癌基因和抑癌基因ppt课件

第15章癌基因和抑癌基因，本章中1 .癌基因(细胞癌基因、病毒癌基因、原癌基因)和抑癌基因(抑癌基因)的概念2 .癌基因的分类3 .癌基因产物的作用4 .癌基因的活化机制5 .抑癌基因的表达不全的机制第1节正常细胞是恶性肿瘤(tumor ) 从分子生物学上看，这是细胞分子生物学调控机制从量的变化到长期积累的结果。 正常细胞的原癌基因和抑癌基因被认为是用正负信号调节细胞增殖分化。 人癌细胞中原癌基因和抑癌基因的异常变化导致细胞失去控制能力，导致细胞恶性转化，无法控制生长、侵袭和转移。 正常细胞增殖受到严格的调控和制约，肿瘤细胞是恶性增殖细胞。 另一方面，肿瘤细胞恶性增殖特性(一)肿瘤细胞失去生长调节反馈，抑制正常细胞损伤，恢复后细胞停止增殖，但肿瘤细胞不受该反馈机制的抑制。 (2)肿瘤细胞失去了细胞分裂的接触抑制。 正常细胞体外培养，邻接细胞接触生长后，细胞停止增殖，肿瘤细胞充满培养皿后，细胞重叠生长。 (3)肿瘤细胞表现出低于正常细胞的营养要求。 (四)肿瘤细胞生长具有自我分泌作用，分泌自己生长所需的生长因子和调控信号，促进自己的恶性增殖。 二、癌基因的定义癌基因(oncogene，onc )是细胞内调控细胞生长的基因，在异常表达时，这些基因不受体内各种调节因子的影响，可持续表达或过度表达，其产物可使细胞持续增殖。 三、病毒癌基因(virusoncogene，v-oncogene，v-onc )是病毒基因组中存在的癌基因，该基因不编码结构成分，对病毒复制无作用，但能够使细胞持续增殖。 (二)病毒本身具有完整的转录起始成分，病毒进入细胞后，其结构成分的逆转录酶将病毒逆转录到cDNA，cDNA重组插入细胞基因组，病毒基因组可通过细胞内的各种调控蛋白进行转录和表达，病毒癌基因1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1_ _ _ _ gapolenvsrc逆转录插入RNAcDNA宿主细胞基因组利用宿主酶和控制蛋白病毒癌基因表达； (1)病毒癌基因首先是在劳斯肉瘤病毒(Roussarccmavirus RSV )中发现的1，RSV是致癌性RNA逆转录病毒(也称RNA肿瘤病毒)。 2、RNA肿瘤病毒基因组的基本结构除包括3个基因区外，第四基因Src病毒癌基因不编码结构成分，对病毒复制也无作用，但使细胞增殖。 3 .肿瘤病毒的v-onc虽然不同，但共同的特点是使细胞增殖。 4、对不同肿瘤病毒的深入研究，不仅深入了解病毒的致癌机制，更重要的是发现细胞癌基因，为探索肿瘤发生的根本原因和肿瘤发生机制开辟了新的时代。细胞癌基因(cellularoncogene，c-onc )是正常真核细胞基因组中与v-onc同源序列的基因，其功能调控着细胞的生长。 这就是细胞癌基因。 (1)细胞癌基因在进化过程中保守，许多c-onc在节肢动物(苍蝇情况)中可见，在酵母中也可见。 (二) c-onc是生命活动的基础，与细胞增殖分化密切相关，其表达与个体发育有关，受严格程序控制，但无致癌性。 (三) c-onc又称原癌基因(proto-oncgene )，1 .原癌基因是不发挥致癌作用的c-onc，正常情况下是与细胞增殖相关的基因。2.v-onc源于原癌基因，目前已知的v-onc在哺乳动物中也能找到相应的c-onc，具有类似的核苷酸序列，具有编码结构和功能类似的产物。 否则，现在已经发现没有与一些c-onc对应的v-onc。 另一方面，细胞具有c-onc，但没有与之相关的癌基因成分。 目前认为v-onc来源于c-onc，病毒基因组和细胞基因组被重建。 