生物化学与分子生物学- 癌基因、肿瘤抑制基因与生长因子-xie

1、癌基因、抑癌基因与生长因子Oncogenes, Tumor Suppressor Genes and Growth FactorsJianjun Xie MD, PhDg_889004132014-12-19据估计，大约有三分之一的人在生命的某一阶段要遭遇据估计，大约有三分之一的人在生命的某一阶段要遭遇癌症。癌症。 迄今发现的癌症有迄今发现的癌症有200多种，我国最为常见和危害性最多种，我国最为常见和危害性最严重的肿瘤为严重的肿瘤为肺癌、食管癌、胃癌、大肠癌、肝癌、乳腺肺癌、食管癌、胃癌、大肠癌、肝癌、乳腺癌、鼻咽癌、宫颈癌和淋巴瘤、白血病癌、鼻咽癌、宫颈癌和淋巴瘤、白血病。 根据卫生部肿瘤防

2、治办公室提供的根据卫生部肿瘤防治办公室提供的2006年我国肿瘤发年我国肿瘤发病率和十大恶性肿瘤发病率排序显示，病率和十大恶性肿瘤发病率排序显示，肺癌、乳腺癌分别肺癌、乳腺癌分别位居男、女性恶性肿瘤发病首位，男女恶性肿瘤死亡率最位居男、女性恶性肿瘤发病首位，男女恶性肿瘤死亡率最高的均为肺癌高的均为肺癌。引引 言言n肿瘤（肿瘤（tumortumor）是指细胞在是指细胞在致癌因素致癌因素作用下，作用下，基因发生基因发生了改变，失去对其生长的正常调控了改变，失去对其生长的正常调控，导致单克隆性异常，导致单克隆性异常增生而形成的新生物。这种新生物常形成局部肿块，因增生而形成的新生物。这种新生物常形成局部

3、肿块，因而得名。而得名。n根据肿瘤的生物学特性及其对机体的危害性的不同，肿根据肿瘤的生物学特性及其对机体的危害性的不同，肿瘤可分为瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤良性肿瘤和恶性肿瘤两大类。两大类。n良性肿瘤良性肿瘤生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，对人体健康危害不大。对人体健康危害不大。n恶性肿瘤恶性肿瘤生长迅速，可转移到身体其他部位，还会产生有生长迅速，可转移到身体其他部位，还会产生有害物质，破坏正常器官结构，使机体功能失调，威胁生命。害物质，破坏正常器官结构，使机体功能失调，威胁生命。癌基因、抑癌基因与生长因子的关系癌基因、抑癌基因与生长因子的关

4、系癌基因癌基因抑癌基因抑癌基因生长因子生长因子正调控正调控负调控负调控产物产物一、概念一、概念癌基因：癌基因：细胞内细胞内控制细胞生长和分化控制细胞生长和分化的基因的基因，它的，它的结构异常或表达异常结构异常或表达异常，可，可以引起细胞癌变。以引起细胞癌变。第一节 癌基因 (Oncogene)二、癌基因理论的确立二、癌基因理论的确立 Peyton Rous and Rous sarcoma virus1966年诺贝尔奖授奖仪式上年诺贝尔奖授奖仪式上 生理学或医学奖评定委生理学或医学奖评定委员会委员员会委员 G.克莱因教授致词克莱因教授致词 n那是那是1910年。那时刚刚了解，每个个体细胞都通过

5、分裂而来自其年。那时刚刚了解，每个个体细胞都通过分裂而来自其他细胞；癌细胞的分裂方式与正常细胞完全一样，不同之处仅在于他细胞；癌细胞的分裂方式与正常细胞完全一样，不同之处仅在于它们往往肆无忌惮地侵入正常的组织屏障。它们往往肆无忌惮地侵入正常的组织屏障。n那时也刚刚认清，某些传染病是由一些小得在光学显微镜下看不见、那时也刚刚认清，某些传染病是由一些小得在光学显微镜下看不见、并能通过细菌通不过的超滤器的生物所引起。这些生物称为并能通过细菌通不过的超滤器的生物所引起。这些生物称为滤过性滤过性“毒物毒物”或病毒或病毒。n就在那时和那时前后，现代生物学尚未建立，人们还不能设想看不就在那时和那时前后，现代

6、生物学尚未建立，人们还不能设想看不见的病毒与癌细胞的自行其是的生长之间会有什么关系。见的病毒与癌细胞的自行其是的生长之间会有什么关系。n大约就在这个时候，洛克菲勒研究所大约就在这个时候，洛克菲勒研究所30岁的研究人员岁的研究人员劳斯劳斯进行了进行了一些实验，这些实验乍看起来有点生拉硬扯。他把一只母鸡身上的一些实验，这些实验乍看起来有点生拉硬扯。他把一只母鸡身上的恶性结缔组织恶性结缔组织(肉瘤肉瘤)制成无细胞滤液，并把它接种入健康的鸡体内。制成无细胞滤液，并把它接种入健康的鸡体内。n结果是令人惊讶的，接受滤液的个体也患上了与上述母鸡完全一样结果是令人惊讶的，接受滤液的个体也患上了与上述母鸡完全一

