遗传与肿瘤发生医学

17 遗传与肿瘤发生 Cancer Genetics,肿瘤细胞的特征： 无限生长 (Immortalization)； 转化 (Transformation)； 转移 (Metastasis)。,癌基因（oncogene）,能够使细胞发生癌变的基因统称为癌基因。 原是正常细胞中的一些基因，是细胞生长发育所必需的。一旦这些基因在表达时间、表达部位、表达数量及表达产物结构等方面发生了异常，就可以导致细胞无限增殖并出现恶性转化。,Peyton Rous （1879-1970）,1.Virus-oncogene,早在上世纪初（1911年）Peyton Rous 便报道了将鸡肉瘤的无细胞滤液注射给鸡后，可诱导发生肉瘤，说明无细胞滤液中的感染颗粒是引起 Rous鸡肉瘤的原因，这种感染性颗粒后来被证实是逆转录病毒(Retrovirus，RNA病毒）。,1971年美国的分子遗传学家HM特明发现了致癌的RNA病毒中存在着与致癌直接有关的核苷酸序列，同时他在上述病毒中又发现了（Reverse-Transcriptase）反转录酶，于是提出了原病毒假说，认为RNA病毒通过反向转录和正向转录以及与宿主细胞DNA发生交换或重组，能形成癌基因。,70年代后期对RNA致癌病毒的致癌机理进行了研究，发现上述病毒进入细胞后通过反向转录形成相应的前病毒，并整合到宿主细胞DNA上。导致细胞癌变的是这些前病毒和病毒的基因产物转化蛋白.,Provirus：一种细胞内病毒DNA，它可以整合到宿主细胞基因组，或已整合在宿主细胞基因组中，可随细胞的传代而垂直传播,Tyrosine Kinase,病毒癌基因（virus oncogene，v-onc）就是指一类存在于肿瘤病毒中，能使宿主细胞发生恶性转化的基因。,Bishop 分离鸟类肉瘤病毒的癌基因后，用分子杂交的方法证明了宿主细胞中存在与病毒癌基因相同的序列，我们称为细胞癌基因（cellular oncogene, c-onc),细胞癌基因的特点： 广泛存在于生物界中； 基因序列高度保守； 作用通过其产物蛋白质来体现； 被激活后，使得正常细胞发生癌变。,正常情况下，这些c-onc细胞的增殖、分化和胚胎发育中具有重要的功能，只有在发生突变或者畸变时才和肿瘤的形成有关，我们称之为原癌基因（proto-oncogene）,癌基因（oncogene） 病毒癌基因（viral oncogene，v-onc） 细胞癌基因（cellular oncogene，c-onc） 原癌基因（proto-oncogene，pro-onc）,Growth Factors sis-p28 Receptor Tyrosine Kinase c-src c-abl c-mos c-raf Cytoplasmic kinase c-src c-abl c-ras c-mas H-ras K-ras N-ras v-crk Transcription Factors myc、fos,二、原癌基因的突变与肿瘤发生,点突变(Point Mutation） 原癌基因中由于单个碱基突变而改变编码蛋白的功能，或使基因激活并出现功能变异。 例如：膀胱癌细胞系的ras癌基因第12位密码子GGC突 变为GTC，使甘氨酸变为缬氨酸。,染色体易位（Translocation) 由于染色体断裂与重排导致细胞癌基因在染色体上的位置发生改变，并使其激活及具有恶性转化的功能。,BCR/ABL融合基因编码的蛋白具有增强酪氨酸激酶的活性，改变了细胞多种蛋白质酪氨酸磷酸化水平和细胞微丝机动蛋白的功能，从而扰乱了细胞内正常的信号传导途径，使细胞失去了对周围环境的反应性，并抑制了凋亡的发生.,基因扩增(Gene Amplification) 如在40的神经母细胞瘤细胞中，N-myc原癌基因被扩增了200倍以上。这种基因扩增被认为可产生原癌基因的过量表达。,Homogeneously staining region (HSR),Double Minute,病毒诱导与启动子插入 （Insertion） 原癌基因附近一旦被插入一个强大的启动子, 如逆转录病毒基因组中的长末端重复序列（long terminal repeat sequence，LTR），也可被激活。,LTR,LTR,肿瘤抑制基因（Recessive oncogene）,肿瘤抑制基因也称抑癌基因或隐性癌基因。,遗传性肿瘤与散发性肿瘤的比较及 二次突变假说的解释,1982, Knudson 推测具有肿瘤抑制效应的的等位隐性基因发生突变以后才能导致视网膜膜细胞瘤的发生，并且在1976年推测视网膜母细胞瘤是染色体缺失的结果。 1983年，研究着发现视网膜母细胞瘤患者13号染色体发生了缺失，意味着抑制肿瘤发生的基因被删除。 1986年，科学家成功克隆了RB1基因。,细胞杂交试验,Rb基因比较大，位于人13号染色体q14，定位于核内，有磷酸化和非磷酸化两种形式，非磷酸化形式称活性型，能促进细胞分化，抑制细胞增殖。,Rb基因对肿瘤的抑制作用与转录因子（E2F）有关。E2F是一类激活转录作用的活性蛋白，在 G0、 G1期，低磷酸化型的 Rb蛋白与 E2F结合成复合物，使 E2F处于非活化状态；在S期，Rb蛋白被磷酸化而与E-2F解离，结合状态的E2F变成游离状态，细胞立即进人增殖阶段。,E2F,Rb,Active,Target Gene,E2F,Rb,Inactive,Target Gene,P,P,P,P,P,P,P,p53基因是一种核内磷酸化蛋白。P53基因是迄今为止发现的与人类肿瘤相关性最高的基因。过去一直把它当成一种癌基因，直至1989年才知道起癌基因作用的是突变p53，后来证实野生型p53是一种抑癌基因。,三、基因杂合性丢失与肿瘤发生,杂合性丢失（Loss of Heterozygosity)即一个位点上两个多态性的等位基因中的一个或两个出现缺失。杂合性缺失在肿瘤细胞中是一种非经常见的DNA变异。抑癌基因的杂合性缺失会导致肿瘤的发生.,一、肿瘤的多步骤发生,二、癌基因组解剖学计划,（cancer genome anatomy project，CGAP） CGAP网址 httP:/