第二节癌基因的分类目前无法统一分类癌基因，一般有以下3种分类方法：一、根据结构特征，(6)类(1) src癌基因家族(2) ras癌基因家族(3) sis癌基因家族(4) myc癌基因家族(5) MYB癌基因2、按产物功能分为(8)类(1)生长因子类(2)酪氨酸蛋白激酶(3)膜相关g蛋白(4)受体，无蛋白激酶活性(5)细胞质丝氨酸蛋白激酶(6)细胞质控制因子(7)核逆式控制因子(8)其他：db1、b 1 根据细胞增殖调控蛋白的特性分为(4)类(1)生长因子(2)受体类(3)细胞内信号转换器(4)核因子，第三节癌基因产物作用、癌基因产物作用的一般特征(1)目前发现c-onc均为单拷贝基因，结构基因(3) 多数猴肉瘤病毒(simiansarccmavirus，SSV)v-sis，癌基因产物本身为生长因子的人的c-sis位于22号染色体，编码产物P28sis的氨基酸顺序与PDGF (血小板生长因子)的b链相似的P28sisBB二聚体， 刺激生长活性(与成纤维细胞PDGF受体结合激活，刺激DNA合成) (PDGF为杂二聚体，也有A-A/B-B同源二聚体)单抗可封闭PDGF，p 28 sisdna合成刺激生长活性的癌基因编码产物(结构)与生长因子不同，但发挥相同的刺激作用， 是持续的刺激，三是癌基因产物作用于细胞信号转导系统，加强信号转导作用的生物信号是如何从细胞外传递到细胞内的？ 生物信息的跨膜传递机制如何？ 这是细胞生物学研究的热点和前沿课题。 细胞外信号对膜表面受体细胞内信使物质的生成起作用，意味着细胞外信号跨膜传递的完成。 细胞内信使是cAMP (腺苷环磷酸) IP3(前列腺素) PG (鸟苷环磷酸) cGMP (鸟苷环磷酸) DG (二酰基甘油) Ca2(钙离子) CAM (钙调素) 人如何诱发细胞内一系列复杂反应的主要机制是蛋白激酶激活引起基质蛋白一系列磷酸化的生物信号反应过程，其中包括： (1)质膜上cAMP信息传递系统(2) 质膜上肌醇脂系统均由受体鸟苷酸调节蛋白(GTP-regoryprotein，g蛋白)和效应酶(腺苷酸环化酶磷脂酶等)组成，有类似的信号转导过程：受体激活后与GTP不同的g蛋白结合激活和抑制效应(3)受体操作的离子通道系统(4)受体酪氨酸酶的转染(5)受体内部化的信息传导途径与本章密切相关的是(2)肌醇脂质系统(4) Tyr激酶自身的转染，1， 受体酪氨酸激酶(TyrosineproteinkinaseTyr-pk )是蛋白激酶的一种，能够将磷酸基从ATP转染到蛋白质或多肽基质Tyr残基而命名的酶的一般性质是： (一)只能特异性地磷酸化Tyr残基反应中需要Mn2的存在和ATP的混入的(3)作为癌基因产物的蛋白激酶，除了可以使其催化区的同源Tyr残基磷酸化，即自磷酸化的(4)生长因子以外，没有发现Tyr-pk活性受到任何因子的直接影响，c-AMP/cGMP中也没有发现在分布上，Tyr-pk不能作为一种独立物质分泌到细胞外，伴随生长因子受体、癌基因产物，或以可溶于细胞核或细胞浆的形式出现，质膜与Tyr-pk有密切的关系。 Tyr残基磷酸化可能与淋巴因子刺激、发育分化及致癌病毒诱导的肿瘤过程有关。 (所有动物均含少量Tyr残基，量均衡，说明体内有Tyr-pk，并存在水解磷酸酪氨酸酶) EGF和受体与TPK(Tyr-pk )活性(EGF-R)erb-B2癌基因EGF-R膜内分布82%相同(互补) 中膜外部分缺失(图14-1 P302 )的产物TPK使Tyr磷酸化信号转导膜开关erbb 2和v-erb-B的同源性非常高，在(唾液、胃)腺癌中乳腺癌的该onc检测率高，表示erbb 2会引起上述细胞的恶变。 2、非受体酪氨酸蛋白激酶研究较早的是src，其产物与P60-src和P60csrc相比，P60v-src分布较广的作用基质磷酸化了许多蛋白质。 代谢加快，例如糖解产物； tyr磷酸化水平其本身具有肌醇磷脂激酶作用，磷酸化PI，增加DG和IP3的前体和PIP2体外实验用E26-myb (白血病毒) Ok10V-myc (白血病毒)鸡骨髓细胞； 但是在感染具有Src基因的逆转录病毒后，不依赖于cMGF(myelomonayticgrowthfactor，骨髓单核细胞生长因子)可以继续增殖。 肌醇脂(inositollipids )是肌酸酐脂(inositolhospiids )和肌酸酐脂(inasphates )的总称。 肌醇磷脂存在于细胞浆中，肌醇磷酸酯是生物磷脂的成分，共同特点是含肌醇(myoincsitol )。 