生物化学与分子生物学癌基因肿瘤抑制基因与生长因子xie.ppt

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1、生物化学与分子生物生物化学与分子生物学癌基因学癌基因肿瘤抑制基瘤抑制基因与生因与生长因子因子xie 据估计，大约有三分之一的人在生命的某一阶段要遭遇据估计，大约有三分之一的人在生命的某一阶段要遭遇癌症。癌症。迄今发现的癌症有迄今发现的癌症有200多种，我国最为常见和危害性最多种，我国最为常见和危害性最严重的肿瘤为严重的肿瘤为肺癌、食管癌、胃癌、大肠癌、肝癌、乳腺肺癌、食管癌、胃癌、大肠癌、肝癌、乳腺癌、鼻咽癌、宫颈癌和淋巴瘤、白血病癌、鼻咽癌、宫颈癌和淋巴瘤、白血病。根据卫生部肿瘤防治办公室提供的根据卫生部肿瘤防治办公室提供的2006年我国肿瘤发年我国肿瘤发病率和十大恶性肿瘤发病率排序显示，病

2、率和十大恶性肿瘤发病率排序显示，肺癌、乳腺癌分别肺癌、乳腺癌分别位居男、女性恶性肿瘤发病首位，男女恶性肿瘤死亡率最位居男、女性恶性肿瘤发病首位，男女恶性肿瘤死亡率最高的均为肺癌高的均为肺癌。引引 言言n肿瘤（肿瘤（tumortumor）是指细胞在是指细胞在致癌因素致癌因素作用下，作用下，基因发生了基因发生了改变，失去对其生长的正常调控改变，失去对其生长的正常调控，导致单克隆性异常增，导致单克隆性异常增生而形成的新生物。这种新生物常形成局部肿块，因而生而形成的新生物。这种新生物常形成局部肿块，因而得名。得名。n根据肿瘤的生物学特性及其对机体的危害性的不同，肿根据肿瘤的生物学特性及其对机体的危害性

3、的不同，肿瘤可分为瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤良性肿瘤和恶性肿瘤两大类。两大类。n良性肿瘤良性肿瘤生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，对人体健康危害不大。对人体健康危害不大。n恶性肿瘤恶性肿瘤生长迅速，可转移到身体其他部位，还会产生有生长迅速，可转移到身体其他部位，还会产生有害物质，破坏正常器官结构，使机体功能失调，威胁生命。害物质，破坏正常器官结构，使机体功能失调，威胁生命。癌基因、抑癌基因与生长因子的关系癌基因、抑癌基因与生长因子的关系癌基因癌基因抑癌基因抑癌基因 细胞细胞生长因子生长因子正调控正调控负调控负调控产物产物一、概念一、概念癌基因：

4、癌基因：细胞内细胞内控制细胞生长和分化控制细胞生长和分化的基因的基因，它的，它的结构异常或表达异常结构异常或表达异常，可，可以引起细胞癌变。以引起细胞癌变。第一节 癌基因 (Oncogene)二、癌基因理论的确立二、癌基因理论的确立 Peyton Rous and Rous sarcoma virus1966年诺贝尔奖授奖仪式上年诺贝尔奖授奖仪式上 生理学或医学奖评定委生理学或医学奖评定委员会委员员会委员 G.克莱因教授致词克莱因教授致词 n那是那是1910年。那时刚刚了解，每个个体细胞都通过分裂而来自其年。那时刚刚了解，每个个体细胞都通过分裂而来自其他细胞；癌细胞的分裂方式与正常细胞完全一样

5、，不同之处仅在于他细胞；癌细胞的分裂方式与正常细胞完全一样，不同之处仅在于它们往往肆无忌惮地侵入正常的组织屏障。它们往往肆无忌惮地侵入正常的组织屏障。n那时也刚刚认清，某些传染病是由一些小得在光学显微镜下看不见、那时也刚刚认清，某些传染病是由一些小得在光学显微镜下看不见、并能通过细菌通不过的超滤器的生物所引起。这些生物称为并能通过细菌通不过的超滤器的生物所引起。这些生物称为滤过性滤过性“毒物毒物”或病毒或病毒。n就在那时和那时前后，现代生物学尚未建立，人们还不能设想看不就在那时和那时前后，现代生物学尚未建立，人们还不能设想看不见的病毒与癌细胞的自行其是的生长之间会有什么关系。见的病毒与癌细胞的

6、自行其是的生长之间会有什么关系。n大约就在这个时候，洛克菲勒研究所大约就在这个时候，洛克菲勒研究所30岁的研究人员岁的研究人员劳斯劳斯进行了一进行了一些实验，这些实验乍看起来有点生拉硬扯。他把一只母鸡身上的恶些实验，这些实验乍看起来有点生拉硬扯。他把一只母鸡身上的恶性结缔组织性结缔组织(肉瘤肉瘤)制成无细胞滤液，并把它接种入健康的鸡体内。制成无细胞滤液，并把它接种入健康的鸡体内。n结果是令人惊讶的，接受滤液的个体也患上了与上述母鸡完全一样结果是令人惊讶的，接受滤液的个体也患上了与上述母鸡完全一样的肿瘤。的肿瘤。（说明：？）（说明：？）n1932年，年，Shope发现，野生棉尾兔的皮肤肿瘤也可借

