1、第四章 腫瘤相關基因,1,學習交流PPT,腫瘤的發(fā)生是細胞生長和細胞分化紊亂所致的 細胞無節(jié)制增殖的結果。,原癌基因細胞正增殖信號 抑癌基因細胞負增殖信號 轉移相關基因腫瘤的侵襲和轉移,第四章 腫瘤相關基因,2,學習交流PPT,一類能使敏感宿主產(chǎn)生腫瘤或使體外培養(yǎng)細胞轉化成癌細胞的動物病毒，分為DNA腫瘤病毒和RNA腫瘤病毒（逆轉錄病毒）。,1966年獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎 發(fā)現(xiàn)了勞斯肉瘤病毒 （RSV）,Peyton Rous,3,學習交流PPT,Howard Martin Temin 從勞斯肉瘤病毒（RSV）中 發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶 1975年獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎,發(fā)現(xiàn)細胞癌基因 創(chuàng)立腫瘤發(fā)生的

2、癌基因理論 1989年獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎,J. Michael Bishop,4,學習交流PPT,第四章 腫瘤相關基因,第一節(jié) 癌基因,第二節(jié) 抑癌基因,第三節(jié) 腫瘤轉移相關基因,第四節(jié) 腫瘤發(fā)生中的基因變化,第五節(jié) 腫瘤相關基因的檢測及評價,5,學習交流PPT,第一節(jié) 癌基因,6,學習交流PPT,癌基因（oncogene,onc） 病毒癌基因（virus oncogene，v-onc） 細胞癌基因（cellular oncogene，c-onc）,第一節(jié) 癌基因,7,學習交流PPT,病毒癌基因（virus oncogene，v-onc）,病毒基因組中特殊的核苷酸序列，是一類存在于病毒中，

3、能使敏感宿主產(chǎn)生腫瘤或使體外培養(yǎng)細胞轉化的基因。,第一節(jié) 癌基因,8,學習交流PPT,細胞癌基因（cellular oncogene，c-onc）,存在于正常細胞基因組中的癌基因，在正常情況下處于靜止或低表達狀態(tài)，對維持細胞正常功能具有重要作用；但在異常表達時，其產(chǎn)物可使細胞無限分裂。,第一節(jié) 癌基因,9,學習交流PPT,第一節(jié) 癌基因,二、細胞癌基因,三、原癌基因的激活機制,一、病毒癌基因,10,學習交流PPT,一、病毒癌基因,RNA病毒的癌基因 絕大多數(shù)能使分裂信號旁路發(fā)生改變，通過破壞正生長調(diào)節(jié)而起作用。 DNA病毒的癌基因 主要通過與抑癌基因相互作用而破壞細胞的負生長調(diào)節(jié)。,11,學習

4、交流PPT,一、病毒癌基因,12,學習交流PPT,二、細胞癌基因,正常細胞中一類編碼關鍵性調(diào)控蛋白的基因，在細胞正常的生長、發(fā)育、分化過程中具重要生理功能 以非激活形式存在，不會自發(fā)誘導腫瘤 當其被異常激活時，可使正常細胞發(fā)生轉化而導致腫瘤的發(fā)生,13,學習交流PPT,二、細胞癌基因,14,學習交流PPT,細胞癌基因又稱原癌基因,正常情況下細胞癌基因并不致瘤 病毒癌基因來源于細胞癌基因,二、細胞癌基因,15,學習交流PPT,細胞癌基因的特點：,生物界普遍存在 進化上高度保守 單拷貝基因，均為結構基因 異常時可導致細胞惡性增生,二、細胞癌基因,16,學習交流PPT,細胞癌基因的分類及表達產(chǎn)物,二

5、、細胞癌基因,17,學習交流PPT,二、細胞癌基因,癌基因產(chǎn)物的細胞定位,18,學習交流PPT,二、細胞癌基因,1.sis 家族,2.erb 家族,3.src 家族,4.ras 家族,5.myc 家族,19,學習交流PPT,二、細胞癌基因,1.sis 家族 人的c-sis定位于第22號染色體，與血小板衍生生長因子(PDGF)基因有很高的同源性（達87%） 編碼產(chǎn)物P28是含241個氨基酸殘基的PDGF-鏈，能與PDGF受體結合,20,學習交流PPT,二、細胞癌基因,2.erb 家族 c-erb-B編碼表皮生長因子 (EGF) 受體 c-fms 編碼集落刺激因子受體 c-bit編碼PDGF受體,

