癌基因抑癌基因课件

第二十章

癌基因、抑癌基因

oncogene,anti-oncogene生物化学与分子生物学教研室序言正负调控信号平衡的重要性肿瘤细胞的生物学特征肿瘤是一种基因疾病细胞周期一、正负调控信号平衡的重要性细胞正常正调信号负调信号抑制增殖,促进分化,成熟,衰老和凋亡促进细胞生长,增殖,阻止分化细胞异常正调信号负调信号衰老退型性疾病等细胞异常正调信号负调信号肿瘤心血管疾病等生长的自主性（autonomy):即控制正常细胞增殖的调节因素，对肿瘤细胞不起作用可移植性（transplantability):将原发肿瘤细胞移植于同种或免疫缺陷动物体内，能再次生长、增殖为和原来完全相同的肿瘤组织。侵袭性和转移性（invasiveness&metastasis):侵犯邻近组织或向宿主原处器官或全身扩散，即发生转移。

去分化或异常分化（dedifferentiation):往往缺乏成熟的形态和完整的功能，对正常细胞分化调节机制无反应。接触抑制（contactinhibition）丧失二、肿瘤细胞的生物学特征三、肿瘤是一种基因疾病证据：当肿瘤细胞分裂时，产生的两个子细胞都是肿瘤细胞。化学致癌物质正是引起DNA损伤的物质。癌基因转染正常细胞可转变为肿瘤细胞。

四、细胞分裂周期图（分裂间期）（有丝分裂期）第一节癌基因(正调因素)癌基因概念病毒癌基因细胞癌基因癌基因产物及功能一、癌基因概念癌基因（Oncogenes）：指细胞内控制细胞生长、增殖和分化的基因，当它的结构异常或表达异常时，可以引起细胞癌变。原癌基因（Proto-oncogenes）又称细胞癌基因（cellular-oncogene,c-onc）：存在于正常组织细胞基因组中的静止或非活化状态的癌基因。如c-myc、c-ras、c-src等病毒癌基因（virusoncogenes，v-onc.）：是一类存在于肿瘤病毒（大多数是逆转录病毒）中的、能使靶细胞发生恶性转化的基因。如v-src等

二、病毒癌基因(virusoncogenes)

存在于病毒基因组中的癌基因，它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。

Rous

Peyton

：The1966NobelPrizeinPhysiologyorMedicineRous肉瘤

鸡肉瘤病毒（RSV）基因组结构图

gag

LTR

pol

env

LTR

长末端重复序列正常的病毒基因癌基因

调节和启动转录产生病毒核心蛋白产生逆转录酶和整合酶产生病毒外膜蛋白产生酪氨酸激酶src逆转录复制整合转录感染病毒RNARNA-DNA前病毒DNA细胞基因组DNA病毒RNA-癌基因RNA病毒颗粒宿主细胞再感染宿主细胞携带癌基因的病毒颗粒RNA病毒与宿主细胞基因组整合过程示意图Proto-oncogenes癌变三、细胞癌基因（一）细胞癌基因的特点普遍性：广泛存在于生物界中；保守性：在进化过程中，基因序列呈高度同源性；重要性：表达产物精密调控细胞增殖、分化和凋亡；危害性:表达产物结构和数量上的变化，可致细胞癌变或肿瘤生成。（二）癌基因分类

1.按癌基因家族分类

2.按功能分类

家族成员产物作用产物定位src家族：src、abl、fgr、fes、TPK活性膜内侧或跨膜

yes、fps、lck、kek、

fym、lyn、tklras家族：H-ras、K-ras、N-ras

G蛋白，膜内侧

myc家族：c-myc、N-myc、L-myc转录因子核内

jun、fos转录因子（AP-1）核内

sis家族：sis类似PDGF，胞外

Int-2、hst、fgf-5类似FGF胞外

myb家族：myb、myb-ets转录因子核内

按家族体系分类2、按功能及定位的分类四、癌基因活化激活因素：病毒感染、化学致癌物或电离辐射等，癌基因可被相继激活而异常表达。不同原癌基因在不同情况下，可通过不同的途径被激活，成为“活化癌基因”癌基因活化后的结果：（1）表达时机改变（2）过量表达(如c-myc)