7、样的肿瘤。的肿瘤。（说明：？）（说明：？）n1932年，年，Shope发现，野生棉尾兔的皮肤肿瘤也可借助无细胞发现，野生棉尾兔的皮肤肿瘤也可借助无细胞滤液传播。滤液传播。n把这些实验联系在一起，劳斯第一个想到正常细胞之变成癌细胞把这些实验联系在一起，劳斯第一个想到正常细胞之变成癌细胞不一定是个突然的过程；那些原来作为整体一部分的细胞可能通不一定是个突然的过程；那些原来作为整体一部分的细胞可能通过若干步骤，逐渐变成独立的自行其是的癌细胞。过若干步骤，逐渐变成独立的自行其是的癌细胞。n劳斯把这个过程称为劳斯把这个过程称为“肿瘤进展肿瘤进展”，在这个过程开始时，潜在的，在这个过程开始时，潜在的癌细胞

8、处于癌细胞处于“休眠休眠”状态。被化学因子、病毒或激素刺激唤醒之状态。被化学因子、病毒或激素刺激唤醒之后，他们就采取一种更加无法无天的生活方式。后，他们就采取一种更加无法无天的生活方式。n劳斯关于肿瘤进展的发现很快在许多实验系统内得到证实。劳斯关于肿瘤进展的发现很快在许多实验系统内得到证实。n另一方面，他的病毒理论则备受怀疑。一般认为，病毒病都具有另一方面，他的病毒理论则备受怀疑。一般认为，病毒病都具有传染性，而癌症不能传染；这种说法如此根深蒂固，所以人们往传染性，而癌症不能传染；这种说法如此根深蒂固，所以人们往往把各种病毒原性肿瘤解释为不可思议的例外。往把各种病毒原性肿瘤解释为不可思议的例外

9、。 n到到1950年，情况有了迅速改变。由于微生物遗传学的发展，发现年，情况有了迅速改变。由于微生物遗传学的发展，发现某某些病毒能将自己的部分遗传物质注入细胞内些病毒能将自己的部分遗传物质注入细胞内而不杀死细胞或抑制其而不杀死细胞或抑制其增殖。这样引入的病毒物质可以增殖。这样引入的病毒物质可以整合到受体细胞的基因整合到受体细胞的基因中，并且其中，并且其行为就如同新的遗传因素一样，引起某些细胞特性的永久性改变。行为就如同新的遗传因素一样，引起某些细胞特性的永久性改变。n重新估计了病毒概念之后，就有可能了解病毒怎么会将正常细胞循重新估计了病毒概念之后，就有可能了解病毒怎么会将正常细胞循规蹈矩的行为

10、改变为特见于癌细胞的恶性增生。规蹈矩的行为改变为特见于癌细胞的恶性增生。nRous病毒是一种急转化逆转录病毒病毒是一种急转化逆转录病毒(acute transforming retrovirus，RNA病毒病毒 )n追踪研究逆转录病毒致癌的线索，追踪研究逆转录病毒致癌的线索，Bishop等人于等人于1980年提出了癌年提出了癌基因假说。基因假说。n根据这一假说，引起根据这一假说，引起Rous鸡肉瘤等的逆转录病毒的基因组中存在有鸡肉瘤等的逆转录病毒的基因组中存在有致癌基因，即病毒癌基因，致癌基因，即病毒癌基因，v-onc。n该癌基因来源于正常细胞基因组中的部分序列，即逆转录病毒中的该癌基因来源于

11、正常细胞基因组中的部分序列，即逆转录病毒中的致癌基因序列是在进化过程中从宿主细胞基因组中获得的。致癌基因序列是在进化过程中从宿主细胞基因组中获得的。 1966年，87岁的劳斯获得诺贝尔奖 Virus-like particles assembled in vitro with purified Rous sarcoma virus Gag protein反转录病毒颗粒结构 LTR gag pol env src LTR癌基因癌基因酪氨酸酪氨酸 激酶激酶* * 劳氏肉瘤病毒（劳氏肉瘤病毒（RSV, Rous sarcoma virus ） 基因组结构图基因组结构图 LTR (long termi

12、nal repeat) 序列序列是调节区，含有反转录病毒是调节区，含有反转录病毒DNA基因组基因组表达所需要的全部调节元件表达所需要的全部调节元件 ； 在劳氏肉瘤病毒基因组中，在劳氏肉瘤病毒基因组中， src是额外的肿瘤式基因，它能诱发是额外的肿瘤式基因，它能诱发RSV感染的动感染的动物产生肉瘤物产生肉瘤 LTRLTRGAGPOLENVLTRLTRGAGPOLENVONC 反转录病毒癌基因（反转录病毒癌基因（v-onc)v-onc)的起源的起源逆转录逆转录复制复制整合整合转录转录感染感染病毒病毒RNARNA-DNA前病毒前病毒DNA细胞基因组细胞基因组 DNA病毒病毒RNA-癌基因癌基因RNA

