癌基因、肿瘤抑制基因及生长因子课件.ppt
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- 基因 肿瘤 抑制 生长因子 课件
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1、目录目录目录目录第二十三章第二十三章癌基因、肿瘤抑制癌基因、肿瘤抑制基因基因与生长因子与生长因子Oncogenes,Tumor suppressor gene and Growth Factors目录目录n癌基因、肿瘤抑制基因与生长因子的关系癌基因、肿瘤抑制基因与生长因子的关系癌基因癌基因抑癌基因抑癌基因生长因子生长因子正调控正调控负调控负调控产物产物目录目录癌基因和肿瘤抑制基因在细胞增殖中的作用癌基因和肿瘤抑制基因在细胞增殖中的作用 目录目录在基因水平上促使细胞增殖及凋亡失衡,导致在基因水平上促使细胞增殖及凋亡失衡,导致细胞恶性变的原因有:细胞恶性变的原因有:控制细胞增殖的原癌基因活化或肿瘤
2、抑制控制细胞增殖的原癌基因活化或肿瘤抑制基因失活;基因失活;促细胞凋亡的基因失活或抑制凋亡的基因促细胞凋亡的基因失活或抑制凋亡的基因功能增强;功能增强;DNA修复基因失活,使突变在细胞内积累,修复基因失活,使突变在细胞内积累,并且累及到调节细胞增殖及细胞凋亡的基并且累及到调节细胞增殖及细胞凋亡的基因。因。目录目录癌基因癌基因Oncogenes第一节第一节目录目录基因组内正常存在的基因,其编码产物通基因组内正常存在的基因,其编码产物通常作为正调控信号,促进细胞的增殖和生长。常作为正调控信号,促进细胞的增殖和生长。癌基因的突变或表达异常是细胞恶性转化(癌癌基因的突变或表达异常是细胞恶性转化(癌变)
3、的重要原因。变)的重要原因。n癌基因癌基因(oncogene)目录目录癌基因最早在可导致肿瘤发生的病毒中被癌基因最早在可导致肿瘤发生的病毒中被鉴定。后来的研究发现,这些基因原本就存在鉴定。后来的研究发现,这些基因原本就存在于大部分生物的正常基因组中,因而癌基因又于大部分生物的正常基因组中,因而癌基因又被称为细胞癌基因(被称为细胞癌基因(cellular oncogene,c-onc)或原癌基因(或原癌基因(proto-oncogenes,pro-onc)。存)。存在于病毒中的被称为病毒癌基因(在于病毒中的被称为病毒癌基因(virus oncogene,v-onc)。)。一、癌基因的基本概念一、
4、癌基因的基本概念目录目录凡能编码生长因子、生长因子受体、细胞凡能编码生长因子、生长因子受体、细胞内生长信号转导分子以及与生长有关的转录调内生长信号转导分子以及与生长有关的转录调节因子等的基因。节因子等的基因。n广义的广义的“癌基因癌基因”目录目录 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。育和分化起着精确的调控作用。基因结构发生异常或表达失控,导致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细胞生长增殖和分化异常(一)细胞癌基因(一)细胞癌基因n特点特点:目录目录n功
5、能上相关的癌基因家族分类功能上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目录目录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SI
6、SSISPDGF-2PDGF-2INT-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
7、细胞内蛋白丝/苏氨酸激苏氨酸激酶酶RAFRAFMAPKMAPK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 目录目录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
8、实验证实,命名为罗氏肉年代才得到实验证实,命名为罗氏肉瘤病毒(瘤病毒(Rous Sarcoma Virus,RSV)。)。(二)病毒癌基因(二)病毒癌基因目录目录 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目录目录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 目录目录目录目录(一)获得启动子
9、与增强子(一)获得启动子与增强子二、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(带的长末端重复序列(LTR内含较强的启动子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和增强子)插入到细胞原癌基因附近或内部,启启动下游邻近基因的转录和影响附近结构基因的动下游邻近基因的转录和影响附近结构基因的转录水平,使原癌基因过度表达或由不表达变转录水平,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。为表达,从而导致细胞发生癌变。目录目录(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在
