抑癌基因在肿瘤发精品课件.ppt

抑癌基因在肿瘤发生中的研究进展,1,.,主要内容,癌基因、抑癌基因几种常见的抑癌基因抑癌基因的作用机制,2,癌基因,癌基因的概念最初是来自RNA病毒中能使正常细胞发生恶性转化的基因。以后的研究发现癌基因是正常细胞编码关键性调控蛋白的基因，是细胞内正常基因。是一类与癌的生成有关的基因，其表达过分活跃可导致细胞发生癌变，源自细胞中的正常基因。,3,癌基因分类,细胞癌基因（原癌基因）,病毒癌基因,4,细胞癌基因(cellular-oncogene,c-onc),存在于生物正常细胞基因组中的癌基因，或称原癌基因(proto-oncogenes,pro-onc)。原癌基因具有广泛的生物学功能，不仅仅与癌瘤有关，实际上原癌基因是以细胞生长、分化为主要功能的正常基因组成分。,5,习惯上将RNA肿瘤病毒中所含的致癌基因称为病毒癌基因（v-onc）概念：存在于病毒基因组中的癌基因，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。,病毒癌基因(virusoncogene,v-onc),6,抑癌基因(cancersuppressivegene,anti-oncegene),是一类抑制细胞过度生长、繁殖从而遏制肿瘤形成的负调节基因。它与调控生长的原癌基因协调表达以维持细胞正常生长、增殖和分化。抑癌基因的丢失或失活不仅丧失抑癌作用，也可能变成具有促癌作用的癌基因而导致肿瘤的发生。,7,肿瘤发生机理,肿瘤发生中提出了原癌基因激活、抑癌基因失活及DNA错配修复基因缺陷是恶性肿瘤发生的机理。抑癌基因的存在抑制着恶性表型的出现，而抑癌基因中的一个等位位点丢失并不会出现恶性表型，必须抑癌基因的两个等位位点都丧失功能，细胞才会恶性转化。,8,常见的抑癌基因,9,1.视网膜母细胞瘤基因-Rb基因,Rb基因是第一个发现并被彻底研究的抑癌基因。首先发现它与儿童视网膜母细胞瘤（retinoblestoma）的发生相关。故称为视网膜母细胞瘤易感基因。Rb基因位于人13号染色体q14，含有27个外显子，产物为P105蛋白，定位于核内。,10,Rb蛋白磷酸化与细胞周期,Rb蛋白与细胞周期调控紧密相关，其功能受磷酸化调节。非磷酸化形式是活性型，能促进细胞分化，抑制细胞增殖。非磷酸化Rb蛋白主要存在于G0、G1期，磷酸化的Rb蛋白出现在S、G2、M期。,11,Rb基因的抑癌机制,12,Rb基因的抑癌机制,Rb基因对肿瘤的抑制作用与转录因子（E-2F）有关。E-2F是一类激活转录作用的活性蛋白，在G0、G1期，非磷酸化型的Rb蛋白与E-2F结合成复合物，使E-2F处于非活化状态，不能与DNA结合，抑制了细胞的增殖；在S期，Rb蛋白被磷酸化而与E-2F解离，结合状态的E-2F变成游离状态，细胞立即进入增殖阶段。但Rb基因发生缺失或突变，丧失结合、抑制E-2F的能力，于是细胞增殖活跃，导致肿瘤发生。,13,P53基因,p53肿瘤抑制基因是目前研究最多的抑癌基因，大约50%60%的恶性肿瘤与p53基因突变有关。P53基因被Science杂志评为1993年的明星分子。,14,P53基因卫士,P53基因定位于17P13，是一种细胞核内磷酸化蛋白；是与人类肿瘤相关性最高的基因；在体内以4聚体形式存在；半衰期很短，为2030分钟，故细胞中含量很低；野生型P53是一种抑癌基因；突变型P53是一种癌基因。,15,P53的抑癌机制,作为转录因子结合DNA，活化P21基因转录，使细胞止于G1期；抑制解链酶活性；与复制因子A相互作用参与DNA的复制与修复；启动细胞凋亡。当P53发生突变后，不单失去野生型P53抑制肿瘤增殖的作用，而且突变本身又使该基因具备癌基因的功能。,16,DCC基因（Deletedincolorectalcancergene）,DCC基因（结直肠癌缺失基因）是Fearon等研究结直肠肿瘤于1990年首先确定并命名的，DCC基因的失活与胃癌、膀胱癌、乳腺癌、胰腺癌等有关。DCC基因定位于人染色体18q21.3，含有1.4Mbp和29个外显子。,17,DCC基因编码的蛋白,DCC基因的表达蛋白是型跨膜糖蛋白，由1447个氨基酸组成，相对分子质量为190KD。