癌基因和癌知識講座正常細(xì)胞與癌細(xì)胞比較2癌基因和癌知識講座

原代培養(yǎng)細(xì)胞（血清依賴,接觸

抑制,有限壽命）

癌細(xì)胞體外細(xì)胞培養(yǎng)生長轉(zhuǎn)化過程

確立細(xì)胞系(永生化)

極限(大部分細(xì)胞死亡，少數(shù)存活)轉(zhuǎn)化(失去血清依賴、接觸抑制；形態(tài)改變、聚集，長成病灶)轉(zhuǎn)移癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移到別的組織，產(chǎn)生新的克隆3癌基因和癌知識講座確立細(xì)胞系:（1）貼壁依賴性（Anchoragedependence）細(xì)胞附著在固體基質(zhì)或薄膜的表面。（2）血清（或生長因子）依賴性（serumorgrowthfactodependence）（3）密度制約抑制（Density-dependentinhibition）

(4）細(xì)胞骨架的形成（cytoskeletalorganization）。細(xì)胞是扁平的，而且延著附著基質(zhì)的表面沿伸。4癌基因和癌知識講座外因：物理致癌因子（高能輻射）化學(xué)致癌因子（環(huán)狀化合物，亞硝酸等）生物致癌因子（腫瘤病毒,黃曲霉素）內(nèi)因：蛋白質(zhì)功能水平上的病毒活性，重要的生長調(diào)節(jié)基因的突變，如激素控制細(xì)胞生長的機制被破壞。2.癌癥的發(fā)生原因5癌基因和癌知識講座

第二節(jié)癌基因和抗癌基因癌基因（oncogene）轉(zhuǎn)化基因（transforminggene）細(xì)胞癌基因（cellularorcogene,c-onc）原癌基因（proto-oncogene）病毒癌基因（virusoncogene,v-onc）6癌基因和癌知識講座一.癌基因癌基因是有潛在的促發(fā)腫瘤

發(fā)生活性的基因，最早在腫

瘤病毒中發(fā)現(xiàn)。到目前為止，發(fā)現(xiàn)的癌基因己有100多個。1911年P(guān).Rous發(fā)現(xiàn)了Rous肉瘤病毒,（Roussarcomavirus）。

1969年美國的Huebner,R.I.和Todaro,G.I提出了癌基因假說。

7癌基因和癌知識講座1970年H.Temi和Dulbecco發(fā)現(xiàn)致癌的RNA病毒中存在反轉(zhuǎn)錄酶，提出了原病毒假設(shè)，認(rèn)為RNA病毒通過反向轉(zhuǎn)錄和正向轉(zhuǎn)錄以及與宿主細(xì)胞DNA發(fā)生交換或重組，能形成癌基因。1976年H.Evarmus和J.M.Bishop發(fā)現(xiàn)鳥類肉瘤病毒中含有致癌基因。被命名為病毒癌基因(virusoncogenev-onc)。80年代初通過很多實驗證實了癌基因的存在。8癌基因和癌知識講座DNA腫瘤病毒：致癌潛能存在于一種功能或一組相關(guān)的功能之中，這些功能在病毒裂解周期的早期就被激活。當(dāng)轉(zhuǎn)化發(fā)生時，相應(yīng)基因整合到宿主的基因組中，并且呈組成型表達(dá)。（癌基因的組成型表達(dá)產(chǎn)生了癌蛋白。）RNA反轉(zhuǎn)錄病毒：病毒的致瘤性并不依賴它的癌基因，而是在于它激活了細(xì)胞內(nèi)原癌基因的表達(dá)。9癌基因和癌知識講座DNA腫瘤病毒轉(zhuǎn)化病毒多為ssDNA病毒，癌基因能編碼病毒本身所需的蛋白。如:SV40的T抗原;

人乳頭瘤病毒(humanpapillomavirus，HPV)的E7抗原;

腺病毒的E1A，E1B抗原轉(zhuǎn)化病毒帶有癌基因,其產(chǎn)物可使腫瘤抑制物失活。即減弱抗癌基因的功能。10癌基因和癌知識講座

一些DNA病毒感染宿主細(xì)胞后不發(fā)生裂解，而是潛伏在細(xì)胞中，并整合到宿主基因組中，表達(dá)病毒癌蛋白，引起宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化。如：多瘤病毒家族（SV40)，人乳頭瘤病毒家族，腺病毒家族。11癌基因和癌知識講座

