肿瘤相关基因研究.ppt

肿瘤相关基因的研究,肿瘤发生的相关基因包括：癌基因肿瘤抑制基因肿瘤转移基因和转移抑制基因,一、癌基因与肿瘤,（一）癌基因的发现,癌gene最早发现于病毒体内以Rous肉瘤V的致癌过程为例说明癌基因的发现及其致癌原理,Rous肉瘤V（RNA病毒）,V的RNA,感染宿主细胞,V逆转录酶,V的DNA,整合于宿主细胞的DNA分子中,转录,V的RNA,翻译,V的蛋白质,A：V的外壳蛋白B：V的反转录酶C：肿瘤特异性抗原,转移,宿主细胞膜上,膜的结构和功能改变,癌细胞,A、异常形态，核特大B、厌氧呼吸C、无限增殖D、细胞膜上有肿瘤特异性抗原,（特点）,（二）癌基因的定义及分类,1、癌基因(oncogene)是指正常人体和动物细胞以及致癌病毒体内所固有的能引起细胞恶性转化的核苷酸序列（DNA片段或RNA片段）。,2、癌基因分为：,病毒癌基因(V-onc)：存在于逆转录病毒基因组内的一段核苷酸序列。非间断基因.细胞癌基因(C-onc)：存在于脊椎动物和人类的正常细胞中的与病毒癌基因同源的核苷酸序列。又称为原癌基因。间断基因.,（三）细胞癌gene的分类,生长因子类(growthfactor)包括生长因子及其作用相似的激素、神经递质和药物等。sis信息转导蛋白类(singletransductionprotein)与膜结合的GTP结合蛋白。ras蛋白激酶类(proteinkinase)包括跨膜生长因子受体、与膜结合的酪氨酸蛋白激酶、可溶性酪氨酸蛋白激酶受体、胞浆丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、非蛋白激酶受体。seasrcfymfesablerb核内转录因子类(transcriptionfactor)与基因的调控元件结合直接调节转录活性。tcretsskiint,单拷贝的结构gene。癌基因是正常细胞中的一些基因，个体发育早期与细胞正常功能有关。个体发育后期失活成为原癌基因(protooncogene)。如果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异常即被激活成为有活性的癌基因（活化癌基因）可异常表达，导致细胞无限增殖并出现恶性转化。,（四）细胞癌gene的特点,正常情况下，位于正常细胞DNA基因组内的原癌基因很少表达或不表达而处于失活状态，因此并不致癌，只有当它们被激活转化为癌基因后，便会大量表达转录出带有致癌信息mRNA并合成过量的癌蛋白，它具有与v-onc相同的致癌活性，最终使细胞癌变。癌基因可能的激活方式或途径有多种形式。,（五）细胞癌gene的致癌原理,1、病毒诱导与启动子插入,逆转录病毒（RNA病毒）基因组中的长末端重复序列（LTR）插入到原癌基因附近或内部，使癌基因激活（启动下游基因的转录），导致细胞癌变。LTR含强启动子和增强子。,2、点突变,c-onc发生点突变而被激活，导致蛋白质结构改变而产生异常的基因产物或基因失去正常调控而过度表达。,膀胱癌癌基因位于11P13，包括4个外显子和3个内含子。,c-onc的数量增加使表达增加，产生过量的蛋白质，导致肿瘤发生。,3、癌基因扩增,癌基因扩增的细胞遗传学表现双微体（DMs）:一对独立存在的小染色体。均染区（HSRs）：一段环状约1Mb长的DNA片段。,4、基因易位启动子插入或融合基因形成,染色体断裂产生的结构重排（易位）使原无活性的癌基因移至某些强大启动子或增强子附近而被激活或者由于易位使癌基因与其他基因形成所谓的融合基因而被激活。,标记染色体：14q染色体染色体易位：75:t(8;14)(q24;q32)14q32:IgH16:t(8;22)(q24;q11)22q11:IgL9:t(8;2)(q24;q12)2q12:IgK,Burkitt淋巴瘤(BL)：8号染色体上的c-myc移至14号染色体重链基因附近而被激活.,标记染色体：Ph染色体染色体易位：t(9;22)(q34;q11)融合基因及其产物：bcr-abl，8.5kbmRNA,210kDapr,慢性粒细胞白血病(CML)：9号染色体上abl基因与22号染色体上bcr基因融合形成bcr-abl融合基因而被激活。,9号断裂点:第1外显子,融合基因,CGL融合蛋白P210,ALL融合蛋白P190,22号两断裂点：第1、2外显子（ALL），第10、11外显子（CGL）,二、肿瘤抑制基因与肿瘤,（一）肿瘤抑制基因的定义及分类,1、肿瘤抑制基因(tumorsuppressorgene)或抑癌基因，是人类正常细胞中存在的能够抑制肿瘤发生的一类基因。也称抗癌基因(anti-oncogene)、隐性癌基因(recessiveoncogene)。,2、肿瘤抑制基因的种类,多种：Rb、P53、WT、NFl、DCC、APC、MCC等。已定位于人染色体的不同区带。编码的蛋白及功能各不相同，大多涉及细胞周期调节。,RB基因与视网膜母细胞瘤（retinablastoma）,定位于13q14.1,跨度约200kp，含27个外显子。