第4章癌基因与抑癌基因讲义课件.ppt

1、 第四章第四章 癌基因与抑癌基因癌基因与抑癌基因 癌的病因学癌的病因学 三种学说：病毒致癌、化学致癌及遗传因素 癌基因癌基因(cell oncogenecell oncogene，c-oncc-onc)发现 抑癌基因抑癌基因(suppressor gene)suppressor gene)发现 目前研究的重点：目前研究的重点：1癌基因与抑癌基因的调控机制；2癌基因与抑癌基因表达产物的性质和作用机制；3阐明肿瘤及其他细胞增生性疾病的发病机理，为肿瘤治疗研究奠定基础。第一节第一节 癌癌 基基 因因 一、癌基因及其表达产物的作用一、癌基因及其表达产物的作用 1 1癌基因癌基因(oncogeneonc

2、ogene，onconc)：包括病毒癌基因包括病毒癌基因(v-oncv-onc)和细胞癌基因和细胞癌基因(c-oncc-onc)两种，两种，具有潜在诱导细胞恶性转化的特征。具有潜在诱导细胞恶性转化的特征。2癌基因命名癌基因命名 癌基因命名：癌基因命名：一般用3个斜体小写字母表示，如ras、src、myc等，病毒癌基因在其名称前冠以前缀“v”，如v-ras，细胞癌基因前加“c”，如c-ras。(一)病毒癌基因病毒癌基因 病毒癌基因病毒癌基因(virus oncogene，v-onc)是病毒基因组中特殊的核苷酸序列，能引起细胞转化。是病毒基因组中特殊的核苷酸序列，能引起细胞转化。转化实验：转化实验

3、：1910年美国洛克菲勒研究所的年美国洛克菲勒研究所的Rous证明鸡肉瘤无细胞证明鸡肉瘤无细胞滤液可以致瘤，进一步研究证实，致癌病毒含有癌基因滤液可以致瘤，进一步研究证实，致癌病毒含有癌基因(virus oncogene，v-onc)。在正常情况下，病毒癌基因无活性，一旦受到辐射或化在正常情况下，病毒癌基因无活性，一旦受到辐射或化学致癌剂的影响，就会全部或部分活化，诱导肿瘤的发生，学致癌剂的影响，就会全部或部分活化，诱导肿瘤的发生，提取病毒癌基因片段进行转化实验，能使正常细胞向癌细胞提取病毒癌基因片段进行转化实验，能使正常细胞向癌细胞转化。转化。(二)细胞癌基因细胞癌基因(cell oncog

4、ene,c-onc)细胞癌基因又称原癌基因细胞癌基因又称原癌基因(proto-oncproto-onc)。(1)(1)癌基因普遍存在于正常细胞内。癌基因普遍存在于正常细胞内。(2)(2)是调控细胞增殖、生长、分化的重要看家基是调控细胞增殖、生长、分化的重要看家基因，对维持细胞正常功能具有重要作用。因，对维持细胞正常功能具有重要作用。(3)(3)在正常情况下处于静止或低表达的状态，当在正常情况下处于静止或低表达的状态，当受到物理、化学或者病毒等因素作用时可被激受到物理、化学或者病毒等因素作用时可被激活。其产物可使细胞无限制分裂（恶性增生），活。其产物可使细胞无限制分裂（恶性增生），即形成肿瘤。即

5、形成肿瘤。病毒癌基因与细胞癌基因核酸序列有病毒癌基因与细胞癌基因核酸序列有同源性同源性(homology)homology)：即它们的即它们的DNADNA序列是相对应的，表达产物序列是相对应的，表达产物也基本相同。也基本相同。细胞癌基因在生物界普遍存在：细胞癌基因在生物界普遍存在：不同生物中的不同生物中的c-oncc-onc结构上有很大同源性，结构上有很大同源性，说明在进化上的高度保守性，提示其在生命活说明在进化上的高度保守性，提示其在生命活动中是必不可少的。动中是必不可少的。细胞癌基因表达产物（细胞癌基因表达产物（1）根据表达产物的功能，将细胞癌基因分为根据表达产物的功能，将细胞癌基因分为6

6、 6类：类：1.1.sis家族家族 表达产物是生长因子类（表达产物是生长因子类（p28p28），对细胞生长，分裂和分），对细胞生长，分裂和分化有重要调控作用。化有重要调控作用。2.2.erb家族家族 表达产物是细胞骨架蛋白，在细胞运动、分裂、信息传递、表达产物是细胞骨架蛋白，在细胞运动、分裂、信息传递、能量转换、代谢调控以及维持细胞形态方面具有重要作用。能量转换、代谢调控以及维持细胞形态方面具有重要作用。3.3.src家族家族 表达产物是蛋白激酶类，均具有酪氨酸蛋白激酶表达产物是蛋白激酶类，均具有酪氨酸蛋白激酶(TPK)(TPK)活活性。通过激酶的磷酸化作用，增加激酶对底物的恬性，加速性。通过