（3）产物异常(ras)

激活机制：1.获得启动子与增强子鸡（禽）白细胞病毒（avianleucosisvirus，ALV）逆转录病毒正常宿主细胞病毒DNA的LTR被整合到宿主细胞c-myc癌基因附近成为其启动子和增强子c-myc癌基因表达为正常的30-100倍exon-1exon-2exon-3c-myc

基因exon-1exon-2exon-3LTRexon-1exon-2exon-3LTRALVALVLTRexon-1exon-2exon-3ALVLTR缺乏癌基因的逆转录病毒致癌模式2.基因易位(genetranslocation)：染色体基因的易位和重排，可使原癌基因移至某些强启动子或增强子附近而被活化，表达增强，致使肿瘤生成。这常见在血液系统肿瘤。典型的如Burkit淋巴瘤细胞的染色体易位t（8：14），致使c-myc激活

人Burkit淋巴瘤中c-myc激活机制：位于8号染色体上的c-myc移到14染色体免疫球蛋白重链（IgH）基因的调节区附近，获得很强的启动子而受到活化免疫球蛋白基因染色体14染色体8c-myc不表达c-myc基因EEc-myc高表达易位c-myc被免疫球蛋白增强子所激活3.细胞癌基因扩增(amplication)

染色体的一部分过度复制，成为多拷贝基因。如：

乳腺癌——erbB-2基因神经母细胞瘤——N-myc基因，扩增与疾病进展或临床阶段相关。小细胞肺癌——myc家族基因c-onc肿瘤扩增倍数c-myc早幼粒白血病细胞系HL6020×小细胞肺癌细胞系5-30×N-myc原发神经母细胞瘤Ⅲ-Ⅳ级及神经母细胞瘤细胞系5-1000×视网膜母细胞瘤10-200×小细胞肺癌50×L-myc小细胞肺癌10-20×c-myb急粒AML5-10×结肠癌细胞系10×c-erbB类表皮癌细胞系，原发胶质瘤30×c-K-ras原发肺癌，结肠癌，膀胱癌，直肠癌4-20×N-ras乳癌细胞系5-10×4.突变(mutation)

在辐射和致癌物作用下，细胞原癌基因常可发生突变，其表达产物氨基酸组成或结构改变，导致肿瘤生成。如：1982年，美国3家研究机构（麻省理工大学、国立癌症研究所和哥伦比亚大学）几乎同时发表这样实验结果：人膀胱癌细胞EJ株的恶性转化是由于其原癌基因c-H-ras的点突变（EJ-ras基因）所致。

H-ras

正常细胞GGC(12Gly)

肿瘤细胞GTC(12Val)

突变的Ras癌基因蛋白质被锁定在激活状态GDPGDPGTPGTPPi无活性的Ras蛋白有活性的Ras蛋白输入的信号刺激GDP-GTP交换内源性GTP酶活性输出信号突变的Ras癌基因蛋白质被锁定在激活状态有些原癌基因编码的受体结构发生变化，甚至在其对应配体不存在的情况下就可激活这个信号传导链。如erbB,neu,finkit,retEGF受体配体结合域细胞膜无配体结合域去头的羧基末端V-erbB癌基因产物第二节抑癌基因