13、病病毒颗粒毒颗粒宿主细胞宿主细胞再感染再感染宿主细胞宿主细胞携带癌基因携带癌基因的病毒颗粒的病毒颗粒RNARNA病毒与宿主细胞基病毒与宿主细胞基因组整合过程示意图因组整合过程示意图癌变癌变n根据根据来源来源分为分为病毒癌基因与细胞癌基因病毒癌基因与细胞癌基因两类。两类。n病毒癌基因病毒癌基因（virus oncogene, v-onc）：是一类）：是一类存在于肿瘤病毒中、能使靶细胞发生恶性转化的基存在于肿瘤病毒中、能使靶细胞发生恶性转化的基因。因。n病毒癌基因不编码病毒的结构成分，对病毒复病毒癌基因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。制也没有作用，但可以使细胞持续

14、增殖。n细胞癌基因细胞癌基因(cellular-oncogene, c-onc)：存在：存在于正常细胞基因组中的癌基因，又称于正常细胞基因组中的癌基因，又称原癌基因原癌基因（proto-oncogene, pro-onc）。）。二、分二、分 类类 （一）原癌基因（细胞癌基因）（一）原癌基因（细胞癌基因）n 特点特点 广泛存在于生物界广泛存在于生物界 基因序列高度保守基因序列高度保守 表达产物对细胞正常生长、繁殖、发育和分化起着精确的调表达产物对细胞正常生长、繁殖、发育和分化起着精确的调控作用控作用 基因结构发生异常或表达失控，导致细胞生长增殖和分化异基因结构发生异常或表达失控，导致细胞生长增殖

15、和分化异常常 v-onc与与c-onc 的不同的不同:v-onc不含内含子v-onc与c-onc的核苷酸序列不完全相同v-onc丢失了原癌基因两端的某些调控序列，而在病毒高效启动子作用下有较高的转录活性断裂基因断裂基因完整的没有断完整的没有断裂的可读框裂的可读框n功能上相关的癌基因家族分类功能上相关的癌基因家族分类1. src家族：家族：产物多具有酪氨酸蛋白激酶活性，产物多具有酪氨酸蛋白激酶活性，能促进增殖信号的转导。能促进增殖信号的转导。 2. ras家族：家族：编码小编码小G 蛋白蛋白p21，参与，参与cAMP水平水平的调节。的调节。 3. myc家族家族：编码核内编码核内DNA结合蛋白，

16、调节其结合蛋白，调节其他基因转录的作用。他基因转录的作用。4. sis家族：家族：编码的编码的p28，能刺激间叶组织的细胞，能刺激间叶组织的细胞分裂繁殖。分裂繁殖。5. myb家族：家族：核内转录因子核内转录因子类别类别癌基因名称癌基因名称作用作用生长因子类生长因子类SISSISPDGF-2PDGF-2INT-2INT-2FGFFGF同类物，促进细胞增殖同类物，促进细胞增殖蛋白酪氨酸激酶类生长因蛋白酪氨酸激酶类生长因子受体子受体EGFREGFREGFEGF受体，促进细胞增殖受体，促进细胞增殖HER-2HER-2EGFEGF受体类似物，促进细胞增殖受体类似物，促进细胞增殖FMSFMS、KITKI

17、TM-CSFM-CSF受体、受体、SCFSCF受体，促增殖受体，促增殖膜结合的蛋白酪氨酸激酶膜结合的蛋白酪氨酸激酶SRCSRC、ABLABL与受体结合转导信号与受体结合转导信号细胞内蛋白酪氨酸激酶细胞内蛋白酪氨酸激酶TRKTRK在细胞内转导信号在细胞内转导信号细胞内蛋白丝细胞内蛋白丝/ /苏氨酸激苏氨酸激酶酶RAFRAFMAPKMAPK通路中的重要分子通路中的重要分子与膜结合的与膜结合的GTPGTP结合蛋白结合蛋白RASRASMAPKMAPK通路中的重要分子通路中的重要分子核内转录因子核内转录因子MYCMYC促进增殖相关基因表达促进增殖相关基因表达FOSFOS、JUNJUN促进增殖相关基因表达

18、促进增殖相关基因表达人体内细胞癌基因的分类及功能举例人体内细胞癌基因的分类及功能举例 癌基因最早发现于逆转录病毒中。癌基因最早发现于逆转录病毒中。1911年，年，F. Rous医生首次提出病毒引起肿瘤，但直到上医生首次提出病毒引起肿瘤，但直到上一世纪一世纪50年代才得到实验证实，命名为罗氏肉年代才得到实验证实，命名为罗氏肉瘤病毒（瘤病毒（Rous Sarcoma Virus，RSV）。）。（二）病毒癌基因（二）病毒癌基因 调节和调节和启动转录启动转录 LTR gag pol env src LTR 长末端长末端重复序列重复序列癌基因癌基因正常的病毒基因正常的病毒基因产生病毒产生病毒核心蛋白核心

