1、腫 瘤 遺 傳,本章重點(diǎn)內(nèi)容提示,染色體不穩(wěn)定綜合征的類型 Ph染色體和14q+染色體形成機(jī)制及意義 癌基因概念、功能分類、激活機(jī)制 抑癌基因及研究途徑 二次突變學(xué)說(shuō) 腫瘤發(fā)生的多階段過(guò)程（以結(jié)腸癌為例）,腫瘤概述,腫瘤泛指由一群生長(zhǎng)失去調(diào)控的細(xì)胞形成的新生物 腫瘤細(xì)胞的本質(zhì)： 積累了不同基因突變 異常細(xì)胞堆積 細(xì)胞增殖失控,腫瘤分類,癌 85%，上皮來(lái)源 肉瘤 2%， 結(jié)締組織、骨、肌肉組織 淋巴瘤 5%， 免疫系統(tǒng)白細(xì)胞 白血病 3%，骨髓造血細(xì)胞,化學(xué)致癌物 射線 病毒 煙草和酒精等,一、化學(xué)致癌物 是80-90%人類腫瘤形成的病因。 大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)：腫瘤發(fā)生需要兩個(gè)主要階段，即始動(dòng)

2、階段和促進(jìn)階段。當(dāng)細(xì)胞暴露于一定量的始動(dòng)劑可能癌變時(shí)，標(biāo)志始動(dòng)階段的開(kāi)始。始動(dòng)階段通常是快速的，且不可逆轉(zhuǎn)。促進(jìn)階段的特點(diǎn)是腫瘤細(xì)胞（始動(dòng)細(xì)胞）的永生化和克隆化。此外，促進(jìn)階段的因素（促進(jìn)劑）不直接影響DNA，故對(duì)細(xì)胞的影響是可逆的。,（一）始動(dòng)階段 腫瘤始動(dòng)階段的致癌物是一系列天然的或人工合成的化合物，分為直接作用和間接作用化合物或致癌物前體。前者自身為致癌物，后者通過(guò)體內(nèi)代謝最終轉(zhuǎn)變?yōu)橹掳┪铩?在致癌物前體中主要的一類酶是細(xì)胞色素P-450依賴性單氧化酶的同工酶，在群體中，酶的活性和誘導(dǎo)性的變異較大。 例如，其中一種同功酶CYP1A1負(fù)責(zé)多環(huán)芳香類碳水化合物的代謝。群體中10%的個(gè)體擁有這

3、種高度誘導(dǎo)形式的酶，因此，編碼這些酶的基因具有多態(tài)性，影響人群對(duì)某一致癌物的易感性。其中，吸煙者患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)較高與此基因變異相關(guān)。,（二）促進(jìn)階段 當(dāng)經(jīng)歷始動(dòng)階段的細(xì)胞暴露于促進(jìn)劑時(shí)，遺傳損傷的細(xì)胞數(shù)將增加。隨著持續(xù)分裂，這些具有遺傳突變的細(xì)胞將面臨著選擇。因此，促進(jìn)階段涉及癌前病變細(xì)胞的增殖、惡性轉(zhuǎn)化及腫瘤的進(jìn)展等。,促進(jìn)劑不致突變，是通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞增殖機(jī)制而起到促進(jìn)腫瘤的作用。 如蛋白激酶C是磷酸肌醇信號(hào)傳導(dǎo)通路的復(fù)合物，正常情況下受控于第二信使乙酰甘油，TPA（纖維蛋白酶原激動(dòng)子）激活蛋白激酶C，活化的蛋白激酶C引起靶蛋白的磷酸化，最終刺激細(xì)胞增殖。,二、輻射 輻射能量，如紫外線或電離輻射

4、，在體外使細(xì)胞轉(zhuǎn)化，在體內(nèi)誘發(fā)腫瘤。輻射起致突變作用，通過(guò)造成DNA損傷而引起細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。,紫外線有三種波長(zhǎng)：UVA（320-400nm），UVB（280-320nm）和UVC（200-280nm）。UVB易被DNA堿基吸收，引起DNA堿基的改變，因此，被認(rèn)為與皮膚癌的發(fā)生有關(guān)。,電離輻射包括電磁輻射（X-線和線）和特殊輻射（-粒子、-粒子、原子和中子）。自然環(huán)境的一部分，具有致癌性。電離輻射是廣泛的致癌物，可以誘導(dǎo)幾乎任何年齡、任何物種的任何組織癌變。 與紫外輻射不同，單獨(dú)置于電磁輻射足以形成腫瘤。,三、病毒 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)大量與人類腫瘤相關(guān)的DNA和RNA病毒。這些病毒是通過(guò)整合到宿主細(xì)胞D

