DNA修复缺陷型后果TheconsequenceofDNArepair

1、DNA修复缺陷型后果TheconsequenceofDNArepairnBasal cell carcinoma 基底细胞癌nSquamous cell carcinoma 鳞状细胞癌nMalignant melanoma 恶性黑色素瘤nColon cancer 结肠癌nMismatch repair 错配修复nTumor 肿瘤nRadon 氡nRadioactive isotope 放射性同位素nDisintegration of uranium 铀裂变 人们普遍关心癌症是否遗传人们普遍关心癌症是否遗传,通常会问：通常会问：“如果我如果我父亲是因肺癌去世的，我会得肺癌吗？父亲是因肺癌去世的，

2、我会得肺癌吗？”可以回可以回答说除非你长期严重吸烟，否则这种可能性很小。答说除非你长期严重吸烟，否则这种可能性很小。 癌症的发病是许多外因以及内因共同造成的。内癌症的发病是许多外因以及内因共同造成的。内因主要指遗传、精神及免疫三种因素。与内因相因主要指遗传、精神及免疫三种因素。与内因相比，外因是主要的，如吸烟比不吸烟男性肺癌死比，外因是主要的，如吸烟比不吸烟男性肺癌死亡率高亡率高10倍（吸烟是外因）。然而吸烟者也不是倍（吸烟是外因）。然而吸烟者也不是人人患肺癌，人与人是不一样的，说明内因也起人人患肺癌，人与人是不一样的，说明内因也起作用。作用。（1）遗传性肿瘤，在肿瘤中只占很少数（约）遗传性肿

3、瘤，在肿瘤中只占很少数（约13），如视网膜细胞瘤。），如视网膜细胞瘤。（2）癌前病变的遗传，如家族性结肠息肉病，）癌前病变的遗传，如家族性结肠息肉病，如父母一方有此病，子女有如父母一方有此病，子女有50机会得病，此机会得病，此病极易发生癌变病极易发生癌变结肠癌。应注意预防。结肠癌。应注意预防。（3）癌症易感性的遗传，如着色性干皮病，患）癌症易感性的遗传，如着色性干皮病，患者缺乏某种者缺乏某种DNA切除修复酶切除修复酶 ，在日光照射下，在日光照射下，容易发生皮肤癌。容易发生皮肤癌。xerodermapigmentosum着色性干皮病(XP)是一种常染色体隐性遗传病。患者皮肤对日光过度敏感，暴露部

4、位的皮肤易发生色素沉着、萎缩、角化过度和癌变等。其病因是患者DNA切除修复酶系统的功能缺陷或降低。 50以上的XP患者与De Sacchione综合症相关，此综合症包括：性发育不良，生长迟缓，伴智力障碍的神经异常，小头和感觉神经性耳聋，神经异常与尸体解剖中发现的中枢和外周神经系统过早神经原死亡有关。主要特征是皮肤光敏和早发性肉瘤，初期表现为皮肤病症状，如光敏、雀斑、角化、毛细血管扩张、皮肤癌(黑素瘤、鳞状基底细胞瘤)。神经系统症状包括精神发育迟滞、痴呆、周围神经病、共济失调、舞蹈手足徐动症、癫痫发作、痉挛性四肢瘫、耳聋、头及身材矮小和性腺发育不足等。皮肤损伤于婴儿期出现，神经系统症状在30岁以

5、前逐步发展，患者在1120岁时可因转移性肿瘤而死亡。病检可见大脑、小脑、脑干神经元变性缺失。病检基因 XP分7个互补组(A-G)，6个已被克隆，即XPA、ERCC-3、XPC、ERCC-2、ERCC-4、ERCC-5。 紫外线主要作用在紫外线主要作用在DNADNA上上, ,因为用波长为因为用波长为260nm260nm紫外线照射细菌时紫外线照射细菌时, ,杀菌率和诱变率都最强杀菌率和诱变率都最强, ,而而这个波长恰好是这个波长恰好是DNADNA的吸收峰的吸收峰. .分析紫外线照射分析紫外线照射后后DNA,DNA,发现有几个变化发现有几个变化, ,其中最明显的变化是其中最明显的变化是, ,同一链上

6、的两个邻接嘧啶核苷酸的共价联结形同一链上的两个邻接嘧啶核苷酸的共价联结形成嘧啶二聚体。胸腺嘧啶二聚体成嘧啶二聚体。胸腺嘧啶二聚体(TT ) (TT ) 此外还此外还有胞嘧啶二聚体有胞嘧啶二聚体 (CC(CC）以及胸腺嘧啶和胞嘧啶）以及胸腺嘧啶和胞嘧啶二聚体（二聚体（CTCT）。）。 这些嘧啶二聚体使双螺旋的两链的键减弱，这些嘧啶二聚体使双螺旋的两链的键减弱，使使DNADNA结构局部变形，严重影响照射后结构局部变形，严重影响照射后DNADNA的的复制和转录。含有嘧啶二聚体的复制和转录。含有嘧啶二聚体的DNADNA的链接，的链接，使它不能作为使它不能作为DNADNA复制的样板，新合成的链在复制的样