19、蛋白产生逆转录产生逆转录酶和整合酶酶和整合酶 产生病毒产生病毒 外膜蛋白外膜蛋白产生酪氨酸产生酪氨酸 激酶激酶n病毒基因组结构病毒基因组结构病毒癌基因病毒癌基因v-src来源于宿主细胞的来源于宿主细胞的C-SRC基因基因 Oncogene - Epstein-Barr virus（一）获得启动子与增强子（一）获得启动子与增强子二、癌基因活化的机制二、癌基因活化的机制逆转录病毒感染细胞后，病毒基因组所携带的长逆转录病毒感染细胞后，病毒基因组所携带的长末端重复序列（末端重复序列（LTR内含较强的启动子和增强子）插内含较强的启动子和增强子）插入到细胞原癌基因附近或内部入到细胞原癌基因附近或内部, ,

20、 启动下游邻近基因的转启动下游邻近基因的转录和影响附近结构基因的转录水平，使原癌基因过度录和影响附近结构基因的转录水平，使原癌基因过度表达或由不表达变为表达，从而导致细胞发生癌变。表达或由不表达变为表达，从而导致细胞发生癌变。 鸡（禽）白细胞病毒鸡（禽）白细胞病毒（avian leucosis virus，ALV）逆转录病毒逆转录病毒正常宿主细胞正常宿主细胞病毒病毒DNA的的LTR被整合到被整合到宿主细胞宿主细胞c-myc癌基因附近癌基因附近成为其启动子和增强子成为其启动子和增强子c-myc癌基因表达为正常的癌基因表达为正常的30-100倍倍exon-1exon-2 exon-3c-myc 基

21、因基因exon-1exon-2 exon-3LTRexon-1exon-2 exon-3LTRALVALVLTRexon-1exon-2 exon-3ALVLTR缺乏癌基因的逆转录病毒致癌模式缺乏癌基因的逆转录病毒致癌模式 （二）染色体易位（二）染色体易位在染色体易位的过程中发生了某些基因的易位和重排，在染色体易位的过程中发生了某些基因的易位和重排，使原来无活性的原癌基因移至强的启动子或增强子附近而被使原来无活性的原癌基因移至强的启动子或增强子附近而被活化，原癌基因表达增强，导致肿瘤的发生。活化，原癌基因表达增强，导致肿瘤的发生。费城染色体：费城染色体：p 1960 1960年，在美国费城，年

22、，在美国费城，NowellNowell和和HungerfordHungerford发现慢性粒发现慢性粒细胞白血病的患者中，有一个很小的近端着丝粒染色体，细胞白血病的患者中，有一个很小的近端着丝粒染色体，称为费城染色体（称为费城染色体（Philadelphia chromosome, PhPhiladelphia chromosome, Ph）。）。p Ph Ph染色体现已被公认为是慢性粒细胞性白血病的特异染色体现已被公认为是慢性粒细胞性白血病的特异标记染色体。标记染色体。c-ablc-abl原癌基因的易位激活原癌基因的易位激活c-ablc-bcr c-abl原癌基因，经重排后插入到原癌基因，经

23、重排后插入到bcr基因的启动基因的启动子后，使其转录活性增加，从而引起慢性粒细胞子后，使其转录活性增加，从而引起慢性粒细胞性白血病。性白血病。（三）基因扩增（三）基因扩增原癌基因可通过基因扩增（原癌基因可通过基因扩增（gene amplificationgene amplification）使基因拷贝数可）使基因拷贝数可升高几十甚至上千倍不等，发生扩增的机制目前尚不清楚。基因扩增升高几十甚至上千倍不等，发生扩增的机制目前尚不清楚。基因扩增可致编码产物过量表达，细胞发生转化。可致编码产物过量表达，细胞发生转化。蛋白质结构未变化，但总量大大提高蛋白质结构未变化，但总量大大提高基因扩增基因扩增 原癌

24、基因原癌基因c-myc基因基因nc-myc基因基因是禽类白血病增生病毒（是禽类白血病增生病毒（ALV）癌基因的同系物。）癌基因的同系物。n在细胞静止期，在细胞静止期，c-myc几乎不表达，但在有丝分裂原刺激下几乎不表达，但在有丝分裂原刺激下迅速表达促使细胞由迅速表达促使细胞由G0期进入期进入G1期，增加细胞数量。因此，期，增加细胞数量。因此，c-myc原癌基因与细胞周期调控有关。原癌基因与细胞周期调控有关。nc-myc原癌基因激活的主要机制原癌基因激活的主要机制：扩增、重排和异常高表达扩增、重排和异常高表达。另外，另外，c-myc基因基因低甲基化低甲基化可能为其激活的另一重要机制。可能为其激活