编码一个含928个氨基酸的核内磷蛋白pRB(p110）。与视网膜母细胞瘤有关。,P53基因与肿瘤,p53定位于17p13.1，有11个外显子，10个内含子。编码一个53KD，含93个氨基酸的核内蛋白（P53）。涉及多种肿瘤发生。,其他抑癌基因,PTEN基因p21基因p16基因BRCA1基因、BRCA2基因NF1基因WT1基因DCC基因,（二）肿瘤抑制基因的特点,抑癌基因是以一对等位gene的形式存在（Rb/rb）。抑癌gene的作用方式杂合性丢失（LOH）。抑癌gene一般处于杂合子的状态。当抑癌gene的杂合子（如Rb/rb）再发生一次突变成为隐性纯合子（rb/rb）时（即两个等位gene都发生突变或缺失而丧失功能），细胞内正常的抑制作用消失，最终导致细胞的恶性转化，此即抑癌gene的杂合性丢失是细胞癌变的关键。,（三）肿瘤抑制基因的细胞周期调节作用,1、细胞周期的分期（见图）,G1,S,G2,M,G0,2、细胞周期的调节特点,细胞周期的两个节点（checkpoint）G1S和G2M相转换处。,细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependentkinase,CDK）有七个成员，分别命名为CDK1-7。,CDK抑制蛋白（CDKinhibitor,CKI）负向调节CKI与CDK结合来抑制细胞周期。使细胞增殖和分化有序进行。,细胞周期蛋白（cyclin)：特定时相出现的短暂基因表达产物。分别命名为cyclinA、B、C、D、E、F、G、H。,细胞周期的调节蛋白,CDK与cyclin结合，促进细胞周期的进展；CDK与CKI结合，抑制细胞周期的进展。（2019年诺贝尔医学奖由CDK的发明人分享）,3、抑癌基因作用点（见图）,G0,抑癌基因作用点示意图,CDK,cyclin,Rb蛋白-E2F-1复合物,R蛋白-p+,E2F-1,CKI：p53p21p27p15p16,促分裂原,CDK-cyclin复合物,“发动机”,G1期,S期,抑制CDK与cyclin复合物形成,（四）肿瘤抑制基因的检测,1、检测依据杂合性丢失（LOH）抑癌基因是野生型基因，由于二次突变引起纯合化或半合化才导致肿瘤发生.,2、检测方法RFLP法正常组织（杂合）肿瘤组织（纯合）对上述两种组织提取的DNA作酶切和电泳，若抑癌基因突变，可能会因为瘤细胞少了或增加一个酶切点而减少或增多一条电泳带，即说明出现了杂合性丢失。,视网膜母细胞瘤:正常体细胞Rb/rb；瘤细胞rb/rb或rb/-。DNA序列分析:对患者瘤细胞和非瘤细胞的基因组DNA作比较分析，可找出杂合性丢失的区段。,四、肿瘤转移基因与肿瘤转移抑制基因,（一）肿瘤转移基因（tumormetastaticgene),指基因的表达和改变能促使和导致肿瘤发生转移的基因。肿瘤的转移是多种肿瘤转移基因异常表达的结果。过量表达是维持肿瘤转移的必要条件。Mts-1基因、Tiam-1基因。,（二）肿瘤转移抑制基因(tumormetastasissuppressorgene),抑制肿瘤转移形成的基因。,类型通过增强或提高肿瘤细胞在宿主体内的免疫原性来抑制肿瘤在体内的转移。如：MHC-1基因、H-2K基因、WDNM基因。通过表达蛋白质抑制参与转移的基因的产物，达到抑制肿瘤转移的效果。如：TIMP基因、nm23基因、CD44基因、DCC基因、KAI-1基因。,与抑癌基因的区别。抑癌基因：抑制恶性表型肿瘤转移抑制基因：抑制转移表型,五、肿瘤基因组解剖计划(CancerGenomeAnatomyProject,CGAP),美国NIH（国立卫生研究院）提出的肿瘤研究的宏伟计划。采用创造性的技术，确定与肿瘤相关的所有基因及其改变，全面理解肿瘤的分子生物学机制。CGAP网址将为全社会提供技术、信息、资源和研究方法。,CGAP基因检索工具cDNA表达图谱：/ncbigap/cgapxpsetup.cgicDNA文库搜索：/ncbigap/cgaplb.cgi?libtype5CGAPCGAPSNP索引：:82/perl/snpbr,基因表达：/ncbigap/cgapgf.cgi已证实或预测的SNPs遗传定位（图谱）:/html-snp/imagemaps.htmlSAGE图谱：.SAGE,文库、基因、序列概要表：/ncicgap/cgapba.cgi肿瘤抑制基因和癌基因目录：/ncicgap/cgaptso.cgi,肿瘤基因索引确定在正常细胞、肿瘤细胞和疾病发展各中间阶段中表达的基因。在寻找新基因及其功能阐明的基础上，从各种cDNA文库中获取信息，经常进行分类和更新，所得数据保存在UniGene和GeneBank中。,遗传破译启动计划建立和应用各种技术去识别和鉴定在肿瘤中起重要作用的基因的遗传变异。方法：1、连锁分析。2、重新测序(Resequencing)。3、EST数据库多态性分析。,肿瘤基因组解剖计划展望EST方法已经成