DNA病毒通過合成病毒癌蛋白，引起細(xì)胞轉(zhuǎn)化。

許多新的腫瘤抑制基因是在病毒癌蛋白與宿主TSG蛋白相互作用的研究中被發(fā)現(xiàn)的。12癌基因和癌知識講座RNA反轉(zhuǎn)錄病毒RNA反轉(zhuǎn)錄腫瘤病毒分為急性和慢性兩種。慢性腫瘤病毒是野生型反轉(zhuǎn)錄病毒，不帶有癌基因。急性腫瘤病毒是缺陷型反轉(zhuǎn)錄病毒，在其基因組中帶有來源于動物的癌基因(v-onc)。v-onc的功能和突變的原癌基因相似。慢性腫瘤病毒是依賴LTR中的強啟動子（增強子）作用細(xì)胞癌基因，誘發(fā)癌變。13癌基因和癌知識講座

癌基因被慢性腫瘤病毒激活

與急性轉(zhuǎn)化反轉(zhuǎn)錄病毒直接轉(zhuǎn)導(dǎo)一高活性病毒癌基因到宿主基因組中不同，慢性RNA腫瘤病毒通過整合到正常原癌基因附近，使其被病毒中長末端重復(fù)序列所激活。

感染較長時間后病毒才啟動腫瘤發(fā)生。14癌基因和癌知識講座增加轉(zhuǎn)錄

病毒整合在正常原癌基因附近使原癌基因激活,如c-myc.15癌基因和癌知識講座插入c-myc基因不同位置的鳥類白血病病毒(avianleukosis,ALV)通過通讀來打開編碼的外顯子

病毒增強子偶爾作為啟動子，錄轉(zhuǎn)編碼區(qū)在下游插入的ALV其增強子激活c-myc的啟動子16癌基因和癌知識講座RNA腫瘤病毒在反轉(zhuǎn)錄酶的催化下，復(fù)制和整合到核基因組中17癌基因和癌知識講座反轉(zhuǎn)錄病毒的癌基因起源于動物(1)各種動物的c-onc其數(shù)目和位置比較固定，而反轉(zhuǎn)錄病毒中的v-onc數(shù)目和位置是不固定的。(2)線蟲（C.elegans）和果蠅等動物并不被反轉(zhuǎn)病毒所感染，但這些動物的基因組中也具有與高等動物癌基因同源的基因；(3)c-onc中發(fā)現(xiàn)有內(nèi)含子，而反轉(zhuǎn)錄病毒的癌基因（v-onc）則無內(nèi)含子。(4)動物的c-one可為反轉(zhuǎn)錄病毒所轉(zhuǎn)導(dǎo)。18癌基因和癌知識講座胞內(nèi)Tyr激酶膜結(jié)合蛋白，胞液蛋白Ser/Thr激酶胞液蛋白信號分子

調(diào)節(jié)物

轉(zhuǎn)錄因子

Leu拉鏈蛋白，轉(zhuǎn)錄因子，甲狀腺激素受體生長因子

分泌蛋白生長因子受體各種受體激酶，受體G-蛋白/信號傳導(dǎo)

GTP結(jié)合蛋白癌基因的類型19癌基因和癌知識講座二．抗癌基因（antioncogene）又名抑癌基因

(tumorsuppressorgeneTSGs)、隱性癌基因。是一種抑制細(xì)胞生長和腫瘤形成的基因。在生物體內(nèi)與癌基因功能相抵抗，共同保持生物體內(nèi)正負(fù)信號相互作用的穩(wěn)定。已發(fā)現(xiàn)10種抗癌基因,如RB基因(Retinoblastoma視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤)，p53基因許多TSGs產(chǎn)物是細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子或是生長相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄抑制子。它的非活性形式能促進(jìn)腫瘤生長。20癌基因和癌知識講座

TSGs的正常功能是限制細(xì)胞生長，作用主要有:(1)調(diào)節(jié)細(xì)胞生長.(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)誘導(dǎo)終末分化.(5)抑制和調(diào)節(jié)蛋白酶活性.(6)改變DNA甲基化酶活性.(7)調(diào)節(jié)血管形成.(8)促進(jìn)細(xì)胞間聯(lián)系.