7、助无细胞发现，野生棉尾兔的皮肤肿瘤也可借助无细胞滤液传播。滤液传播。n把这些实验联系在一起，劳斯第一个想到正常细胞之变成癌细胞把这些实验联系在一起，劳斯第一个想到正常细胞之变成癌细胞不一定是个突然的过程；那些原来作为整体一部分的细胞可能通不一定是个突然的过程；那些原来作为整体一部分的细胞可能通过若干步骤，逐渐变成独立的自行其是的癌细胞。过若干步骤，逐渐变成独立的自行其是的癌细胞。n劳斯把这个过程称为劳斯把这个过程称为“肿瘤进展肿瘤进展”，在这个过程开始时，潜在的，在这个过程开始时，潜在的癌细胞处于癌细胞处于“休眠休眠”状态。被化学因子、病毒或激素刺激唤醒之状态。被化学因子、病毒或激素刺激唤醒之

8、后，他们就采取一种更加无法无天的生活方式。后，他们就采取一种更加无法无天的生活方式。n劳斯关于肿瘤进展的发现很快在许多实验系统内得到证实。劳斯关于肿瘤进展的发现很快在许多实验系统内得到证实。n另一方面，他的病毒理论则备受怀疑。一般认为，病毒病都具有另一方面，他的病毒理论则备受怀疑。一般认为，病毒病都具有传染性，而癌症不能传染；这种说法如此根深蒂固，所以人们往传染性，而癌症不能传染；这种说法如此根深蒂固，所以人们往往把各种病毒原性肿瘤解释为不可思议的例外。往把各种病毒原性肿瘤解释为不可思议的例外。n到到1950年年，情情况况有有了了迅迅速速改改变变。由由于于微微生生物物遗遗传传学学的的发发展展，

9、发发现现某某些些病病毒毒能能将将自自己己的的部部分分遗遗传传物物质质注注入入细细胞胞内内而而不不杀杀死死细细胞胞或或抑抑制制其其增增殖殖。这这样样引引入入的的病病毒毒物物质质可可以以整整合合到到受受体体细细胞胞的的基基因因中中，并并且且其其行行为为就如同新的遗传因素一样，引起某些细胞特性的永久性改变。就如同新的遗传因素一样，引起某些细胞特性的永久性改变。n重重新新估估计计了了病病毒毒概概念念之之后后，就就有有可可能能了了解解病病毒毒怎怎么么会会将将正正常常细细胞胞循循规规蹈矩的行为改变为特见于癌细胞的恶性增生。蹈矩的行为改变为特见于癌细胞的恶性增生。nRous病病 毒毒 是是 一一 种种 急急

10、 转转 化化 逆逆 转转 录录 病病 毒毒(acute transforming retrovirus，RNA病毒病毒)n追追踪踪研研究究逆逆转转录录病病毒毒致致癌癌的的线线索索，Bishop等等人人于于1980年年提提出出了了癌癌基基因假说。因假说。n根根据据这这一一假假说说，引引起起Rous鸡鸡肉肉瘤瘤等等的的逆逆转转录录病病毒毒的的基基因因组组中中存存在在有有致癌基因，即病毒癌基因，致癌基因，即病毒癌基因，v-onc。n该该癌癌基基因因来来源源于于正正常常细细胞胞基基因因组组中中的的部部分分序序列列，即即逆逆转转录录病病毒毒中中的的致致癌基因序列是在进化过程中从宿主细胞基因组中获得的。癌

11、基因序列是在进化过程中从宿主细胞基因组中获得的。1966年，87岁的劳斯获得诺贝尔奖 Virus-like particles assembled in vitro with purified Rous sarcoma virus Gag protein反转录病毒颗粒结构 调节和调节和调节和调节和启动转录启动转录启动转录启动转录 LTR gag pol env src LTR 长末端长末端长末端长末端重复序列重复序列重复序列重复序列癌基因癌基因正常的病毒基因正常的病毒基因正常的病毒基因正常的病毒基因产生病毒产生病毒产生病毒产生病毒核心蛋白核心蛋白核心蛋白核心蛋白产生逆转录产生逆转录产生逆转录产

12、生逆转录酶和整合酶酶和整合酶酶和整合酶酶和整合酶 产生病毒产生病毒产生病毒产生病毒 外膜蛋白外膜蛋白外膜蛋白外膜蛋白产生产生产生产生酪氨酸酪氨酸 激酶激酶*劳氏肉瘤病毒（劳氏肉瘤病毒（RSV,Rous sarcoma virus）基因组结构图基因组结构图 LTR(long terminal repeat)序列序列是调节区，含有反转录病毒是调节区，含有反转录病毒DNA基因组基因组表达所需要的全部调节元件表达所需要的全部调节元件；在劳氏肉瘤病毒基因组中，在劳氏肉瘤病毒基因组中，src是额外的肿瘤式基因，它能诱发是额外的肿瘤式基因，它能诱发RSV感染的动感染的动物产生肉瘤物产生肉瘤 LTRLTRGA

