医学课件cancer（tumor） molecular

Cancer（ Tumor） Molecular Genetics 一、 癌分子遗传学概述 二、肿瘤发生的遗传因素 三、肿瘤的染色体异常 四、肿瘤发生的基因控 制 五、癌的多阶段演化 六、端粒和端粒酶 一、癌分子遗传学概述 1、 概念 每一个正常细胞中有一种特殊的 排列可以抑制细胞分裂， 假定存在一 些抑制分裂的染色体，它的丢失将引起 肿瘤细胞的无限生长 ，另一方面，假 定还存在促进分裂的染色体， 当受到 某种刺激激活时，细胞就发生分裂 ， 由此可推断恶性肿瘤细胞的快速无限增 殖的趋势，是由于促进分裂的染色体的 持久优势所致。 Theodor Boveri， 1911 至今，大量的科学证据表明： 促进细胞生长的染色体 -癌基因 抑制细胞生长的染色体 -肿瘤抑 制基因 自 1990年起人们把癌 /肿瘤称为体细胞遗 传病。它是具有遗传基础的。 肿瘤遗传基础的证据最初来自于三方面： 第一 DNA突变引起癌的发生； 第二 肿瘤常常出现特异性染色体异常； 第三 在罕见的肿瘤特异性综合征中，肿瘤 发生、发展的遗传易感性。 如何揭示肿瘤发生的遗传机制呢？ 遗传学家与临床肿瘤学家们从（群 体、细胞、生化、免疫）遗传学和分子 遗传学不同角度探讨肿瘤与遗传的关系 ，就逐渐形成了一门新学科 癌分子 遗传学。 简言之， 就是应用遗传学的基本原理 、方法研究肿瘤的发生、发展与遗传的 关系及规律，揭示肿瘤发生机理。 2、 癌与肿瘤的概念 单细胞生物为了生长，必须对环境 的变化产生反应，细胞为了营养的来源 和生长、分裂，与周围的细胞竞争，直 至营养供应被耗尽。 进化创造了多细胞生物 多细胞 机体 ，高等生物。 从受精卵开始 多细胞机体 （ 繁殖后代 ） 多细胞共同协作 （ 信号传导机制进化了，细 胞生长，分化得以协调， 执行生物学功能 ） 如果一个细胞或若干细胞发生 突变 （ 该细胞竞争空间和营养， 扰乱了细胞分裂和细胞协作 ） 某些细胞形成克 隆 肿瘤 （ Tumor， 良 性）。 就形成癌 （ Cancer， 恶性 ） 通常在文献中见到： Tumor： 泛指肿瘤（包括良性、恶性）肿物。 Cancer： 恶性肿瘤的总称 ，癌肿。 Sarcoma： 源于间叶组织（肌肉、骨、软骨、 纤维）的恶性肿瘤，如骨肉瘤、 纤维肉瘤。 Carcinoma： 来源于上皮的恶性肿瘤 癌。 来源于鳞状上皮 鳞癌。 来源于腺上皮 腺癌。 例如： 胃粘膜上皮恶变 胃癌。 另外： 肝癌、皮肤癌、肠癌等。 良、恶性肿瘤的基本区别： 肿瘤是由连续无休止生长，且分化差的 细胞组成的，一般有良、恶性之分。 1） 良性肿瘤的特征（异形性与周围组织差 异不显著） ; 2)细胞被周围正常组织所局限，常有一层纤 维结缔组织包围； 3） 生长缓慢，呈膨胀性，对周围组织不具 侵袭破坏性 ,不发生远处转移。 1） 恶性肿瘤的特征（异形性与 周围组织相差大、显著） a） 细胞呈侵润性生长，周围无结缔组织 包围； b） 生长速度快，侵袭和 破坏周围正常组 织；向远处转移和播散， c) 形成 继发性肿瘤。 细胞水平看 ： l 组织培养中的正常细胞需要外源性生长因 子，使得细胞得以增殖。它们具有明显的接触抑制， 所以，一旦细胞生长成单形层，增殖停止。与此相反 ，培养的癌细胞有一些或全部下列的特征： 1） 减少对生长因子的需求。 2） 丧失接触抑制，所以细胞倾向于堆积和形 成集落（病灶） 3） 具有无限期分裂的能力，既细胞永生化 4） 不依赖锚定生长，具在软琼脂中生长的能 力。 上述我们提到肿瘤或癌形成的 前提是 细胞 突变： 生殖细胞突变 ：生殖细胞突变遗 传给后代，在后代机体中成为肿瘤 发生的始祖细胞，累及机体的某一 部分。 