分子生物学癌症专家讲座

Cancer分子生物学癌症第1页What’sthecancer?分子生物学癌症第2页癌症

多细胞器官性疾病，这些器官细胞生长异常，失去调整，并常伴有异常分化，形成瘤。在高等脊椎动物中及植物中都有发觉。分子生物学癌症第3页主要内容癌细胞主要特征癌基因抑癌基因分子生物学癌症第4页一、癌细胞主要特征分子生物学癌症第5页能无限增殖接触抑制现象丧失癌细胞间粘着性减弱normalcellscancerouscells分子生物学癌症第6页Theinvasionofnormaltissuebyagrowingtumor(inred)4.含有迁移性分子生物学癌症第7页5.对生长因子需要量降低分子生物学癌症第8页分子生物学癌症第9页Whatisthemolecularbasisforcancerbiology?分子生物学癌症第10页activatingoncogenesand/orinactivatingtumorsuppressors.分子生物学癌症第11页二、癌基因（

oncogens）accelerator分子生物学癌症第12页（一）癌基因（Oncogens）Definition：含有致癌能力或致癌潜能基因Discovery：1976，Rous肉瘤病毒中，分离出srcgene，这是人类第一次真正在基因水平上证实和肿瘤相关基因。病毒癌基因（viraloncogene,v-onc）：病毒所携带致癌基因细胞癌基因（cellularoncogene,c-onc）或原癌基因（proto-oncogene）：细胞中与病毒癌基因同源基因。分子生物学癌症第13页分子生物学癌症第14页是一类广泛存在生物体中，高度保守基因，其产物含有调控细胞增生主要功效，当其受一些原因影响，能发生突变（活化）成为癌基因，造成细胞恶性转化。(二)细胞癌基因（cellularoncogene,c-onc）或原癌基因（proto-oncogene）分子生物学癌症第15页（1）广泛存在于生物体。是未激活癌基因，是人或动物细胞中一类固有正常基因。（2）高度保守，功效相同。（3）产物有主要功效。促进正常细胞生长、增殖、发育等。（4）正常成人组织中原癌基因表示水平很低或不表示（5）在致癌原因作用下，可转化为癌基因，引发细胞癌变。原癌基因特点分子生物学癌症第16页Somaticmutationgeneratesatransformedcellbyconvertingaproto-oncogenetoanoncogene.分子生物学癌症第17页肿瘤细胞中原癌基因表示特点一些原癌基因含有高水平表示或过分表示原癌基因表示程度和次序发生紊乱分子生物学癌症第18页effectsofmutationsin

oncogenes原癌基因是显性!!分子生物学癌症第19页Proto-oncogenesbecomeoncogenes,how?分子生物学癌症第20页（三）原癌基因激活分子机制MutationsincodingregionMutationsregulatoryregionChromosomerearrangementcausingboth分子生物学癌症第21页Activationofaproto-oncogenetoanoncogene分子生物学癌症第22页点突变LTR插入基因重排缺失基因扩增分子生物学癌症第23页Example:

ras

第一个被证实因为点突变而引发癌症基因（1982，TabinCJandReddyEP)。

带有GTPRas是活性，而内在GTPase活性使GTP水解成GDP，而结合GDPRas则失活，

GAP（GTP酶激活蛋白）以及SOS（鸟苷释放因子）可调整Ras蛋白活性。（1）点突变分子生物学癌症第24页

癌基因激活机制：点突变

Ras是GTP结合蛋白，传导生长因子受体信号。

ras基因点突变降低了GTPase活性，使其放大了对生长因子反应，造成细胞过量生长。分子生物学癌症第25页ras终产物是P21，是一个G蛋白GAP能激活P21GTPase活性，使P21-GTP降解成P21-GDP。正常细胞中，P21几乎全部与GDP结合点突变后，改变P21构象，使GAP不能识别和激活GTPase活性，使P21处于活性状态。分子生物学癌症第26页分子生物学癌症第27页分子生物学癌症第28页LTR是逆转录病毒基因组两端长末端重复序列。LTR结构中含有强开启子序列。当病毒基因组整合到人基因组中时，若LTR插入到原癌基因开启子区域或邻近处，可开启和促进基因转录，激活原癌基因表示。（2）LTR插入分子生物学癌症第29页（3）基因重排分子生物学癌症第30页（4）缺失