13、GPOLENVLTRLTRGAGPOLENVONC 反转录病毒癌基因（反转录病毒癌基因（v-onc)v-onc)的起源的起源逆转录逆转录复制复制整合整合转录转录感染感染病毒病毒RNARNA-DNA前病毒前病毒DNA细胞基因组细胞基因组 DNA病毒病毒RNA-癌基因癌基因RNA病病毒颗粒毒颗粒宿主细胞宿主细胞再感染再感染宿主细胞宿主细胞携带癌基因携带癌基因的病毒颗粒的病毒颗粒RNARNA病毒与宿主细胞基病毒与宿主细胞基因组整合过程示意图因组整合过程示意图Proto-oncogenesProto-oncogenes癌变癌变n根据根据来源来源分为分为病毒癌基因与细胞癌基因病毒癌基因与细胞癌基因两类。

14、两类。n病病毒毒癌癌基基因因（virus oncogene,v-onc）：是是一一类类存存在在于于肿肿瘤瘤病病毒毒中中、能能使使靶靶细细胞胞发发生生恶恶性性转转化化的的基基因。因。n病病毒毒癌癌基基因因不不编编码码病病毒毒的的结结构构成成分分，对对病病毒毒复复制也没有作用，但可以使细胞持续增殖。制也没有作用，但可以使细胞持续增殖。n细细胞胞癌癌基基因因(cellular-oncogene,c-onc)：存存在在于于正正常常细细胞胞基基因因组组中中的的癌癌基基因因，又又称称原原癌癌基基因因（proto-oncogene,pro-onc）。）。二、分二、分 类类（一）原癌基因（细胞癌基因）（一）原

15、癌基因（细胞癌基因）n特点特点广泛存在于生物界广泛存在于生物界基因序列高度保守基因序列高度保守表达产物对细胞正常生长、繁殖、发育和分化起着精确的调控表达产物对细胞正常生长、繁殖、发育和分化起着精确的调控作用作用基因结构发生异常或表达失控，导致细胞生长增殖和分化异常基因结构发生异常或表达失控，导致细胞生长增殖和分化异常v-onc与与c-onc 的不同的不同:v-onc不含内含子v-onc与c-onc的核苷酸序列不完全相同v-onc丢失了原癌基因两端的某些调控序列，而在病毒高效启动子作用下有较高的转录活性断裂基因断裂基因完整的没有断完整的没有断裂的可读框裂的可读框n功能上相关的癌基因家族分类功能上

16、相关的癌基因家族分类1.src家族：家族：产物多具有酪氨酸蛋白激酶活性，产物多具有酪氨酸蛋白激酶活性，能促进增殖信号的转导。能促进增殖信号的转导。2.ras家族：家族：编码小编码小G 蛋白蛋白p21，参与，参与cAMP水平水平的调节。的调节。3.myc家族家族：编码核内编码核内DNA结合蛋白，调节其结合蛋白，调节其他基因转录的作用。他基因转录的作用。4.sis家族：家族：编码的编码的p28，能刺激间叶组织的细胞，能刺激间叶组织的细胞分裂繁殖。分裂繁殖。5.myb家族：家族：核内转录因子核内转录因子类别类别癌基因名称癌基因名称作用作用生长因子类生长因子类SISSISPDGF-2PDGF-2INT

17、-2INT-2FGFFGF同类物，促进细胞增殖同类物，促进细胞增殖蛋白酪氨酸激酶类生长因蛋白酪氨酸激酶类生长因子受体子受体EGFREGFREGFEGF受体，促进细胞增殖受体，促进细胞增殖HER-2HER-2EGFEGF受体类似物，促进细胞增殖受体类似物，促进细胞增殖FMSFMS、KITKITM-CSFM-CSF受体、受体、SCFSCF受体，促增殖受体，促增殖膜结合的蛋白酪氨酸激酶膜结合的蛋白酪氨酸激酶SRCSRC、ABLABL与受体结合转导信号与受体结合转导信号细胞内蛋白酪氨酸激酶细胞内蛋白酪氨酸激酶TRKTRK在细胞内转导信号在细胞内转导信号细胞内蛋白丝细胞内蛋白丝/苏氨酸激苏氨酸激酶酶RA

18、FRAFMAPKMAPK通路中的重要分子通路中的重要分子与膜结合的与膜结合的GTPGTP结合蛋白结合蛋白RASRASMAPKMAPK通路中的重要分子通路中的重要分子核内转录因子核内转录因子MYCMYC促进增殖相关基因表达促进增殖相关基因表达FOSFOS、JUNJUN促进增殖相关基因表达促进增殖相关基因表达人体内细胞癌基因的分类及功能举例人体内细胞癌基因的分类及功能举例 癌基因最早发现于逆转录病毒中。癌基因最早发现于逆转录病毒中。1911年，年，F.Rous医生首次提出病毒引起肿瘤，但直到上医生首次提出病毒引起肿瘤，但直到上一世纪一世纪50年代才得到实验证实，命名为罗氏肉年代才得到实验证实，命名