6、21,學習交流PPT,二、細胞癌基因,3.src 家族 編碼蛋白激酶類產(chǎn)物 c-src是第一個被發(fā)現(xiàn)的細胞癌基因 人的c-src定位于第20號染色體 具酪氨酸蛋白激酶 (TPK)活性 mos、raf 等基因編碼產(chǎn)物為胞漿絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,22,學習交流PPT,二、細胞癌基因,4.ras 家族 主要包括H-ras、K-ras和N-ras，編碼的氨基酸順序之間有85%的同源性。,23,學習交流PPT,編碼產(chǎn)物為P21的Ras蛋白，大多位于細胞膜的內(nèi)側面，屬低分子量G蛋白，是MAPK途徑中的重要成員 細胞外信號通過受體結合G蛋白，作用于不同的靶蛋白，參與細胞增殖信號的細胞內(nèi)轉導過程,二、細胞癌

7、基因,24,學習交流PPT,二、細胞癌基因,5.myc 家族(人c-myc基因) 定位于8q24，由3個外顯子組成，第一外顯子不編碼 產(chǎn)物位于核內(nèi)的Myc蛋白，屬DNA結合蛋白類 編碼核內(nèi)轉錄因子，通過與某些特定DNA相結合，影響DNA復制的啟動過程或對轉錄進行調(diào)控，調(diào)節(jié)細胞生長、增殖和分化,25,學習交流PPT,三、原癌基因的激活機制,激活的機制： 病毒誘導的活化，如病毒基因組內(nèi)一個強大啟動子插入到細胞癌基因的附近或內(nèi)部，使原癌基因激活 非病毒誘導的活化，如原癌基因突變、擴增和染色體重排等,26,學習交流PPT,三、原癌基因的激活機制,（二）原癌基因獲得外源啟動子而激活,（三）原癌基因甲基化

8、程度降低,（四）原癌基因的擴增,（五）染色體易位或基因重排,（一）原癌基因點突變,（六）基因偶聯(lián),27,學習交流PPT,三、原癌基因的激活機制,核苷酸突變導致編碼產(chǎn)物P21蛋白中氨基酸被置換，表達異常產(chǎn)物。P21蛋白自身的GTPase活性明顯下降，在傳遞生長信號時，難以催化GTP快速水解，從而不能適時從活化狀態(tài)改變?yōu)榉腔罨癄顟B(tài)，導致與GTP持續(xù)結合，促進細胞增殖。,（一）原癌基因點突變,28,學習交流PPT,三、原癌基因的激活機制,29,學習交流PPT,三、原癌基因的激活機制,（二）原癌基因獲得外源啟動子而激活 原癌基因的上游插入外源性啟動子或增強子， 可激活原癌基因，使其表達產(chǎn)物增多。,30

9、,學習交流PPT,例：ALV感染細胞后誘發(fā)雞B細胞淋巴瘤 ALV本身不含病毒癌基因，其病毒兩端的長末端重復序列可作為啟動子啟動 c-myc 的轉錄。該啟動子使 c-myc 基因持續(xù)轉錄，比正常表達增高幾十甚至上百倍。,三、原癌基因的激活機制,31,學習交流PPT,三、原癌基因的激活機制,（三）原癌基因甲基化程度降低 DNA分子中的甲基化對阻抑基因的轉錄具有重要作用。 例：在結腸腺癌和小細胞肺癌的細胞中ras基因的DNA甲基化水平比其鄰近的正常細胞明顯偏低，提示某些原癌基因是由于甲基化程度降低而激活。,32,學習交流PPT,三、原癌基因的激活機制,（四）原癌基因的擴增 原癌基因擴增使基因拷貝數(shù)增

10、加，產(chǎn)物過量表達。 例：人視網(wǎng)膜母細胞瘤中N-myc 擴增了10200倍，相應的mRNA和蛋白質產(chǎn)物大量增加。腫瘤細胞中的雙微體和染色體上的均染區(qū)就是原癌基因 DNA片段擴增的表現(xiàn)。,33,學習交流PPT,三、原癌基因的激活機制,（五）染色體易位或基因重排 染色體易位往往導致基因重排，可導致原癌基因序列缺失或表達異常蛋白。,34,學習交流PPT,1表達融合蛋白 慢性粒細胞性白血病:bcr-abl融合基因 2異常異位表達 Burkitt淋巴瘤: 定位于8號染色體的myc基因與14號染色體的免疫球蛋白重鏈基因融合而激活，啟動c-myc轉錄，使c-myc基因表達增強。,三、原癌基因的激活機制,35,

