肿瘤与癌基因

肿瘤与癌基因9.1肿瘤与癌症

第2页,共127页，2024年2月25日，星期天

肿瘤的发生是一个多因素诱导

和多基因参与的多阶段发展过程

第3页,共127页，2024年2月25日，星期天细胞分化（celldifferentiation）:个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程。细胞分化是基因选择性表达的结果

转分化（trans-differentiation）:一种类型的分化细胞转变成另一种类型的分化细胞的现象。转分化经历去分化（dedifferentiation）和再分化（redifferentiation）的过程。去分化（脱分化）：指分化细胞失去特有的结构与功能变成具有未分化细胞特征的过程。如：植物体细胞在一定条件下形成未分化的细胞群的细胞团，即愈伤组织。愈伤组织可以被诱导再分化形成根、茎……第4页,共127页，2024年2月25日，星期天基因突变的结果可能导致某些分化细胞的生长与分裂失控，脱离了衰老和死亡的正常途径而成为癌细胞。癌细胞与正常分化细胞不同：癌细胞的细胞类型与特征相近，但基因组发生了不同形式的突变。正常分化细胞虽然分化为不同类型细胞，但基因组不发生突变。癌症发生与发展过程中涉及的三类基因：癌基因抑癌基因DNA修复基因第5页,共127页，2024年2月25日，星期天肿瘤最显著的特征：

具有自主性生长能力，不受体内生长调节系统的控制，生长调节系统的控制最关键是分子调控系统，而基因是主导。因此，癌基因的研究成为肿瘤分子生物学的里程碑。1976年第一个癌基因被克隆，开创了肿瘤分子生物学的新纪元。第6页,共127页，2024年2月25日，星期天

肿瘤的发生是由于细胞增殖和分化失常所导致的恶性生长现象。在正常情况下，细胞的增殖受到多种因素的调控，调控失衡可能引起异常的增殖和持续的分裂。细胞的正常生长与增殖主要由两大类基因调控，一类是正调节信号，如癌基因（oncogenes），促进细胞生长和增殖，并阻止其发生终末分化，调控失常时表现为细胞的恶性生长。另一类为负调控信号，抑制细胞增殖，促进分化、成熟、衰老及凋亡，抑癌基因（cancersuppressorgenes),也称肿瘤抑制基因(tumorsuppressorgenes)或抗癌基因(anti-oncogenes）发挥该作用。两类基因产生的效应相互拮抗，维持平衡，对正常细胞的生长、增殖和衰亡进行精确地调控。这些基因发生突变或表达变化引起细胞增殖失控导致肿瘤的发生。

第7页,共127页，2024年2月25日，星期天9.1.1肿瘤发生的因素(1)化学因素

(2)物理因素

(3)生物学因素

(4)体内防御体系的减退

(5)遗传因素

(6)其他第8页,共127页，2024年2月25日，星期天（1）化学因素

200多种，都是DNA诱变剂包括直接致癌物，间接致癌物和促癌物例如:

多环芳香烃（PAH）—

肺癌黄曲霉素（AF）—

肝癌亚硝胺类—

消化道肿瘤芳香胺和偶氮染料—

膀胱癌

EB—DNA的损伤第9页,共127页，2024年2月25日，星期天第10页,共127页，2024年2月25日，星期天烷化剂（氮芥）、碱基类似物（5-BrU）

、甲烷磺酸甲酯、SDS等。脱氨基试剂：羟胺、亚硫酸盐等，其中亚硝酸盐不仅将单链DNA分子中C变为U，而且使A、G脱氨基。

嵌入剂、染料：溴化乙锭、吖啶橙等使DNA双螺旋发生扭曲，从而导致插入或缺失的移码突变。

急性亚硝酸盐中毒：青紫病、肠源性紫绀可视黏膜发绀、血液呈酱油色、呼吸困难、神经紊乱……机理:亚硝酸盐将血红蛋白氧化为高铁血红的蛋白，导致机体缺氧而引起中毒治疗：特效药美篮（亚甲蓝）、甲苯胺蓝，配合使用VC和Glucose.盐硝酸盐的强致癌性：食品（腌制、熏制、饲料）实验：2.5~9.0mg/kg.bw，致实验动物诱发胃、皮肤、脑、脊髓及皮下组织瘤。第11页,共127页，2024年2月25日，星期天DNA损伤由烷基化(alkylation)、氧化(oxidation)、脱氨基(Deamination)Nitrosamine(亚硝胺)Reactiveoxygenspecies(O2-,H2O2,OH•)Deamination(脱氨基)第12页,共127页，2024年2月25日，星期天Agentscausingoxidativedeamination第13页,共127页，2024年2月25日，星期天IntercalatingAgents第14页,共127页，2024年2月25日，星期天（2）物理因素紫外线、X射线、γ射线、电离辐射等引起DNA突变，它们是高能量射线，可直接损伤DNA或在细胞中产生自由基，自由基再损伤DNA。可破坏细菌DNA，用于灭菌第15页,共127页，2024年2月25日，星期天Uv（ultravioletradiation）

辐射:[ˌʌltrəˈvaiəlit]与紫外线的波长有关UV-C(180-290nm)--“germicidal

[‘dʒə:misaid]

”具有杀菌作用,

被大气层臭氧层吸收。UV-B(290-320nm)：majorlethal/mutagenicfractionofsunlightUV-A(320nm--visible)：alsohasdeleterious