体细胞突变 ：突变的细胞具有增 殖优势，而形成实质性的细胞克隆 。 总之，突变影响整个 Gene组的稳定性，使细 胞增殖优势 -形成肿瘤。 3、癌发生的环境因素 所有生物生存于自然界中和环境有着 千丝万缕的联系，密不可分，人们所处的 环境之中有： Uv 过量 物理因素 电离辐射 白血病、皮肤 病等。 如： 血疑 日本长崎、广岛 前苏联契尔诺贝 利核电站核泄漏。 多环芳烃化合物（如 3， 4苯并芘） 化学因素 肺癌 黄曲霉素 肝癌 亚硝胺 各种消化道肿瘤 生物因素 某些病毒（ DNA、 RNA） 动物 肿瘤。 某些人类肿瘤（鼻咽癌、宫颈癌、白血病） 然而，尽管人们都接触各种致癌因子 ，并不一定都发生肿瘤，这表明，肿瘤的 发生是 环境因素和遗传因素 共同决定的。 l 引用一个哲学观点， “ 外因是变化的 条件，内因是变化的根椐，外因通过内因 而起作用 ” 。 环境因素只有改变遗传物质 (DNA/RNA)的 结构或功能才能使正常细胞转变为癌细胞 。 对于不同的个体 /不同的肿瘤，环境因素 与遗传因素对其作用的大小各异。 二、肿瘤发生中的遗传因素 许多事实都说明遗传因素在肿瘤发生中的作用 如： 1、肿瘤的家族聚集现象 癌家族（ Cancer family ） 是指一个家系中 恶性肿瘤的发病率高，发病年龄较早，肿瘤按 常染色体显性方式遗传。 典型的癌家族 G家族：历经 80余年（ 1895 1976）， 5次调查，传 7代共 10个支系， 842名后 裔中分析，符合常染色体显性遗传特点： I、 双 亲之一是患者； II、 同胞中 1/2发病，男女发病 几率均等； III、 连续传递； 、双亲无病后代 则不发病。 家族性癌 （ familial carcinoma） 是指一个家族内多个成员患同一类型的肿 瘤。 这类癌的遗传方式虽然还不清楚，但表明 有家族聚集现象。 这种家族集聚现象提示，遗传因素在肿瘤 发生中的作用。 2、肿瘤发病率的种族差异 不同种族中某些肿瘤发病率有明显差 。如： 鼻咽癌： 中国人 ：马来人：印度 发病率： 13.3 : 3 : 0.4 （居住在新加坡） 移居到美国的华人比美国人高 34倍。 黑人易患 Ewing 骨瘤、睾丸癌、皮肤癌。 日本妇女乳腺癌比白人少，但松果体瘤却比其 它民族高 10倍。 提示： 不同种族的差异主要是遗传差异，这种 差异在肿瘤发生种起作用 遗传因素的作用 。 3、遗传性肿瘤 某些肿瘤是按孟德尔方式遗 传的，亦即单基因的异常决定的， 它们通常以常染色体显性遗传方式 传递，常为双侧性，多发性，发病 早于 散发型，具有不同程度的恶 变倾向。如： 家族性结肠息肉（ FPC） 患者表现为青少年时结肠和直肠 有多发性息肉，继发性恶变， 90%未 经治疗的患者死于结肠癌。该病称 为遗传性癌前病变。 FPC Gene定位 于 5q21（ 癌基因突变）。 I 型神经纤维瘤（ NF1） 患者沿躯干的外周神经有多发的神经 纤维瘤，皮肤上可见多个浅棕色的 牛奶 咖啡斑 ，腋窝有广泛的雀斑，（少数） 患者有恶变倾向性。 NFI发生与 NF1肿瘤抑 制基因密切相关， NF1 Gene 定位于 17q11.2（ NF1 Gene 突变 /缺失） 。 此外，基底细胞痣综合征，恶性黑色 素瘤等也属于遗传性肿瘤。 还有一些肿瘤既有遗传性的也有散发的 。 如： 视网膜母细胞瘤 眼球、视网膜的恶性肿瘤，随血液 循环转移，侵入颅内引起死亡。 遗传型 散发型 显性遗传 生殖 C 突变 散发 （两次 体 C 突变 体 C突变） 发病年龄早（ 2岁前就诊） 发病晚 双侧、多瘤 单侧 、单瘤 40% 60% 神经母细胞瘤 常见于儿童的恶性 胚胎瘤，起源 于神经 脊，并发 N纤维瘤、 N节瘤、嗜铬细胞瘤等 。 