一個生長轉(zhuǎn)化細(xì)胞可通過與正常的細(xì)胞融合而得到恢復(fù)。

21癌基因和癌知識講座◆Kundson早在1971年提出著名的“二次突變假設(shè)（twomutationhypothsis）”。后來遺傳學(xué)家發(fā)現(xiàn)家族性患兒的體細(xì)胞中13號染色體存在缺失（13q14），表明該區(qū)域可能存在與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤發(fā)生有關(guān)的基因RB。◆Sparkes(1980)將RB基因定位于13q14?！鬊enedict（1983）提出位于13q14的RB的一對等位基因均失活才會產(chǎn)生該腫瘤。表明RB是以隱性方式起作用。◆Stephe等（1986）開始構(gòu)建了人的13號染色體的λ噬菌體文庫，其中1.5Kb的DNA片段和RB有關(guān)。22癌基因和癌知識講座接著又分離到一個30Kb的cDNA片段，用此片段可檢測到13q14帶70Kb區(qū)域的基因。同年眼科專家Dryja發(fā)現(xiàn)RB失活時可以致瘤，雜合子（RB+/RB-）易被誘變而失活；他還發(fā)現(xiàn)經(jīng)眼球摘除手術(shù)能存活下來的患兒長大后易患成骨肉瘤，乳腺癌和小細(xì)胞肺癌。1986年Friend將13q14位點的Rb經(jīng)cDNA克隆制成各種探針，檢查很多例骨肉瘤和組織肉瘤患者發(fā)現(xiàn)約50%的患者RB基因純合缺失。23癌基因和癌知識講座1987年Stanbridge等分離了人類13號染色體，將它注入培養(yǎng)的成骨肉瘤細(xì)胞中，結(jié)果導(dǎo)致了癌細(xì)胞逆轉(zhuǎn)，同年李文華把RB轉(zhuǎn)化到培養(yǎng)的癌細(xì)胞中使其逆轉(zhuǎn)。更進(jìn)一步證明了RB的抑癌作用。他克隆了RB全長的cDNA，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)物是一種長928氨基酸，分子量是105

kD的蛋白質(zhì)。24癌基因和癌知識講座RB的分子功能：

(1)RB產(chǎn)物可抑制部分致癌蛋白。主要是可以和腫瘤抗原相互作用：SV40T抗原，腺病毒E1A抗原，人類乳頭瘤病毒E7抗原，可結(jié)合到RB的379~792殘基區(qū)域。

(2)RB還有抑制細(xì)胞增殖的作用。25癌基因和癌知識講座在細(xì)胞周期中RB磷酸化受到調(diào)控

G0/G1去磷酸化，G1末至G2末被細(xì)胞周期蛋白CDK復(fù)合物磷酸化。非磷酸化的RB可結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子E2F及許多腫瘤抗原。

腫瘤抗原(SV40T,AdE1A)和RB結(jié)合26癌基因和癌知識講座27癌基因和癌知識講座

RB

位于13q14，編碼視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白

RB，能結(jié)合腫瘤抗原,（SV40T抗原）調(diào)控細(xì)胞周期，抑制細(xì)胞增殖，最早在視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的研究中被發(fā)現(xiàn)。

28癌基因和癌知識講座

P53

p53蛋白是一種腫瘤抑制物，一半以上的癌變都與P53的缺失或突變有關(guān)。

p53蛋白是四聚體，

突變具有顯性失活的效應(yīng)29癌基因和癌知識講座野生型限制細(xì)胞生長

缺乏p53細(xì)胞生長不受控制突變亞基因阻礙四聚體功能，細(xì)胞生長不受限制P53等位基因的缺失或突變都可使細(xì)胞生長不受限制30癌基因和癌知識講座DNA的損傷激活p53,在細(xì)胞周期不同階段引起不同結(jié)果：

早期：阻止細(xì)胞周期前進(jìn)直到損傷修復(fù)。

晚期：引發(fā)細(xì)胞凋亡。輻射31癌基因和癌知識講座p53的功能:（1）一種可能是野生型p53與細(xì)胞中某些T抗原的類似物結(jié)合，抑制了它們的活性;（2）p53也是一種DNA結(jié)合蛋白，它能識別長10bp兩側(cè)對稱的基序，并激活含多拷貝這種基序的啟動子的轉(zhuǎn)錄。

(3)在有的座位上它可能阻遏其靶基因。

(4)p53通過調(diào)節(jié)基因的表達(dá)來控制細(xì)胞周期，缺乏這種調(diào)節(jié)就會導(dǎo)致細(xì)胞無限制生長。

(5)p53突變具有顯性失活的效應(yīng)。32癌基因和癌知識講座P53有多種分子活性P600-601(1)p53是一種DNA結(jié)合蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)，可識別10bp的回文基序,其第120-290位氨基酸的區(qū)域負(fù)責(zé)與特定靶順序的結(jié)合。