很多原癌基因5’端存在负调控序列，一旦该序列缺失或突变，则其抑制基因表示能力丧失。分子生物学癌症第31页（5）基因扩增基因拷贝数增加，造成基因表示水平提升。分子生物学癌症第32页（四）原癌基因编码信号传导中组分生长因子，如sis，生长因子受体，如fms、erbB，蛋白激酶及其它信号传导组分，如src、ras、raf，转录因子，如myc、fos、jun。分子生物学癌症第33页表16-1一些原癌基因功效原癌基因功效相关肿瘤sis生长因子Erwing网瘤erb-B受体酪氨酸激酶，EGF受体星形细胞瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌fms受体酪氨酸激酶，CSF-1受体髓性白血病rasG-蛋白肺癌、结肠癌、膀胱癌、直肠癌src非受体酪氨酸激酶鲁斯氏肉瘤Abl-1非受体酪氨酸激酶慢性髓性白血病rafMAPKKK，丝氨酸/苏氨酸激酶腮腺肿瘤vav信号转导连接蛋白白血病myc转录因子Burkitt淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病myb转录因子结肠癌fos转录因子骨肉瘤jun转录因子

erb-A转录因子急性非淋巴细胞白血病bcl-1cyclinD1B细胞淋巴瘤表16-1一些原癌基因功效原癌基因功效相关肿瘤sis生长因子Erwing网瘤erb-B受体酪氨酸激酶，EGF受体星形细胞瘤、乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌fms受体酪氨酸激酶，CSF-1受体髓性白血病rasG-蛋白肺癌、结肠癌、膀胱癌、直肠癌src非受体酪氨酸激酶鲁斯氏肉瘤Abl-1非受体酪氨酸激酶慢性髓性白血病rafMAPKKK，丝氨酸/苏氨酸激酶腮腺肿瘤vav信号转导连接蛋白白血病myc转录因子Burkitt淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病myb转录因子结肠癌fos转录因子骨肉瘤jun转录因子

erb-A转录因子急性非淋巴细胞白血病bcl-1cyclinD1B细胞淋巴瘤原癌基因功效相关肿瘤sis生长因子Erwing网瘤erb-B受体酪氨酸激酶，EGF受体乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌、唾腺癌rasG-蛋白肺癌、结肠癌、膀胱癌、直肠癌src非受体酪氨酸激酶鲁斯氏肉瘤rafMAPKKK，丝氨酸/苏氨酸激酶腮腺肿瘤vav信号传导连接蛋白白血病myc转录因子Burkitt淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病myb转录因子结肠癌fos转录因子骨肉瘤分子生物学癌症第34页三、抑癌基因