25、的另一重要机制。n1985年，年，Shibuya首次在部分胃癌细胞中发现首次在部分胃癌细胞中发现c-myc基因扩增基因扩增和高表达。和高表达。（四）点突变（四）点突变原癌基因在射线或化学致癌剂作用下，发生单个碱基的替换原癌基因在射线或化学致癌剂作用下，发生单个碱基的替换点突变点突变(point mutation), , 从而改变了表达蛋白的氨基酸组成，造成从而改变了表达蛋白的氨基酸组成，造成蛋白质结构的变异。蛋白质结构的变异。基因点突变是癌基因活化的主要方式。基因点突变是癌基因活化的主要方式。 19821982年，美国年，美国 3 3 家研究机构（麻省理工大学、国立癌症研究所家研究机构（麻省理

26、工大学、国立癌症研究所和哥伦比亚大学）几乎同时发表这样的实验结果：人膀胱癌细胞和哥伦比亚大学）几乎同时发表这样的实验结果：人膀胱癌细胞EJEJ株株的恶性转化是由于其原癌基因的恶性转化是由于其原癌基因 c-H-rasc-H-ras（356356个碱基）个碱基） 的点突变所致。的点突变所致。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14正常细胞正常细胞H-ras碱基序列碱基序列 ATG ACG GAA TAT AAG CTG GTG GTG GTG GGC GCC G C GGT GTG肿瘤细胞肿瘤细胞H-ras碱基序列碱基序列 ATG ACG GAA TAT AAG CTG

27、GTG GTG GTG GGC GCC G C GGT GTG正常正常p21蛋白氨基酸序列蛋白氨基酸序列 Met Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala Ala Val肿瘤肿瘤p21蛋白氨基酸序列蛋白氨基酸序列 Met Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala Ala Valv 突变的突变的Ras癌基因蛋白质被锁定在激活状态癌基因蛋白质被锁定在激活状态GDPGDPGTPGTPPi无活性的无活性的Ras蛋白蛋白有活性的有活性的Ras蛋白蛋白输入的信号刺激输入的信号刺激GDP-GTP交换交换内源性内源性GTP酶活性酶活性

28、输出信号输出信号突变的突变的Ras癌癌基因蛋白质基因蛋白质被锁定在激被锁定在激活状态活状态 Harrey和和Kirfen鼠肉瘤病毒上发现，称鼠肉瘤病毒上发现，称H-ras、K-ras，人神经母细胞瘤上发现，人神经母细胞瘤上发现N-ras，基因突变往往发生在，基因突变往往发生在12、13和和61密码子，以密码子，以12密码子最常见。密码子最常见。 癌基因活化的癌基因活化的4 4种机制示意图种机制示意图 出现新的表达产物出现新的表达产物 出现过量的正常表达产物出现过量的正常表达产物 出现异常、截短的表达产物出现异常、截短的表达产物n癌基因激活的结果：癌基因激活的结果：作用于作用于细胞膜上的受体系统

29、细胞膜上的受体系统或或直接被传递直接被传递至细胞内至细胞内，通过蛋白激酶活化转录因子，引发，通过蛋白激酶活化转录因子，引发一系列基因的转录激活。一系列基因的转录激活。三、原癌基因的产物与功能三、原癌基因的产物与功能C-SIS表达蛋白表达蛋白P28P28和和PDGFPDGF一样能促进血一样能促进血管的生长。管的生长。（一）细胞外生长因子（一）细胞外生长因子n例如：例如：4. NuclearProteins: TranscriptionFactors5. Cell GrowthGenes3. CytoplasmicSignal TransductionProteins1. Secreted Gro

30、wth Factors2. Growth Factor Receptors（二）跨膜的生长因子受体：（二）跨膜的生长因子受体：接受细胞外的生长信号并将其传入胞内。接受细胞外的生长信号并将其传入胞内。受体的胞质结构区具有特异的蛋白激酶活性，通受体的胞质结构区具有特异的蛋白激酶活性，通过磷酸化作用使其结构发生改变，增加激酶对底过磷酸化作用使其结构发生改变，增加激酶对底物的活性，促进生长信号在胞内的传递。物的活性，促进生长信号在胞内的传递。n例如例如c-src、c-abl有酪氨酸特异的蛋白激酶活性。有酪氨酸特异的蛋白激酶活性。c-mos和和raf所编码的激酶使丝氨酸和苏氨酸残所编码的激酶使丝氨酸和苏