遗传型 散发型 AD 散发 发病早 发病晚 20% 80% Wilms tumor 是一种婴幼儿肾脏的恶性胚胎瘤。 遗传型 散发型 AD 散发 发病早 发病晚 双侧 多为单侧 38% 62% 11p12- 11p15- 如何解释同一种肿瘤既有遗传型的又 有散 发型，而且发病年龄不同哪？ 早在 1971年， Knudson 以研究视网膜母细胞瘤的 发生为基础，提出二次打击假说（二次突变学说 ）。 恶性肿瘤的发生涉及二次以上的突变，在遗传型 的恶性肿瘤中，遗传的是一次生殖细胞的突变， 在此基础上再发生一次体细胞突变即可完成始动 ，从正常细胞转化为恶性细胞。恶性细胞在一定 条件下形成增殖优势，既可建立恶性细胞克隆而 形成肿瘤。 在散发的恶性肿瘤中，二次突变都是体细胞突变 ，而且同时发生在一个细胞中才能完成始动。这 种机会很少，需要漫长过程的积累，所以散发型 肿瘤多为单侧发病，发病年龄晚。 4、染色体不稳定综合征 染色体是遗传物质（ gene） 的载体 。 某些隐性遗传病患者有全身性染 色体容易断裂或对紫外线特别敏感的特 点，这表明肿瘤与染色体不稳定性之间 有某种联系，这一类疾病称为染色体不 稳定综合征。 例如： 疾病 染色体异常 易患肿瘤 Fanconi 贫血 单体断裂、裂隙 、 儿童期的骨髓疾 双着丝粒、 病表现为全 染色体自发断裂 血细胞减少 增高 转变为白血病 又称先天性全 血细胞减少 Bloom 综合征 四射体、 SCE 比 易患肿瘤、 患者身材矮小， 正常人高 10倍、 或白血病 对日光敏感 , 各种类型染色体 面部血管扩张性 畸变 红斑 毛细血管扩张性 染色体断裂、 14/14 Ly细胞白血病 共济失调 表现小脑 易位、 DNA 修复能力 淋巴瘤、网 性共济失调 下降 织细胞瘤等 着色性干皮病 染色体自发断裂 血管瘤、基底 （ xp） 对 Uv DNA修复酶缺乏 细胞癌等肿瘤 敏感、皮疹、色 素沉着 疾病 染色体异常 易患肿瘤 三、肿瘤的染色体异常 肿瘤细胞遗传学研究表明：几乎所有肿瘤 细胞都有染色体异常，因之染色体异常被认为 是癌细胞的特征，也说明了肿瘤与遗传的关 系 。 1、基本概念 克隆演化 ： 研究表明，大多数肿瘤都有染色 体异常，同一种肿瘤细胞的染色体常发生有许 多共同的异常表现，它们都来源于一个共同的 突变细胞，这可以 用肿瘤发生的单克隆学说 来解释 。 肿瘤单克隆起源证据： 体细胞突变和克隆选择模式判定，肿瘤在组成上 是单克隆。在女性 X连锁基因分析提供了首要证据 。 如 :胚胎发育早期， X染色体随机失活，女性就细 胞的组成上具有两种不同的 X染色体的嵌合体。 46， XAXa XAXa XA Xa 例如： G6PD（ 葡萄糖 6磷酸酶）位于 X染色体上的基因。 野生型在一条染色体上（ XA） 杂合子个体 突变型在另一条染色上（ Xa） 根据 G6PD 活性，应用细胞化学染色方 法检测，杂合个体（正常组织）有活性 与无活性的嵌合体，肿瘤组织中是单一 形式，既阳性 /阴性。 如 :子宫纤维肌瘤（一种常见的 良性子宫平滑肌瘤）研究表明 ，在 G-6-PD杂合子女性中，每 一个子宫纤维肌瘤仅表达 A型或 a型的 G-6-PD， 从不同时表达两 种，提示每个肿瘤可能起源于 单个细胞。 但是，癌细胞群体受内外环境的影响而 处于不断的变异之中，这就决定了各癌细胞 核型的多样性。其结果，同一肿瘤各个细胞 的核型常常不完全相同，不仅如此，不同核 型的细胞生存、繁殖能力不同，有的在选择 过程中逐渐被淘汰，有的则形成增殖优势， 因此，细胞群体处于选择之中。这种类似物 种进化的过程， 称为克隆演化（ clone evolution）。 