（

Tumor-suppressiongenes）Brakes分子生物学癌症第35页指存在于正常细胞内一大类可抑制细胞生长并含有潜在抑癌作用基因，当这类基因发生突变、缺失或失活时，可引发细胞恶性转化而造成肿瘤发生。分子生物学癌症第36页正常细胞内，抑制细胞生长，抑癌作用基因在细胞生长中起负调控作用，抑制增殖，促进分化、成熟和衰老。这类基因突变、缺失或失活，引发细胞恶性转化，造成肿瘤大多数抑癌基因是隐性基因（一）抑癌基因特点分子生物学癌症第37页effectsofmutationsintumor-suppressorgenes抑癌基因是隐性!!分子生物学癌症第38页（二）抑癌基因表示产物转录因子p53,WT1细胞周期因子RB,p16信号通路因子NF1(一个rasGTPase活化蛋白)磷脂酶PTENmRNA合成调控因子VHL分子生物学癌症第39页分子生物学癌症第40页1969年亨利.哈里斯和乔治.克莱因TSG研究路径细胞融合试验分子生物学癌症第41页杂交细胞由正常细胞得到某个特定基因杂交细胞核型不稳定——传代过程中染色体丢失丢失该基因所在染色体——恶性表型恢复试验结果说明在正常细胞染色体上存在有抑制细胞恶性表型或阻止肿瘤形成作用基因分子生物学癌症第42页RBThefirstidentifiedtumor-suppressorgenesExample1：分子生物学癌症第43页RB基因发觉第一个被判定和克隆抑癌基因儿童视网膜母细胞瘤（retinoblastoma）中发觉这类肿瘤中40％具家族性，有遗传倾向第13染色体q14带缺失，RB基因位于这个区域分子生物学癌症第44页全长：200kb定位：13q14.1外显子：27个内含子：26个编码产物：928个氨基酸蛋白分子量：110kD分子生物学癌症第45页人13染色体14q带中两个拷贝RB基因丢失后，可造成视网膜母细胞瘤。分子生物学癌症第46页分子生物学癌症第47页WhatisthefunctionsofRB?分子生物学癌症第48页RBRBcontrollingcellcycle控制细胞周期。控制G1S分子生物学癌症第49页Rb基因P110蛋白去磷酸化形式磷酸化形式促进细胞分裂抑制细胞分裂分子生物学癌症第50页①在G1期：RB与E2F结合，抑制E2F活性。E2F是一个转录因子它激活靶基因产物为S期所必需。②在G1/S期:RB被周期蛋白/CDK2复合物磷酸化，释放E2F③E2F被激活，引发基因表示(DNApol,histoneetc.)④细胞从G1进入SRBcontrollingcellcycle分子生物学癌症第51页非磷酸化RB阻断细胞周期正常细胞：经过RB被磷酸化来解除对细胞增殖抑制肿瘤抗原（如SV40T抗原）与RB结合，使RB不能与E2F结合，细胞周期能够自由地进入S期分子生物学癌症第52页p53Moleculeoftheyear1993Example2：分子生物学癌症第53页全长：20Kb定位：17p13.1外显子：11个编码氨基酸：393个分子量：53kD高度保守区：5个分子生物学癌症第54页p5353kDproteinSingleallelemutation:Li-Fraumenisyndrome一个重要肿瘤抑制因子分子生物学癌症第55页Theaminoacidresiduesmostfrequentlymutatedinp53fromhumantumors分子生物学癌症第56页Whatisthefunctionsofp53?分子生物学癌症第57页野生型p53限制细胞生长缺乏p53，细胞生长失去限制突变p53亚基，阻止蛋白功效细胞生长失去限制分子生物学癌症第58页Whatisthepathway?分子生物学癌症第59页阻断细胞周期，使其停留在G1期维持基因组稳定性细胞凋亡一个转录因子一个修复蛋白分子生物学癌症第60页P53作为一个转录因子可激活各种路径：（1）最主要路径是经过阻断细胞周期使其停留在G1期，P53激活P21，P21是一个细胞周期抑制因子，能阻止细胞经过G1期。（2）P53能激活GADD45，它能识别维持基因组稳定性路径。（3）可引发细胞凋亡。分子生物学癌症第61页细胞DNA损伤P53G1期停滞突变P53无G1期停滞分子生物学癌症第62页复制受损DNA变异细胞死亡恶化细胞凋亡修复S期分子生物学癌症第63页正常情况下，P53蛋白很不稳定，在细胞中水平非常低，但当细胞感觉到DNA损伤时，就会放慢P53降解，P53水平增加并起保护办法。(1)当较高水平P53存在时,阻断细胞周期,使其停在G1期时,对DNA进行修复.(2)假如这种损伤太严重,以至无法修复时,P53就会起始细胞周期凋亡路径,将细胞剔除,将受损DNA永久从生物体消除掉.分子生物学癌症第64页Amodelforthefunctionofp53分子生物学癌症第65页p53functionatG0/G1orG1/SP53激活P21P21抑制CDK2活性RB不被磷酸化RB与