19、为罗氏肉瘤病毒（瘤病毒（Rous Sarcoma Virus，RSV）。）。（二）病毒癌基因（二）病毒癌基因 调节和调节和启动转录启动转录 LTR gag pol env src LTR 长末端长末端重复序列重复序列癌基因癌基因正常的病毒基因正常的病毒基因产生病毒产生病毒核心蛋白核心蛋白产生逆转录产生逆转录酶和整合酶酶和整合酶 产生病毒产生病毒 外膜蛋白外膜蛋白产生酪氨酸产生酪氨酸 激酶激酶n病毒基因组结构病毒基因组结构病毒癌基因病毒癌基因v-src来源于宿主细胞的来源于宿主细胞的C-SRC基因基因 Oncogene-Epstein-Barr virus（一）获得启动子与增强子（一）获得启动子

20、与增强子二、癌基因活化的机制二、癌基因活化的机制逆转录病毒感染细胞后，病毒基因组所携带的长逆转录病毒感染细胞后，病毒基因组所携带的长末端重复序列（末端重复序列（LTR内含较强的启动子和增强子）插入内含较强的启动子和增强子）插入到细胞原癌基因附近或内部到细胞原癌基因附近或内部,启动下游邻近基因的转录启动下游邻近基因的转录和影响附近结构基因的转录水平，使原癌基因过度表和影响附近结构基因的转录水平，使原癌基因过度表达或由不表达变为表达，从而导致细胞发生癌变。达或由不表达变为表达，从而导致细胞发生癌变。鸡（禽）白细胞病毒鸡（禽）白细胞病毒（avian leucosis virus，ALV）逆转录病毒逆

21、转录病毒正常宿主细胞正常宿主细胞病毒病毒DNA的的LTR被整合到被整合到宿主细胞宿主细胞c-myc癌基因附近癌基因附近成为其启动子和增强子成为其启动子和增强子c-myc癌基因表达为正常的癌基因表达为正常的30-100倍倍exon-1exon-2 exon-3c-myc 基因基因exon-1exon-2 exon-3LTRexon-1exon-2 exon-3LTRALVALVLTRexon-1exon-2 exon-3ALVLTR缺乏癌基因的逆转录病毒致癌模式缺乏癌基因的逆转录病毒致癌模式 （二）染色体易位（二）染色体易位在染色体易位的过程中发生了某些基因的易位和重排，在染色体易位的过程中发生

22、了某些基因的易位和重排，使原来无活性的原癌基因移至强的启动子或增强子附近而被使原来无活性的原癌基因移至强的启动子或增强子附近而被活化，原癌基因表达增强，导致肿瘤的发生。活化，原癌基因表达增强，导致肿瘤的发生。费城染色体：费城染色体：p 1960 1960年，在美国费城，年，在美国费城，NowellNowell和和HungerfordHungerford发现慢性粒发现慢性粒细胞白血病的患者中，有一个很小的近端着丝粒染色体，细胞白血病的患者中，有一个很小的近端着丝粒染色体，称为费城染色体（称为费城染色体（Philadelphia chromosome,PhPhiladelphia chromoso

23、me,Ph）。）。p Ph Ph染色体现已被公认为是慢性粒细胞性白血病的特异染色体现已被公认为是慢性粒细胞性白血病的特异标记染色体。标记染色体。c-ablc-abl原癌基因的易位激活原癌基因的易位激活c-ablc-bcr c-abl原癌基因，经重排后插入到原癌基因，经重排后插入到bcr基因的启动基因的启动子后，使其转录活性增加，从而引起慢性粒细胞子后，使其转录活性增加，从而引起慢性粒细胞性白血病。性白血病。（三）基因扩增（三）基因扩增原癌基因可通过基因扩增（原癌基因可通过基因扩增（gene amplificationgene amplification）使基因拷贝数可）使基因拷贝数可升高几十甚

24、至上千倍不等，发生扩增的机制目前尚不清楚。基因扩增升高几十甚至上千倍不等，发生扩增的机制目前尚不清楚。基因扩增可致编码产物过量表达，细胞发生转化。可致编码产物过量表达，细胞发生转化。蛋白质结构未变化，但总量大大提高蛋白质结构未变化，但总量大大提高基因扩增基因扩增 原癌基因原癌基因c-myc基因基因nc-myc基因基因是禽类白血病增生病毒（是禽类白血病增生病毒（ALV）癌基因的同系物。）癌基因的同系物。n在细胞静止期，在细胞静止期，c-myc几乎不表达，但在有丝分裂原刺激下几乎不表达，但在有丝分裂原刺激下迅速表达促使细胞由迅速表达促使细胞由G0期进入期进入G1期，增加细胞数量。因此，期，增加细胞

25、数量。因此，c-myc原癌基因与细胞周期调控有关。原癌基因与细胞周期调控有关。nc-myc原癌基因激活的主要机制原癌基因激活的主要机制：扩增、重排和异常高表达扩增、重排和异常高表达。另外，另外，c-myc基因基因低甲基化低甲基化可能为其激活的另一重要机制。可能为其激活的另一重要机制。n1985年，年，Shibuya首次在部分胃癌细胞中发现首次在部分胃癌细胞中发现c-myc基因扩增基因扩增和高表达。和高表达。（四）点突变（四）点突变原原癌癌基基因因在在射射线线或或化化学学致致癌癌剂剂作作用用下下，发发生生单单个个碱碱基基的的替替换换点点突突变变(point mutation),从从而而改改变变了