10、染色体易位的过程中发生了某些基因的易位和重排,使原来无活性的原癌基因移的易位和重排,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活化,原癌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。基因表达增强,导致肿瘤的发生。目录目录(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)使基因拷贝数可升高几十甚至上千倍不等,发生使基因拷贝数可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。物过
11、量表达,细胞发生转化。目录目录(四)点突变(四)点突变原癌基因在射线或化学致癌剂作用下,原癌基因在射线或化学致癌剂作用下,发生单个碱基的替换发生单个碱基的替换点突变点突变(point mutation),从而改变了表达蛋白的氨基酸组从而改变了表达蛋白的氨基酸组成,造成蛋白质结构的变异。成,造成蛋白质结构的变异。目录目录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 目录目录 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:目录目录作用于作用于细胞膜上的受体系统细胞膜上的
12、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)细胞外生长因子(一)细胞外生长因子n例如:例如:目录目录(二)跨膜的生长因子受体:(二)跨膜的生长因子受体:接受细胞外的生长信号并将其传入胞内。接受细胞外的生长信号并将其传入胞内。受体的胞质结构区具有特异的蛋白激酶活性,通受体的胞质结构区具有特异的蛋白激酶活性,通过磷酸化作用使其结构发生改变
13、,增加激酶对底过磷酸化作用使其结构发生改变,增加激酶对底物的活性,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。目录目录非受体酪氨酸激酶非受体酪氨酸激酶(src,abl)、丝氨酸、丝氨酸/苏苏氨酸激酶氨酸激酶(raf),rasras蛋白蛋白(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癌基因的产物原癌基因的产物作为
14、胞内信息传递体系成作为胞内信息传递体系成员,或者通过影响第二信使作用,员,或者通过影响第二信使作用,将接受到的将接受到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:目录目录(四)核内转录因子(四)核内转录因子某些癌基因表达蛋白定位于细胞核内,某些癌基因表达蛋白定位于细胞核内,与靶基因的顺式调控元件相结合与靶基因的顺式调控元件相结合直接调节靶直接调节靶基因的转录活性。基因的转录活性。n例如:例如:c-f o s 是 一 种 即 刻 早 期 反 应 基 因是 一 种 即 刻 早 期 反 应 基 因(immediate early gene,IEG)。作为传递信
15、。作为传递信息的第三信使。息的第三信使。目录目录目录目录原癌基因原癌基因BRAFBRAF所编码的蛋白质属于丝所编码的蛋白质属于丝/苏氨苏氨酸激酶,是酸激酶,是MAPKMAPK信号通路的重要组成分子,在信号通路的重要组成分子,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、癌基因表达产物促进肿瘤发生发展四、癌基因表达产物促进肿瘤发生发展约约60%的黑素瘤中的黑素瘤中BRAF发生突变,其第发生突变,其第600位氨基酸从缬氨酸突变为谷氨酸(位氨基酸从缬氨酸突变为谷氨酸(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
16、如:例如:目录目录HER2HER2是表皮生长因子受体家族成员,具有是表皮生长因子受体家族成员,具有蛋白酪氨酸激酶活性,能激活下游信号通路,从蛋白酪氨酸激酶活性,能激活下游信号通路,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%的乳腺癌中的乳腺癌中HER2基因发生扩增或者基因发生扩增或者过度表达,其表达水平与治疗后复发率和不良预过度表达,其表达水平与治疗后复发率和不良预后显著相关。后显著相关。(二)(二)HER2n例如:例如:目录目录慢性粒细胞白血病患者的慢性粒细胞白血病患者的9 9号染色体与号染色体与2222号染号染色体之间发生易位,从而融合产生了癌基因色体之间发生易
17、位,从而融合产生了癌基因BCR-BCR-ABLABL,编码的蛋白质,编码的蛋白质Bcr-AblBcr-Abl具有持续活化的蛋白具有持续活化的蛋白酪氨酸激酶活性,能促进细胞增殖,并增加基因酪氨酸激酶活性,能促进细胞增殖,并增加基因组的不稳定性。组的不稳定性。在在95%的慢性粒细胞白血病患者中都伴随有的慢性粒细胞白血病患者中都伴随有BCR-ABL融合基因的产生,在一些急性淋巴白融合基因的产生,在一些急性淋巴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:目录目录肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因tumor suppressor gene第二节第二节目录目录n肿瘤抑制基因肿瘤
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