（anti-oncogenesortumorsuppressorgenes）抑癌基因的基本概念抑癌基因作用机制Rb基因—“控制细胞周期的重要基因”p53基因—“基因组的卫士”一、抑癌基因的基本概念概念：是一类抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。它的丢失或失活与肿瘤的发生有关。反之，其被导入或激活可抑制细胞的恶性表现。发现：1986年，美国加州大学的Geiser等用正常细胞与肿瘤细胞杂交实验发现并提出抑癌基因正常细胞与肿瘤细胞杂交实验正常细胞融合杂交细胞（正常，但不稳定）传代肿瘤细胞肿瘤细胞11号染色体某片段丢失导入第11号染色体丢失片段细胞转变为正常肿瘤损害染色体神经母细胞瘤、黑色素瘤、甲状腺癌嗜铬细胞瘤、MEN21p乳癌1p小细胞肺癌、宫颈癌、肾细胞癌、肺腺癌3p结直肠癌、家族性息肉5p膀胱癌9p星状细胞瘤、MEN210p膀胱癌、乳癌、横纹肌肉瘤、肝母细胞瘤胚胎瘤、肾母细胞瘤（Wilm'sTumor）肺癌

11pMEN111p视网膜母细胞瘤、成骨肉瘤、小细胞肺癌、胃癌、结肠癌、乳癌13p小细胞肺癌、结肠癌、乳癌、成骨肉瘤、星状细胞瘤、肺磷癌17pNF117p结肠癌18p听神经瘤、脑膜瘤、NF2、嗜铬细胞瘤22p常见抑癌基因

基因定位相关肿瘤作用跨膜受体类：

DCC18q21结直肠癌编码表面糖蛋白（细胞粘附分子）

PTCH9q22.3HEDGEHOG受体胞质调节因子或结构蛋白：

APC5p21结直肠癌可能编码G蛋白

NF17q12.2神经纤维瘤GTP酶激活剂

NF222q神经鞘膜瘤、脑膜瘤连接膜与细胞骨架转录因子和转录调节因子：

P5317P多种肿瘤编码P53蛋白（转录因子）

Rb13q14视网膜母细胞瘤、骨编码P105Rb1蛋白（转录因子）肉瘤、肺癌、乳癌

DPC418q21.1胰腺癌TGF-

调节的MAD相关蛋白

MADR218q21结直肠癌TGF-调节的MAD相关蛋白

VHL3P小细胞肺癌、宫颈瘤转录调节蛋白

WT111P13肾母细胞瘤编码锌指蛋白（转录因子）细胞周期因子：

P169p21黑色素瘤编码P16蛋白，CDK4,6抑制剂

P159p21交质母细胞瘤编码P15蛋白，CDK4,6抑制剂

P216q21前列腺癌编码P21蛋白，CDK2,3,4,6抑制剂

二、抑癌基因作用机制（一）Rb基因—“控制细胞周期的重要基因”retinoblastoma1.Rb基因结构与功能视网膜母细胞瘤是由Rb基因失活所致。基因结构：200kb，27外显子，2.7kbmRNA，编码928残基，分子量为105kDa的蛋白（P105-Rb）P105-Rb功能：参与调节E2F等多种转录因子来控制细胞周期，影响细胞增殖和分化P105-Rb活性调节：高磷酸化无活性型和非或低磷酸化活性型；被多种病毒蛋白结合抑制(如SV40大T抗原，腺病毒E1A蛋白，人乳头瘤病毒E7蛋白)pRb蛋白作用示意图myc,myb,cdc2,DNA聚合酶,胸苷激酶,二氢叶酸还原酶,pRbCYCACDK2

1、p53基因的发现曾错误把p53基因定为癌基因——因当初从肿瘤细胞分离得到的p53基因如同myc基因一样，能和ras基因协同转化胚胎成纤维细胞，又依据癌基因为细胞显性表型原则而被定癌基因，后发现实为其突变型。

1989年，才确认为“抑癌基因”。p53基因与人类50%的肿瘤有关。p53基因突变型在血液系统肿瘤、膀胱癌、肝癌、肺癌、结肠癌以及口腔癌等的细胞中发现。（二）p53基因—“基因组的卫士”2、p53的结构

基因：20kb，11外显子，mRNA：2.5kb，编码393氨基酸残基，分子