26、了表表达达蛋蛋白白的的氨氨基基酸酸组组成成，造造成成蛋白质结构的变异。蛋白质结构的变异。基因点突变是癌基因活化的主要方式。基因点突变是癌基因活化的主要方式。19821982年年，美美国国 3 3 家家研研究究机机构构（麻麻省省理理工工大大学学、国国立立癌癌症症研研究究所所和和哥哥伦伦比比亚亚大大学学）几几乎乎同同时时发发表表这这样样的的实实验验结结果果：人人膀膀胱胱癌癌细细胞胞EJEJ株株的恶性转化是由于其原癌基因的恶性转化是由于其原癌基因 c-H-rasc-H-ras（356356个碱基）个碱基）的点突变所致。的点突变所致。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14正常

27、细胞正常细胞H-ras碱基序列碱基序列 ATG ACG GAA TAT AAG CTG GTG GTG GTG GGC GCC GG GC GGT GTG肿肿瘤瘤细细胞胞H-ras碱基序列碱基序列 ATG ACG GAA TAT AAG CTG GTG GTG GTG GGC GCC GT TC GGT GTG正常正常p21蛋白氨基酸序列蛋白氨基酸序列 Met Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala GlyGly Ala Val肿肿瘤瘤p21蛋白氨基酸序列蛋白氨基酸序列 Met Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Al

28、a ValVal Ala Valv 突变的突变的Ras癌基因蛋白质被锁定在激活状态癌基因蛋白质被锁定在激活状态GDPGDPGTPGTPPi无活性的无活性的Ras蛋白蛋白有活性的有活性的Ras蛋白蛋白输入的信号刺激输入的信号刺激GDP-GTP交换交换内源性内源性GTP酶活性酶活性输出信号输出信号突变的突变的Ras癌癌基因蛋白质基因蛋白质被锁定在激被锁定在激活状态活状态 Harrey和和Kirfen鼠肉瘤病毒上发现，称鼠肉瘤病毒上发现，称H-ras、K-ras，人神经母细胞瘤上发现，人神经母细胞瘤上发现N-ras，基因突变往往发生在，基因突变往往发生在12、13和和61密码子，以密码子，以12密码

29、子最常见。密码子最常见。癌基因活化的癌基因活化的4 4种机制示意图种机制示意图 出现新的表达产物出现新的表达产物 出现过量的正常表达产物出现过量的正常表达产物出现异常、截短的表达产物出现异常、截短的表达产物n癌基因激活的结果：癌基因激活的结果：作用于作用于细胞膜上的受体系统细胞膜上的受体系统或或直接被传递直接被传递至细胞内至细胞内，通过蛋白激酶活化转录因子，引发，通过蛋白激酶活化转录因子，引发一系列基因的转录激活。一系列基因的转录激活。三、原癌基因的产物与功能三、原癌基因的产物与功能C-SIS表达蛋白表达蛋白P28P28和和PDGFPDGF一样能促进血一样能促进血管的生长。管的生长。（一）细胞

30、外生长因子（一）细胞外生长因子n例如：例如：4.NuclearProteins:TranscriptionFactors5.Cell GrowthGenes3.CytoplasmicSignal TransductionProteins1.Secreted Growth Factors2.Growth Factor Receptors（二）跨膜的生长因子受体：（二）跨膜的生长因子受体：接接受受细细胞胞外外的的生生长长信信号号并并将将其其传传入入胞胞内内。受受体体的的胞胞质质结结构构区区具具有有特特异异的的蛋蛋白白激激酶酶活活性性，通通过过磷磷酸酸化化作作用用使使其其结结构构发发生生改改变变，增

31、增加加激激酶酶对对底底物的活性，促进生长信号在胞内的传递。物的活性，促进生长信号在胞内的传递。n例如例如c-src、c-abl有酪氨酸特异的蛋白激酶活性。有酪氨酸特异的蛋白激酶活性。c-mos和和raf所编码的激酶使丝氨酸和苏氨酸残所编码的激酶使丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化。基磷酸化。非非受受体体酪酪氨氨酸酸激激酶酶(src、abl)、丝丝氨氨酸酸/苏苏氨氨酸酸激激酶酶(raf)，rasras蛋蛋白白(H-ras、K-ras和和N-ras)及磷脂酶及磷脂酶(crk产物产物)。（三）细胞内信号传导分子（三）细胞内信号传导分子原原癌癌基基因因的的产产物物作作为为胞胞内内信信息息传传递递体体系系成成员员

32、，或或者者通通过过影影响响第第二二信信使使作作用用，将将接接受受到到的的信号由胞内传至核内，促进细胞生长。信号由胞内传至核内，促进细胞生长。n例如：例如：（四）核内转录因子（四）核内转录因子某某些些癌癌基基因因表表达达蛋蛋白白定定位位于于细细胞胞核核内内，与与靶靶基基因因的的顺顺式式调调控控元元件件相相结结合合直直接接调调节节靶靶基因的转录活性。基因的转录活性。n例如：例如：c-fos是是 一一 种种 即即 刻刻 早早 期期 反反 应应 基基 因因(immediate early gene，IEG)。作作为为传传递递信信息的第三信使。息的第三信使。原原癌癌基基因因BRAFBRAF所所编编码码的

