擾素、生長抑素等。第七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一1989年以來，抑癌基因的分離和鑒定已取得很大進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)二十多種，已克隆出十幾種抑癌基因，目前最受關(guān)注的是Rb,P53基因。而且新的抑癌基因還在不斷出現(xiàn)。第八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)

Rb基因

Rb(retinoblastomagene,Rb)是第一個被克隆的抑癌基因。1971年Knudson系統(tǒng)地研究了有明顯顯性遺傳的兒童視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤，提出了著名的腫瘤“兩次突變”的假說，認(rèn)為在有遺傳傾向的病人體內(nèi)所有干細(xì)胞及體細(xì)胞都存在一種突變，在此基礎(chǔ)的發(fā)育過程中任一視網(wǎng)膜母細(xì)胞再出現(xiàn)第二次突變，即可導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。Rb基因是源于父母雙方的兩個視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤相關(guān)的等位基因

第九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一1988年，Huang等用逆轉(zhuǎn)錄病毒感染的方法將Rb基因?qū)胍暰W(wǎng)膜母細(xì)胞瘤WERI-Rb27,發(fā)現(xiàn)Rb基因可完全抑制WERI-Rb27細(xì)胞在裸鼠體內(nèi)的致癌性。應(yīng)用同樣的方法導(dǎo)入前列腺癌、膀胱癌、乳腺癌，結(jié)果Rb基因都可不同程度地抑制癌細(xì)胞在裸鼠體內(nèi)的致癌性。這些結(jié)果為Rb基因的抗癌性提供了直接的證據(jù)。第十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一Rb基因可以完全抑制視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的致瘤性，表明Rb基因功能失活是視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤發(fā)生的重要機(jī)制。而Rb基因只能部分抑制前列腺癌、膀胱癌、乳腺癌的致瘤性，說明Rb基因失活在這些腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起著一定作用，這些腫瘤的發(fā)生還存在其他基因的改變。第十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一一、Rb基因結(jié)構(gòu)Rb結(jié)構(gòu)：全長約200kb，含27個外顯子，26個內(nèi)含子，由4757個核苷酸組成，3’端有AATAA加尾信號序列和polyA，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為4.7kbmRNA,可編碼928個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，分子量約為1.1*105，生物化學(xué)的分離技術(shù)和免疫熒光技術(shù)研究表明，85%的Rb蛋白質(zhì)產(chǎn)物存在于細(xì)胞核中，約10%在細(xì)胞膜上，在胞漿和間質(zhì)中幾乎沒有Rb蛋白質(zhì)。第十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一細(xì)胞分裂周期圖第十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一二、Rb蛋白的磷酸化和細(xì)胞周期1、Rb蛋白的磷酸化和細(xì)胞周期Rb蛋白定位于核內(nèi)，為核磷酸蛋白，具有結(jié)合DNA特性，并有轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子的功能；Rb蛋白的功能受自身磷酸化程度的調(diào)節(jié)，而其磷酸化與脫磷酸化過程呈現(xiàn)細(xì)胞周期依賴性，Rb的狀態(tài)隨著細(xì)胞周期以磷酸化和去磷酸化而不同。在細(xì)胞周期的G1期，Rb蛋白為去磷酸化狀態(tài)，而在G2,S,M期為磷酸化狀態(tài)。磷酸化發(fā)生在G1/S期之間，主要為M期。第十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一

Rb蛋白磷酸化受細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子cdc2、蛋白激酶p34的調(diào)節(jié)，此外Rb蛋白與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合形成的復(fù)合物調(diào)節(jié)和控制S期的轉(zhuǎn)錄及復(fù)制。在對細(xì)胞生長的調(diào)控中，Rb的非磷酸化狀態(tài)是維持細(xì)胞處在G0或G1期的活化形式，控制和抑制細(xì)胞生長和增殖，而磷酸化的Rb蛋白將細(xì)胞由這種控制中釋放出來，使細(xì)胞進(jìn)入DNA合成及有絲分裂期。因此，非磷酸化的Rb蛋白為活化形式，它具有促進(jìn)細(xì)胞分化，抑制生長和增殖的負(fù)調(diào)節(jié)因子的作用。第十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一Rb蛋白磷酸化失去抑制作用進(jìn)入細(xì)胞分裂周期去磷酸化+E2F停留在G0/G1期SG2M期第十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一2、Rb蛋白與病毒的結(jié)合作用

SV40病毒大T抗原腺病毒5型EIA癌蛋白均能與磷酸化的Rb蛋白結(jié)合形成穩(wěn)定的復(fù)合物Rb蛋白失活抑制細(xì)胞正常生長的作用喪失。第十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一3、

