病毒学第九章：病毒与肿瘤.ppt

1、第9章：病毒和肿瘤，第1节：肿瘤病毒概要第2节：原癌基因和抑癌基因第3节：细胞转化和肿瘤，本章重点，1 .逆转录病毒癌基因的起源2 .原癌基因和抑癌基因3 .抑癌基因的活化机制4 .抑癌基因的作用机制，第1节：抑癌基因的作用机制对于整个生物体来说，肿瘤形成是缺乏有效的免疫防御功能，对于细胞来说，正常的细胞周期会产生障碍。 1、遗传因素：日本人的胃癌死亡率比美国人高7倍，美国人的肺癌残骸率比日本人高2倍以上，苏格兰人比美国人高2倍。 美国黑人前列腺癌的残废率是美国白人的2倍以上。 广东人移居上海10年后，鼻咽癌的发生率仍然超过上海当地居民的2.64倍。 食管癌高发地区河南省林县居民移居山西省黎城

2、80-100年，移民食管癌死亡率仍高于当地居民的5.7-8.6倍。 2环境因子：二、肿瘤发生的分子基础，一、基因突变：抑瘤基因p53、DNA损伤3、细胞分裂：致癌剂加速细胞分裂4、细胞分化过程中的各种关键：这些关键可以防止包括DNA损伤在内的过度细胞分化，抑制突变基因的发生。 5、防御系统：谷胱甘肽转移酶可保护细胞DNA免受各种破坏剂的损伤。 三、病毒和肿瘤，1917年美国学者Rous首先发现了鸡肉瘤病毒，还发现了一些鸟肿瘤病毒。 1934年从家兔疣和乳头状瘤中分离病毒，用肿瘤滤过液接种家兔，诱发乳头状瘤生长。 发现的动物病毒中有1/4具有引起肿瘤的特性。 在动物中，病毒是癌症的病原之一。 病

3、毒诱发肿瘤与宿主的遗传特性、性别、内分泌、免疫状态及病毒致癌强度等多种因素有关。 一些肿瘤病毒可以在同一动物中引起多个肿瘤，如多瘤病毒可以使小鼠产生23种不同部位和不同组织类型的肿瘤。 有些病毒能使多种动物发生肿瘤。 例如，鸡肉瘤病毒不仅会诱发鸟类肿瘤，还会诱发哺乳类发生猴子肿瘤。 病毒的核酸和核酸片段也会诱发肿瘤。 同一病毒诱发的肿瘤具有共同的抗原性。 1. DNA瘤病毒，主要包括5种：多瘤病毒、乳头瘤病毒、腺病毒、嗜肝病毒、疱疹病毒等使动物发生肿瘤。 目前与人类恶性肿瘤关系密切的主要有人乳头状瘤病、EB病毒、乙肝病毒。 1 )多瘤病毒科猴病毒40(SV40 ) (猴)多瘤病毒(py ) (

4、小鼠) BKV和JCV (人)2)乳头瘤病毒科人乳头瘤病毒(HPV) Shope乳头瘤病毒(兔)。 3 )腺病毒科人腺病毒(Ad ) (至少有37个亚型) a组(Ad12、18、31) B组(Ad3、7、11、14、16、21) C组(Ad1、4 )疱疹病毒科亚科：单纯水疱型(HSV-) (马)亚科： Saimiri疱疹病毒(鼠猴尚未分类的疱疹病毒Lucke疱疹病毒(蛙) Sylvilagus疱疹病毒(棉尾兔)5)乙肝样病毒科乙肝病毒(HBV ) (人)戴伊(2)病毒基因整合到宿主中的DNA:DNA病毒具有转化基因，将正常细胞转化为肿瘤细胞。 2. RNA肿瘤病毒、RNA肿瘤病毒分类属于逆转录

5、科病毒(retroviridae )。 本科分为RNA肿瘤病毒亚科、慢病毒亚科、泡沫病毒亚科3个亚科。 此类病毒普遍分布于自然界，其动物肿瘤作用非常广泛，从爬虫类(蛇)、鸟类到哺乳类和灵长类，均可诱发白血病、肉瘤、淋巴瘤和乳腺瘤等。 RNA肿瘤病毒根据其形态、抗原性和酶的特性可分为a、b、c、d 4种类型，它们的结构和形态基本相似，多呈圆形或类圆形，成熟的病毒粒子具有电子密度深的核心，被核壳包围。 c型病毒最常见，b型病毒次之。 根据病毒的传播方式和致癌作用的相对速度，可分为内源性病毒和外源性病毒。 内源性病毒以合成的前病毒的形式存在于细胞DNA中，随着细胞分裂可以扩增、遗传。 特征是病毒基因