33、的蛋蛋白白质质属属于于丝丝/苏苏氨氨酸酸激激酶酶，是是MAPKMAPK信信号号通通路路的的重重要要组组成成分分子子，在在调控细胞增殖、分化等方面发挥重要作用。调控细胞增殖、分化等方面发挥重要作用。四、癌基因及其靶向治疗四、癌基因及其靶向治疗约约60%的的黑黑素素瘤瘤中中BRAF发发生生突突变变，其其第第600位位氨氨基基酸酸从从缬缬氨氨酸酸突突变变为为谷谷氨氨酸酸（V600E）最为常见，导致最为常见，导致B-Raf的持续激活。的持续激活。（一）（一）BRAFn例如：例如：n 维罗非尼维罗非尼HER2HER2是是表表皮皮生生长长因因子子受受体体家家族族成成员员，具具有有蛋蛋白白酪酪氨氨酸酸激激酶

34、酶活活性性，能能激激活活下下游游信信号号通通路路，从从而促进细胞增殖和抑制细胞凋亡。而促进细胞增殖和抑制细胞凋亡。在在30%的的乳乳腺腺癌癌中中HER2基基因因发发生生扩扩增增或或者者过过度度表表达达，其其表表达达水水平平与与治治疗疗后后复复发发率率和和不不良良预预后显著相关。后显著相关。（二）（二）HER2n例如：例如：n 赫赛汀赫赛汀慢慢性性粒粒细细胞胞白白血血病病患患者者的的9 9号号染染色色体体与与2222号号染染色色体体之之间间发发生生易易位位，从从而而融融合合产产生生了了癌癌基基因因BCR-BCR-ABLABL，编编码码的的蛋蛋白白质质Bcr-AblBcr-Abl具具有有持持续续活

35、活化化的的蛋蛋白白酪酪氨氨酸酸激激酶酶活活性性，能能促促进进细细胞胞增增殖殖，并并增增加加基基因因组组的不稳定性。的不稳定性。在在95%的的慢慢性性粒粒细细胞胞白白血血病病患患者者中中都都伴伴随随有有BCR-ABL融融合合基基因因的的产产生生，在在一一些些急急性性淋淋巴巴白白血病患者中也有发现。血病患者中也有发现。（三）（三）BCR-ABLn例如：例如：n 伊马替尼伊马替尼肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因tumor suppressor gene第二节第二节n肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因(tumor suppressor genes)肿瘤抑制基因的概念肿瘤抑制基因的概念也也称称抗抗癌癌基基因因（antic

36、ancer genes）或或抑抑癌癌基基因因，是是调调节节细细胞胞正正常常生生长长和和增增殖殖的的基基因因。当当这这些些基基因因不不能能表表达达，或或者者当当它它们们的的产产物物失失去去活活性性时时，细细胞胞就就会会异异常常生生长长和和增增殖殖，最最终终导导致致细细胞胞癌癌变变。反反之之，若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。n早早在在20世世纪纪20年年代代，T.Boveri就就提提出出正正常常细细胞胞中中存存在在特特异异的的抑抑制制细细胞胞增增殖殖的的因因素素，并并假假定定与与染染色色体体有有关。关。n20世世纪纪60年年代代，H.Harris开开创创

37、了了杂杂合合细细胞胞的的致致癌癌性性研究研究 nA.Knudson在在研研究究视视网网膜膜母母细细胞胞瘤瘤（retinoblastoma，Rb）时时发发现现，这这种种肿肿瘤瘤的的发发生生与与RB基基因因的的失失活活有关。有关。一、肿瘤抑制基因的发现一、肿瘤抑制基因的发现n细胞杂交试验细胞杂交试验正常细胞正常细胞肿瘤细胞肿瘤细胞非肿瘤型杂交细胞非肿瘤型杂交细胞杂交融合杂交融合肿瘤细胞肿瘤细胞1 1肿瘤细胞肿瘤细胞2 2杂交融合杂交融合非肿瘤型杂交细胞非肿瘤型杂交细胞正常细胞正常细胞失去某些基因失去某些基因肿瘤细胞肿瘤细胞二、肿瘤抑制基因的功能二、肿瘤抑制基因的功能名称名称染色体染色体相关肿瘤相关

38、肿瘤编码产物及功能编码产物及功能TP53TP5317p13.117p13.1多种肿瘤多种肿瘤转录因子转录因子p53 p53，细胞周期负调节和，细胞周期负调节和DNADNA损伤后凋亡损伤后凋亡RBRB13q14.213q14.2RbRb、骨肉瘤、骨肉瘤转录因子转录因子p105 Rbp105 RbPTENPTEN10q23.310q23.3胶质瘤、膀胱癌、前列腺癌、子宫内膜癌胶质瘤、膀胱癌、前列腺癌、子宫内膜癌磷脂类信使的去磷酸化，抑制磷脂类信使的去磷酸化，抑制PI3K-AktPI3K-Akt通路通路P16P169p219p21肺癌、乳腺癌、胰腺癌、食道癌、黑素瘤肺癌、乳腺癌、胰腺癌、食道癌、黑素

