第20章癌基因、抑癌基因与生长因子

目录第 20章癌基因、 抑癌基因与生长因子Oncogenes, Anti-oncogenes and Growth Factors目录n癌基因、抑癌基因与生长因子的关系癌基因抑癌基因细胞细胞生长因子正调控负调控产物目录癌基因Oncogenes第一节目录细胞内控制细胞生长和分化的基因，它的结构异常或表达异常，可以引起细胞癌变。n原癌基因 (proto-oncogenes， pro-onc)存在于生物正常细胞基因组中的癌基因。也称细胞癌基因 (cellular oncogene， c-onc)。未激活的细胞癌基因，促进正常细胞生长、增殖、分化、发育等 n癌基因 (oncogene)目录存在于病毒基因组中的癌基因，即肿瘤病毒携带的基因，能使靶细胞发生恶性转化的基因。 它不编码病毒的结构成分，对病毒复制也没有作用，但可以使细胞持续增殖。肿瘤病毒：能使敏感宿主产生肿瘤或使培养细胞转化成癌细胞的动物病毒。分类：DNA肿瘤病毒RNA肿瘤病毒（逆转录病毒，部分携带癌基因）一、病毒癌基因n病毒癌基因 (virus oncogene,v-onc)目录癌基因的发现 n 1910年 Rous发现鸡肉瘤无细胞滤液能引起鸡产生新的肉瘤，几十年后，证实了病原体为罗氏病毒（ Rouss sarcoma virus, RSV），为此获得 1966年的 诺贝尔奖 。 n 1970年 Temin 和 Batimore证实 RSV是一种反转录病毒，致瘤的机制是由于其病毒基因组中含有病毒癌基因 src。获 1975年诺贝尔奖。 目录n 1974s H. Varmus和 J. M. Bishop研究小组用src的 cDNA（ complementary DNA）和其他基因组 DNA杂交，发现 src的同源物普遍存在于动物细胞（如鸡、鸭、果蝇） ,即病毒中的癌基因和细胞中的原癌基因是同源的。n 原来 src编码一种胞质酪氨酸激酶，参与细胞增殖相关的信号转导，是细胞的正常组分。n 由于 RSV反转录病毒的基因组是整合在宿主基因组上复制的，会将宿主的某些基因复制到了自身的基因组中，因此被这样的病毒感染的细胞，src基因拷贝就增多了，引起细胞过度增殖。目录n 为了区别起见将存在于正常细胞中的癌基因序列称为细胞癌基因（ c-onc，如 c-src)。而把存在于病毒中的称为 v-onc（v-src)。n 从结构上看 c-onc是间断的，存在内含子，这是真核基因的特点。而 v-onc是连续的，基因跨度较小。 癌基因表达的蛋白用大写字母表示，如 FOS,MYC等。目录调节和启动转录LTR gag pol env src LTR长末端重复序列 癌基因正常的病毒基因产生病毒核心蛋白产生逆转录酶和整合酶产生病毒外膜蛋白产生酪氨酸激酶n病毒基因组结构目录目录RNA 和 DNA肿瘤病毒携带的癌基因特点 n RNA肿瘤病毒携带的癌基因：具有急性转化细胞能力来源于宿主的原癌基因宿主原癌基因的序列高度同源（在宿主基因组 中有副本）n DNA肿瘤病毒携带的癌基因：具有转化细胞能力在宿主基因组中没有副本其表达产物调节病毒的生活周期其表达产物可能抑制宿主抑癌基因的活性 目录二、细胞癌基因n 概念 存在于正常的细胞基因组中，与病毒癌基因有同源序列，具有促进正常细胞生长、增殖、分化和发育等生理功能。在正常细胞内未激活的细胞癌基因叫原癌基因，即正常情况下处于低表达或不表达状态，不会使细胞恶性转化。当其受到某些条件激活时，结构和表达发生异常，能使细胞发生恶性转化。 目录 广泛存在于生物界 基因序列高度保守 维持正常生理功能、调控细胞生长和分化起重要作用 通过表达的产物起作用，表达产物对细胞生长增殖起正调节作用。 被激活后， 导致正常细胞癌变n特点 :目录n功能上相关的癌基因家族分类1. src家族： 产物多具有酪氨酸蛋白激酶活性，能促进增殖信号的转导。 2. ras家族： 编码小 G 蛋白 p21，参与 cAMP水平的调节。 3. myc家族 ： 编码核内 DNA结合蛋白，调节其他基因转录的作用。4. sis家族： 编码的 p28，能刺激间叶组织的细胞分裂繁殖。5. myb家族： 核内转录因子目录目录（一）获得启动子与增强子三、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末端重复序列（ LTR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 , 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，使原癌基因过度表达或由不表达变为表达，从而导致细胞发生癌变。如 鸟类白血病病毒 ALV不含 v-onc，但插入 c-myc的上游，导致基因过度表达。 目录原癌基因激活的可能途径 目录（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，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。如 Burkitt淋巴瘤细胞的染色体易位，位于 8号染色体的 c-myc移到 14号染色体免疫球蛋白重链基因的调控区附近，由于 IG重链基因表达十分活跃，其启动子为强启动子，致使 c-myc过表达。再如在良性甲状旁腺肿瘤患者的染色体中，cyclinD1基因倒位处于甲状旁腺素基因启动子下游而过渡表达，使细胞出现异常增殖。 目录（三）原癌基因扩增细胞周期中 DNA复制数次，导致原癌基因拷贝数量的增加。如前髓细胞性白血病细胞系和这类病人的白血病细胞中， c-myc扩增 832倍。 癌基因扩增的染色体结构有： 双微体（ double minute chromosomes， DMs），无着丝粒，成对分布于细胞中的微小染色体 均染区（ homogenously stained region， HSR），是染色局部扩增形成的 姊妹染色单体非均等交换（ unequal sister chromatid exchange， USCE）， G2期由于姊妹染色单体之间发生了非均等交换，结果一个子细胞中该染色体较长，具有同源重复（基因扩增），另一个细胞中对应的染色体较短（基因删除）目录Myc基因扩增形成双微核（黄色）的核型 目录Myc基因扩增形成均染区（黄色）的核型 目录（四）点突变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 点突变 (point mutation), 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。如膀胱癌细胞中克隆出来的 H-ras基因 (GTC)与正常细胞（ GGC)的相比仅有一个核苷酸的差异 ,导致 P21蛋白第 12位从甘氨酸变成缬氨酸。 目录 出现新的表达产物 出现过量的正常表达产物 出现异常、截短的表达产物n癌基因激活的结果：目录作用于 细胞膜上的受体系统 或 直接被传递至细胞内 ，通过蛋白激酶活化转录因子 ， 引发一系列基因的转录激活。四、原癌基因的产物与功能sis表达蛋白 P28和 PDGF一样能促进血管的生长。（一）细胞外生长因子n例如：目录（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。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，增加激酶对底物的活性， 促进 生长信号在胞内的传递。n例如c-src、 c-abl有酪氨酸特异的蛋白激酶活性。c-mos和 raf所编码的激酶使丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化。 目录非受体酪氨酸激酶 (c-src， c-abl)、丝氨酸 /苏氨酸激酶 (c-ras， c-mas)， ras蛋白 (H-ras， K-ras和 N-ras)及磷脂酶 (crk产物 )。（三）细胞内信号传导体原癌基因的产物 作为胞内信息传递体系成员，或者通过影响第二信使作用， 将接受到的信号由胞内传至核内，促进细胞生长。n例如：目录（四）核内转录因子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 直接调节靶基因的转录活