6、整合到细胞DNA中，由垂直传达的细胞调节系统控制，通常不表现出来，一般不引起细胞转化和生物发病，但通过放射线、化学突变、生物学因素(例如其他肿瘤病毒感染)诱发内源性病毒的部分表达外源性病毒的特征：病毒基因组存在于感染细胞内，以从体细胞到体细胞、从生物到生物的水平进行传播。 根据外源性病毒转化细胞的能力和引起肿瘤的时间速度，可分为急性RNA肿瘤病毒和慢性RNA肿瘤病毒。 动物的大部分肉瘤病毒和白血病病毒的少部分属于外来性急性RNA肿瘤病毒。 外来肿瘤病毒的分组和特性比较，3 .逆转录病毒致癌基因，Rous于1911年首先发现了鸡肉瘤病毒(后称劳斯肉瘤病毒RSV )，研究证明其为逆转录病毒，接种鸡

7、后诱发肉瘤。 1966年，85岁的劳斯获得了诺贝尔奖。 逆转录病毒颗粒结构、逆转录病毒癌基因(v-onc )的起源、断裂基因、完全无断裂的可读框、细胞的正常生长和增殖受两种基因控制：一种是正调控信号，促进细胞的生长和增殖，并阻止终末分化，异常时显示肿瘤细胞的恶性生长抑制增殖，促进分化、成熟和老化，最后是细胞凋亡、抑癌基因； anti-oncogene )在这方面起作用。 第二节：原癌基因和抑癌基因，一、癌基因的概念是肿瘤病毒，人体和动物肿瘤中所发现的可引起细胞恶性转化的核酸片段。 被称为癌基因。根据其来源可分为两类。 病毒癌基因、原癌基因(或细胞癌基因)在病毒癌基因和细胞癌基因都被活化后具有诱

8、导肿瘤发生的作用，因此肿瘤细胞中的癌基因有时也称为肿瘤癌基因。 病毒癌基因(virus-oncogene； v-onco )是病毒核酸使细胞恶性转化的片段。 原癌基因(proto-oncogene，pro-onco )是与在人、哺乳动物如大鼠、小鼠甚至酵母、果蝇中发现的肿瘤病毒癌基因的同源序列。 该基因是正常的细胞基因，其表达产物的功能是维持细胞正常生长发育，在进化上高度保守。 原癌基因的结构或调控区变异、基因产物增加或活性增强，细胞将过度增殖，形成肿瘤。 细胞癌基因的概述、细胞癌基因是细胞正常生长、分化所必需的，是生长发育过程中不可或缺的。 这些细胞癌基因在发育过程中一定时间、一定组织中定量

9、表达，产生生命活动所必需的蛋白质，促进某些生命过程的进行，实现生长发育。这些细胞癌基因在生物体生长发育过程完成后，多处于封锁状态，即不表达或低表达。 如果在错误的时间不恰当的话，如果没有适量的表达细胞就有可能无限制地生长恶性转化。 病毒癌基因与细胞癌基因非常相似，主要区别在于细胞癌基因：含内含子或插入顺序。 病毒癌基因：不含内含子。 两者在外显子序列上只有很小的差异，他们的外显子在进化过程中非常保守，显示出他们编码的蛋白质产物在进化上的重要性。 (1)病毒癌基因和细胞癌基因的差异根据癌基因编码蛋白的功能、性质进行分类。 蛋白激酶类酪氨酸蛋白激酶： src、fgr、yes。 丝氨酸/苏氨酸蛋白激

10、酶： raf、mos、2 .生长因子类sis PDGF-2； int-2 EGf的类似物erb-B EGf受体3 . GTP结合蛋白类产物是GTP酶的活性ras (H-ras； K-ras ) 4.核蛋白类产物与DNA结合，与复制启动有关的myc； fos； 君； erb-A，(2)病毒癌基因的分类，原癌基因的分类原癌基因的分类，与病毒癌基因一样，根据其蛋白产物的功能、性质，蛋白激酶类： c-raf； c-mos； 生长因子类： c-sis信息传递蛋白类： c-ras家族核蛋白类： c-myc； c-fos，(三)原癌基因，(四)癌基因的激活机制，细胞中原癌基因在某种机制下被激活，引起基因表达