[ˌdelɪˈtɪəri:əs]有害的

effects，butitproducesveryfew

pyrimidine[ˌpaiəˈrimidi:n]

dimers.第16页,共127页，2024年2月25日，星期天Real-worldbiochemistryIn1997,NASAdevelopedaPrototype[ˈprəutətaip]

UVgarmentforchildrenwithXP,Porphyria：['pɔ:fəriə]

andothersunRelatedDisorderstohaveaQualityoflifeandFreedom.ThisNASAUVProtectiveProjectdesignedforXPwascompletedin1998andtheUVgarmentsarebeingsuppliedtochildrenofparentsthathaverequestedthem.第17页,共127页，2024年2月25日，星期天着色性干皮病（xerodermapigmentosum,XP）是第一个发现的DNA修复缺陷性遗传病，患者的皮肤和眼睛对太阳光特别是紫外线十分敏感，身体暴光部位的皮肤干燥脱屑、色素沉着、皮肤溃疡、皮肤癌等发病率高，常伴有神经系统功能障碍，智力低下等。

卟啉症、紫质症（Porphyria）：红细胞生成性卟啉症和肝性卟啉症。共同特点是尿和/或大便中大量排出多种卟啉、卟啉原和卟啉的前身物质。英国的“疯子国王”乔治三世：受害者之一最严重的卟啉症是先天红血球生成卟啉症(CEP)卟啉症通常是由于基因突变所导致但饮酒过度和环境污染也会诱发此病最臭名昭著的事例发生在上个世纪50年代的土耳其。大约有4000人在食用了喷洒过除真菌剂六氯苯的小麦后患上了一种类型的卟啉症，上百人因此丧生。在此之后不久，六氯苯除真菌剂就在全世界范围内被禁用。第18页,共127页，2024年2月25日，星期天HumanXerodermapigmentosum(XP)

extremesensitivitytosunlight(by~age2),and>1000Xhigherriskofskincancer(by~age8)DefectisinrepairofUVdamageGenemappingidentifiedseveralrepairproteins(calledXPproteins)XP-CandXP-Arecognizepyrimidinedimers（TT）XP-BandXP-DhavehelicaseactivityXP-GandXP-Fhavenucleaseactivity第19页,共127页，2024年2月25日，星期天XP-CrecognizespyrimidinedimersXP-BandXP-DarehelicasesthatseparatetheDNAstrandsaroundthedamage.RPAkeepsthestrandsapartXP-GandXP-FareendonucleasesthatcuttheDNAoneithersideofthedamageXP-AbindstothepyrimidinedimerandhelpstorecruitotherproteinstoacomplexThecutfragmentisremovedandthegapisfilledinbyDNAPdore第20页,共127页，2024年2月25日，星期天

（3）生物学因素—

肿瘤病毒

生物性致癌因素包括病毒、细菌、霉菌等。其中以病毒与人体肿瘤的关系最为重要，研究也最深入。

许多病毒可引起动物肿瘤，但引起人体肿瘤的不多。只有少数病毒可诱发人体肿瘤。例如:

乙肝病毒（HBV）——原发性肝癌巨细胞病毒（CMV）——前列腺癌、宫颈癌

EB病毒（EBV）——鼻咽癌、儿童Burkitt淋巴瘤乳头瘤病毒（HPV）——皮肤癌、宫颈癌人T细胞白血病病毒（HTLV）——人类T淋巴细胞白血病

第21页,共127页，2024年2月25日，星期天巨细胞病毒（CMV）——前列腺癌、宫颈癌巨细胞病毒(Cytomegaoviyns,CMV)是一种疱疹病毒组DNA病毒。分布广泛,人与其他动物皆可遭受感染，引起以生殖泌尿系统，中枢神经系统和肝脏疾患为主的各系统感染，从轻微无症状感染直到严重缺陷或死亡。

EB病毒（EBV）——鼻咽癌、儿童Burkitt淋巴瘤EB病毒（epstein-barrvirus,EBv），又称人类疱疹病毒（Humanherpesvirus4(HHV-4)）。

Epstein和Barr1964年首先从非洲儿童Burkitt淋巴组织中分离出EB病毒。EB病毒常引起儿童传染性单核细胞增生症。三个典型症状为发热、咽炎和颈淋巴结肿大。主要通过唾液传播，也可经输血传染。

第22页,共127页，2024年2月25日，星期天非洲儿童Burkitt第23页,共127页，2024年2月25日，星期天单纯疱疹病毒（herpessimplexvirus简称HSV）是人类最常见的病原体，人是其唯一的自然宿主。此病毒存在于病人、恢复者或者是健康带菌者的水疱疤液、唾液及粪便中，传播方式主要是直接接触传染，亦可通过被唾液污染的餐具而间接传染。HSV感染现已成为世界上第四大传染病。HSV-2侵及躯体腰以下部位，主要是生殖器，它是引起性病的主要病原体之一。乳头瘤病毒（HPV）——皮肤癌、宫颈癌人类乳头状瘤病毒（Humanpapillomavirus，HPV）是一种嗜上皮性病毒，在人和动物中分布广泛，有高度的特异性，可引起人类良性的肿瘤和疣，如生长在生殖器官附近皮肤和粘膜上的人类寻常疣、尖锐湿疣以及生长在粘膜上的乳头状瘤。HPV是一种具有种属特异性的嗜上皮病毒，属双链闭环的小DNA病毒，约8kb.第24页,共127页，2024年2月25日，星期天人T细胞白血病病毒（HTLV）——人类T淋巴细胞白血病人类嗜T细胞病毒(HTLV)，是20世纪70年代后期发现的第一个人类逆转录病毒，有Ⅰ型(HTLV-Ⅰ)和Ⅱ型(HTLV-Ⅱ)之分，分别是引起T细胞白血病和毛细胞白血病(属B细胞恶性增殖、呈慢性过程的特殊类型白血病)的病原体。属逆转录病毒科的RNA肿瘤病毒亚科。HTLV-Ⅰ可通过输血、注射或性接触等途径传播，也可经胎盘、产道或哺乳等垂直传播。