5、NA而發(fā)揮作用的。 對(duì)DNA腫瘤病毒而言，癌基因是病毒基因組的整合部分，對(duì)RNA腫瘤病毒而言，癌基因?yàn)椴《镜墓w，即病毒RNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄變?yōu)榍安《?，再整合到宿主基因組。,常見(jiàn)的DNA腫瘤病毒：EBV、乳頭瘤病毒 （HPV）和乙肝病毒。 常見(jiàn)的RNA病毒：人類T細(xì)胞白血病病毒和 人類免疫缺陷病毒。 EBV主要與Burkitt淋巴瘤和鼻咽癌的發(fā)生相關(guān)。98%非洲人Burkitt淋巴瘤有EBV感染史。100%的鼻咽癌有EBV DNA。免疫缺陷病毒可以引起艾滋病和腫瘤在內(nèi)的多種疾病。,16,腫瘤遺傳學(xué)（Cancer Genetics),應(yīng)用遺傳學(xué)的基本原理、方法，從遺傳方式、遺傳流行病學(xué)、細(xì)胞遺傳和分子

6、遺傳學(xué)等不同的角度探討腫瘤發(fā)生與遺傳的關(guān)系,腫瘤防治的新途徑，進(jìn)而開(kāi)辟一門(mén)多學(xué)科滲透的新興學(xué)科。,基因突變與腫瘤,所有惡性腫瘤都是基因突變的結(jié)果，是多次體細(xì)胞突變的積累 不同的突變組合可以發(fā)生相同的腫瘤 并非所有突變均導(dǎo)致腫瘤 存在普遍性突變和特異細(xì)胞突變,其他特點(diǎn),腫瘤的個(gè)體易感性： 環(huán)境：致癌因子 遺傳：癌基因 抑癌基因 腫瘤-體細(xì)胞遺傳病 孟德?tīng)柗绞竭z傳 遺傳易感基因 體細(xì)胞基因突變,癌發(fā)生于一個(gè)細(xì)胞的（惡變）克隆。 癌起源于單細(xì)胞的惡變 癌有家族性和散發(fā)性。 發(fā)生在生殖細(xì)胞的突變是可遺傳的,腫瘤的發(fā)生多因素、多基因、多階段、多途徑,幾個(gè)觀點(diǎn),癌發(fā)生涉及多個(gè)基因的變化。 細(xì)胞水平癌是體細(xì)

7、胞遺傳病 基因水平癌是多基因病 癌的發(fā)生與常見(jiàn)的復(fù)雜性疾病一樣，也是由遺傳因素（基因變化）和環(huán)境相互作用的結(jié)果 癌是多因素病 癌的遺傳事件不是單一而是多途徑如DNA甲基化。 癌是多途徑機(jī)制 癌的發(fā)生經(jīng)歷基因多次突變的累積，其發(fā)展是一個(gè)多階段的過(guò)程。 癌是多階段 早發(fā)現(xiàn)、早治療、早預(yù)防,腫瘤發(fā)生中的遺傳因素-腫瘤遺傳的流行病學(xué)證據(jù),腫瘤的家族聚集現(xiàn)象 1、癌家族：發(fā)病率高；發(fā)病年齡早； 某類腫瘤多。 國(guó)外醫(yī)生曾報(bào)告過(guò)一個(gè)著名癌家族，十?dāng)?shù)年五次調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這個(gè)家族的六百五十個(gè)血緣親屬中有九十五人得惡性腫瘤。發(fā)病年齡比一般人較早，多在歲。 在我國(guó)廣東地區(qū)也發(fā)現(xiàn)過(guò)一位鼻咽癌患者家庭中兩代共人，其中1人患

8、癌癥，有人患鼻咽癌，人患乳腺癌。,2、家族性癌 家族性癌（familial carcinoma）是指一個(gè)家族內(nèi)多個(gè)成員患同一類型的腫瘤，例如，1225的結(jié)腸癌患者有腸癌家族史。 許多常見(jiàn)腫瘤（如乳腺癌、腸癌、胃癌等）通常是散發(fā)的，但一部分患者有明顯的家族史。此外，患者的一級(jí)親屬中發(fā)病率通常高于一般人群34倍。這類癌的遺傳方式雖然還不很清楚，但表明一些腫瘤家族聚集現(xiàn)象，或家族成員對(duì)這些腫瘤的易感性增高。 3、孿生子常患同種腫瘤 腫瘤發(fā)病率的種族差異、地域差異 基因組差異,Lynch癌家族綜合征,特點(diǎn)：1.腫瘤發(fā)生率高； 2.某種腫瘤（腺癌、肉瘤）發(fā)病率高； 3.腫瘤有多發(fā)性（部位）； 4.發(fā)病年

9、齡早； 5.符合常染色體顯性遺傳特點(diǎn)。,Li-Fraumeni綜合征（LFS）是以乳腺癌為主的癌家族綜合征，呈AD， 還患有腦瘤，骨肉瘤，橫紋肌肉瘤，白血病，肺癌，結(jié)腸癌，腎上腺皮質(zhì)癌等。,二.同卵雙生子發(fā)病一致率研究 77對(duì)白血病患者雙生子調(diào)查: 同卵雙生者發(fā)病一致率高 遺傳因素 20對(duì)同卵雙生子發(fā)病部位調(diào)查: 患者患同一部位的同樣腫瘤 遺傳因素,三.腫瘤發(fā)生率的種族差異 不同種族中某些腫瘤發(fā)病率有明顯差異例如： 鼻咽癌 中國(guó)人 馬來(lái)人 印度人 13.3 : 3 : 0.4 移居到美國(guó)的華人比美國(guó)人高34倍。 松果體瘤 日本比其他民族高十余倍。 種族差異主要是遺傳差異所致，在腫瘤發(fā)生中也起作