31、氨酸残基磷酸化。基磷酸化。 非受体酪氨酸激酶非受体酪氨酸激酶(src、abl)、丝氨酸、丝氨酸/ /苏苏氨酸激酶氨酸激酶(raf)，rasras蛋白蛋白(H-ras、K-ras和和N-ras)及磷脂酶及磷脂酶(crk产物产物)。（三）细胞内信号传导分子（三）细胞内信号传导分子原癌基因的产物原癌基因的产物作为胞内信息传递体系成作为胞内信息传递体系成员，或者通过影响第二信使作用，员，或者通过影响第二信使作用，将接受到的将接受到的信号由胞内传至核内，促进细胞生长。信号由胞内传至核内，促进细胞生长。n例如：例如：（四）核内转录因子（四）核内转录因子某些癌基因表达蛋白定位于细胞核内，某些癌基因表达蛋白定

32、位于细胞核内，与靶基因的顺式调控元件相结合与靶基因的顺式调控元件相结合直接调节靶直接调节靶基因的转录活性。基因的转录活性。n例如：例如：c - f o s 是 一 种 即 刻 早 期 反 应 基 因是 一 种 即 刻 早 期 反 应 基 因(immediate early gene，IEG)。作为传递信。作为传递信息的第三信使。息的第三信使。原癌基因原癌基因BRAFBRAF所编码的蛋白质属于丝所编码的蛋白质属于丝/ /苏氨苏氨酸激酶，是酸激酶，是MAPKMAPK信号通路的重要组成分子，在信号通路的重要组成分子，在调控细胞增殖、分化等方面发挥重要作用。调控细胞增殖、分化等方面发挥重要作用。四、癌

33、基因及其靶向治疗四、癌基因及其靶向治疗约约60%的黑素瘤中的黑素瘤中BRAF发生突变，其第发生突变，其第600位氨基酸从缬氨酸突变为谷氨酸（位氨基酸从缬氨酸突变为谷氨酸（V600E）最为常见，导致最为常见，导致B-Raf的持续激活。的持续激活。（一）（一）BRAFn例如：例如：n 维罗非尼维罗非尼HER2HER2是表皮生长因子受体家族成员，具有是表皮生长因子受体家族成员，具有蛋白酪氨酸激酶活性，能激活下游信号通路，从蛋白酪氨酸激酶活性，能激活下游信号通路，从而促进细胞增殖和抑制细胞凋亡。而促进细胞增殖和抑制细胞凋亡。在在30%的乳腺癌中的乳腺癌中HER2基因发生扩增或者基因发生扩增或者过度表达

34、，其表达水平与治疗后复发率和不良预过度表达，其表达水平与治疗后复发率和不良预后显著相关。后显著相关。（二）（二）HER2n例如：例如：n 赫赛汀赫赛汀慢性粒细胞白血病患者的慢性粒细胞白血病患者的9 9号染色体与号染色体与2222号染号染色体之间发生易位，从而融合产生了癌基因色体之间发生易位，从而融合产生了癌基因BCR-BCR-ABLABL，编码的蛋白质，编码的蛋白质Bcr-AblBcr-Abl具有持续活化的蛋白具有持续活化的蛋白酪氨酸激酶活性，能促进细胞增殖，并增加基因酪氨酸激酶活性，能促进细胞增殖，并增加基因组的不稳定性。组的不稳定性。在在95%的慢性粒细胞白血病患者中都伴随有的慢性粒细胞白

35、血病患者中都伴随有BCR-ABL融合基因的产生，在一些急性淋巴白融合基因的产生，在一些急性淋巴白血病患者中也有发现。血病患者中也有发现。（三）（三）BCR-ABLn例如：例如：n 伊马替尼伊马替尼肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因tumor suppressor gene第二节第二节n肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因(tumor suppressor genes) 肿瘤抑制基因的概念肿瘤抑制基因的概念也称抗癌基因（也称抗癌基因（anticancer genes）或抑癌）或抑癌基因，是调节细胞正常生长和增殖的基因。当这些基因，是调节细胞正常生长和增殖的基因。当这些基因不能表达，或者当它们的产物失去活性时，细基因不

36、能表达，或者当它们的产物失去活性时，细胞就会异常生长和增殖，最终导致细胞癌变。反之，胞就会异常生长和增殖，最终导致细胞癌变。反之，若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。若导入或激活它则可抑制细胞的恶性表型。n早在早在20世纪世纪20年代，年代，T. Boveri就提出正常细胞中存就提出正常细胞中存在特异的抑制细胞增殖的因素，并假定与染色体有在特异的抑制细胞增殖的因素，并假定与染色体有关。关。n20世纪世纪60年代，年代，H. Harris开创了杂合细胞的致癌性开创了杂合细胞的致癌性研究研究 nA . K n u d s o n 在 研 究 视 网 膜 母 细 胞 瘤在 研 究 视 网 膜 母