Rb基因異常與某些腫瘤發(fā)生的相關(guān)性（1）15-40%視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤有Rb基因的缺失，如果Rb基因缺失一個或兩個拷貝（2)有時可發(fā)生片斷的部分缺失(3)有基因結(jié)構(gòu)異常視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤檢測不到正常Rb基因的mRNA，Rb蛋白表達(dá)水平極低下。除視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中發(fā)現(xiàn)異常外，在其他類型腫瘤，如：成骨肉瘤、乳腺癌、小細(xì)胞肺癌、膀胱癌、前列腺癌、鼻咽癌等中也有Rb基因結(jié)構(gòu)及表達(dá)異常。第十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一4、Rb基因的抗癌性有兩層含義：（1）、一是在正常細(xì)胞中Rb基因具有抑制細(xì)胞生長的作用（2）、二是在腫瘤細(xì)胞內(nèi)Rb基因具有抑制其生長及致瘤性作用利用Rb基因探針和抗Rb蛋白的抗體檢測正常人體組織及其相應(yīng)的腫瘤組織，發(fā)現(xiàn)正常人體組織Rb基因的結(jié)構(gòu)及表達(dá)均正常，而相應(yīng)的腫瘤組織中的基因常常有缺失突變，缺乏正常的蛋白。

第十九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一第三節(jié)

P53基因

P53基因是迄今發(fā)現(xiàn)與人類腫瘤相關(guān)性最高的基因，自1979年P(guān)53基因命名以來，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多次轉(zhuǎn)變。導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化或腫瘤形成的P53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，而野生型P53是一種抑癌基因。人類腫瘤中約50%以上與P53基因變化有關(guān)，僅1991-1998年6月的有關(guān)論文就超過6000篇，P53基因也被Science雜志評為1993年的明星分子。

第二十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一一、P53基因的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

人P53基因定位于17號染色體短臂1區(qū)3帶（17p1,3）分布于200kbDNA區(qū)段內(nèi)，含11個外顯子和10個內(nèi)含子。其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物2.5kbmRNA。P53基因編碼393個氨基酸組成的核磷蛋白，分子量為53*103，稱P53蛋白，定位于核內(nèi)，能與DNA特異性結(jié)合，具有轉(zhuǎn)錄因子的作用。正常P53蛋白在細(xì)胞中易水解，半衰期為20分鐘，突變性P53蛋白的半衰期為1.5-7h.第二十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一二、P53蛋白的生物學(xué)功能1、

對細(xì)胞增殖的抑制作用

P53蛋白是一個細(xì)胞周期相關(guān)蛋白，參與細(xì)胞增殖的調(diào)節(jié)。正常細(xì)胞中P53蛋白控制著靜止期細(xì)胞從G0到G1期的轉(zhuǎn)變，并且在G1期的生長限制性位點(diǎn)（Rpoint）控制細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期后的增殖。腫瘤細(xì)胞中，突變的P53過量表達(dá)，具有增殖正調(diào)控作用。野生型P53則是一個細(xì)胞生長負(fù)調(diào)控因子，P53蛋白的磷酸化與細(xì)胞周期有關(guān)，非磷酸化的P53蛋白為其活性形式，發(fā)揮對細(xì)胞生長和增殖的負(fù)調(diào)節(jié)作用。第二十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一2、

P53蛋白與病毒的結(jié)合作用3、

為DNA損傷的檢查站4、

誘導(dǎo)細(xì)胞分化5、

影響細(xì)胞調(diào)亡6、

P53基因調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄

P53除可以與某些病毒癌蛋白結(jié)合外，還可與細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，起到活化和調(diào)節(jié)的作用。其中最重要的兩個基因為Mdm2和P21WAF1/CIPIMdm2基因產(chǎn)物與野生型P53結(jié)合阻止P53抑制細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)凋亡的功能第二十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一第四節(jié)INK4基因家族一、p1６基因結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性（一）、基因結(jié)構(gòu)位于9p21，全長8.5kb，由二個內(nèi)含子和三個外顯子組成。編碼CDK4抑制蛋白。（二）、生物學(xué)特性（如下圖）