10、用。,1 遺傳性腫瘤與染色體不穩(wěn)定綜合征,染色體不穩(wěn)定綜合征是指一些以體細(xì)胞染色體斷裂為主要表現(xiàn)的綜合征，具有常染色體隱性、常染色體顯性、X連鎖隱性遺傳等特征。 具有不同程度的易患腫瘤的傾向。,一些疾病或綜合征，由于DNA修復(fù)酶缺陷導(dǎo)致染色體不穩(wěn)定，易發(fā)生斷裂、缺失、重排，這些現(xiàn)象稱染色體不穩(wěn)定綜合征。在此基礎(chǔ)上患者易患白血病或其他惡性腫瘤。,30,染色體不穩(wěn)定綜合征 （Chromsome unstable syndrome）,Blooms 綜合征 Fanconi 貧血 毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào) 著色性干皮病,共同特征： AR， DNA修復(fù)系統(tǒng)異常 ，所以染色體DNA 不穩(wěn)定，易于發(fā)生斷裂或重排

11、，易患白血病或其他惡性腫瘤。,Bloom綜合癥,具有明顯的種族差異性，多見(jiàn)于東歐猶太人的后裔 患者身材矮小 對(duì)日光敏感，故面部常有微血管擴(kuò)張性紅斑 外周血培養(yǎng)細(xì)胞有各種類型的染色體畸變和單體畸變，包括許多對(duì)稱的四射體 姐妹染色單體交換率也比正常人高10倍 本病患者易患腫瘤或白血病,BLOOM的細(xì)胞遺傳學(xué)改變,染色體不穩(wěn)定、基因組不穩(wěn)定是Bloom的顯著特點(diǎn) 體外培養(yǎng)的Bloom細(xì)胞株易發(fā)生染色體斷裂，并形成結(jié)構(gòu)畸形 體內(nèi)細(xì)胞可見(jiàn)微核結(jié)構(gòu)，如頰粘膜細(xì)胞 頻發(fā)姊妹染色單體交換現(xiàn)象 染色體斷裂也可見(jiàn)于非編碼區(qū)域 培養(yǎng)細(xì)胞常見(jiàn)四射體結(jié)構(gòu)，尤其是短期培養(yǎng)的淋巴細(xì)胞中,什么是微核？,微核實(shí)際上是紡錘體著絲

12、點(diǎn)功能障礙形成的整條染色體或染色體的片段。 微核主要來(lái)源于有絲分裂后期的無(wú)著絲點(diǎn)片段，因無(wú)紡錘絲牽拉而游離于子細(xì)胞胞漿中。 細(xì)胞微核率和染色體變異有很好的相關(guān)性。,什么是四射體？,兩條染色體發(fā)生斷裂后形成的兩個(gè)斷片相互交換而形成兩條衍生染色體，稱為相互易位 如果易位的兩條染色體在斷裂點(diǎn)重接，沒(méi)有發(fā)生片段的丟失或增加，這種相互易位稱為平衡易位。 通常攜帶平衡易位的個(gè)體表型正常，但在其生殖細(xì)胞發(fā)生時(shí)，按同源染色體配對(duì)原則，易位染色體和正常染色體配對(duì)形成四射體結(jié)構(gòu)。,Bloom的分子遺傳機(jī)制,常染色體隱性遺傳病 BLM基因定位于15q26.1 BLM 基因轉(zhuǎn)錄生成約4.5kb的mRNA, 其中425

13、1個(gè)核苷酸構(gòu)成有效開(kāi)放閱讀框架（ORF），編碼由1417個(gè)氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)。 BLM基因產(chǎn)物屬RecQ DNA Helicase家族,BLM基因及其蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能,BLM綜合癥細(xì)胞中參與DNA復(fù)制和修復(fù)過(guò)程的酶活性出現(xiàn)異常 Ellis指出，由于BLM基因的突變導(dǎo)致突變型blm蛋白缺乏RecQ DNA解鏈酶活性，不能修復(fù)在DNA復(fù)制過(guò)程中出現(xiàn)的各種異常DNA結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致染色體斷裂、易位、SCE等細(xì)胞遺傳學(xué)改變,Bloom的細(xì)胞遺傳學(xué)診斷,單一細(xì)胞中期分裂相SCEs介于50-100之間 常用細(xì)胞類型：短期培養(yǎng)的T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、骨髓細(xì)胞等等,Fanconi貧血,常染色體隱性遺傳病，發(fā)

14、病率約1/35萬(wàn) 主要表現(xiàn)為全血細(xì)胞減少癥，即源于骨髓干細(xì)胞的血細(xì)胞發(fā)育受阻 常見(jiàn)發(fā)育異常：骨骼畸形、腦損傷、心臟和胃腸道缺陷 兒童期癌癥危險(xiǎn)性增高，尤其急性白血病 FA細(xì)胞常見(jiàn)染色體斷裂等染色體不穩(wěn)定 FA細(xì)胞對(duì)絲裂霉素C、雙環(huán)氧丁烷等敏感,Fanconi貧血的異常染色體a示單位斷裂；b示非同源染色體斷裂后交換,46,三.毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)癥（AT) 常染色體隱性遺傳病，常在兒童期發(fā)病。 患者1歲起進(jìn)行性小腦共濟(jì)失調(diào)。 4-6歲時(shí)，眼、面部、頸部，尤其是眼結(jié)膜可出現(xiàn)瘤樣毛細(xì)血管擴(kuò)張。 常伴發(fā)白血病，特別是T淋巴細(xì)胞白血病和乳腺癌。 染色體自發(fā)斷裂率增高。14q12為斷裂熱點(diǎn)，所以形成的淋