7、激酶的磷酸化作用，增加激酶对底物的恬性，加速生长信号在胞内的传递，与细胞无限生长关系密切。生长信号在胞内的传递，与细胞无限生长关系密切。细胞癌基因表达产物（细胞癌基因表达产物（2）4.4.rasras家族家族 表达产物是信息传递蛋白类（表达产物是信息传递蛋白类（p21p21），参与细胞增殖信），参与细胞增殖信号的细胞内转导过程，参与调节细胞号的细胞内转导过程，参与调节细胞cAMPcAMP的合成，是维持的合成，是维持细胞生长和分化的重要信号转换器。细胞生长和分化的重要信号转换器。5.5.mycmyc家族家族 表达产物是核内表达产物是核内DNADNA结合蛋白类或反式作用因子类。结合蛋白类或反式作用

8、因子类。6.6.mybmyb家族家族 表达产物是核内转录调节因子，表达产物是核内转录调节因子，mybmyb家族编码的产物本家族编码的产物本身就是反式作用因子，在生长因子调控细胞增殖过程中起身就是反式作用因子，在生长因子调控细胞增殖过程中起重要作用。重要作用。二、原癌基因的激活机制二、原癌基因的激活机制 激活因素：激活因素：射线辐射、化学致癌剂、病毒感染射线辐射、化学致癌剂、病毒感染激活机制：激活机制：(1)(1)原癌基因点突变原癌基因点突变(point mutation)point mutation)(2)(2)原癌基因获得外源启动子而激活原癌基因获得外源启动子而激活(3)(3)原癌基因甲基化

9、原癌基因甲基化(methylationmethylation)程度降低而激活程度降低而激活 DNADNA分子中的甲基化对阻抑基因的转录具有重要作用。分子中的甲基化对阻抑基因的转录具有重要作用。(4)(4)原癌基因的拷贝数增加原癌基因的拷贝数增加(5)(5)基因易位或重排使原癌基因激活基因易位或重排使原癌基因激活第二节第二节 抑癌基因抑癌基因 抑癌基因抑癌基因 又称抗癌基因又称抗癌基因(anti-oncanti-onc)，是存在于正常，是存在于正常细胞内的一类可抑制细胞生长的基因，并有潜细胞内的一类可抑制细胞生长的基因，并有潜在抑癌作用。当这类基因发生突变、缺失或失在抑癌作用。当这类基因发生突变

10、、缺失或失活时，可引起细胞恶性转化而导致肿瘤的发生。活时，可引起细胞恶性转化而导致肿瘤的发生。一抑癌基因及其表达产物一抑癌基因及其表达产物 作用：作用：抑癌基因在调控细胞增殖和分化方面的作用与原癌抑癌基因在调控细胞增殖和分化方面的作用与原癌基因同样重要，与调控细胞分裂和分化过程相关，可能基因同样重要，与调控细胞分裂和分化过程相关，可能与生长因子、某些蛋白激酶类活性密切相关，只是抑癌与生长因子、某些蛋白激酶类活性密切相关，只是抑癌基因给予细胞的信号与原癌基因相反。基因给予细胞的信号与原癌基因相反。表达产物：表达产物：主要包括跨膜受体、胞质调节因子或结构蛋白、转主要包括跨膜受体、胞质调节因子或结构

11、蛋白、转录因子和转录调节因子，录因子和转录调节因子，DNA损伤修复因子等。损伤修复因子等。二、抑癌基因失活机理二、抑癌基因失活机理(一一)视网膜母细胞瘤基因视网膜母细胞瘤基因(RbRb基因基因)失活机理：失活机理：1 1磷酸化磷酸化 2 2基因发生缺失、突变基因发生缺失、突变(二二)p53)p53基因失活机理：基因失活机理：p53基因的产物和Rb基因产物一样，也能结合DNA和被磷酸化。已观察到几乎所有人类肿瘤中都存在p53基因的突变。(三三)隐性癌基因隐性癌基因(recessive oncogenerecessive oncogene)：抑癌基因的突变是隐性的，通常只有一个等位抑癌基因发生突变

12、，不会发生致癌效应，因此，抑癌基因又称为隐性癌基因(recessive oncogene)，这是癌基因与抑癌基因之间的重要区别。三、肿瘤发生中的基因变化三、肿瘤发生中的基因变化(一一)肿瘤发生学说肿瘤发生学说 肿瘤的发生是一个多基因多步骤的基肿瘤的发生是一个多基因多步骤的基因变化效应；因变化效应；肿瘤的发生是多阶段或多次打击而发肿瘤的发生是多阶段或多次打击而发生的疾病。生的疾病。1启动阶段启动阶段 在启动因子作用下，细胞的在启动因子作用下，细胞的DNA分子已发生分子已发生改变，但表型仍显示正常。改变，但表型仍显示正常。2促癌阶段促癌阶段 表型正常而表型正常而DNA已发生变化的癌前细胞，在已发生