第25页,共127页，2024年2月25日，星期天肿瘤启动因子（tumorinitiator）:

引起细胞DNA改变即改变细胞遗传状况的一些因子。肿瘤促进因子（tumorpromoters）：本身并非诱变剂，但能促进肿瘤发生和发展的过程。不同肿瘤因子可选择性地加速某种肿瘤的发生。如：佛波酯类物质（phorbolester）,具有激活蛋白激酶C作用。波佛酯是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素。十四烷酸和佛波醇形成的酯。能激活导致细胞增殖或分化的信号通路而具有促进细胞癌变的作用。蛋白激酶C(PKC)是重要的细胞信号转导因子之一,作为肿瘤促进子佛波酯(phorbolester)受体,在细胞的增殖调控、恶性转化以及癌变过程中起重要作用。在佛波酯类物质促癌变过程中,PKC处在激活状态,说明PKC活性的异常升高与某些癌症的发生与转移密切相关,因此PKC可以作为抑制肿瘤生长和转移的作用靶点。第26页,共127页，2024年2月25日，星期天（4）遗传因素

A.对致癌物的敏感性不同例如:抽烟低致癌性芳香烃———

高致癌性芳香烃芳香烃羟化酶（AHH）

AHH升高———

敏感性增加

B.许多肿瘤如视网膜母细胞瘤、结肠癌、乳腺癌等与遗传有关。第27页,共127页，2024年2月25日，星期天

（5）防御体系的减退

A.抗氧化体系氧化剂——自由基、过氧化氢。抗氧化物质——外源性抗氧化剂：VE,VC

内源性抗氧化剂——GSH

抗氧化酶类——SODB.DNA修复机制—光修复、切除修复、重组修复、SOS修复等

C.免疫功能减退免疫功能减退/免疫抑制——肿瘤发生增加。机体存在免疫监视作用。机体主要通过细胞免疫杀伤肿瘤细胞.主要的免疫效应细胞有：

细胞毒T细胞（CTL)、NK细胞、巨噬细胞等。第28页,共127页，2024年2月25日，星期天

（6）其他

食物:动物实验激素：雄激素和雌激素等

总之：致癌因素防御功能的减退

DNA突变

基因变异的积累正常细胞参与细胞生长,分化,凋亡的基因发生突变癌细胞第29页,共127页，2024年2月25日，星期天9.1.2癌细胞和细胞转化（1）癌细胞的主要特点A.永生性：细胞生长与分裂失控，成为“不死”的永生细胞B.侵润性：恶性肿瘤C.转移性：细胞失去贴壁生长的能力,细胞间黏着性降低D.产生肿瘤特异抗原：端粒酶表达高、纤连蛋白减少E.染色体畸变F.代谢改变第30页,共127页，2024年2月25日，星期天

（2）细胞转化细胞转化至少分为两个阶段;

（NIH/

3T3细胞:鼠成纤维细胞）正常细胞永生化细胞癌细胞（具有永生化，无致癌作用）细胞转化：细胞发生遗传性改变而导致细胞永生化的转变方式,由限定性细胞系转变成连续性传代细胞系,获得了永生化。只是遗传特性、生长特性、生物学性状改变,但无致瘤性。

（3）克隆进展学说第一个癌细胞的产生是由于基因突变积累的结果，癌组织中的所有癌细胞是由第一个癌细胞克隆而来。第31页,共127页，2024年2月25日，星期天正常细胞癌细胞第32页,共127页，2024年2月25日，星期天9.1.3肿瘤发生的多阶段过程：3个阶段（1）启动/激发阶段：致癌物致DNA突变，细胞增殖

（2）促癌阶段：表型正常，而DNA已发生改变，在肿瘤启动因子和肿瘤促进因子的协同作用下，基因进一步突变，细胞过度增殖，第一个癌细胞产生。（3）转化阶段：抑癌基因等突变恶性程度增加，与转移相关基因的参与，癌细胞转移性增加。是细胞癌变的终末阶段，癌变细胞进入自主分裂增生状态，癌变病灶浸润、转移。如：人的结肠癌

正常肠上皮细胞原癌基因的激活抑癌基因的丢失腺瘤或息肉结肠癌转移第33页,共127页，2024年2月25日，星期天

9.1.4癌基因（Oncogene）1.癌基因（Oncogene[ˈɔnkəˌdʒi:n]）

一类与肿瘤发生和发展密切相关的基因，在体外可促进细胞转化，在体内可诱导肿瘤的发生，其蛋白产物可促进细胞的增殖。病毒癌基因和细胞癌基因第34页,共127页，2024年2月25日，星期天A.病毒癌基因（virusoncogene,v-onc）