第二十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一CDK4+Rb蛋白磷酸化Rb蛋白Rb蛋白失活P16蛋白抑制cyclinD促進(jìn)第二十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一（三）、調(diào)控主要受Rb、p16、cyclinD、CDK的反饋調(diào)節(jié)。（四）、基因異常與腫瘤１、基因異常方式（１）基因缺失（２）點(diǎn)突變２、相關(guān)腫瘤黑色素瘤、食管癌、肺癌、肝癌、結(jié)直腸癌、胰腺癌、膀胱癌、卵巢癌、乳腺癌、骨肉瘤、間皮肉瘤、淋巴造血系統(tǒng)腫瘤。第二十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一二、p15基因結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性（一）、基因結(jié)構(gòu)全長460kb，位于9p21，編碼１３７個AA，分子量為14.7kD的胞漿蛋白，與p16有９５％的序列相同，含２個外顯子。（二）、生物學(xué)特性結(jié)合CDK4、CDK6，抑制CDK4－cyclinD，CDK6－cyclinD，從而抑制細(xì)胞增殖。第二十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一（三）、基因異常與腫瘤１、基因異常方式（１）基因缺失（２）突變（３）高甲基化２、相關(guān)腫瘤多種實(shí)體瘤和腫瘤細(xì)胞株。如間皮瘤、白血病、非小細(xì)胞肺癌第二十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一三、p18和p19基因１、p18被命名為CDKN2C,p19被命名為CDKN2D或INK4D,均為單拷貝基因，分別定位于定位于染色體1p32和19p13.2。２、兩者在結(jié)構(gòu)、功能上有許多相似之處，都具有５個錨蛋白重復(fù)序列，每個重復(fù)序列含有３２個氨基酸。主要功能為特異性抑制CDK4/6的活性３、兩者在許多正常組織中均有表達(dá)，具有周期依賴性，G1中期表達(dá)最低，S期達(dá)高峰。４、p18基因突變和缺失之見于少數(shù)腫瘤，如乳腺癌、非小細(xì)胞肺癌。P19基因在腫瘤中的突變率更低。第二十九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一第五節(jié)CIP-KIP基因家族一、p21基因１、基因結(jié)構(gòu)位于染色體6q21.2，為單拷貝基因，長85kb，含有３個外顯子，cDNA長約2.1kb。編碼包含164個氨基酸殘基的蛋白，分子量21kD。第三十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一２、功能（１）結(jié)合p53、SP1、MyoD（２）抑制多種Cyclin-CDK復(fù)合物（３）抑制細(xì)胞增殖核抗原（proliferatingcellnuclearantigen,PCNA)與DNA多聚酶８結(jié)合。（４）抑制應(yīng)激激活蛋白激酶（stressactivatedproteinkinase,SAPK)的活性，使C-Jun不能磷酸化。（５）參與p53介導(dǎo)的細(xì)胞DNA損傷反應(yīng)。第三十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一３、與腫瘤的關(guān)系與其他相關(guān)基因起協(xié)同作用，大多數(shù)腫瘤未發(fā)現(xiàn)p21突變，但存在基因的多態(tài)性改變。第三十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一二、p27基因１、基因結(jié)構(gòu)位于染色體12p13，編碼含198個氨基酸殘基的多肽，分子量27kD２、功能抑制Cyclin-CDKs和H1組蛋白酶活性；抑制Cyclin-CDKs復(fù)合物在Thr-160磷酸化能力。３、與腫瘤關(guān)系基因突變罕見，但有些實(shí)驗證明p27功能異常確實(shí)與腫瘤的發(fā)生有關(guān)。第三十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一三、p57基因１、基因結(jié)構(gòu):位于染色體11p11.5，其開放讀碼框948bp。編碼含316個氨基酸殘基的多肽，分子量57kD。２、功能（１）抑制CDK活性（２）與G1期Cyclin-CDK復(fù)合物結(jié)合并抑制之（３）于正常組織中表達(dá)３、與腫瘤關(guān)系認(rèn)為p57基因的LOH與乳腺癌、膀胱癌、腎癌、卵巢癌等多種腫瘤有關(guān)，但缺失率不高；結(jié)腸癌、胰腺癌、肝癌中p57蛋白高表達(dá)。第三十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一第六節(jié)PTEN基因一、基因結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性１、基因結(jié)構(gòu)位于10q23.3，由９個外顯子組成，相應(yīng)蛋白質(zhì)包含４０３個AA。２、生物學(xué)特性拮抗酪氨酸激酶。第三十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一二、基因異常與腫瘤１、基因異常方式（１）基因純合性丟失（２）突變包括（３）甲基化缺失突變錯義突變無意義突變mRNA剪接突變第三十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一２、相關(guān)腫瘤膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、前列腺癌、子宮內(nèi)膜癌、腎癌、卵巢癌、乳腺癌、肺癌、膀胱癌、甲狀腺癌、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌、黑色素瘤、淋巴瘤等。另外也與Cowden病、Bannayan-Zonana或Bannayan-Ruvalcaba綜合征有關(guān)。

第三十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一第七節(jié)FHIT基因一、基因結(jié)構(gòu)

FHIT基因位于人類染色體3p14.2。cDNA全長約1.1kb，含１０個外顯子，編碼含１４７個氨基酸的分子量為16.8kD的蛋白質(zhì)。第三十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期一二、功能及與腫瘤關(guān)系