、干系（ stem） 和众数（ modal number） 在一个肿瘤的细胞群体中，占主导地位的 克隆，就构成干系。 干系的染色体数目称众数。 干系以外有时还存在一些非主导地位的克 隆，称为旁系（ side line） 条件改变 干系 旁系 2、肿瘤染色体数目异常 （ Tumor chromosome number aberration ） 肿瘤细胞染色体大多数为非整倍体，例如 ： 亚二倍体 46，超二倍体 46 亚三倍体 69，超三倍体 69 高异倍体 亚四倍体 92，超四倍体 92 在培养的肿瘤细胞、实体瘤、癌性腹水中 常见。 3、染色体数目异常产生的机 制 基因突变 -p 53 基因扩增 -EGFR 基因过表达 STK15 STK15 Gene 中心体异常 纺锤体异 常 染色体分离异常 细胞分裂异常 基因组不稳定 肿瘤发生。 4、肿瘤染色体结构异常（ Tumor chromosome structure aberration） 结构异常是由于染色体断裂重接，形成特殊结构 的染色体，称为标记染（ marker chromosome）： 非特异 ：只见于某种肿瘤的少数肿瘤细胞 中，对该肿瘤不具有代表性 特 异 ：经常见于某种肿瘤的大多数或全部 细胞，对该肿瘤具有代表性，并以 其为特征。 特异性标记染色体的存在，支持了肿瘤起源一个 突变细胞的设想。 人类 MMR系统 ： 现已阐明，人类 MMR基因编码的错配修复蛋白 可相互作用，形成一种多聚复合物，参与细胞 错配修复反应。 修复：修复 DNA复制过程中出现的碱 作用 基错配。 消除：消除由于简单重复序列之间的 遗传重组出现的不配对基碱序列 。 目的 从而有效地防止 DNA复制差错的产生。 人体细胞中 DNA 错配修复反应过程依赖 于几种人类 MMR基因产物，因此，其中 任何一种基因发生突变导致其产物的功 能丧失，将造成 DNA错配，修复功能的 异常、缺陷、或丧失。 人类 MMR基因定位： Gene location Exon ORF 产物 HMSH2 2p16 16 2802bp 934 aa HMLH1 3p21.3 19 2268bp 756 aa HPMS1 2q31-q33 ? 2795bp 932aa HPMS2 2p22 ? 2586bp 862aa 人类 MMR系统与肿瘤 DNA 错配修复基因的完整性对确保 DNA复制的精确性极 为重要 。 DNA MMR系统 Gene 突变 MMR系统缺陷 修复功能下降 MI 肿瘤易感性增强 微卫星不稳定（ Microsatellite DNA instability,MI ） 微卫星不稳定（ Microsatellite DNA instability,MI ） 是指 T组织和 N组织相比，其 DNA等位结构发生简单 重复序列的改变，这种改变表现在肿瘤组织与其对应的 正常组织 PCR产物经电泳后，电泳带出现增加或减少、 位置及带的密度变化。 MMR基因的作用方式类似于肿瘤抑制基因 . MMR 基因功能丧失需要两次突变事件。例如： 在家族性遗传性非息肉型结肠癌 （ HNPCC） 形 成过程。 第一次突变（生殖 C ） MMR Gene突变 ，个体对 结肠癌易患倾向 第二次突变（体 C） 另一等位基因突变 纯合子，功能丧失 原癌基因、抑癌基因突变快速积累 细胞增殖失调 74例 HNPCC家系 中研究表明，复制差（ RER） 阳 性率高达 92%说明 MMR Gene 发生突变 。 4 .肿瘤转移基因和肿瘤转移抑制 因 某些肿瘤发展到一定阶段可发生转移，恶性 肿瘤的转移是一个复杂的过程，包括癌细胞 由原发性脱落，进入细胞外基质和血管或淋 巴管，并在远处适宜的组织中生长。