首先在病毒中发现：1911年Rous发现鸡肉瘤无细胞滤液能诱发鸡新的肉瘤。Rous肉瘤病毒（RousSarcomaVirus,RSV），第一个癌基因

src

的发现。肉瘤病毒基因组是单链RNA，6~9kb。基因组结构见图。

目前发现的病毒癌基因有30多种，而且认为他们最初来自细胞癌基因。第35页,共127页，2024年2月25日，星期天逆转录病毒：1970年Temin和Baltimore在RSV和MLV发现逆转录酶（reversetranscriptase,RT)，1975年获得诺贝尔奖。逆转录病毒基因组结构简图

正常的非转化病毒

LTRgag(pro)polenvLTR

长末端重复序列

变异的转化病毒

LTRgag(pro)polenvsrc

外膜糖蛋白SU和跨膜蛋白TM基质蛋白，衣壳蛋白，核酸结合蛋白逆转录酶和整合酶蛋白酶

病毒癌基因Src基因表达p60src蛋白，使多个靶蛋白磷酸化第36页,共127页，2024年2月25日，星期天[ˈmjuərain]鼠科的，[lu:ˈki:mi:ə]白血病哈维第37页,共127页，2024年2月25日，星期天

B细胞癌基因（cellularoncogene,c-onc）：100多种通过分子杂交和细胞转染实验等技术发现细胞癌基因。目前发现的细胞癌基因有100多种，其中部分在病毒中存在。

C原癌基因（proto－oncogene）（1）概念：正常细胞中存在癌基因，在正常情况下它们不具有致癌作用，但在一定条件下被激活后可变成具有致癌作用的癌基因。原癌基因是与细胞增殖相关的正常基因，在正常情况下这些基因处于静止或低表达状态，不但无害，而且对细胞的发育、生长和分化起重要的调节作用。只有当原癌基因发生结构改变或过度表达时，才有可能导致细胞癌变。

第38页,共127页，2024年2月25日，星期天控制细胞生长的7类蛋白质生长因子生长因子受体细胞内信号转导子核转录因子参与DNA修复的蛋白或酶细胞周期调控因子凋亡和抗凋亡蛋白第39页,共127页，2024年2月25日，星期天2.原癌基因的特点广泛存在于自然界在进化上高度保守是调节细胞生长、发育和分化的重要蛋白质在结构上与病毒癌基因相近正常情况下表达水平很低在一定条件下可被激活成癌基因第40页,共127页，2024年2月25日，星期天原癌基因表达的特点：A正常细胞中原癌基因的表达水平一般较低，而且是受生长调节的，其表达主要有三个特点：①具有分化阶段特异性；②细胞类型特异性；③细胞周期特异性。B肿瘤细胞中原癌基因的表达有2个比较普遍和突出的特点：①一些原癌基因具有高水平的表达，呈过度表达。②原癌基因的表达程度和次序发生紊乱，不再具有细胞周期特异性。第41页,共127页，2024年2月25日，星期天3.原癌基因的激活原癌基因癌基因（基因结构改变/过度表达）（物、化、生物学因素）活性持续异常细胞恶性增殖，癌变。原癌基因激活的主要机制：

1.点突变2．启动子/增强子的插入

3.染色体易位4.基因扩增

5DNA的去甲基化结果：出现新的表达产物出现过量的正常表达产物出现异常、截短的表达产物激活第42页,共127页，2024年2月25日，星期天A.点突变（pointmutation）单个碱基的改变一个密码子的改变一个氨基酸的改变，蛋白质结构变异，功能异常。首先在Ras癌基因中发现，10％的肿瘤和50％的结肠癌都有Ras基因的点突变。Ras癌基因的点突变常发生在第12、13和61位密码子中。例如人膀胱癌细胞中c-H-Ras的点突变：

1212GCC————GTC

甘氨酸缬氨酸Ras蛋白是一种很重要的信号转导蛋白，点突变后使其可以持续地传递生长信号，导致细胞恶性生长和癌变。第43页,共127页，2024年2月25日，星期天B．启动子/增强子的插入

（Insertionofpromoter/enhancer）

逆转录病毒DNA整合插入到宿主细胞DNA后，其LTR中的启动子/增强子可激活附近的原癌基因使之过表达。

第44页,共127页，2024年2月25日，星期天C.染色体易位

（translocationofchromosome）是染色体的一部分因断裂脱离，并与其它染色体联结的重排过程。在肿瘤细胞中常发现染色体断裂和染色体易位。染色体易位是一个染色体的一部分与另一个染色体发生交换———原癌基因的位置改变———过表达/基因融合1.Burkitt’s淋巴瘤细胞中8号染色体和14号染色体的易位使癌基因c-myc过表达。2.慢性粒细胞白血病细胞中9号染色体和22号染色体的易位使c-abl与bcr基因融合，产生具有致癌活性的融合蛋白——P210蛋白。

第45页,共127页，2024年2月25日，星期天D.基因扩增

（geneamplification）原癌基因是单拷贝基因，可通过特殊的复制方式增加基因的拷贝数几十至几百倍。从而使基因的表达增加几十至几百倍，基因扩增后可形成双微体或均染区。双微体（DMS）和均染区（HSR）在肿瘤细胞中出现的频率比正常细胞高1000倍。