39、瘤p16p16蛋白，细胞周期检查点负调节蛋白，细胞周期检查点负调节P21P216p216p21前列腺癌前列腺癌抑制抑制Cdk1Cdk1、2 2、4 4和和6 6APCAPC5q22.25q22.2结肠癌、胃癌等结肠癌、胃癌等G G蛋白，细胞粘附与信号转导蛋白，细胞粘附与信号转导 DCCDCC18q21 18q21 结肠癌结肠癌表面糖蛋白（细胞黏附分子）表面糖蛋白（细胞黏附分子）NF1NF17q12.27q12.2神经纤维瘤神经纤维瘤GTPGTP酶激活剂酶激活剂NF2NF222q12.2 22q12.2 神经鞘膜瘤、脑膜瘤神经鞘膜瘤、脑膜瘤连接膜与细胞骨架的蛋白连接膜与细胞骨架的蛋白VHLVHL

40、3p25.33p25.3小细胞肺癌、宫颈癌、肾癌小细胞肺癌、宫颈癌、肾癌转录调节蛋白转录调节蛋白WT1WT111p13 11p13 肾母细胞瘤肾母细胞瘤转录因子转录因子常见的某些肿瘤抑制基因及其功能常见的某些肿瘤抑制基因及其功能 （一）视网膜母细胞瘤基因（一）视网膜母细胞瘤基因（Rb基因）基因）G0 G1期期Rb蛋白蛋白E-2FS期期E-2FDNAmRNADNA三、肿瘤抑制基因失活促进肿瘤发生发展三、肿瘤抑制基因失活促进肿瘤发生发展 P PRb蛋白蛋白Rb磷酸化与细胞周期控制磷酸化与细胞周期控制 视网膜母细胞瘤（视网膜母细胞瘤（retinoblastoma，Rb）n儿童期就发病的眼科恶性肿瘤，

41、猫眼。儿童期就发病的眼科恶性肿瘤，猫眼。n遗传型多为双侧发病，发病早，有家族史。遗传型多为双侧发病，发病早，有家族史。n非遗传型多为单侧发病，且在非遗传型多为单侧发病，且在2岁以后才发病。岁以后才发病。（二）（二）TP53P53蛋白蛋白解链酶解链酶复制因子复制因子A AP21蛋白蛋白细胞停滞于细胞停滞于G G1 1期期细胞调亡细胞调亡酸性区核心区碱性区P53蛋白蛋白 DNA损伤损伤P21基因基因P53蛋白蛋白抑抑 制制P53蛋白蛋白成功修复成功修复修复失败修复失败p53p53的结构及其在清除的结构及其在清除DNADNA损伤细胞中的作用损伤细胞中的作用 P53基基因因突突变变不不仅仅失失去去野野

42、生生型型p53抑抑制制肿肿瘤瘤增增殖殖的的作作用用，而而且且突突变变本本身身又又使使该该基基因因具具备备癌癌基因功能。基因功能。突突变变的的P53蛋蛋白白与与野野生生型型P53蛋蛋白白相相结结合合，形形成成的的这这种种寡寡聚聚蛋蛋白白不不能能结结合合DNA，使使得得一一些些癌变基因转录失控导致肿瘤发生。癌变基因转录失控导致肿瘤发生。（三）（三）PTENnPTEN基基因因（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，第第10号号染染色色体体缺缺失失的的磷磷酸酸酶酶及及张张力力蛋蛋白白同同源源基基因因）是是继继TP53基基因因后

43、后发发现现的的另另一一个个与与肿肿瘤发生关系密切的肿瘤抑制基因。瘤发生关系密切的肿瘤抑制基因。PTENPTEN通过阻断通过阻断PI3K/AKTPI3K/AKT信号通路抑制细胞的生长信号通路抑制细胞的生长 四、癌基因与肿瘤抑制基因在肿瘤发生四、癌基因与肿瘤抑制基因在肿瘤发生中的作用特点中的作用特点n在在基基因因水水平平上上，或或通通过过外外界界致致癌癌因因素素，或或由由于于细细胞胞内内环环境境的的恶恶化化，突突变变基基因因数数目目增增多多，基基因因组组变变异异逐逐步步扩扩大；大；n在在细细胞胞水水平平上上则则要要经经过过永永生生化化、分分化化逆逆转转、转转化化等等多多个阶段，细胞周期失控细胞的生

44、长特性逐步得到强化。个阶段，细胞周期失控细胞的生长特性逐步得到强化。n结结果果组组织织从从增增生生、异异型型变变、良良性性肿肿瘤瘤、原原位位癌癌发发展展到到浸润癌和转移癌。浸润癌和转移癌。（一）细胞癌变的多基因协同（一）细胞癌变的多基因协同 Hanahan&Weinberg 2000Summary of 30 years of research(1971-2001)65 从基因角度认识结肠癌的发生和发展从基因角度认识结肠癌的发生和发展（二）细胞周期和细胞凋亡的分子调控是肿瘤进展的关键（二）细胞周期和细胞凋亡的分子调控是肿瘤进展的关键 n癌癌基基因因和和肿肿瘤瘤抑抑制制基基因因与与细细胞胞周周期