(2)可激活含多拷貝基序啟動子轉(zhuǎn)錄。p53還可以阻遏某些不含有以上基序的基因，其機制不明。

(3)p53也能和損傷的DNA結(jié)合（第310-390位），此C-端的功能區(qū)可以識別單鏈DNA區(qū)。

(4)p53是四聚體，其突變體具有的顯性失活調(diào)控的作用。33癌基因和癌知識講座p53蛋白與抑制有關(guān)的各功能區(qū)的活性34癌基因和癌知識講座第三節(jié)癌基因產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，功能和細(xì)胞癌變

一.src基因src的產(chǎn)物p60src具有TPK（酪氨酸蛋白激酶）活性，與細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)化有關(guān)。Src蛋白有四個結(jié)構(gòu)域：（1）N端十四烷基化位點是和膜結(jié)合的位點（2）SH2（srchomologyregion-2）結(jié)構(gòu)域。

(3)416位Tyr和自身磷酸化有關(guān)。

(4)而527位Tyr的磷酸化位點。35癌基因和癌知識講座36癌基因和癌知識講座37癌基因和癌知識講座一、src基因產(chǎn)物p60src蛋白具有TPK（酪氨酸激酶活性）膜結(jié)合調(diào)控催化抑制NCSH2結(jié)構(gòu)域416Tyr自身磷酸化527Tyr自身磷酸化38癌基因和癌知識講座胞內(nèi)Tyr激酶膜結(jié)合蛋白，胞液蛋白Ser/Thr激酶胞液蛋白信號分子

調(diào)節(jié)物

轉(zhuǎn)錄因子

Leu拉鏈蛋白，轉(zhuǎn)錄因子，甲狀腺激素受體生長因子

分泌蛋白生長因子受體各種受體激酶，受體G-蛋白/信號傳導(dǎo)

GTP結(jié)合蛋白癌基因的類型39癌基因和癌知識講座二.c-erbB產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和功能c-erbB編碼EGF受體是一種分子量為65KDa的跨膜蛋白，由1186個氨基酸組成。膜外的部分（621aa）是EGF結(jié)合功能區(qū)。前面有24aa構(gòu)成的信號肽?？缒^(qū)由23個疏水氨基酸組成。膜內(nèi)部分由542aa組成。其中包括4個磷酸化位點和一個TPK功能區(qū)。4個磷酸化位點中有一個是緊靠膜內(nèi)側(cè)的654位Thr，其余3個位于1068，1148和1173Tyr自身磷酸化位點。40癌基因和癌知識講座

平截

c-erbB:c-erbB

編碼表皮生長因子受體。N端為配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域，C端為抑制結(jié)構(gòu)域。

v-erbB

的兩端被截短，使受體在無配體的存在下就形成二聚體，并持續(xù)激活，使細(xì)胞生長不受控制。41癌基因和癌知識講座erb-B的結(jié)構(gòu)42癌基因和癌知識講座43癌基因和癌知識講座c-erbB

編碼EGF受體，具有酪氨酸蛋白激酶活性。

生長因子受體的激活涉及配基的結(jié)合，二聚體的形成及自身磷酸化，V-erB丟失了配基結(jié)合域，不受N端功能區(qū)的抑制而組成型激活。44癌基因和癌知識講座46癌基因和癌知識講座四．ras原癌基因可能因突變而被激活在人和大鼠的基因組中相應(yīng)的c-ras(N-ras,H-ras和K-ras)雖定位在不同的染色體上，但產(chǎn)物相似，分子量約為21KDa，統(tǒng)稱為p21ras。V-Ras和C-Ras結(jié)構(gòu)相似，僅少數(shù)的幾個氨基酸不同。47癌基因和癌知識講座

ras

第一個被證實由于點突變而引發(fā)癌癥的基因（1982，TabinCJandReddyEP)。

Ras蛋白結(jié)構(gòu)：

5

22

3040109120186

NCGDP/GTP結(jié)合區(qū)效應(yīng)區(qū)

膜結(jié)合水解GTP活性作用于靶分子

帶有GTP的Ras是活性的，而內(nèi)在的GTPase活性使GTP水解成GDP，而結(jié)合GDP的Ras則失活，GAP（GTP酶激活蛋白）以及SOS（鳥苷釋放因子）可調(diào)節(jié)Ras蛋白活性。48癌基因和癌知識講座49癌基因和癌知識講座50癌基因和癌知識講座51癌基因和癌知識講座

癌基因激活的機制：點突變

c-ras：Ras是GTP結(jié)合蛋白，傳導(dǎo)生長因子受體信號。

ras基因的點突變（第12個氨基酸密碼子由GGG(甘氨酸）變?yōu)镚TG(纈氨酸））降低了