基因扩增可作为肿瘤预后和分期的指标。例如，乳腺癌细胞中原癌基因HER/NEU的扩增。第46页,共127页，2024年2月25日，星期天D．基因扩增

在某些造血系统恶性肿瘤中，癌基因扩增是一个极常见的特征，如前髓细胞性白血病细胞系和这类病人的白血病细胞中，c-myc扩增8~32倍。

癌基因扩增的染色体结构主要有：①双微体（doubleminutesDMS），无着丝粒，成对分布于细胞中的微小染色体；②整合到线性染色体DNA内形成均匀染色区(homogenouslystainedregion，HSR)；在具有DMS或HSR的直肠癌患者中c-mycmRNA含量是正常人的30倍。第47页,共127页，2024年2月25日，星期天PagelastmodifiedonAugust21,1998

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基因扩增第48页,共127页，2024年2月25日，星期天E.DNA的去甲基化

（demethylationofDNA）致癌物质的作用下，使原癌基因的甲基化程度降低而导致肿瘤发生，这是因为致癌物质降低甲基化酶的活性。

DNA的甲基化主要发生在GC富集区中的C上，许多基因的启动子中含有一个GC岛，其甲基化程度愈高，基因表达水平愈低，反之，甲基化程度愈低，基因表达水平愈高。

在许多肿瘤细胞中发现癌基因（如c-myc、c-ras等）的低甲基化和抑癌基因（如Rb、p16等）的高甲基化。第49页,共127页，2024年2月25日，星期天GCGCGCGCGCGCGCGCGCGCGCG-G-mC-G-mC--mC-G-mC-G-基因GC岛+1第50页,共127页，2024年2月25日，星期天4.癌基因蛋白产物的作用及癌基因的分类

癌细胞最大的特点是无限增殖，癌基因的蛋白产物的主要作用是促进细胞的增殖和癌变。生长信号的传递过程是：

GFGF-R信号转递蛋白转录因子基因表达细胞增殖。癌基因蛋白产物是以上过程的重要组成成分。第51页,共127页，2024年2月25日，星期天GFGFRRasRaf-1丝/苏氨酸蛋白激酶细胞核基因生长信号的传递转录因子第52页,共127页，2024年2月25日，星期天转录因子e.g.,Myc(myc)6蛋白激酶类细胞周期调控蛋白e.g.,CyclinD(bcl1)细胞凋亡调控蛋白e.g.,Bcl2(bcl2)54321Src(src)Ras(ras)Raf(raf)CyclinCdk生长因子受体类e.g.,EGFreceptor(erbB)生长因子类e.g.,PDGF(sis)第53页,共127页，2024年2月25日，星期天癌基因表达产物的特点*与细胞原癌基因正常表达产物相似，产生相同或相似、但却更强的效应，导致细胞恶性转化；*某些重要的调控元件缺失，其作用不受正常调控系统的控制；*发挥作用不依赖于生长因子或其他信号分子。

第54页,共127页，2024年2月25日，星期天A.生长因子(growthfactor,GF)类癌基因生长因子——

多肽，通过与其受体结合后促进细胞分裂增殖，如EGF、FGF、PDGF、NGFIGF-1等。原癌基因int-2、hpt、fgf～FGFSIS～PDGF

有致癌能力～无致癌能力如：SIS蛋白产物P28与PDGF的B链高度同源，SIS蛋白可识别结合PDGF-R,产生与PDGF相同的生物学效应，促进细胞分裂增殖。sis基因过表达可使生长刺激信号加强或作用延长，导致细胞的恶性增殖和癌变。第55页,共127页，2024年2月25日，星期天B.生长因子受体（GF-R）类癌基因GF-R是跨膜蛋白，有3部分构成，一些癌基因产物与GF-R同源。胞外区GF结合部位跨膜区胞内区具有酪氨酸蛋白激酶活性例如：表皮生长因子（EGF）与其受体（EGFR）结合后，EGFR构象改变并二聚体化，胞内酪氨酸蛋白激酶活性激活向下游传递生长信号。c-erbB

癌基因的蛋白产物（P65)与EGF-R同源，但缺乏胞外区，不能结合EGF，可自动形成二聚体———具有持续的酪氨酸蛋白激酶活性，持续转递生长信号———细胞恶性生长和癌变。c-erbB在鳞状上皮细胞癌和乳腺癌中过表达，与这些癌症的发生和发展密切相关，而且c-erbB表达愈高，预后愈差。第56页,共127页，2024年2月25日，星期天Ras基因的变异与肿瘤发生的关系

Ras基因激活的主要方式是点突变。Ras是一种很重要的原癌基因，10％的肿瘤和50％的结肠癌都有Ras基因的点突变。正常的Ras蛋白参与生长信号的传递，基因突变后使其失去GTPase的活性，可以持续地传递生长信号，导致细胞的恶性转化。