15、巴細(xì)胞白血病常有14q+的易位。,四.著色性干皮?。╔P) 常染色體隱性遺傳病 臨床表現(xiàn)：主要是皮膚對(duì)紫外線非常敏感，日光照射后可發(fā)生色素沉著，紅斑等病變，可惡變?yōu)榛准?xì)胞癌或鱗狀上皮癌，常在兒童期發(fā)生惡性腫瘤，并死于癌轉(zhuǎn)移。 病因：缺少核酸酶， DNA的切除修復(fù)系統(tǒng)有缺陷，不能切除紫外線誘發(fā)的嘧啶二聚體，因而導(dǎo)致突變率增高。,2 染色體異常與腫瘤,腫瘤是一種體細(xì)胞遺傳病，大多數(shù)人類惡性腫瘤中伴有染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)異常 腫瘤的染色體理論認(rèn)為，腫瘤細(xì)胞來(lái)源于正常細(xì)胞，具有某種異常染色體的細(xì)胞是一種有缺陷的細(xì)胞，染色體畸變是引起正常細(xì)胞向惡性轉(zhuǎn)化的主要原因,腫瘤的染色體異常,多數(shù)腫瘤細(xì)胞具有染色體異

16、常 腫瘤細(xì)胞群可以是單克隆構(gòu)成，即單克隆起源，所有細(xì)胞均具有相同的細(xì)胞遺傳學(xué)特征 在腫瘤生長(zhǎng)演化過(guò)程中，不斷出現(xiàn)新的染色體異常，造成腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性，在同一腫瘤細(xì)胞群中出現(xiàn)不同的染色體異常，即不同的細(xì)胞遺傳學(xué)特征，稱為多克隆性 單克隆細(xì)胞群可以發(fā)展為多克隆細(xì)胞群 在多克隆細(xì)胞群中占主導(dǎo)數(shù)目的克隆構(gòu)成腫瘤干系，干系腫瘤細(xì)胞的染色體數(shù)目成為眾數(shù)；非主導(dǎo)數(shù)目的克隆稱為旁系。干系和旁系地位可以相互轉(zhuǎn)變,數(shù)目異常 結(jié)構(gòu)異常 染色體異常是癌細(xì)胞遺傳學(xué)的基本特征細(xì)胞內(nèi)染色體的不穩(wěn)定是產(chǎn)生腫瘤的根本原因 Boveri 1914,每一個(gè)正常細(xì)胞中有一種特殊的排列可以抑制細(xì)胞分裂， 假定存在一些抑制分裂確定的染色

17、體，它的丟失將引起腫瘤細(xì)胞的無(wú)限生長(zhǎng) ，另一方面，假定還存在促進(jìn)分裂的染色體， 當(dāng)受到某種刺激激活時(shí)，細(xì)胞就發(fā)生分裂 ，由此可推斷惡性腫瘤細(xì)胞的快速無(wú)限增殖的趨勢(shì)，是由于促進(jìn)分裂的染色體的持久優(yōu)勢(shì)所致。 Theodor Boveri，1911,今天，大量的科學(xué)證據(jù)表明： 抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的染色體 抑癌基因 促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的染色體 癌基因,同一腫瘤的每個(gè)細(xì)胞具有共同的染色體特點(diǎn) 經(jīng)分裂、增殖而成的克隆 同一突變細(xì)胞 但由于各種因素影響，克隆癌細(xì)胞核型有不同變化。 克隆演化（clone evolution) 主導(dǎo)克隆 - 干系(stem line)-眾數(shù)(modal number) 非主導(dǎo)克隆 - 旁系

18、(side line),數(shù)目異常多為非整倍體或異倍體,超二倍體 （染色體46條) 非整倍體 亞二倍體 （染色體46條） 三倍體 多倍體 四倍體 數(shù)目變化并不反映惡性程度。,腫瘤細(xì)胞的核型多伴有染色體數(shù)目的改變，多數(shù)是非整倍體，包括超二倍體、亞二倍體、亞三倍體、亞四倍體 實(shí)體腫瘤染色體數(shù)目多為三倍體左右,染色體結(jié)構(gòu)異常,染色體斷裂、重排形成的結(jié)構(gòu)異常的染色體經(jīng)常出現(xiàn)于某一種腫瘤細(xì)胞中，則稱之為標(biāo)記染色體。 標(biāo)記染色體的形成可能是隨機(jī)的，其中只有一小部分能夠在腫瘤細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳，稱為特異性標(biāo)記染色體 特異性標(biāo)記染色體與腫瘤的惡性程度及轉(zhuǎn)移能力密切相關(guān),染色體結(jié)構(gòu)異常易位、缺失，引起癌基因的激活和抑