该蛋白主要包括3个功能区，即胞外区、跨膜区和胞内区。胞外区是结合其配体Netrin-1的区域，跨膜区富含疏水性氨基酸，胞内区是信号传导区。,18,DCC基因抗癌的机制,研究发现DCC发挥肿瘤抑制作用可能与其能够诱导细胞发生凋亡有关。作为依赖性受体，缺乏配体Netrin-1时，DCC诱导细胞凋亡，在Netrin-1存在时，DCC与其结合则对细胞凋亡起抑制作用。研究表明过度表达的Netrin-1和APC基因的缺失抑制了促细胞凋亡作用，并可能促进肿瘤生长。,19,DCC基因突变与结直肠癌,如Fearon等在41例结直肠癌中检测到29例(71)DCC基因等位缺失。近年来位于DCC基因3号外显子的201密码子点突变较为受到关注，突变形式为CGA(精氨酸)-CCA(甘氨酸)。201密码子突变与结直肠癌侵袭、转移能力加强密切相关。这对于研究DCC基因失活与结直肠癌发生的关系有重要意义。,20,DCC基因突变与结直肠癌,Goi等用Westernbloting法检测结肠癌及腺瘤中的DCC蛋白表达情况，则发现癌组织中DCC蛋白明显减少或缺失，在腺瘤组织中DCC蛋白有明显表达，与正常组织几乎相同，提示DCC基因缺失或失活是结肠腺瘤向癌转变的一个促发因素。而另外一些专家认为DCC基因的缺失与否与结直肠癌没有直接关系。,21,DCC基因展望,目前对DCC基因的研究有了很大的进步，但是关于DCC基因的失活机制、DCC蛋白的功能、DCC基因与其它基因是如何协同作用与结直肠癌的发生、发展过程中DCC基因诱导细胞分化的机制尚未完全清楚。DCC基因失活及DCC蛋白表达缺失是否可以作为一个独立的预后因素用于指导临床治疗工作等仍然有许多问题有待于进一步解决。,22,APC抑癌基因的发现,APC基因是由Herrera于1986年对1例格德纳综合征患者进行细胞遗传学研究时发现的一个新的抑癌基因。Groden等于1991年从结肠癌中首先克隆到这一基因，并正式命名为DP2,5或腺瘤样结肠息肉易感基因(AdenomatousPolyposisColi)。Groden和Kinzler等，应用PCR技术和特异cDNA探针分析，确定DP2,5基因即为APC基因。早期研究发现该基因不仅与家族性结肠腺瘤息肉病(FAP)有关，后发现其在散发性大肠癌的发生中也起着重要作用。,23,APC基因结构,APC基因位于染色体5q21，其cDNA克隆序列分析显示为8535bp的开放阅读框架，共有15个外显子。第114外显子长度均小于400bp，但第15外显子长度有6571bp，是人类已知最大的外显子，占该基因编码区的75以上。,24,APC蛋白的功能,APC基因编码一个2843个氨基酸组成的蛋白，相对分子质量为300kDa，定位于细胞浆，是一亲水性蛋白。蛋白结构包含有-连环蛋白、APC和E-钙黏附蛋白的结合位点。APC蛋白的主要作用是与-连环蛋白(-catenin)和E-钙黏附蛋白相互作用而影响细胞黏附及细胞间信号传递，是-连环蛋白的负性调节子。,25,APC基因与肿瘤发生,Wnt途径是调控细胞生长增殖的关键途径，在胚胎发育和肿瘤发生中起着重要作用。肿瘤抑制基因APC失活突变或原癌基因-catenin激活突变等因素引起的该途径的异常激活可以启动下游靶基因c-myc和cyclinD1，致使细胞恶性转化，发生肿瘤，尤其是结肠癌。,26,APC的致癌突变,APC是肿瘤抑制基因，在大约85%的结肠癌中缺失或失活。APC的致癌突变几乎总是使蛋白中心区能与-连环素相互作用的串联重复序列的20个氨基酸至少丢失4个（通常为5个），从而产生截短的没有功能的APC。APC基因的截短突变将导致胞内游离的-连环素蛋白水平升高，Wnt途径的信号传递异常增强，细胞过度增殖，最终导致细胞癌变。,27,抑癌基因作用的一般机制,抑癌基因的抗癌作用可能是控制细胞分化或生长，其机制如下：去磷酸化：抑癌基因的蛋白在细胞的静止期与G1期都是去磷酸化的，而在S和G2期是磷酸化，一般认为去磷酸化形式是能抑制细胞增殖的。,28,抑癌基因作用的一般机制,与病毒蛋白质结合：抑癌基因通过其编码的蛋白与癌蛋白形成复合物，使癌蛋白失去致癌活性而发挥抗癌作用。参与细胞问粘着