（1）G蛋白类癌基因——

Ras家族a小分子蛋白，包括:K-ras,N-ras,H-ras等。b可结合GTP/GDP，具有GTPase活性。c具有两种形式Ras-GTP——Ras-GDP

活性形式非活性形式d在信号传递中起枢纽作用，从受体型TPK接收信号。

C、信号转导蛋白类癌基因第57页,共127页，2024年2月25日，星期天C、信号转导蛋白类癌基因（2）非受体型-TPK类，如src、abl、fes等作用：与GF-R结合，接受生长信号，使下游分子磷酸化，传递生长信号。（3）丝氨酸/苏氨酸PK类癌基因，包括：raf，PKC，mos，pim-1等：处于Ras下游，通过使下游底物蛋白的磷酸化传递信号。

第58页,共127页，2024年2月25日，星期天D.转录因子类癌基因

包括：c-myc、c-myb、c-fos、c-jun

等，是生长信号传递途径的终末分子。

作用：调节基因转录的核内蛋白，与基因上游的调节元件结合后调节基因转录。

特点：

a其mRNA和蛋白质的半衰期很短

b以同源/异源二聚体的形式构成转录因子

c含有DNA结合域例如c-jun和c-fos可形成转录因子AP-1第59页,共127页，2024年2月25日，星期天癌基因myc家族包括：v-myc，c-myc,N-myc,L-myc

C-myc蛋白可构成转录因子，其同源二聚体(myc_myc)可与max/mab形成异源二聚体myc-max,myc-mab)都是转录因子。它们与基因上游的调控元件结合后可激活下游基因的转录。该基因的激活方式：染色体易位导致过表达启动子或增强子插入导致过表达

癌基因C-myc一般在生长因子存在情况下可促进细胞生长增殖，在无生长因子情况下可促进细胞凋亡。

C-myc基因的激活与淋巴瘤，神经母细胞瘤，胶质瘤，小细胞肺癌和乳腺癌等有关。

此外，该类癌基因表达产物还包括：细胞周期蛋白及细胞凋亡调节蛋白等第60页,共127页，2024年2月25日，星期天第61页,共127页，2024年2月25日，星期天基

因

高表达

(1)异常表达（2）

abl妊娠中期胚胎、睪丸、脾、胸腺

慢性髓细胞白血病

erbAerbB

胚胎

鳞细胞癌、胶质母细胞瘤

fes骨髓

髓性、淋巴性白血病

fms

巨噬细胞、胎盘

乳腺癌、肾癌

fos羊膜、绒毛膜、成熟巨噬细胞、GF刺激后的细胞

绒毛膜癌

mos

睪丸、卵细胞

浆细胞瘤

myb卵黄囊、骨髓、胸腺

髓性、淋巴性白血病

myc

普遍存在

B细胞淋巴瘤、早幼粒白血病

raf普遍存在

多种肿瘤

ras

普遍存在

多种肿瘤

rel脾脏

ros

肾脏

sis血小板

骨肉瘤

ski

软骨、肌肉、皮肤

src

脾脏、巨噬细胞、大脑

脑肿瘤

yes

肾脏

第62页,共127页，2024年2月25日，星期天1.抑癌基因的概念抑癌基因（antioncogene/tumorsuppressorgene）一类与癌基因作用相反的基因，在体外抑制细胞的转化，在体内抑制肿瘤的发生。由于其存在和表达而抑制细胞的癌变。

原癌基因是促进细胞分裂增殖的正调控信号，抑癌基因是抑制细胞增殖的负调控信号，正常情况下它们处于平衡状态。当原癌基因激活或抑癌基因失活，或两者同时发生时都可造成平衡失调，导致细胞恶性增殖，引起癌变。9.1.5抑癌基因第63页,共127页，2024年2月25日，星期天原癌基因与抑癌基因生物学性质差异：A．功能：抑癌基因在细胞生长中起负调节作用，抑制增殖、促进分化成熟与衰老，或引导多余细胞进入程序性细胞死亡(PCD)，原癌基因的作用则相反．B．遗传方式：原癌基因是显性的，激活后即参与促进细胞增殖和癌变过程，而抑癌基因为隐性，只有发生纯合失活时才失去抑癌功能．C．突变的细胞类型：抑癌基因突变不仅可发生在体细胞中，也可发生在生殖系(germ1ine)细胞中，并通过其遗传突变，而原癌基因只在体细胞中产生突变。第64页,共127页，2024年2月25日，星期天抑癌基因的产物主要包括：①转录调节因子，如Rb、p53，②负调控转录因子，如WT，③周期蛋白依赖性激酶抑制因子（CKI），如p15、p16、p21，④信号通路的抑制因子，如rasGTP酶活化蛋白（NF-1），⑤DNA修复因子，如BRCA1、BRCA2，⑥磷脂酶，如PTEN，⑦细胞粘附分子，如DCC第65页,共127页，2024年2月25日，星期天2.抑癌基因的主要作用：(1)抑制细胞分裂增殖。(2)诱导细胞分化、衰老或调亡（apoptosis）。(3)与癌蛋白结合抑制其对细胞的转化作用。(4)维持基因组DNA的完整性。如何鉴定一个抑癌基因？

a.该基因在正常细胞中正常表达。

b.在肿瘤细胞中该基因结构改变且功能丧失。

c.把该基因正常的野生型DNA导入肿瘤细胞可

逆转细胞恶性表型。第66页,共127页，2024年2月25日，星期天第67页,共127页，2024年2月25日，星期天3.Rb基因（Retinoblastoma视网膜母细胞瘤易感基因）