19、癌基因的失活，這是癌癥發(fā)生的重要分子基礎(chǔ)。,Ph染色體,1960年在慢性粒細(xì)胞性白血病CML中發(fā)現(xiàn)的異常染色體 t（9; 22）， 9qter9q34: 22q1122pter 95%的CML攜帶Ph染色體 首次證實(shí)了一種染色體畸變與一種特異性腫瘤之間的關(guān)系,t（9；22）（q34；q11） 9q+和22q-（ Ph1）（95%）,其它特異性標(biāo)記染色體,t(8; 14) 見(jiàn)于Burkitt淋巴瘤,結(jié)果 8q24 轉(zhuǎn)移至14q32 myc與IgH 結(jié)合 BCR1（22q11） ABL（9q34） 易位 癌基因激活 融合基因,62,腦膜瘤 22q-或-22 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤 13q14- Wilms

20、瘤 11p1314 黑色素瘤 +7或+22 肺腺癌 6q23qter,64,染色體異常的意義,多數(shù)實(shí)體瘤具有遺傳復(fù)雜性和不穩(wěn)定性，因此很難觀察到高度一致的“恒定的或特異性的”標(biāo)記染色體 染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異?？赡軐?dǎo)致不同的分子事件發(fā)生，包括基因的激活、失活、轉(zhuǎn)錄調(diào)控異常、擴(kuò)增、缺失，并導(dǎo)致基因及相關(guān)區(qū)域結(jié)構(gòu)改變。 這些變化可能涉及癌基因或腫瘤抑制基因序列、選擇性代謝途徑控制區(qū)、組織特異性分化調(diào)節(jié)，還有編碼生長(zhǎng)因子的基因或細(xì)胞-細(xì)胞相互作用相關(guān)的表面膜分子等，通過(guò)改變細(xì)胞的生長(zhǎng)分化使細(xì)胞克隆瘤性增殖,染色體介導(dǎo)的原癌基因改變?cè)谌祟悓?shí)體瘤中的作用尚缺乏明確的證據(jù) 通過(guò)正常二倍體/人類惡性腫瘤細(xì)胞雜交

21、實(shí)驗(yàn)證明，正常染色體對(duì)惡性細(xì)胞表型具有抑制作用。這表明，有些基因，如腫瘤抑制基因或腫瘤相關(guān)基因，顯著抑制細(xì)胞水平的惡性表型表達(dá)。 染色體改變的積累可能對(duì)腫瘤克隆的進(jìn)展起促進(jìn)作用,脆性部位 1、與腫瘤染色體異常斷裂點(diǎn)一致； 2、與癌基因部位一致。 染色體異?；蛲蛔兡[瘤發(fā)生,3 癌基因,能夠使細(xì)胞癌變的基因統(tǒng)稱為癌基因 本是正常細(xì)胞的基因，是細(xì)胞生長(zhǎng)所必需的基因 在表達(dá)時(shí)間、表達(dá)部位、表達(dá)數(shù)量、表達(dá)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)等方面出現(xiàn)異常，就可以導(dǎo)致細(xì)胞無(wú)限增值并出現(xiàn)惡性轉(zhuǎn)化,來(lái)自病毒（逆轉(zhuǎn)錄病毒）的稱為病毒癌基因（v-onc） 來(lái)自細(xì)胞的稱為細(xì)胞癌基因（c-onc）或原癌基因（proto-oncogene），它

22、們具有轉(zhuǎn)化的潛能，可被激活成為癌基因。 從酵母菌到人類的正常細(xì)胞幾乎都有與之類似的片段。這種進(jìn)化上的高度保守性表明它們具有重要的生物學(xué)意義。,癌基因的發(fā)現(xiàn),1910年Rous 發(fā)現(xiàn)雞肉瘤病毒(RSV-RNA反轉(zhuǎn)錄病毒）。 1970年，Martin等通過(guò)分析野生型RSV和缺失轉(zhuǎn)化能力的變異株病毒基因的差別，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化與RSV基因組中的一個(gè)特定基因Src相關(guān)，命名為V-Src。 1976年Bishop證明正常細(xì)胞中存在與v-oncogene同源序列細(xì)胞癌基因c-oncogeng或原癌基因。 80年代初 Weinberg 等幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)證明人體細(xì)胞中的癌基因H-ras。 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)1

23、00多種的oncs。,病毒癌基因是存在于腫瘤病毒基因組中、使靶細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。 正常細(xì)胞內(nèi)存在與病毒癌基因同源的基因, 稱為細(xì)胞癌基因,序列上高度同源； c-onc有內(nèi)含子，v-onc無(wú)內(nèi)含子； v-onc有致癌能力，而c-onc無(wú)，但突變后可能致癌；,通過(guò)轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)證明人體細(xì)胞中的癌基因H-ras。,理解： 細(xì)胞癌基因是細(xì)胞正常生長(zhǎng)、分化所必需的，是生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所不可缺少的。 在發(fā)育過(guò)程中的一定時(shí)間、一定組織中定量的表達(dá)，產(chǎn)生生命活動(dòng)中所必需的蛋白質(zhì)，促進(jìn)某些生命過(guò)程的進(jìn)行，使生長(zhǎng)發(fā)育得以實(shí)現(xiàn)。在機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程完成后多處于關(guān)閉狀態(tài)，即不表達(dá)或低表達(dá)。 一旦在錯(cuò)誤的時(shí)間，不恰當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，