37、细 胞 瘤（retinoblastoma，Rb）时发现，这种肿瘤的发生）时发现，这种肿瘤的发生与与RB基因的失活有关。基因的失活有关。 一、肿瘤抑制基因的发现一、肿瘤抑制基因的发现n细胞杂交试验细胞杂交试验正常细胞正常细胞肿瘤细胞肿瘤细胞非肿瘤型杂交细胞非肿瘤型杂交细胞杂交融合杂交融合肿瘤细胞肿瘤细胞1 1肿瘤细胞肿瘤细胞2 2杂交融合杂交融合非肿瘤型杂交细胞非肿瘤型杂交细胞正常细胞正常细胞失去某些基因失去某些基因肿瘤细胞肿瘤细胞二、肿瘤抑制基因的功能二、肿瘤抑制基因的功能名称名称染色体染色体相关肿瘤相关肿瘤编码产物及功能编码产物及功能TP53TP5317p13.117p13.1多种肿瘤多种肿

38、瘤转录因子转录因子p53 p53 ，细胞周期负调节，细胞周期负调节和和DNADNA损伤后凋亡损伤后凋亡RBRB13q14.213q14.2RbRb、骨肉瘤、骨肉瘤转录因子转录因子p105 Rbp105 RbPTENPTEN10q23.310q23.3胶质瘤、膀胱癌、前列腺癌、子宫内膜癌胶质瘤、膀胱癌、前列腺癌、子宫内膜癌磷脂类信使的去磷酸化，抑制磷脂类信使的去磷酸化，抑制PI3K-AktPI3K-Akt通路通路P16P169p219p21肺癌、乳腺癌、胰腺癌、食道癌、黑素瘤肺癌、乳腺癌、胰腺癌、食道癌、黑素瘤p16p16蛋白，细胞周期检查点负调节蛋白，细胞周期检查点负调节P21P216p216

39、p21前列腺癌前列腺癌抑制抑制Cdk1Cdk1、2 2、4 4和和6 6APCAPC5q22.25q22.2结肠癌、胃癌等结肠癌、胃癌等G G蛋白，细胞粘附与信号转导蛋白，细胞粘附与信号转导 DCCDCC18q21 18q21 结肠癌结肠癌表面糖蛋白（细胞黏附分子）表面糖蛋白（细胞黏附分子）NF1NF17q12.27q12.2神经纤维瘤神经纤维瘤GTPGTP酶激活剂酶激活剂NF2NF222q12.2 22q12.2 神经鞘膜瘤、脑膜瘤神经鞘膜瘤、脑膜瘤连接膜与细胞骨架的蛋白连接膜与细胞骨架的蛋白VHLVHL3p25.33p25.3小细胞肺癌、宫颈癌、肾癌小细胞肺癌、宫颈癌、肾癌转录调节蛋白转录

40、调节蛋白WT1WT111p13 11p13 肾母细胞瘤肾母细胞瘤转录因子转录因子常见的某些肿瘤抑制基因及其功能常见的某些肿瘤抑制基因及其功能 （一）视网膜母细胞瘤基因（一）视网膜母细胞瘤基因（Rb基因）基因）G0 G1期期Rb蛋白蛋白E-2FS期期E-2FDNAmRNADNA三、肿瘤抑制基因失活促进肿瘤发生发展三、肿瘤抑制基因失活促进肿瘤发生发展 Rb蛋白蛋白Rb磷酸化与细胞周期控制磷酸化与细胞周期控制 视网膜母细胞瘤（视网膜母细胞瘤（retinoblastoma，Rb）n儿童期就发病的眼科恶性肿瘤，猫眼。儿童期就发病的眼科恶性肿瘤，猫眼。n遗传型多为双侧发病，发病早，有家族史。遗传型多为双侧

41、发病，发病早，有家族史。n非遗传型多为单侧发病，且在非遗传型多为单侧发病，且在2岁以后才发病。岁以后才发病。（二）（二）TP53P53蛋白蛋白解链酶解链酶复制因子复制因子A AP21蛋白蛋白细胞停滞于细胞停滞于G G1 1期期细胞调亡细胞调亡酸性区核心区碱性区P53蛋白蛋白 DNA损伤损伤P21基因基因P53蛋白蛋白抑抑 制制P53蛋白蛋白成功修复成功修复修复失败修复失败p53p53的结构及其在清除的结构及其在清除DNADNA损伤细胞中的作用损伤细胞中的作用 P53基因突变基因突变不仅失去野生型不仅失去野生型p53抑制肿瘤增抑制肿瘤增殖的作用，而且突变本身又使该基因具备癌殖的作用，而且突变本身

42、又使该基因具备癌基因功能。基因功能。突变的突变的P53蛋白与野生型蛋白与野生型P53蛋白相结合，形蛋白相结合，形成的这种寡聚蛋白不能结合成的这种寡聚蛋白不能结合DNA，使得一些，使得一些癌变基因转录失控导致肿瘤发生。癌变基因转录失控导致肿瘤发生。（三）（三）PTENnPTEN基因（基因（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，第，第10号染色体缺失的磷酸酶及张号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因）是继力蛋白同源基因）是继TP53基因后发现的另一个与肿基因后发现的另一个与肿瘤发生关系密切的肿瘤抑制基因。瘤发生关系密切的肿

