肿瘤形成的分子基础课件.ppt
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- 肿瘤 形成 分子 基础 课件
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1、肿瘤形成的分子基础 原癌基因是细胞基因组的正常成分,正常情况下处原癌基因是细胞基因组的正常成分,正常情况下处于相对静止或低表达状态,对机体并不构成威胁。相反,于相对静止或低表达状态,对机体并不构成威胁。相反,它们还具有重要的生理功能,特别是在胚胎发育、组织它们还具有重要的生理功能,特别是在胚胎发育、组织再生和创伤愈合的情况下。然而,在化学、物理及生物再生和创伤愈合的情况下。然而,在化学、物理及生物等致癌因素作用下,细胞癌基因的结构或调控发生改变,等致癌因素作用下,细胞癌基因的结构或调控发生改变,导致细胞生长分化失控而发生恶性转化。癌基因活化的导致细胞生长分化失控而发生恶性转化。癌基因活化的方式
2、多种多样,同一癌基因可通过不同的方式活化,同方式多种多样,同一癌基因可通过不同的方式活化,同一种方式似乎也可以活化不同的癌基因,归纳起来,癌一种方式似乎也可以活化不同的癌基因,归纳起来,癌基因的激活有以下几种方式:基因的激活有以下几种方式:五、原癌基因激活机制五、原癌基因激活机制1.1.启动子与增强子的插入启动子与增强子的插入 如鸡白细胞增生病毒引起的淋巴瘤,如鸡白细胞增生病毒引起的淋巴瘤,就是因为该病毒就是因为该病毒DNADNA序列(含有较强的启动子和增强子)整合序列(含有较强的启动子和增强子)整合到宿主细胞的到宿主细胞的c-mycc-myc基因的附近。由于这个强启动子的插入,基因的附近。由
3、于这个强启动子的插入,使使c-mycc-myc的表达比正常高的表达比正常高30-10030-100倍。倍。2.2.基因重排基因重排 通过这种基因的易位和重排,是原来无活性或低通过这种基因的易位和重排,是原来无活性或低活性的原癌基因移致某些强的启动子或增强子附近而被活化,活性的原癌基因移致某些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。如原癌基因表达增强,导致肿瘤的发生。如BurkittBurkitt淋巴瘤细胞淋巴瘤细胞中,位于中,位于8 8号染色体上的号染色体上的c-mycc-myc移到移到1414号染色体免疫球蛋白重链号染色体免疫球蛋白重链基因的调节区附近,造成基因的调
4、节区附近,造成c-mycc-myc基因转录去调节,导致细胞增基因转录去调节,导致细胞增殖、分化紊乱,从而引起肿瘤。殖、分化紊乱,从而引起肿瘤。3.3.原癌基因扩增原癌基因扩增 某些原癌基因通过一些机制,在原来染色体某些原癌基因通过一些机制,在原来染色体上复制出多个拷贝,基因剂量增大,表达产物增多而导致肿瘤上复制出多个拷贝,基因剂量增大,表达产物增多而导致肿瘤的发生。的发生。4.4.点突变点突变 如如rasras原癌基因第一个外显子的碱基(第原癌基因第一个外显子的碱基(第3535位)正位)正常为常为GGCGGC突变成突变成GTCGTC,结果造成,结果造成P21P21蛋白第蛋白第1212位位aaa
5、a由正常细胞的由正常细胞的甘甘缬。缬。5.5.甲基化程度降低甲基化程度降低 研究表明,在正常细胞,癌基因的甲基化研究表明,在正常细胞,癌基因的甲基化程度较高;肿瘤细胞,癌基因的甲基化程度较低,有利于癌程度较高;肿瘤细胞,癌基因的甲基化程度较低,有利于癌基因的表达。如基因的表达。如人结肠癌和小细胞肺癌的人结肠癌和小细胞肺癌的H-ras和和K-ras的甲的甲基化程度显著降低。一些致癌剂通过抑制甲基转移酶活性,基化程度显著降低。一些致癌剂通过抑制甲基转移酶活性,活化活化c-onc最终导致细胞癌变。最终导致细胞癌变。6.6.染色质非组蛋白的改变染色质非组蛋白的改变 组蛋白抑制所有基因的活性,而非组蛋白