24、不適量表達(dá)即可能導(dǎo)致細(xì)胞無(wú)限制的增長(zhǎng)而趨于惡性轉(zhuǎn)化。,原癌基因（proto-oncogene） 正常細(xì)胞內(nèi)存在的、 參與細(xì)胞生長(zhǎng)分化并具有使細(xì)胞癌變潛能的基因 癌基因（oncogene） 使細(xì)胞發(fā)生癌變、引起細(xì)胞無(wú)限增殖和惡性轉(zhuǎn)化的基因。 在腫瘤細(xì)胞中原癌基因往往被激活，處于活躍表達(dá)的狀態(tài),癌基因的功能和分類,已知的原癌基因已近100種，其中許多已定位不同的染色體區(qū)帶。這些基因與細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖等基本功能有關(guān)。它們或編碼生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)因子受體和蛋白激酶而在生長(zhǎng)信號(hào)的傳遞和細(xì)胞分裂中發(fā)揮作用；或者編碼DNA結(jié)合蛋白而參與基因的表達(dá)或復(fù)制的調(diào)控。 可以按原癌基因的產(chǎn)物將其分為若干類型。如以src為

25、代表的酪氨酸激酶類，以ras 為代表的G蛋白類，以myc為代表的核蛋白類，以sis為代表的生長(zhǎng)因子類，以reb為代表的生長(zhǎng)因子受體類等,依其編碼產(chǎn)物（分布于細(xì)胞的不同部位）功能 分類： 1 生長(zhǎng)因子： sis 、PDGF 2 生長(zhǎng)因子受體： erbB1，EGFR 3 信號(hào)傳遞因子：src、Ras 4 核轉(zhuǎn)錄因子：Raf（細(xì)胞質(zhì)） myc， fos， jun等。 5 細(xì)胞周期素、CDK網(wǎng)絡(luò)成分和激酶抑制子,癌基因在細(xì)胞內(nèi)的分布,癌基因的激活,原癌基因在個(gè)體發(fā)育或細(xì)胞分裂的一定階段十分重要，但在成體或平時(shí)卻不表達(dá)或表達(dá)受到嚴(yán)格的控制，當(dāng)其發(fā)生突變或被異常激活時(shí)，產(chǎn)生的蛋白在性質(zhì)或數(shù)量上異于正常，就

26、可能導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。,Proto-oncogene activation,81,癌基因的激活機(jī)制,細(xì)胞中原癌基因可以通過(guò)一些機(jī)制被激活,導(dǎo)致基因表達(dá)或過(guò)表達(dá),從而使細(xì)胞癌變, 一般分為4類: 基因擴(kuò)增 啟動(dòng)子插入激活 點(diǎn)突變 染色體易位或重排,1 點(diǎn)突變（point mutation）,單個(gè)堿基突變而改變了編碼蛋白質(zhì)的功能使癌基因激活. K-ras N-ras， H-ras，12、13、61 codon突變,2 基因擴(kuò)增（gene amplification） 細(xì)胞學(xué)： 均質(zhì)染色區(qū)（HSR）染色體某個(gè)節(jié)段、相對(duì)解旋、淺染區(qū),染色體增長(zhǎng)。 雙微體（DM）擴(kuò)增的DNA脫離染色 體, 分散為成

27、雙的染色質(zhì)小體 分子水平： 基因拷貝倍增。神經(jīng)母細(xì)胞瘤 N-myc,均質(zhì)染色區(qū)（HSR）和雙微（DM）,3 染色體易位，基因重排 染色體斷裂與重排導(dǎo)致細(xì)胞癌基因在染色體上的位置發(fā)生改變,易位到啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被激活,或與其他高表達(dá)基因形成融合基因. CML t（9；22）9q+ 和 22q-（ Ph1） BL t（8；14） 8q- 和 14q+,4 啟動(dòng)子插入（promoter insertion） 接種 412個(gè)月 ALV 雞（1日齡） B.C淋巴瘤 （ ALV-鳥(niǎo)類白細(xì)胞組織增生病毒,含有LTR ,具有啟動(dòng)子,一旦整合到細(xì)胞癌基因c-MYC旁可使之激活 ）,人類腫瘤的代表性癌基因及其

28、分類前癌基因作用 癌基因 活化機(jī)制 亞細(xì)胞定位 人類的腫瘤生長(zhǎng)因子：PDGF-鏈 sis 過(guò)度表達(dá) 細(xì)胞外 星形細(xì)胞，骨肉瘤，乳腺癌等FGF hst-1 過(guò)度表達(dá) 細(xì)胞外 胃癌，膠質(zhì)母細(xì)胞癌生長(zhǎng)因子受體：（具蛋白質(zhì)激酶活性）EGFR家族 erb-B1 過(guò)度表達(dá)透膜 肺鱗癌，腦膜瘤，卵巢癌等 erb-B2 擴(kuò)增 透膜 乳腺癌，卵巢癌，肺癌，胃癌等 erbB-3 過(guò)度表達(dá)透膜 乳腺癌csf-1受體 fms 點(diǎn) 突 變透膜 白血病參與信息轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白質(zhì)：結(jié)合GTP H-ras 點(diǎn) 突 變胞膜內(nèi) 甲狀腺癌，膀胱癌等 K-ras 點(diǎn) 突 變胞膜內(nèi) 結(jié)腸癌、肺癌、胰腺癌等 N-ras 點(diǎn) 突 變胞膜內(nèi) 白血病