在婴幼儿眼病中，是性质最严重、危害性最大的一种恶性肿瘤，发生于视网膜核层，具有家族遗传倾向，多发生于5岁以下，可单眼、双眼先后或同时罹患，本病易发生颅内及远处转移，常危及患儿生命，因此早期发现、早期诊断及早期治疗是提高治愈率、降低死亡率的关键。

/show/_vafRt-Eh3B01UpQ.html第68页,共127页，2024年2月25日，星期天（1）细胞周期调控简介

细胞周期主要受3类蛋白的调节

A.周期蛋白依赖性蛋白激酶（cyclindependentkinase,cdk）

作用：通过使其他蛋白质磷酸化驱动细胞周期进程

cdk受周期蛋白的正调控，受cdk抑制蛋白（cdi）的负调控第69页,共127页，2024年2月25日，星期天B.周期蛋白（cyclin）

作用：是CDK的正调控蛋白，不同的周期蛋白（cyclinA,B,C,D,E,F,G,H等）与不同的CDK结合可调节细胞周期的不同阶段。

G1

SG2M

D-CDK4/6D-CDK2E-CDK2A-CDK2B-CDK2第70页,共127页，2024年2月25日，星期天C.CDK抑制蛋白（CDKinhibitor,CKI）包括：P15、P16、P19、P21、P25、P27、P57等作用：与不同的CDK结合后抑制CDK活性。

细胞要进行分裂增殖必须经过两个关卡：

G1SG2M

其中最重要的是：P16G1SD-CDK4/6⊕-第71页,共127页，2024年2月25日，星期天（2）Rb的生理作用

Rb基因是视网膜母细胞瘤的致病基因，位于13q14。

Rb蛋白——P107和P110等。两种形式：磷酸化Rb和非磷酸化Rb（活性形式）

Rb蛋白的作用：

A.非磷酸化Rb与转录因子E2F结合，抑制E2F活性，使细胞停留在G1期。B．Rb磷酸化磷酸化的Rb释放E2F促进DNA的合成细胞分裂增殖。E2F

是很强的转录因子，可促进许多参与S期的酶和蛋白质如DNA聚合酶、胸苷激酶、二氢叶酸还原酶等的表达，增强DNA的复制，促进细胞通过G1/S控制点第72页,共127页，2024年2月25日，星期天第73页,共127页，2024年2月25日，星期天C.病毒癌蛋白（SV40大T抗原，腺病毒EIA和人乳头瘤病毒E7等）和Rb结合，释放E2F，从而促进细胞的分裂增殖和转化。D.Rb基因的突变失活（点突变，缺失或GC岛的高甲基化等）使之失去结合E2F和抑制细胞增殖的能力。E.生长因子如EGF、PDGF和癌基因c-myc等都可促进cyclinD1的表达和D1-CDK4/6的形成，从而促进细胞的分裂增殖。F．CDK抑制蛋白P16是抑癌基因

P16可竞争性地与CDK4/6结合，抑制CDK4/6的活性，从而抑制细胞从G1→S过渡，使细胞停留在G1期。SV40(Simianvacuolatingvirus40orSimianvirus40

):5.2kb，环形双链的DNA,

5个基因（大T抗原，小t抗原，vp1,vp2,vp3）,致瘤病毒,增强子首先发现于SV40基因组内……

第74页,共127页，2024年2月25日，星期天PRbE2FD-CDK4/6E2FE2F磷酸化的RbEGF,PDGFc—myc等Cyclin--D病毒癌蛋白与Rb结合参与S期DNA合成的蛋白质基因的表达细胞的过度增殖

和癌变Rb基因的突变P16突变的Rb蛋白第75页,共127页，2024年2月25日，星期天4、P53

基因

P53是最重要抑癌基因，绝大多数肿瘤的发生都与P53基因的突变失活有关。第76页,共127页，2024年2月25日，星期天（1）野生型P53蛋白的结构

基因17q13.111个外显子和10个内含子组成

蛋白质293aa53KD(53,000D)

含有3个功能区NH2COOH转录激活区

DNA结合区

寡聚区结合：

结合：

结合：癌蛋白MDM-2SV40T抗原

损伤的DNA腺病毒EIA乳头瘤病毒E7HBVX蛋白第77页,共127页，2024年2月25日，星期天（2）野生型P53蛋白的生理作用A.与多种病毒癌蛋白如SV40,腺病毒EIB和人乳头瘤病毒（HPV)的E6等结合，抑制它们对细胞的转化作用。

B.P53蛋白作为转录因子，可调节多种基因的表达，如：

P21——

抑制细胞分裂增殖。

Baxbcl-2——

诱导细胞凋亡。

Gadd45——促进DNA损伤的修复。癌基因mdm-2——反馈抑制p53的表达。

第78页,共127页，2024年2月25日，星期天（2）野生型P53蛋白的生理作用C.抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡。D.参与DNA的修复，维持基因组DNA的完整性，起<分子警察>的作用。