11、或过度表达，使细胞癌变，不同癌基因的激活机制和途径不同，一般可分为4类： 1，p 2、基因易位染色体易位在肿瘤组织中较为常见，基因定位研究表明，染色体易位过程中基因易位和易位发生，将原惰性原癌基因迁移到某些强起始基因或增强子附近使其活性化，增强原癌基因的表达，导致肿瘤的发生。 3、原癌基因扩增原癌基因扩增(amplification )是原癌基因数量的增加或表达活性的增强，产生过多的表达蛋白也可导致肿瘤的发生。 4 .点突变原癌基因可通过辐射或化学致癌剂而引起单碱基置换点突变，从而改变表达蛋白的氨基酸组成，引起蛋白结构的突变。 抑癌基因的激活机制，抑癌基因又称抗癌基因(anti-oncogen

12、e )或抑瘤基因，是指存在于正常细胞中，其编码产物能够抑制细胞生长、增殖的一组结构基因。 最初，通过细胞杂交实验发现并鉴定抑癌基因。 二、抑癌基因的基本概念、细胞杂交试验，常见的抑癌基因有Rb基因、p53基因、p16基因等。 其中Rb基因编码P105Rb转录因子，p53基因编码p53转录因子，p16基因编码p16蛋白。 (1)、常见的抑癌基因、(2)抑癌基因的作用机制、Rb基因的失活主要与视网膜母细胞瘤的发生有关。 Rb基因的表达产物为P105Rb，细胞内存在低磷酸化型(活性型)和高磷酸化型(惰性型) 2种。 不同类型的P105Rb对转录因子E2F具有不同亲和力。 (1)Rb基因的作用机制，低

13、磷酸化型P105Rb可以与转录因子E2F结合形成复合体，阻止E2F在细胞增殖过程中起主要作用的基因转录，如启动c-myc基因等。 高磷酸化型P105Rb促进与E2F转录因子的分离，呈活性，细胞从G1期进入s期。Rb基因失活时，其表达产物不能与E2F形成复合体，E2F处于持续活化状态，导致细胞增殖。 p105Rb的作用机制(示范)、G0 G1期、s期、e2f、DNA、DNA、Rb蛋白、mRNA、人P53基因位于17P13.1，全长16-20kb。 P53基因是与迄今为止发现的人肿瘤关联性最高的基因。 以前认为P53基因是癌基因，但已证实野生型P53基因是抑癌基因。 P53蛋白可分为3个区域： n

14、末端的酸性区域、中段疏水核心区域和c末端的碱性区域、分子中有核信号，因此一般在核内。 (二) p53 (基因卫士)基因的作用机制，p53蛋白可与特异的DNA片段结合，其酸性区域具有许多转录因子的共同特征，与低聚物的形成有关。 P53蛋白作为四聚体与DNA结合，调节其他基因的表达。 P53蛋白的生物学功能复杂，目前已知的功能有： 1、监测基因卫士、基因的完整性，特别是阻止DNA损伤未得到修复而进入细胞周期，激活抑癌基因P21的转录，阻止细胞进入G1S屏蔽点2，促进细胞凋亡(dnns ) P53蛋白的作用机制(示范)、P53蛋白、脱链酶、复制因子a、P21蛋白、细胞停滞于G1期，可分为细胞自杀、D

15、NA损伤、P53蛋白、P53蛋白，第3节：细胞转化和肿瘤G1期(gap1个阶段，从有丝分裂完成到DNA复制完成s期是指DNA被复制的时期。 G2期(gap2)是指DNA复制完成到有丝分裂开始的时间。 m期也称为d期(mitosis or division )，从细胞分裂开始到结束。 细胞周期检测点(cell cycle checkpoint )控制细胞增殖周期中的律速部位，确定DNA复制和有丝分裂前DNA合成的完整性，监测DNA复制、DNA损伤修复和细胞进入有丝分裂期，精确调节细胞周期的进行，防止增殖周期中的错误。 细胞对DNA损伤作出反应，激活细胞周期的检测点，阻断细胞周期，修复损伤的DNA，停止细胞凋亡和生长，诱导细胞死亡。 细胞周期阻断常发生在G1/S或G2/M边界。 二、转化细胞的性质、从正常细胞到恶性细胞的过度肿瘤转化1、生长特性的变化(1)无限生长性(2)饱和密度的增加(