6、抑制所有基因的活性,而非组蛋白对基因的激活有重要的调节作用。如组蛋白对基因的激活有重要的调节作用。如WalkerWalker肉瘤染色肉瘤染色体的非组蛋白加至正常肝细胞的染色质中体的非组蛋白加至正常肝细胞的染色质中转录出肉瘤特有转录出肉瘤特有的的RNARNA。而将正常肝细胞染色质的非组蛋白加至。而将正常肝细胞染色质的非组蛋白加至WalkerWalker肉瘤染肉瘤染色质中色质中转录出正常肝细胞特有的转录出正常肝细胞特有的RNARNA。问题问题:试述原癌基因激活机制。试述原癌基因激活机制。简介简介:rasras基因家族成员包括基因家族成员包括H-rasH-ras、K-rasK-ras和和N-rasN
7、-ras。表达产。表达产物是物是p21p21蛋白或称蛋白或称RasRas蛋白,与蛋白,与GTPGTP有高度亲和力,具有有高度亲和力,具有GTPGTP酶酶活性,参与细胞内的信号转导。活性,参与细胞内的信号转导。功能功能:RasRas蛋白在酪氨酸蛋白激酶途径中起接头蛋白的作用。蛋白在酪氨酸蛋白激酶途径中起接头蛋白的作用。通常以通常以RasRas蛋白蛋白-GDP-GDP无活性形式存在,其活性形式是无活性形式存在,其活性形式是RasRas蛋白蛋白-GTP-GTP,通过对,通过对RafRaf蛋白及蛋白及MAPKMAPK的连续激活,最后活化转录因的连续激活,最后活化转录因子,促进细胞分裂。由此,子,促进细
8、胞分裂。由此,RasRas蛋白促进细胞由蛋白促进细胞由G G0 0期进入期进入G G1 1期。期。rasras基因与癌:基因与癌:rasras基因最常见的突变部位是第基因最常见的突变部位是第1212、1313位密码位密码子,其他密码子突变发生在第子,其他密码子突变发生在第5959、6161位上。这些部位的突变位上。这些部位的突变降低了降低了RasRas蛋白结合蛋白结合GTPGTP酶活化蛋白及自身的酶活化蛋白及自身的GTPGTP酶活性,导酶活性,导致致RasRas蛋白与蛋白与GTPGTP的持续结合,促进细胞分裂增殖,导致细胞的持续结合,促进细胞分裂增殖,导致细胞增殖失控。增殖失控。问题问题:简述
9、简述ras基因突变致癌机制。基因突变致癌机制。六、癌基因作用机制举例六、癌基因作用机制举例-ras-ras基因突变与肿瘤基因突变与肿瘤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问题:肿瘤抑制基因的研究始于何种细胞杂交实验?问题:肿瘤抑制基因的研究始于何种细胞杂交实验?可有哪些推论?可有哪些推论?第三节第三节 抑癌基因与肿瘤抑癌基因与肿瘤 抑癌基因的发现始于细胞杂交实验。当一个肿瘤细胞和
10、一抑癌基因的发现始于细胞杂交实验。当一个肿瘤细胞和一个正常细胞融合为一个杂交细胞,往往不具有肿瘤的表型,甚个正常细胞融合为一个杂交细胞,往往不具有肿瘤的表型,甚至由两种不同肿瘤细胞融合形成的杂交细胞也可呈非肿瘤表型。至由两种不同肿瘤细胞融合形成的杂交细胞也可呈非肿瘤表型。只有当正常亲代细胞完全失去了某种基因后,才会形成肿瘤的只有当正常亲代细胞完全失去了某种基因后,才会形成肿瘤的子代细胞。由此推测,在正常细胞中可能存在肿瘤抑制基因,子代细胞。由此推测,在正常细胞中可能存在肿瘤抑制基因,阻止杂交细胞发生肿瘤,当这种基因缺失或变异时,抑制肿瘤阻止杂交细胞发生肿瘤,当这种基因缺失或变异时,抑制肿瘤的功
11、能丧失,导致肿瘤的形成。而在两种不同肿瘤细胞杂交融的功能丧失,导致肿瘤的形成。而在两种不同肿瘤细胞杂交融合后,由于它们缺失的抑癌基因不同,在形成的杂交体中,各合后,由于它们缺失的抑癌基因不同,在形成的杂交体中,各自缺失的抑癌基因发生交叉互补,所以也不会形成肿瘤。自缺失的抑癌基因发生交叉互补,所以也不会形成肿瘤。据此,据此,人们开始了抑癌基因的研究。人们开始了抑癌基因的研究。据此可得出如下推论:据此可得出如下推论:正常细胞内存在肿瘤抑制基因;正常细胞内存在肿瘤抑制基因;存在两种以上抑癌基因;存在两种以上抑癌基因;不同的抑癌基因产物的作用机制不同的抑癌基因产物的作用机制不同;不同;在抑制肿瘤生成过