7、板，新合成的链在二聚体的对面和两旁留下了缺口。二聚体的对面和两旁留下了缺口。 转录水平上的转录水平上的DNADNA修复需要转录因子修复需要转录因子TFHTFH负责。负责。 人类人类xPBxPB和和xPDxPD编码编码TFHTFH。 XPXP突变为突变为XPBXPB或或XPD XPD 制造出有缺陷的、制造出有缺陷的、不能在通常情况下进行转录或不能在通常情况下进行转录或DNADNA修复的修复的转录因子转录因子TFH TFH 致病致病例例1女，10岁，出生后4个月全身皮肤干燥，89个月时面部出现棕褐色斑点，渐双手、颈部亦出现类似皮疹且部分呈片状，日晒后皮疹加重，冬轻夏重，两年后皮疹固定不变，数量增加

8、，微高出皮面，3岁时斑片皮疹间发出淡红色点状斑及疣状皮疹并反复出现大小不等之水疱，破溃、糜烂、结痂，脱痂后形成溃疡、瘢痕，反复不愈。患儿出生数月出现进行性紫绀、呼吸困难，尤以哭闹时加重。随年龄增长，活动后症状明显加重。患儿为足月顺产，其父母系姨表兄妹婚配，其弟患类似疾病已5年。体检：发育不良，营养欠佳；巩膜轻度黄染；咽充血，口腔粘膜及舌面散在分布白色萎缩点，扁桃体度肿大；甲状腺居中、不大；前胸隆起，扪之有震颤，心界向左下扩大，胸骨左缘2、3肋间，3、4肋间可闻及级收缩期杂音；肝于剑下6cm，右肋下3cm可扪及，质韧，轻压痛；脊柱、四肢无异常。皮肤科情况：全身皮肤干燥，面、颈、双手弥漫性分布棕褐

9、色、大小不一的雀斑，部分融合成片，斑片间可见毛细血管扩张及散在的小血管瘤及疣状角化皮疹，间以白色萎缩点、散在分布豆粒大小的水疱、糜烂、渗出、结痂、挛缩性瘢痕、双眼睑可见畸形性瘢痕所致睑外翻，躯干、四肢均可见广泛分布的棕褐色斑点、斑片及白色萎缩点，毛发、指甲无异常。 诊断：着色性干皮病伴法鲁四联症。 诊断：着色性干皮病并房间隔缺损。 诊断： 鳞状细胞癌。 姐弟分别于1、2年后鳞癌转移而死亡。Darkly pigmented regions of the skin are evident in this boy with xeroderma pigmentosum. The area of ski

10、n below the chin, which is protected from the sun, is relatively devoid of the lesions. 患有患有XP的病人并不仅仅是不能曝晒在太阳下的问题。的病人并不仅仅是不能曝晒在太阳下的问题。DNA的改变导致了细胞的恶性突变（基因组有记忆功能，的改变导致了细胞的恶性突变（基因组有记忆功能，当突变到一定程度就会达到癌变水平）。这样修正当突变到一定程度就会达到癌变水平）。这样修正UV诱诱导损伤失败的一个结果就是会有患上癌症的危险。导损伤失败的一个结果就是会有患上癌症的危险。 美国在一年内大约有美国在一年内大约有60万人患上

11、一到三种皮肤病，大部分万人患上一到三种皮肤病，大部分原因都是过度曝晒原因都是过度曝晒 在太阳的照射之下。在太阳的照射之下。n基底癌细胞、鳞状癌细胞：基底癌细胞、鳞状癌细胞：常见，来自皮肤上皮细胞，不易扩散、易切除。常见，来自皮肤上皮细胞，不易扩散、易切除。黑色素瘤：黑色素瘤：来自表皮色素细胞，来自表皮色素细胞，n在美国过去十年患有黑色素瘤的病人正以每年在美国过去十年患有黑色素瘤的病人正以每年4的速度的速度增加。增加。已有研究证明，一个最大最为重要的发展为黑色素瘤的原因已有研究证明，一个最大最为重要的发展为黑色素瘤的原因是一个孩子或是成人暴露在恶毒的太阳下灼烧。是一个孩子或是成人暴露在恶毒的太阳