11、學習交流PPT,三、原癌基因的激活機制,36,學習交流PPT,三、原癌基因的激活機制,（六）基因偶聯(lián) ras或myc轉染細胞，可使細胞增殖，但不能轉化成癌細胞 ras和myc同時轉染細胞，能使細胞轉化成癌細胞 提示至少需要2種或以上的原癌基因在不同通路上發(fā)揮協(xié)同作用,37,學習交流PPT,第二節(jié) 抑癌基因,38,學習交流PPT,第二節(jié) 抑癌基因,腫瘤抑制基因 (tumor-suppressing gene) 存在于正常細胞內(nèi)的一類可抑制細胞過度生長與增殖的基因，從而有潛在抑癌作用。當這類基因發(fā)生突變、缺失或失活時，可引起細胞惡性轉化而導致腫瘤的發(fā)生。,39,學習交流PPT,抑癌基因的功能:,誘

12、導終末分化 維持基因穩(wěn)定 觸發(fā)衰老，誘導細胞程序性死亡 抑制蛋白酶活性或改變DNA甲基化酶活性 調(diào)節(jié)血管形成 促進細胞間聯(lián)系,第二節(jié) 抑癌基因,40,學習交流PPT,在腫瘤的相應正常組織中必須有正常的表達 在惡性腫瘤中相應基因應有所改變，包括點 突變、片段缺失或表達缺陷 導入該基因缺陷的惡性腫瘤細胞中可部分或 全部抑制惡性表型,第二節(jié) 抑癌基因,抑癌基因的生物特性：,41,學習交流PPT,第二節(jié) 抑癌基因,一、抑癌基因與腫瘤,二、抑癌基因失活機制,42,學習交流PPT,一、抑癌基因與腫瘤,第二節(jié) 抑癌基因,43,學習交流PPT,二、抑癌基因失活機制,抑癌基因突變 染色體丟失 同源性重組 基因重

13、排,第二節(jié) 抑癌基因,44,學習交流PPT,（一）視網(wǎng)膜母細胞瘤基因 （Rb基因）,第一個分離到的抑癌基因 人Rb基因定位于13號染色體，編碼P105蛋白，定位于核內(nèi)。具有結合DNA的活性，有序調(diào)控細胞分裂周期，控制細胞的生長 Rb 蛋白有磷酸化和非磷酸化兩種形式，活性型為非磷酸化形式,第二節(jié) 抑癌基因,45,學習交流PPT,抑癌基因 隱性癌基因,只有一個等位基因發(fā)生突變時，未突變的另一個等位抑癌基因仍能產(chǎn)生足夠量的野生型蛋白質產(chǎn)物，故通常不會引起致癌效應 只有兩個等位基因都發(fā)生突變才能引發(fā)抑癌基因的失活，失去對細胞增殖的監(jiān)控作用，引起致癌效應,第二節(jié) 抑癌基因,46,學習交流PPT,(二)抑

14、癌基因 p53 基因,幾乎所有人類腫瘤中都存在p53基因的突變 人類p53基因轉錄產(chǎn)物為P53核蛋白，屬反式作用因子，在體內(nèi)以四聚體形式存在，活性受磷酸化/非磷酸化的調(diào)節(jié),第二節(jié) 抑癌基因,47,學習交流PPT,P53蛋白主要功能： 抑制細胞增殖，可阻斷細胞進入S期 促進DNA損傷的修復 誘導細胞凋亡,第二節(jié) 抑癌基因,48,學習交流PPT,顯性陰性 (dominant negative),一個p53等位基因發(fā)生突變時，突變的P53蛋白可與野生型蛋白結合，使其不能結合DNA而失活。,顯性致癌（dominant carcinogenesis）,突變后的p53基因具有癌基因的作用，能協(xié) 助ras基