45、期：细细胞胞周周期期调调控控体体现现在在细细胞胞周周期期驱驱动动和和细细胞胞周周期期监监控控两两个个方方面面，后后者者的的失失控控与与肿肿瘤瘤发发生生发发展展的的关关系系最最为为密密切切。细细胞胞周周期期监监测测机机制制由由DNA损损伤伤感感应应机机制制、细细胞胞生生长长停停滞滞机制、机制、DNA修复机制和细胞命运决定机制等构成。修复机制和细胞命运决定机制等构成。n癌癌基基因因、肿肿瘤瘤抑抑制制基基因因与与细细胞胞凋凋亡亡：细细胞胞除除了了生生长长、增增生生和和分分化化等等现现象象之之外外，还还存存在在细细胞胞死死亡亡现现象象，即即程程序序性性细细胞胞死死亡亡或或凋凋亡亡。有有些些肿肿瘤瘤抑抑

46、制制基基因因的的过过量量表表达达可可诱诱导导细细胞胞发发生生凋凋亡亡，而而与与细细胞胞生生存存相相关关的的癌癌基基因因的的激激活活则则可可抑抑制制凋凋亡亡，细细胞胞凋凋亡亡异异常常与与肿肿瘤瘤的的发发生发展的密切相关。生发展的密切相关。促进正常细胞向肿瘤细胞转化的因素促进正常细胞向肿瘤细胞转化的因素 生长因子生长因子Growth factors 第三节第三节n生长因子生长因子(growth factor)一一类类由由细细胞胞分分泌泌的的、类类似似于于激激素素的的信信号号分分子子，多多数数为为肽肽类类（含含蛋蛋白白类类）物物质质，具具有有调调节节细胞生长与分化细胞生长与分化的作用。的作用。内分泌

47、内分泌(endocrine)旁分泌旁分泌(paracrine)自分泌自分泌(autocrine)n作用模式作用模式：一、生长因子的分类和功能一、生长因子的分类和功能（一）生长因子的分类（一）生长因子的分类生长因子名称生长因子名称组织来源组织来源功能功能表皮生长因子（表皮生长因子（EGF）唾液腺、巨噬细胞、唾液腺、巨噬细胞、血小板等血小板等促进表皮与上皮细胞的生长，尤其是促进表皮与上皮细胞的生长，尤其是消化道上皮细胞的增殖消化道上皮细胞的增殖肝细胞生长因子（肝细胞生长因子（HGF）间质细胞间质细胞促进细胞分化和细胞迁移促进细胞分化和细胞迁移促红细胞生成素（促红细胞生成素（EPO）肾肾调节成红细胞

48、的发育调节成红细胞的发育类胰岛素生长因子（类胰岛素生长因子（IGF）血清血清促进硫酸盐参入到软骨组织促进软骨促进硫酸盐参入到软骨组织促进软骨细胞的分裂、对多种组织细胞起胰岛细胞的分裂、对多种组织细胞起胰岛素样作用素样作用神经生长因子（神经生长因子（NGF）颌下腺含量高颌下腺含量高营养交感和某些感觉神经元、防止神营养交感和某些感觉神经元、防止神经元退化经元退化血小板源生长因子（血小板源生长因子（PDGF）血小板、平滑肌细胞血小板、平滑肌细胞促进间质及胶质细胞的生长、促进血促进间质及胶质细胞的生长、促进血管生成管生成转化生长因子转化生长因子（TGF-）肿瘤细胞、巨噬细胞、肿瘤细胞、巨噬细胞、神经细

49、胞神经细胞作用类似于作用类似于EGF，促进细胞恶性转化，促进细胞恶性转化转化生长因子转化生长因子（TGF-）肾、血小板肾、血小板对某些细胞起促进和抑制双向作用对某些细胞起促进和抑制双向作用血管内皮生长因子（血管内皮生长因子（VEGF）低氧应激细胞低氧应激细胞促进血管内皮增殖和新生血管分化促进血管内皮增殖和新生血管分化（二）生长因子的功能（二）生长因子的功能n生生长长因因子子的的生生物物学学效效应应主主要要表表现现在在促促进进细细胞胞生生长长、分分化化、促促进进个个体体发发育育等等方方面面。但但是是有有些些生生长长因因子子具具有有双双重调节作用或负调节作用。重调节作用或负调节作用。n同一生长因子

50、对不同细胞的作用有所不同同一生长因子对不同细胞的作用有所不同 n一种细胞也可受不同生长因子调节一种细胞也可受不同生长因子调节 n具具有有负负调调节节作作用用的的生生长长因因子子比比较较少少，人人们们通通常常把把这这种种负负调调节节因因子子（negative growth factor）称称为为细细胞胞生生长长抑抑制因子。制因子。产生相应第二信使产生相应第二信使胞内相关蛋白胞内相关蛋白质被磷酸化质被磷酸化与与膜受体膜受体结合结合酪氨酸激酶活化酪氨酸激酶活化蛋白激酶活化蛋白激酶活化 核内转录因子活化核内转录因子活化基因转录基因转录与与胞内受体胞内受体结合结合生长因子生长因子 -受体受体复合物，活化