43、瘤抑制基因。 PTENPTEN通过阻断通过阻断PI3K/AKTPI3K/AKT信号通路抑制细胞的生长信号通路抑制细胞的生长 四、癌基因与肿瘤抑制基因在肿瘤发生四、癌基因与肿瘤抑制基因在肿瘤发生中的作用特点中的作用特点n在基因水平上，或通过外界致癌因素，或由于细胞内在基因水平上，或通过外界致癌因素，或由于细胞内环境的恶化，突变基因数目增多，基因组变异逐步扩环境的恶化，突变基因数目增多，基因组变异逐步扩大；大；n在细胞水平上则要经过永生化、分化逆转、转化等多在细胞水平上则要经过永生化、分化逆转、转化等多个阶段，细胞周期失控细胞的生长特性逐步得到强化。个阶段，细胞周期失控细胞的生长特性逐步得到强化。

44、n结果组织从增生、异型变、良性肿瘤、原位癌发展到结果组织从增生、异型变、良性肿瘤、原位癌发展到浸润癌和转移癌。浸润癌和转移癌。（一）细胞癌变的多基因协同（一）细胞癌变的多基因协同 65Hanahan & Weinberg 2000Summary of 30 years of research (1971-2001) （二）细胞周期和细胞凋亡的分子调控是肿瘤进展的关键（二）细胞周期和细胞凋亡的分子调控是肿瘤进展的关键 n癌基因和肿瘤抑制基因与细胞周期：癌基因和肿瘤抑制基因与细胞周期：细胞周期调控体现在细胞周期细胞周期调控体现在细胞周期驱动和细胞周期监控两个方面，后者的失控与肿瘤发生发展的

45、关系驱动和细胞周期监控两个方面，后者的失控与肿瘤发生发展的关系最为密切。细胞周期监测机制由最为密切。细胞周期监测机制由DNA损伤感应机制、细胞生长停滞损伤感应机制、细胞生长停滞机制、机制、DNA修复机制和细胞命运决定机制等构成。修复机制和细胞命运决定机制等构成。 n癌基因、肿瘤抑制基因与细胞凋亡：癌基因、肿瘤抑制基因与细胞凋亡：细胞除了生长、增生和分化细胞除了生长、增生和分化等现象之外，还存在细胞死亡现象，即程序性细胞死亡或凋亡。等现象之外，还存在细胞死亡现象，即程序性细胞死亡或凋亡。有些肿瘤抑制基因的过量表达可诱导细胞发生凋亡，而与细胞生有些肿瘤抑制基因的过量表达可诱导细胞发生凋亡，而与细胞

46、生存相关的癌基因的激活则可抑制凋亡，细胞凋亡异常与肿瘤的发存相关的癌基因的激活则可抑制凋亡，细胞凋亡异常与肿瘤的发生发展的密切相关。生发展的密切相关。 促进正常细胞向肿瘤细胞转化的因素促进正常细胞向肿瘤细胞转化的因素 生长因子生长因子Growth factors第三节第三节n生长因子生长因子(growth factor)一类由细胞分泌的、类似于激素的信号分一类由细胞分泌的、类似于激素的信号分子，多数为肽类（含蛋白类）物质，具有调节子，多数为肽类（含蛋白类）物质，具有调节细胞生长与分化细胞生长与分化的作用。的作用。内分泌内分泌 (endocrine)旁分泌旁分泌 (paracrine)自分泌自分

47、泌 (autocrine)n作用模式作用模式 ： 一、生长因子的分类和功能一、生长因子的分类和功能（一）生长因子的分（一）生长因子的分类类生长因子名称生长因子名称组织来源组织来源功能功能表皮生长因子（表皮生长因子（EGF）唾液腺、巨噬细胞、唾液腺、巨噬细胞、血小板等血小板等促进表皮与上皮细胞的生长，尤其是促进表皮与上皮细胞的生长，尤其是消化道上皮细胞的增殖消化道上皮细胞的增殖肝细胞生长因子（肝细胞生长因子（HGF）间质细胞间质细胞促进细胞分化和细胞迁移促进细胞分化和细胞迁移促红细胞生成素（促红细胞生成素（EPO）肾肾调节成红细胞的发育调节成红细胞的发育类胰岛素生长因子（类胰岛素生长因子（IGF）血清血清促进硫酸盐参入到软骨组织促进软骨促进硫酸盐参入到软骨组织促进软骨细胞的分裂、对多种组织细胞起胰岛细胞的分裂、对多种组织细胞起胰岛素样作用素样作用神经生长因子（神经生长因子（NGF）颌下腺含量高颌下腺含量高营养交感和某些感觉神经元、防止神营养交感和某些感觉神经元、防止神经元退化经元退化