P53首先使细胞停留在G1期，然后识别和结合损伤的DNA，促进Gadd基因的表达，对损伤的DNA进行修复，如果不能修复就诱导细胞凋亡。第79页,共127页，2024年2月25日，星期天Twoimportantfunctionsofthep53protein,whichareassumedtobeofimportanceforthetumor-suppressiveactivityofp53.Thep53proteinisactivatedbyDNAdamageandothersignalsandcaneitherbringaboutahaltinthecellcycleorinitiateapoptosisofthecell.Thefiguredoesnottakeintoconsiderationthemanyotherbiochemicalfunctionsofp53,whichcanalsobelinkedtothetwopathwaysshown.第80页,共127页，2024年2月25日，星期天DamagetoDNAactivatesp53.Theoutcomedependsonthestageofthecellcycle.Earlyinthecycle,p53activatesacheckpointthatpreventsfurtherprogressuntilthedamagehasbeenrepaired.Ifitistoolatetoexercise(执行、发挥作用)thecheckpoint,p53triggersapoptosis.第81页,共127页，2024年2月25日，星期天（3）P53

基因的突变

突变类型：缺失、重排和点突变等点突变有组织特异性黄曲霉素肝癌249位密码子

G—T

多芳香烃肺癌273G—T

亚硝酸胺结肠癌175GC—AT第82页,共127页，2024年2月25日，星期天（4）突变型P53的作用

A.蛋白质的半衰期延长20min-10hrB.结构改变，可用不同的抗体鉴别

C.由核内转到胞浆

D.具有致癌作用与野生型P53结合使之失去作用促进Ras等癌基因的作用第83页,共127页，2024年2月25日，星期天肿瘤的发生是一个多基因参与的多阶段过程

肿瘤的发生是一个多因素诱导，多个基因突变积累的多阶段过程，既有原癌基因的激活又有抑癌基因的缺失或失活。第84页,共127页，2024年2月25日，星期天转基因动物实验

用v-ras和v-myc分别或共同转基因产生不同的转基因动物转基因动物肿瘤发生率发病时间只携带v-myc10％晚只携带v-ras40％晚携带v-myc和100％早

v-ras第85页,共127页，2024年2月25日，星期天9.1.6反转录病毒1概述还原病毒、原病毒（前病毒）Ross肉瘤病毒（1910-1911年）：6-9kb，ssRNA，src癌基因HIV（Humanimmunodeficiencyvirus）：1983年，法国巴斯德研究所与美国国家癌症研究所证实HIV是AIDS的病因。HIV-Ⅰ（欧，美）和HIV-Ⅱ（西非），HIV-Ⅰ是高致病力，该病流行的主要病原，与猴AIDS

病毒相似性45%；HIV-Ⅱ较弱，与猴AIDS

病毒相似性75%。两条单链正链RNA，每个RNA约9.2kb。病毒共同特征：两端有LTR，5’端有帽子，3’端由尾巴，结构蛋白编码区（gag），蛋白酶编码区（pro）、蛋白编码区（pol），外膜蛋白（env）等。第86页,共127页，2024年2月25日，星期天第87页,共127页，2024年2月25日，星期天2逆转录病毒基因组结构简图

正常的非转化病毒

LTRgag(pro)polenvLTR

长末端重复序列

变异的转化病毒

LTRgag(pro)polenvsrc

外膜糖蛋白SU和跨膜蛋白TM基质蛋白，衣壳蛋白，核酸结合蛋白逆转录酶和整合酶蛋白酶

病毒癌基因Src基因表达p60src蛋白，使多个靶蛋白磷酸化第88页,共127页，2024年2月25日，星期天2HIV病毒基因组

属于反转录病毒科，慢病毒属病毒。由两条单股正链RNA病毒，每条RNA基因组约为9.2kb。在RNA5′端有一帽子结构，3′有polyA尾巴。（1）结构基因：HIV基因组中有三个编码结构蛋白和酶的多蛋白基因，分别是gag、pol、env，其中gag和pol使用不同的读码框。第89页,共127页，2024年2月25日，星期天gag基因约1.5kb,编码核心蛋白，其产物与病毒基因组RNA共同组装成核心和衣壳。这些核心蛋白包括p17，p24，p7，p6。pol基因约3.0kb,编码病毒复制所需要的各种酶类，与gag基因重叠，表达时是一蛋白前体p160，在蛋白酶催化下，除形成p17、p24、p15和Gag蛋白外，还有蛋白酶p10，反转录酶p66/p51，整合酶p32。第90页,共127页，2024年2月25日，星期天env基因约2.6kb，编码病毒包膜糖蛋白，先翻译成前体蛋白gp160，被宿主细胞蛋白酶裂解为gp120和gp41。第91页,共127页，2024年2月25日，星期天（2）调节蛋白基因和辅助蛋白基因两个编码调节蛋白的基因Tat,Rev

四个辅助蛋白基因Vpr,Vpu,Nef,Vif，均参与HIV复制。第92页,共127页，2024年2月25日，星期天（3）长末端重复序列HIV基因组RNA两侧有长末端重复序列（LTR），是顺式作用元件区域，如启动子、增强子、转录因子结合位点、调节蛋白Tat的效应元件。第93页,共127页，2024年2月25日，星期天第94页,共127页，2024年2月25日，星期天以tRNA为引物合成负链DNA降解R,U53基因组DNA的复制第95页,共127页，2024年2月25日，星期天负链DNA的合成位点特异性切刻酶第一次跳跃第96页,共127页，2024年2月25日，星期天RnaseH，DNA聚合酶第97页,共127页，2024年2月25日，星期天第二次跳跃，正链DNA的合成第98页,共127页，2024年2月25日，星期天整合到染色体DNA整合酶等完成