12、下灼烧。潜在杀手潜在杀手 北大医院采用DNA检测技术遗传性皮肤病可以产前诊断 欧洲航天局运用太空技术 造福“着色性干皮病”患儿 酵母和人类基因组研究相互促进 法国培养成功易发生癌变的皮肤 近两年来，在杨勇博士主持下，他们对一种常染色体隐性遗传性皮肤病A型着色性干皮病进行了系统研究。病人表现为皮肤对紫外线极为敏感，易出现光损伤和日光引发的皮肤癌变。通过PCRDNA测序、限制性片段长度多态性分析等分子生物学方法，他们在国内首次确定了一个A型着色性干皮病家系中的基因突变位点。在已生育了一个患病孩子的母亲再次怀孕时，课题组根据已发现的基因突变位点对胎儿羊水DNA进行基因诊断，确定胎儿没有患病。孕妇已足

13、月分娩出一个正常的女婴，表明产前诊断获得圆满成功。返回返回 英国和法国的两位着色性干皮病患儿穿了欧洲航天局为他们定做的连体防护服，这种防护服可使他们在户外不被紫外线灼伤。利用太空技术帮助这样的疑难病患儿已经成为欧洲航天局“太空技术转民用计划”的重要内容。 n为了体现太空技术造福人类的宗旨，2002年，航天局将“帮助着色性干皮病患儿”项目列入了他们的“太空技术转民用计划”，并以此展示太空技术民用化的成果。n该计划负责人皮埃尔布里松介绍说：“我们把患儿的家长、医学专家以及欧洲航天局下属的两家民用技术公司召集起来，成立了课题小组。经过不到一年时间的研制，用于防紫外线照射的连体服样品已经生产出来了。”

14、n防护服由保护脸部的头盔和保护身体的连体服组成。其中制造头盔的过程中使用了制造宇航员头盔中的先进技术。新头盔使用聚碳酸酯材料，头盔上配有摄像头。这种新式头盔顺利通过了紫外线照射测试。连体服则使用了太空飞船表面使用的防辐射涂料，以保证紫外线不能穿透连体服。为了让患儿在夏天穿着防护服时不会感到闷热，防护服内还专门嵌入了一种太空冷却系统。 n阿列克斯和一个法国患儿刚刚成为第一批长期试用这种防护服装样品的儿童，两个孩子在第一次穿上这种衣服后就喜欢上了它。预计，经过改进后的连体防护服将于2004年正式投产，并分发给欧洲所有着色性干皮病患儿。返回返回早在1970年Cleaver等就曾报道，着色性干皮病和紫

15、外线敏感的酵母突变体都与缺乏核苷酸切除修复途径(nucleotide excision repair，NER)有关。1985年，第一个NER途径相关基因被测序并证实是酵母的RAD3基因。1987年，Sung首次报道酵母Rad3p能修复真核细胞中DNA解旋酶活力的缺陷。1990年，人们克隆了着色性干皮病相关基因xPD，发现它与酵母NER途径的RAD3基因有极高的同源性。随后发现所有人类NER的基因都能在酵母中找到对应的同源基因。重大突破来源于1993年，发现人类xPBp和xPDp都是转录机制中RNA聚合酶的TFH复合物的基本组分。于是人们猜测xPBp和xPDp在酵母中的同源基因(RAD3和RAD

16、25) 也应该具有相似的功能，依此线索很快获得了满意的结果并证实了当初的猜测。 返回返回法国国家科学研究中心和欧莱雅集团皮肤专家联合发明了一种培植皮肤的新技术，并成功培养出容易发生癌变的人类皮肤。据称，这项成果将有助于皮肤癌的预防和治疗。 这项研究是在法国国家科学研究中心癌症与遗传研究实验室蒂埃里马纳尔多和阿兰萨拉赞两位专家的带领下完成的。研究人员从患有着色性干皮病患者的身体上取下小块皮肤，然后利用他们新发明的皮肤培植技术，成功地在试管中培养出在紫外线照射下容易发生癌变的皮肤。 法国专家说，对紫外线特别敏感并容易发生癌变皮肤的培植成功为科学界从细胞学和分子学角度研究皮肤癌的早期发病机制提供了新的手段，它不但有助于着色性干皮病患者皮肤癌的预防和治疗，而且有助于正常人群的皮肤保护。侏儒视网膜萎缩耳聋综合症侏儒视网膜萎缩耳聋综合症常染色体隐性遗传常染色体隐性遗传 CS CS就是一种遗传性的，对光极度敏感，就是一种遗传性的，对光极度敏感，由于神经元上的脱髓鞘引起的神经功能障碍。由于神经元上的脱髓鞘引起的神经功能障碍。是一种多系统疾病，伴有严重的生长迟缓，是一种多系统疾病，伴有严重的生长迟缓，进行性着色性视网膜病，视盘萎缩、白内障进行性着色性视网膜病，视盘萎缩、白内障