29、，甲狀腺癌細(xì)胞核調(diào)節(jié)性蛋白質(zhì)：轉(zhuǎn)錄活化物c-myc 易位核內(nèi) Burkitt淋巴瘤 N-nyc 擴(kuò)增核內(nèi) 神經(jīng)母細(xì)胞瘤，肺小細(xì)胞癌 L-myc 擴(kuò)增核內(nèi) 肺小細(xì)胞癌,4 腫瘤抑制基因,正常細(xì)胞/腫瘤細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞不具備腫瘤細(xì)胞表型 正常細(xì)胞的染色體可以逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞表型 腫瘤抑制基因又稱為抑癌基因或抗癌基因（anti-oncogenes）。 功能是抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和促進(jìn)細(xì)胞的分化。當(dāng)兩個(gè)等位都因突變或缺失而喪失功能，即處于純合失活狀態(tài)時(shí)，細(xì)胞就會(huì)因正常抑制的解除而惡性轉(zhuǎn)化。,并非所有的抑癌基因都必需有兩個(gè)等位基因的喪失才導(dǎo)致腫瘤發(fā)生 在腫瘤發(fā)生發(fā)展的過(guò)程中既有腫瘤抑制基因的丟失，也有癌基因的活

30、化，而且不止一種,TSG研究的途徑（發(fā)現(xiàn)TSG的方法和證據(jù)）,細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn) 克隆第一個(gè)TSG-RB1 雜合性丟失(Loss of heterozygosity, LOH 罕見(jiàn)家族性癌綜合征研究,一、細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn),Harris（1971） 應(yīng)用微細(xì)胞技術(shù) 將含有一條正常Chr的微細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合，可抑制腫瘤，這為尋找TSG提供線索。,二、克隆第一個(gè)TSG RB1,細(xì)胞遺傳學(xué)證據(jù)： 1976年 對(duì)多個(gè)RB 患者Chr缺失鑒定，最后確定于13q14,RB1基因 分子遺傳學(xué)證據(jù)： 1983年 Cavanee用13q12-q14片段為探針， 經(jīng)雜交實(shí)驗(yàn)確證存在此區(qū)域存在一個(gè)4.7kb的基因 1986年

31、 Friend 首先分離一cDNA 克隆。 Lee WH又克隆了三個(gè)重疊的cDNA克 隆，進(jìn)行 RB基因測(cè)序。 1988年 Su Huang HJ用反轉(zhuǎn)錄酶為載體將 RB導(dǎo)入RB細(xì)胞系，基因表達(dá)并抑制 腫瘤特征，證實(shí)RB1是一個(gè)TSG。 RB1： 200kb長(zhǎng)，27exons mRNA 4.7kb，編碼105kd蛋白，928個(gè)氨基酸, 是一與DNA結(jié)合的磷酸化蛋白質(zhì)， 具有-GGAAGTA元件，受p53調(diào)節(jié)。,95,RB基因 第一個(gè)被克隆的TSG,三、雜合性丟失（Loss of heterozygosity-LOH）,腫瘤細(xì)胞染色體特定區(qū)域的雜合性等位基因中的一個(gè)丟失，這種現(xiàn)象稱雜合性丟失。

32、在腫瘤抑癌基因中普遍存在。 可以用能區(qū)分兩等位基因的多態(tài)標(biāo)記來(lái)檢測(cè)雜合性丟失。DNA多態(tài)標(biāo)記的雜合性丟失可有助于確定與其緊密連鎖的抑癌基因的存在并精確定位.,四、罕見(jiàn)家族性癌綜合征研究,家族性癌（familial carcinoma) 一個(gè)家族中多個(gè)成員患同一類型的腫瘤。 RB是一例。 Li-Fraumeric Syndrome（LFS） Malkin（1990）在5個(gè)LFS家系中發(fā)現(xiàn)患者體細(xì)胞中p53 突變和LOH；分子水平分析：均有相同的248處T-C堿基替換，并證實(shí)均有二次突變（第一次生殖細(xì)胞突變，第二次體細(xì)胞突變）。 這是發(fā)現(xiàn)鑒定TSG的重要線索和途徑。,腫瘤（家族性） 基因 Chr

33、腫瘤類型 功能 家族性腺瘤性息肉 APC 5q21 結(jié)腸癌 信號(hào)傳導(dǎo) VHL綜合征 VHL 3q25 腎癌嗜老細(xì)胞瘤 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄 Wilms瘤 WT1 11q13 兒童腎癌 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄 家族性黑色素瘤 CDKN2A 9p21 黑色素瘤胰腺癌 細(xì)胞周期調(diào)節(jié) 遺傳性非息肉結(jié)腸癌 MSH 22p16 結(jié)腸癌 DNA 錯(cuò)配修復(fù) 遺傳性非息肉結(jié)腸癌 MLH 13p21 結(jié)腸癌 DNA 錯(cuò)配修復(fù) 家族性乳腺癌 BRCA1 17q21 乳腺癌，卵巢癌 ？ 家族性乳腺癌 BRCA2 13q12 乳腺癌，卵巢癌 ？ 多發(fā)性內(nèi)分泌腫瘤 MEN1 11q13 甲狀旁腺和垂體癌 ？ 胰島細(xì)胞癌， 類癌瘤 多發(fā)性神經(jīng)纖維瘤