13、变化的癌前细胞，在启动因子和促癌因子的协同作用下，细胞的表型发生变化，启动因子和促癌因子的协同作用下，细胞的表型发生变化，表现出癌细胞的表型。表现出癌细胞的表型。1）促癌因子必须有启动因子作用的基础，才能促进细胞促癌因子必须有启动因子作用的基础，才能促进细胞转化。转化。2）这类因子要与细胞反复接触才能促进细胞的恶变（剂这类因子要与细胞反复接触才能促进细胞的恶变（剂量域）量域）。3转化阶段转化阶段 恶变的细胞进入自主分裂增殖状态。促癌阶恶变的细胞进入自主分裂增殖状态。促癌阶段形成的增殖性病灶会进一步浸润、转移。段形成的增殖性病灶会进一步浸润、转移。肿瘤发生中的基因变化肿瘤发生中的基因变化(二)原

14、癌基因的激活原癌基因的激活n1ras基因的变异基因的变异 点突变点突变n2myc基因的变异基因的变异 染色体易位、基因扩增染色体易位、基因扩增。(三三)抑癌基因的失活（抑癌基因的失活（1）1 1RbRb基因的失活基因的失活 必须两个必须两个Rb等位基因都丧失功能才等位基因都丧失功能才会发生视网膜母细胞瘤。会发生视网膜母细胞瘤。如将有正常功能的如将有正常功能的Rb基因基因(野生型野生型)导入肿瘤细胞可抑制恶变的表型出现。导入肿瘤细胞可抑制恶变的表型出现。(三三)抑癌基因的失活（抑癌基因的失活（2）2p53基因的失活基因的失活 约在约在60607070人类恶性肿瘤中发现人类恶性肿瘤中发现p53p5

15、3的两个等位的两个等位基因有突变或缺失，基因有突变或缺失，p53p53基因突变的肿瘤往往恶性程度较基因突变的肿瘤往往恶性程度较高，易侵袭周围组织或向远处转移，因而预后较差。高，易侵袭周围组织或向远处转移，因而预后较差。野生型野生型p53p53能抑制肿瘤细胞生长，使细胞停滞在修复能抑制肿瘤细胞生长，使细胞停滞在修复前期不能进入前期不能进入S S期复制期复制DNADNA而促使细胞凋亡。而促使细胞凋亡。p53p53基因处于细胞周期调控的中心位置，因此可把基因处于细胞周期调控的中心位置，因此可把p53p53看作保护人类基因组稳定的卫士。看作保护人类基因组稳定的卫士。不少肿瘤细胞中不少肿瘤细胞中p53p

16、53和和RbRb基因都有突变、失活或缺失，基因都有突变、失活或缺失，提示在肿瘤形成过程中两者可有协同作用。提示在肿瘤形成过程中两者可有协同作用。第三节第三节 原癌基因与抑癌基因的检测及评价原癌基因与抑癌基因的检测及评价 一、主要检测技术一、主要检测技术 点突变常用检测方法：点突变常用检测方法：探针杂交法探针杂交法(southern blot或northern blot)；限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性(RFLP)分析；分析；PCR法等。法等。染色体异常位点检测：染色体异常位点检测：基因表达产物检测：基因表达产物检测：如甲胎蛋白如甲胎蛋白(AFP)可作为肝实质性肿瘤诊断的标志物。可作为

17、肝实质性肿瘤诊断的标志物。二、原癌基因与抑癌基因的检测二、原癌基因与抑癌基因的检测(一一)原癌基因的常用检测方法：原癌基因的常用检测方法：PCRPCRASOASO探针法；探针法；PCR-PCR-单链构象多态性法，使肿瘤点突变更易于检出。单链构象多态性法，使肿瘤点突变更易于检出。(二二)抑癌基因抑癌基因p53的检测方法：的检测方法：PCR-SSCPPCR-SSCP法可检测有无点突变；法可检测有无点突变；PCRPCR产物测序分析可检测有无点突变及碱基的插入或产物测序分析可检测有无点突变及碱基的插入或缺失；缺失；PCR-RFLPPCR-RFLP法检测则基于突变的发生而形成的限制性内法检测则基于突变的

18、发生而形成的限制性内切酶酶切位点的消失或增加的原理。切酶酶切位点的消失或增加的原理。三、肿瘤相关基因检测的评价三、肿瘤相关基因检测的评价 （略）（略）小结：小结：1、癌基因：癌基因：（1）病毒癌基因病毒癌基因 （2）细胞癌基因细胞癌基因 普遍存在于正常细胞内普遍存在于正常细胞内 重要看家基因，重要看家基因，在正常情况下处于静止或低表达的状态，在正常情况下处于静止或低表达的状态，2、癌基因激活机制癌基因激活机制 3、抑癌基因抑癌基因 4、肿瘤发生学说肿瘤发生学说 肿瘤的发生是一个多基因多步骤的基因变化效应肿瘤的发生是一个多基因多步骤的基因变化效应 肿瘤的发生是多阶段或多次打击而发生的疾病肿瘤的发生是多阶段或多次打击而发生的疾病 （1）启动阶段（）启动阶段（2）促癌阶段（）促癌阶段（3）转化阶段）转化阶段 作业作业n病毒癌基因n细胞癌基因n抑癌基因 n癌基因激活机制 n肿瘤发生学说