近年来 研究发现，存在着促进肿瘤转移的转移基因 （ meastatic gene） 和转移抑制基因（ metastasis suppressor gene） 1）肿瘤转移基因 1989年从转移性小鼠乳腺癌细胞中分离出一种 与转移相关的基因 S100A4(又称为 CAL 、 p9ka、 mtsI)。 编码 Ca2+ 结合蛋白促进 C运动，影响细胞与 细胞外基质粘附，改变蛋白水解活性促进转移 。 S100A4表达与人乳腺癌、结肠直肠癌的侵 袭转移能力呈正相关。 2）肿瘤转移抑制基因 又在人和小鼠中发现 ,nm23基因的表达与 乳腺癌等肿瘤的转移密切相关。表达降低 与人类的某些肿瘤转移力增强有关。 nm23 Gene17q21 ， 编码 17kd蛋白 。 五、癌的多阶段演化（ multistep evolution） 肿瘤的发 生 涉及多阶 段、多基 因 参与的复 杂 过程，以 结 肠直肠癌 为 例说明其 过 程： 癌的多阶段演化 5chr LOH DNA低甲基化 正常结肠细胞 C生长增强 早期腺瘤 APC k-ras基因激活 18 chrLOH LOH LOH 中期腺瘤 晚期腺瘤 癌 转移 DCC 17chr 其它 chr 上述过程表明，正常细胞经过多次遗传损伤事 件，涉及癌基因激活、抑癌基因失活多个 Gene的变 化，经过相应的多阶段演化 而形成恶性表型的过 程。 在癌的演化中，不存在一个不变的突变序列，而 可能是每个连续的阶段都有一生长优势上的序列 。 1、 5q21APC 一个拷贝丢失 产生腺瘤样息肉， APC 的丢失或突变其早期事件。 2、约 50%的中、晚期腺瘤， 10%早期腺瘤有 K-ras的 突变 与早、中期腺瘤演进有关。 3、约 50%晚期腺瘤与癌有 18q杂合丢失（这在早期 、中期腺瘤是不常见的）。即 DCC（ Deleted in colon cancer） 的丢失突变有关。 4、直肠癌有高频率的 p53的突变，同时由于 “ 增变 基因 ” 的作用。通过其一般突变率使其每一转化 成为可能，而不与此每个特殊阶段直接相。 六、端粒和端粒酶 端粒（ telomere） ： 是真核细胞染色体末端 的一种特殊结构，由端粒 DNA和蛋白质组成 。其端粒 DNA是富含 G的高度 保守的重复核 苷酸序列。对染色体具有保护作用。 不同物种的端粒 DNA 序列并不一致，人和其 它哺乳动物的端粒 DNA序列由 53 方 向的（ TTAGGG） n反复串联组成。在人类大 约有 12 15Kb， 是非结构基因，不编码蛋白 质。 端粒 DNA的 3 末端较 5 末端伸出 12 16bp 的一段弯曲呈帽状结构，保护染色体，防止 断裂、重组或降解，促进染色体与核膜粘着 ，以及减数分裂时同源染色体配对。 端粒被认为是细胞有丝分裂的 “ 生物钟 ” ， 随着细胞分裂的不断进行，端粒逐渐缩短。 当其长度减小到一定临界值时，细胞趋向衰 老、死亡。 端粒 DNA 逐渐变短的主要原因 ： 1、细胞分裂过程中线形染色体的末端端粒 DNA不能完全被 DNA指导 DNA多聚酶所复制； 2、末端的特异性和非特异性降解； 3、细胞异源端粒之间的不均匀重组。 影响端粒长度的因素很多，其中主要 有： 端粒结合蛋白 端粒帽蛋白 端粒酶及 DNA复制酶等 其中 端粒酶 是最主要因素。 端粒酶（ telomerasre）： 是一种逆转录酶，能延长端粒末端，由蛋白 质和 RNA 组成，可以其 RNA为模板指导 DNA合成， 向端粒末端添加（ TTAGGG） n序列，使端粒延长， 延长细胞的寿命甚至使其永生化。 端粒合成机制 细胞进入 G1/S期，端粒酶活性逐渐增高，而 在 S期活性最高，在 G2期 /M期端粒酶活性逐 渐消失。 