34、 NF1 17q11.2 神經(jīng)纖維瘤， 催化Rnas失活 肉瘤，膠質(zhì)瘤 現(xiàn)已知約有30多種TSG（Nature， Vol 409， Feb， 2001）,家族性癌綜合征和相關(guān)的腫瘤抑制基因,一些重要的TSG,TSG 染色體定位 TSG 染色體定位 p53 17p13.1 RB 13q14.1 WT1 11p13 p16 9q21 P15 9q21 NF1 17q1.2 P21 6p21.1 p27 12p13 BRCA1 17q12 DCC 8q21.2 FAP 5q21 p73 1p36.33 NM23 17q21.3,腫瘤的發(fā)生,腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)說(shuō),單克隆起源假說(shuō)：腫瘤是突變細(xì)胞的單克隆增

35、殖群。 致癌因子引起體細(xì)胞基因突變，是正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為前癌基因，然后在一些促癌因素作用下，發(fā)展成為腫瘤細(xì)胞 腫瘤克隆特性的證據(jù)： 1. 白血病和淋巴瘤細(xì)胞都具有相同的免疫球蛋白基因和T細(xì)胞受體基因重排，提示這些腫瘤細(xì)胞來(lái)源于相同的B細(xì)胞和T細(xì)胞 2. 女性失活X染色體分析結(jié)果表明，一些女性腫瘤的惡性細(xì)胞含有相同的失活X染色體 3. 同一腫瘤的所有腫瘤細(xì)胞都具有相同的標(biāo)記染色體,致癌因子 促癌因素 細(xì)胞 突變 細(xì)胞轉(zhuǎn)化 癌細(xì)胞 克隆 證據(jù)：1/特異性標(biāo)記染色體 2/ G6PD活性的檢測(cè),二次突變學(xué)說(shuō),由Alfred Knudson在1974年提出 Two-hit theory 認(rèn)為，腫瘤細(xì)胞的產(chǎn)生

36、是體細(xì)胞兩次突變的結(jié)果，第一次突變是正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為前癌細(xì)胞，二次突變使前癌細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為癌細(xì)胞,一次突變可以發(fā)生在生殖細(xì)胞，并傳遞給每一子代個(gè)體的個(gè)體細(xì)胞；二次突變則隨機(jī)的發(fā)生在體細(xì)胞中。這種機(jī)制構(gòu)成腫瘤的遺傳性。這種遺傳性腫瘤具有家族性、多發(fā)性、雙側(cè)性、早發(fā)性的特點(diǎn)。 一次突變發(fā)生在體細(xì)胞，并在此基礎(chǔ)上再發(fā)生二次突變，使之轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞。這種腫瘤為非遺傳性腫瘤，具有散發(fā)性、單發(fā)性、單側(cè)性、遲發(fā)性的特點(diǎn)。,Alfred Knudson 兩次打擊（two hit）學(xué)說(shuō)： 連續(xù)兩次基因突變使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞。 生殖細(xì)胞突變+體細(xì)胞突變 遺傳性腫瘤 正常體細(xì)胞兩次突變 散發(fā)性腫瘤,Reprint

37、ed from Zbar B: Chromosomal deletions in lung cancer and renal cancer. In: Important advances in Oncology. Philadelphia, JB Lippincott p41-60,腫瘤的多發(fā)步驟遺傳損傷學(xué)說(shuō),腫瘤的發(fā)生是個(gè)多階段的過(guò)程，可能有多個(gè)癌基因、抑癌基因及其它相關(guān)基因的參與。這些改變中遺傳性的基因異常則構(gòu)成了腫瘤的易感因素。 這些基因的激活與失活在時(shí)間上有先后順序，在空間上有一定的配合。 基因轉(zhuǎn)錄水平的改變量變；轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的改變質(zhì)變。,結(jié)腸癌發(fā)生演進(jìn)分子模型 突變 突變 突變 ras p 轉(zhuǎn)移 甲基化 突變 相關(guān)基因 （5q） （12p） （18q） （17p） 結(jié)腸腺 早期腺瘤中期腺瘤 晚期腺瘤 結(jié)腸癌 轉(zhuǎn)移 上皮增生 1cm無(wú)灶 1cm有灶,惡性腫瘤的發(fā)生過(guò)程中，環(huán)境因素的作用也不可忽視。一些環(huán)境因素將促進(jìn)或抑制某些基因的表達(dá)。,結(jié)腸癌發(fā)生的分子事件,腫瘤發(fā)生多接階段過(guò)程，經(jīng)過(guò)兩次以上打擊。,Multistage pathogenesis of a cancer begins when a normal cell sulfers a “hit” -that is,