15、因致癌。,第二節(jié) 抑癌基因,49,學習交流PPT,（三）其它抑癌基因,WT1(11p13): 腎母細胞瘤易感基因，編碼 鋅指蛋白 DCC(18q21): 編碼與細胞粘附作用有關的 表面蛋白分子 APC(5q21): 突變后與直腸癌的發(fā)生相關,第二節(jié) 抑癌基因,50,學習交流PPT,BRCA1和BRCA2 乳腺癌易感基因，產(chǎn)物含鋅指結構，以轉錄因子形式起作用，與遺傳性高發(fā)乳腺癌和卵巢癌的發(fā)生緊密相關 NF-1（17q11.2） 編碼GTP酶激活劑，失活可致神經(jīng)纖維增生,第二節(jié) 抑癌基因,51,學習交流PPT,第三節(jié) 腫瘤轉移相關基因,52,學習交流PPT,!,腫瘤浸潤轉移是一個復雜而有序的過程，

16、包括腫瘤細胞從原發(fā)腫瘤脫落，進入細胞外基質，游走至血管、淋巴管，與之產(chǎn)生粘附并進入管腔，再至遠端適宜組織中克隆生長。,第三節(jié) 腫瘤轉移相關基因,53,學習交流PPT,第三節(jié) 腫瘤轉移相關基因,腫瘤細胞轉移基因的激活和轉移抑制基因的失活，可誘發(fā)腫瘤細胞轉移表型而導致轉移。 原發(fā)部位腫瘤組織中具有轉移潛在性的細胞群是腫瘤轉移的細胞生物學基礎。,54,學習交流PPT,一、腫瘤轉移基因,促進或導致腫瘤轉移的基因： mts1(metastasin 1) mts1蛋白可能通過S100蛋白家族中的Ca2+結合蛋白發(fā)揮作用 兩者對細胞的微管聚合有抑制作用 mts1基因可作為預測某些腫瘤是否會發(fā)生轉移的指標,5

17、5,學習交流PPT,二、腫瘤轉移抑制基因,主要抑制腫瘤細胞的轉移表型 目前發(fā)現(xiàn)的有wdnm1、wdnm2、金屬蛋白酶組織抑制劑 (TIMP)基因、nm23基因等 人類基因組中存在兩個nm23基因，即nm23-H1和nm23-H2，均定位于17q,56,學習交流PPT,第四節(jié) 腫瘤發(fā)生中的基因變化,57,學習交流PPT,腫瘤的發(fā)生是一個多基因多步驟的基因變化效應，是多階段或多次打擊而發(fā)生的疾病。,第四節(jié) 腫瘤發(fā)生中的基因變化,58,學習交流PPT,1啟動階段：細胞的DNA分子已發(fā)生改變，但 表型仍正常 2促癌階段：癌前細胞在啟動因子和促癌因子 的協(xié)同作用下，細胞表型發(fā)生變 化，表現(xiàn)出癌細胞的特征

18、 3轉化階段：已惡變的細胞進入自主分裂增殖 狀態(tài)并發(fā)生病灶浸潤、轉移,第四節(jié) 腫瘤發(fā)生中的基因變化,59,學習交流PPT,腫瘤發(fā)展的典型模式人結腸直腸癌,家族性多發(fā)性腺癌FAP基因發(fā)生突變，變?yōu)檫^度增生性上皮，并逐漸發(fā)展為腺瘤 DNA甲基化程度降低，k-ras發(fā)生突變，早期腺瘤發(fā)展為中期腺瘤 抑癌基因DCC發(fā)生缺失、c-myc基因過度表達，使腺瘤進入晚期 抑癌基因p53丟失，使晚期腺瘤發(fā)展為腫瘤 在適宜條件下可繼發(fā)腫瘤的轉移,60,學習交流PPT,腫瘤發(fā)展的典型模式人結腸直腸癌,61,學習交流PPT,第五節(jié) 腫瘤相關基因的檢測及評價,62,學習交流PPT,第五節(jié) 腫瘤相關基因的檢測及評價,二、常用檢測方法,三、原癌基因與抑癌基因的檢測,一、基因診斷策略與主要檢測技術,63,學習交流PPT,一、基因診斷策略與主要檢測技術,常用的腫瘤基因診斷策略包括： 染色體異位及融合基因的檢測 原癌基因或抑癌基因的檢測 腫瘤相關病毒的檢測 腫瘤標志物基因的檢測等,64,學習交流PPT,腫瘤的基因分析包括：