利用 TRAP（ Telemeric Repeat Amplication Protocol） 技术检测正常动物、植物细胞时 发现，除个别增生活跃的组织有微弱的端粒 酶活性外，其他组织都没有端粒酶活性，但 在肿瘤细胞、永生型细胞及干细胞（如造血 干细胞）中，端粒酶可被激活，活性增强。 端粒酶与肿瘤 在恶性肿瘤中，端粒酶活性明显增高 ， 以延长端粒，弥补因细胞分裂而造成的 端粒缩短，从而使细胞无限增殖恶化， 甚至使癌细胞永生化。 Ueda报道（ 1997， Cancer Res.）， 在恶性 肿瘤中 91%端粒酶活性增强。 Zheng P。 S。 1997， 报道，妇科肿瘤中端粒 酶活性增强的占 95%。 上述情况表明，绝大多数肿瘤细胞中都呈端 粒酶阳性，而在正常组织中却无表达。揭示 ，端粒酶可能是一个广泛的肿瘤标致，可用 于肿瘤的诊断。 Hiyama E （ 1997， CancerRes）， 通过检 测胰腺肿瘤得出： 95%胰腺癌中端粒酶活性 增强，而在良性胰腺瘤中为 0%。 哪么能否应用抑制端粒酶的手段来治疗肿瘤呢？ 这个问题正是目前人们关注的问题，也是研究的 热点。 研究者们建议利用端粒酶抑制剂进行肿瘤治疗。 7-deaza-d ATP（ 7-脱氮 -2脱氧腺苷酸）和 7- deaza-d GTP（ 7-脱氮 -2脱氧鸟苷酸）是潜在的端 粒酶抑制剂，二者都可通过端粒酶的催化作用惨 入到端粒 DNA中，由于它们的掺入使端粒过早地缩 短，开僻了肿瘤治疗的新途径。 Kanazawa制备一种锤头核酸酶 telorz， 作用 于人类端粒酶的 RNA 成分，对已合成的端粒 酶 RNA成分具有特异分解作用，对端粒酶有 明显的抑制作用。 应用反义核酸治疗方法，人工合成反义 DNA/RNA 抑制端粒酶的作用。 核酶 癌基因激活 综上所述 C癌变 抑癌基因失活 （ 4）转座（ transoposition） 到活性染 色质区而激活 如： Burkitts Lymphoma t （ 8； 14）（ q24 ； q32） ， 75% 85%患者。 8号染色体上的 myc基因易位至 14号染色体 长臂上 IgH基因旁，在 B细胞该区是活性转录 区，导致 myc基因过度表达。 （ 5）启动子插入 一个细胞原癌基因附近一旦被插入一个强有 力的启动子即被激活。 鸟类白细胞增生病毒 （ ALV） 例如 ： 1日龄鸡 产生 B细胞淋巴 瘤 ALV没有癌基因只有一个强有力的启动子， 当 ALV前病毒（ provirus） 一旦整合到细胞的 癌基因旁，即可诱导细胞癌基因的表达。 1981年 Hayward等证明： 整合 ALV c-myc旁 表达高于正常细胞 30-100倍 1982年 Blain研究证明： 转化 克隆鼠细胞的 c-mos基因 NIH3T3 细胞不转化 转化 c-mos基因 NIH3T3 细胞转化 + LTR （ 病毒长末端重复序列） LTR 癌基因 2、肿瘤抑制基因 （ Tumor Suppression Gene- TSG） 存在于正常细胞中能够抑制细胞恶 性转化，对细胞的增殖起负性调节作用的 基因，其失活使正常细胞增殖失控，进而 转化形成肿瘤细胞。 其作用恰好与癌基因相反，失活 的 TSG（ 突变、丧失功能）常发现于人类 肿瘤样本中。这些基因编码抑制细胞增殖 的蛋白 ,形成肿瘤细胞。 TSG： 在正常情况下对细胞的繁殖具有负 调节作用，抑制癌基因。 Sager于 1990年指出，在癌的发生过程中 ，需要基因改变，即 癌基因的激活 和 抑癌 基因的失活或丢失 ，二者在细胞繁殖的调 控中起着正负信号的调节作用。 现有抑癌基因 20多种。 抑癌基因的发现和深入研究乃是癌分子遗 传学的一重大突破，很大程度上回答了癌 发生这个长期难以解答的问题。 