癌变机理研究的传奇故事

癌变机理研究的传奇故事肿瘤是一种古老疾病传播癌症第一狗生活在1.1万年前，长得像哈士奇Science，343：437-40，2014澳大利亚土著营地狗巴西美洲卡可猎犬传播性生殖道肿瘤基因组测序200万个基因突变有二种可传染性癌：1澳大利亚袋獾的面部肿瘤2交配传播的犬生殖肿瘤3000年前古人也患癌苏丹北部尼罗河流域2013年出土的墓穴中，发现3200年前的人类骨骼上有癌症的痕迹癌细胞在胸腔骨头上留下了痕迹25-35岁男性x光/电镜检测癌细胞扩散到锁骨、肩胛、上肩、椎骨，肋骨、骨盆，股骨等美国《科学公共图书馆综合卷》2014.3.17肿瘤研究历史大事件种子与土壤假说（1889）肿瘤是一种遗传病（1890）免疫监视（1909）病毒与肿瘤（1910）激素与肿瘤（1915）肿瘤干细胞（1937）致癌二阶段学说（1942）二次突变假说（1953）肿瘤抑制基因（1971）克隆起源与多阶段（1976）第一个人癌基因ras(1979)肿瘤表观遗传学（1983）肿瘤靶向治疗（2001）癌基因组计划（2006-2015）解析21种肿瘤基因组发现1000万个癌相关突变越来越接近癌本质的认识肿瘤是多基因病环境因素和遗传因素共同决定癌基因与肿瘤癌基因oncogene—能引起细胞恶性转化的基因病毒癌基因v-oncogene：病毒携带的，能使靶细胞发生恶性转化的基因细胞癌基因c-oncogene，也称原癌基因proto-onconge：正常细胞内未被激活的癌基因正常细胞内存在v-oncogene的同源序列癌基因的发现一只鸡成就了三个诺贝尔奖病毒致癌1909年洛克菲勒研究院Rous博士鸡肉瘤移植瘤转移过滤液肉瘤移植0.22um过滤器，去除细胞，细菌注射Roussarcomavirus，RSVThefirstcancer-causingretrovirus1958年，Stewart和Eddy分离出一种病毒，注射到小鼠体内可引起肝，肾，乳腺，胸腺，肾上腺等多组织器官肿瘤，称为多瘤病毒（polyomavirus）50年代末，60年代初，癌病毒研究成为极具想象力的研究领域，主流科学家开始进入病毒研究领域RNA→DNA逆转录（1970）Temin发现：RSV有不同亚型，每一种亚型都可以引起正常细胞转化为癌细胞；不同亚型的RSV转化的细胞其恶性表型不同；推测（提示）RSV病毒诱导细胞癌变过程中已将遗传信息稳定传递给了正常细胞的DNARSV-RNA病毒DNARNA?实验设计简单而巧妙RNA酶破环RSV的RNADNA合成所需的A，T，C，G四种脱氧核苷酸破环外壳的RSV40℃新合成的大分子DNADNA是以RSV的RNA为模板合成Temin：发现RNA→DNA的逆转录酶++40℃无不被RNA酶破环被DNA酶分解DNA→RNA→Protein1975年获诺贝尔奖病毒癌基因病毒RNARNADNA（逆转录酶）DNARNA病毒病毒基因结构c-Src与v-Src结构比较含src的RSV无src的RSV鸡发生肉瘤病毒带有srcsrc从何而来？鸡细胞DNA含src？RSV从鸡细胞剽窃src？去除src感染鸡病毒分离巧妙而细致的实验分离细胞的癌基因c-src加入病毒启动子（promoter）引入细胞细胞癌变证明细胞中存在癌基因，在病毒指令下发挥v-src的致癌作用分离病毒癌基因v-src放射性核素标记与各种动物细胞DNA杂交动物细胞中DNA含有v-src的核苷酸区域证明v-src来自宿主细胞病毒癌基因起源于高等动物细胞基因组细胞癌基因Cellularoncogene，c-onc；原癌基因proto-oncogene1989年Bishop/Varmus获诺贝尔奖RaymondErikson用免疫沉淀法分离出src编码的蛋白，其分子量60000道尔顿，pp60src分析pp60src具依赖蛋白磷酸化功能，为酪氨酸蛋白激酶其底物为RAS，PI3K等RSV（RNA病毒）致癌逆转录酶发现病毒癌基因细胞癌基因癌基因理论为癌变机理研究打开了崭新的大门从一只鸡开始成就了三个诺贝尔奖；改变了癌变机理研究的轨迹从Rous发现病毒致癌⊙不轻易放过任何一次机会;⊙寻找致瘤的因子高明（看得远）从Temin发现逆转录酶⊙敢想：RNA→DNA 不迷信“权威”；⊙巧妙实验：RSV存在逆转录酶，“事实不屈服理论”精明（想得细）从Bishop发现癌基因⊙从病毒中发现v-src，如何致癌；⊙证明正常细胞中存在癌基因（c-oncogene）聪明（懂得多）高明精明聪明勤于思考善于思考科学知识，非同寻常想象力“科研灵感”PCR另辟蹊径—“与其第一，不如唯一”Protein一级结构3D结构结构生物学肿瘤相关蛋白质结构与功能2D蛋白质组肿瘤蛋白质组病抑癌基因的发现20世纪60年代末，哈金斯等打开了另一扇大门癌细胞正常细胞+小鼠肿瘤培养融合杂交细胞接种小鼠不长肿瘤癌细胞的恶性表型被抑制正常细胞基因组中存在抑制细胞增殖的基因（抑癌基因）第一个抑癌基因Rbp53Apcp53最初在SV40转化的细胞中发现，为核内磷酸化蛋白质，在许