12、程中,需各种肿瘤抑制基因的协同在抑制肿瘤生成过程中,需各种肿瘤抑制基因的协同作用作用,任一任一种抑癌基因缺乏或失活均有可能导致肿瘤发生。种抑癌基因缺乏或失活均有可能导致肿瘤发生。功能功能:与癌基因一样都是细胞的正常基因,共同调控细胞的增与癌基因一样都是细胞的正常基因,共同调控细胞的增殖和分化。殖和分化。抑癌基因的失活或丢失,亦可使细胞增殖分化失控,导抑癌基因的失活或丢失,亦可使细胞增殖分化失控,导致肿瘤的发生;而抑癌基因的过表达,则加速衰老的进程。致肿瘤的发生;而抑癌基因的过表达,则加速衰老的进程。定义定义:抑癌基因抑癌基因是一类抑制细胞过度生长增殖,从而遏制肿瘤是一类抑制细胞过度生长增殖,从
13、而遏制肿瘤形成的基因。又称抗癌基因、隐性癌基因、肿瘤易感基因。形成的基因。又称抗癌基因、隐性癌基因、肿瘤易感基因。概概 述述一、抑癌基因表达产物和种类一、抑癌基因表达产物和种类抑癌基因表达产物抑癌基因表达产物:跨膜受体蛋白或结构蛋白、细胞骨架蛋白、转录因子、跨膜受体蛋白或结构蛋白、细胞骨架蛋白、转录因子、转录调节因子、细胞周期蛋白、转录调节因子、细胞周期蛋白、DNA损伤修复因子等。损伤修复因子等。抑癌基因的种类抑癌基因的种类:近近40种,命名混乱,无统一命名法。研究较为清楚的种,命名混乱,无统一命名法。研究较为清楚的有有Rb基因、基因、p53基因。基因。二、抑癌基因的作用机制二、抑癌基因的作用
14、机制1.1.作为转录因子或细胞周期调节因子参与细胞的生长、分作为转录因子或细胞周期调节因子参与细胞的生长、分 化等多种重要的生物学过程,以调节细胞的生长。但以化等多种重要的生物学过程,以调节细胞的生长。但以 对细胞增殖产生负调节作用为主。对细胞增殖产生负调节作用为主。2.2.以细胞骨架蛋白或膜蛋白,参与细胞内外的信号传递;以细胞骨架蛋白或膜蛋白,参与细胞内外的信号传递;3.3.参与参与DNADNA损伤后的修复与损伤后的修复与DNADNA复制,确保复制,确保DNADNA结构及遗传稳结构及遗传稳 定性;定性;4.4.作为作为GTPGTP酶激活蛋白或磷酸酶阻断癌基因产物的活性而发酶激活蛋白或磷酸酶阻
15、断癌基因产物的活性而发 挥抑癌效应;挥抑癌效应;5.DDC5.DDC基因编码一种与细胞黏附作用有关的细胞表面蛋白质基因编码一种与细胞黏附作用有关的细胞表面蛋白质 分子,调节细胞间的相互关系等。分子,调节细胞间的相互关系等。因表达产物因表达产物p53蛋白的分子量为蛋白的分子量为53kD而得名。是迄今而得名。是迄今为止发现的与人类肿瘤相关性最高的抑癌基因,相关性达为止发现的与人类肿瘤相关性最高的抑癌基因,相关性达50%60%分分类类野生型野生型:为抗癌基因,产物在生长增殖细胞为抗癌基因,产物在生长增殖细胞 明显升高。明显升高。突变型突变型:为癌基因,产物在癌细胞中明显升高。为癌基因,产物在癌细胞中
16、明显升高。三、抑癌基因的作用机制举例三、抑癌基因的作用机制举例1.p531.p53基因基因野野生生型型p53p53基基因因作作用用机机制制1.1.细胞细胞DNADNA受损时,受损时,p53p53蛋白与相应部位结合,活蛋白与相应部位结合,活 化化P21P21使细胞停止于使细胞停止于G1G1期。期。2.p532.p53蛋白与复制因子蛋白与复制因子A A协同参与协同参与DNADNA的修复。的修复。3.3.若修复失败,若修复失败,p53p53蛋白即启动程序性死亡诱蛋白即启动程序性死亡诱 导细胞自杀,阻止癌变细胞的生成。导细胞自杀,阻止癌变细胞的生成。4.p534.p53蛋白阻止蛋白阻止DNA polD
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