哺乳动物膜有磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol，PI)磷脂酰肌醇-4-磷酸(PI(4)P或PIP)磷脂酰肌醇4，5 -二磷酸(PIP2)，IP3是指肌醇1，4，5 -三磷酸转化、cMGF、3、GTP和GDP结合蛋白g蛋白(全称GTP结合蛋白或GTP结合调节蛋白)广泛存在于不同组织的细胞膜中，在受体与效应酶之间发挥主要调节作用，是g蛋白结合受体与效应酶(或离子通道)之间的中介物质酶。 Ras蛋白是g蛋白家族的新成员P21ras具有GTP酶活性，水解GTPGDP、EGF-R可刺激P21ras的GTP结合活性。 异常情况下，p21ras(ras点突变激活等)持续激活GTP能力和GTP能力水解磷脂酶c，持续上升PIP2IP3 DG，导致细胞激活。 (P21ras水解GTPGDP，其自身失活，对磷脂酶的作用也解除)，四、核反式调控因子基因表达调控反式调控因子(trans-actingfactor )为蛋白质，为基因产物，大量配顺控元素(cis-actingelement )是核酸，是DNA，是结构、调控基因表达的序列、启动子和增强子等序列。 核酸。 基因表达调控在化学上是通过核酸蛋白质的相互作用而实现的。癌基因产物是核反式调控因子，基因本质上是调控因子，癌基因编码反式作用因子的细胞转化机制尚不清楚，最近发现： 47KDC-myc和异聚物促进细胞DNA合成的max蛋白对c-myc持续高表达，细胞增殖、分化、5 癌基因产物协同作用实验表明，ras和myc可以同时转染细胞，使细胞长期增殖，但不能转化为癌细胞，也不能用裸鼠形成肿瘤。 但是，用ras myc同时转染细胞的话，细胞会转化为癌细胞。 说明：癌症需要至少两种以上的onc协同作用，两种onc在两条通道中起作用，细胞增殖调控是多因素的，是多阶段影响的结果。 由于影响增殖分化的onc多达数十种，许多人认为癌症的发生是多阶段的。 第四节癌基因的活化癌基因不表达表达不受控致癌性不受抑制致癌性被称为癌基因活化(恶性活化)的机制如下：一、前病毒插入前病毒是来源于宿主染色体的病毒DNA (或来源于RNA病毒该DNA与宿主DNA一起复制到亚细胞中。 1、转录激活可在1987年Hayward和Astrin等发现蛋白血病毒(aviancellkemiavirusALV )感染细胞后激活细胞c-myc原癌基因，诱发鸡b细胞淋巴瘤。 5alv 11 c-my c 3alv本身没有转化基因v-onc，但病毒的两端的LTR (长端重复序列，即相反的重复顺序，例如actgatgtga/tgactagtca的升级) LTR增强子增强启动子的作用。 另外，具有促进c-myc自身启动子作用的v-onc的病毒被插入基因组后，也可以属于这一类。 2、翻译激活实验证明，翻译效率与最初口令前5-未编码地区的AUG有关，该AUG称为5-aug，删除5-aug可提高翻译效率。 例如，1988MarthJD发现的病毒激活LCK原癌基因就是这个例子。 LCR码TPK，P56lck。 ) LAStRA淋巴瘤细胞通过激活lck编码的TPK (酪氨酸酶LCR )发生白血病。 酶活化的原因是前病毒Mo-MLV(moloney小鼠白血病病毒)的插入使宿主基因转位，LCK基因转位的转录本(transcript )从前病毒LTR开始，老虎的LCKmRNA转录提高了7倍，翻译产物提高了50倍以上。 宿主因此失去了177bp，取而代之的是病毒LTR240bp，在正常的LCKmRNA开始密码(AUG )之前有3个5AUG 5lckaugaugaug 3突变，第二个aug变成CUG， 翻译效率增加了34倍的5端138bp核苷酸逆转，3个aug的翻译效率增加了7倍的138bp核苷酸序列丢失，3个aug被除去，翻译效率增加了9-10倍。 正常情况下，含5-aug的基因在哺乳类基因中仅占10%，但在癌基因中表达65%，表明癌基因受到严格控制。 trsanscript (转录本) -每个基因都有一个特定的阅读框架，阅读框架规定其三个碱基组成一组阅读一个密码子。 这由开始命令AUG决定，从最初的文字读取到最后的文字