1） TSG的发现及其研究途径（ TSG存在的证据） 肿瘤的发生不仅仅涉及显性癌基因 激活，而且还涉及其它隐性基因的 功能丧失，这其它基因就是抑癌基 因。 细胞融合实验 Harris（ 1971年）和 Klein等 20年前实验 鼠正常细胞 肿瘤细胞 丧失成瘤性 鼠 杂种细胞（表型正常） 继续培养 形成肿瘤 鼠 出现逆分化（肿瘤表型 ） 肿瘤的抑制与正常染色体存在着相关性，正 常染色体上有抑制肿瘤效应的遗传物质 TSG 。 逆向发生肿瘤现象可能是杂种细胞中携带抑 癌基因丢失。 Stolet和 Shimizu微细胞转移 实验 微细胞（含单个染色体 ） 转移 肿瘤细胞 肿瘤生长抑制。 证明抑制基因存在于单个染色体上，并 将 TSG 在染色体上定位。 肿瘤细胞 转移染色体 肿瘤生长抑制 视网膜母 C瘤 13 + Wilms 11 + 神经母细胞瘤 17 + 家族性癌的研究 A。 视网膜母细胞瘤 Rb Gene 是最早发现的 TSG ， 证据来自于对 视网膜母细胞瘤的研究。 遗传型 散发型 B、 Wilms 瘤 在 Wilms瘤患者中发现 11p13-， WT1 Gene定位于 11p13 区域，认为 WT1为 TSG。 WT1 10个外显子 ， 50kb， 传录本 3kb， 编码 46 49 a的蛋白质。 、家族性腺瘤样息肉 家族性腺瘤样息肉（ familial adenomatous polyposis ） ene定位于 p， 即 基因，转录本 .4kb,编码 2844Aa的 蛋白 质， 其突变引起家族性腺瘤样息肉 癌 .APC基因被认为是 TSG。 杂合性丢失 杂合性丢失（ Loss of heterozygosity, LOH ） 应用于检测、鉴定 TSG 。 LOH： 杂合时某一等位基因片段丢失。 LOH： 杂合时某一等位基因片段丢 失 视网膜母细胞瘤的遗传分析 细胞有丝分裂发生重组细胞有丝分裂发生重组 选择遗传标记跨基因（ TSG ）， 遗传标记与侯选 TSG 相 邻，遗传标记的缺失就意味着 TSG丢失，在肿瘤细胞 中 LOH 提示 TSG 的存在，在染色体某一区域 LOH频率高， 可能为 TSG 的侯选位点。 LOH 的方法坚定了 p53 Gene， 位于 17p12、； APC Gene位于 5q21 等 。 LOH MI（ Microsatellite instability） N T N T LOH MI 2） TSG 的功能 细胞粘附分子， APC、 DCC- TSG C周期调控 ， RB、 p53- TSG 参与细胞周期复杂调控，即作为一 种负性调节因子（ negative regulation）。 其中 RB基因和 P53基因 在细胞周期调控进展中起重要作用，它 们的产物在肿瘤细胞中经常同时失活。 RB Gene产物的功能 RB Gene 转录 mRNA 翻译 110kD (pRb核蛋白 ) 调控 细胞增殖 RB广泛表达，编码 110Kda核蛋白 pRB。 对控制细胞 增殖起重要作用。 Rb Gene Rb Gene 突变突变 Cyclin（ CDK， CKI） 磷酸化磷酸化 pRb蛋白蛋白 pRb蛋白蛋白 （ 激活）激活） 去磷酸化去磷酸化 （失活）（失活） pRb降解降解 病毒蛋白病毒蛋白 EIA/SV40T E2F MDM2Gene扩增，扩增， Gene产物抑制产物抑制 pRb 调节调节 G1期期 癌基因变化癌基因变化 DNA损伤损伤 S期期 C增殖增殖 P53 失失 控控 Apoptosis 复制终止复制终止 C过度增殖过度增殖 直至修复直至修复 癌变癌变 磷酸化 A正常情况 pRb激活 失活 去磷酸化 它的部分作用是调控一组细胞转录因子 - -E2F。 细胞周期进入