(最新整理)肿瘤分子生物学.01

1、(完整)肿瘤分子生物学.01第一章 (完整)肿瘤分子生物学.01第二章第三章 第四章 编辑整理：第五章第六章第七章第八章第九章 尊敬的读者朋友们：第十章 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)肿瘤分子生物学.01）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。第十一章 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为(完整)肿瘤分子生物学.01的全部内容。第十二章第十三章 什么是

2、癌症1. 癌症的特征1) 基因组不稳定性 2) 促进肿瘤的炎症3) 获得独立生长信号的能力4) 逃避生长抑制信号5) 逃避细胞凋亡6) 无限制的复制潜能7) 血管新生8) 侵袭和转移9) 能量代谢的重建10) 逃避免疫攻击2. 转化细胞（癌细胞）的表型1) 癌细胞不表现为接触抑制，并呈团样生长2) 癌细胞可在低血清条件下生长3) 癌细胞形态学上呈圆形而不是扁平和伸展的外形4) 癌细胞生长不需要黏附在基质，即表现为“锚定不依赖”3. 克隆进化由于基因突变累积而导致的逐步改变会赋予细胞一种比周围细胞更有利的生长条件,这种方式类似于达尔文的进化论：偶然事件产生突变，突变导致表型的改变，并适应环境，最

3、终导致亚克隆形成和最适者优势4. 生长、凋亡和分化调控细胞数量1) 细胞增殖：最显著的过程,细胞分裂产生两个子代细胞2) 程序性细胞死亡:清除细胞3) 分化：分化过程中，细胞可进入静止期 改变细胞生长、凋亡和分化等相关正常基因的功能的dna突变可影响机体内细胞数量的平衡并导致生长失控5. 癌基因通常被描述为编码蛋白大量产生或蛋白活性增强，从而以一种显性方式发挥作用启动肿瘤形成的一种突变基因6. 抑癌基因1) 抑癌基因编码的蛋白可抑制细胞生长和肿瘤形成.抑癌基因突变本质上主要是隐形，只有当等位基因的两个位点都发生突变才会导致其功能丧失2) 单倍体不足:仅一个等位基因突变便可导致癌症表型。譬如调空

4、dna损伤应答和dna修复的基因单倍体不足使其表达产物活性下降，导致基因不稳定第二章dna结构及稳定性:突变与修复1. kataegis/chromothripsis1) kataegis：在基因组小范围内发生高频突变。许多肿瘤基因组中发现该突变方式2) chromothripsis：一次性细胞危机使染色体碎裂，导致成百上千的基因重排2。 突变1) 转换：即transition，一种嘌呤对另外一种嘌呤的替换2) 颠换：即transversion,嘌呤和嘧啶之间的互换3) 框移突变：包括插入或缺失,可能改变阅读框。大部分情况下,会导致蛋白质产物无功能或者缩短4) 染色体易位:指一条染色体的某一部

5、分和不同染色体的另一部分法伤交换，导致dna碱基序列发生改变5) 基因扩增：基因的拷贝数从正常二倍体基因组的两个拷贝增加到上百的拷贝数3. 突变的后果：取决于其相对于基因两个功能区的位置1) 启动子区域：可能改变基因的调控,并且影响到基因产物的表达量及时间/空间表达分布。可能是蛋白产物的过表达或低表达，或者是蛋白产物出现在错误的时间及地点2) 编码区：可能影响基因产物的结构，从而改变其功能,或者导致蛋白质截断,由此使蛋白质完全丧失功能4.致癌因素1) 辐射a. 辐射以波或者粒子流传递b. 辐射可以损伤dna从而导致癌症发生：能量总量影响dna损害的机制和程度c. 损伤程度取决于粒子辐射源释放能

6、量的速率d. 线性能量转移：即let，用于描述能量释放的效率.指辐射源穿行一定距离后释放出的能量总量。e. 电离辐射:当高能射线撞击位于其路径上的分子使,分子中原子可能发生位移。一个或一个以上电子剥离将不带电的分子转变为带点的分子，即离子.电离辐射可以通过使组成dna的原子发生电离而直接损伤dna，或者通过与水分子相互作用产生活性氧(ros）的有害中间产物间接损伤dna。这些活性氧包括:羟基自由基（oh）、过氧化氢和超氧阴离子自由基f. 紫外线a) 紫外光分三种：即uva、uvb、uvc，其中uvb(290320nm)为最强致癌物b) uvb是产生特征性光产物的直接及唯一因素，包括环丁烷嘧啶二

7、聚体(最常见，导致dna螺旋弯曲,进而使dna聚合酶不能读取dna模板）和嘧啶嘧啶酮光产物(易修复)c) uva通过自由基间接损伤dna，gt颠换是其致dna损伤的特点d) 紫外线穿透皮肤深度由其波长决定，波长越长，穿透越深2) 化学致癌物a. 化学致癌物的普遍作用机制是以亲电子(缺电子）的形式与核酸和嘧啶环的亲核位点（可以提供电子的位点）反应b. 细胞色素p450酶系在肝脏化学物代谢中起作用，对于致癌物活化代谢为最终致癌物具有重要意义3) 具有致癌作用的传染病病原体a. dna肿瘤病毒：通过蛋白蛋白相互作用编码病毒蛋白，阻断抑癌基因b. rna病毒：编码突变形态的正常基因(癌基因）导致动物肿

8、瘤4) 内源性致癌反应a. 氧化呼吸和脂质过氧化可产生活性氧b. 胞嘧啶脱氨形成尿嘧啶5 dna修复和癌症倾向性1) 直接修复：dna暴露于烷基化致癌物后，烷基转移酶可直接去除烷基基团2) 核苷酸切除修复:发生在特定的螺旋扭曲部位，如嘧啶二聚体和大体dna加合物。存在两条子通路，全基因体ner检查基因组中的螺旋扭曲以及转录偶联修复识别3) 碱基切除修复：针对化学改变的碱基，如8-羟基鸟嘌呤，主要由内源性机制导致。涉及dna损伤特定糖基化酶（ogg1、mutyh）、多聚（adp-核糖)聚合酶（parp）4) 错配修复：纠正逃脱聚合酶编辑的复制错误a. 蛋白质msh2/6和msh2/3对错配进行识

9、别b. 招募mlh1/pms2和mlh1/pms15) 重组修复(同源重组)a. 双链断裂激活共济失调毛细血管扩张症突变(atm）激酶b. rad50/mre11/nbs1复合体(atm的底物)通过其外切酶活性创建单链c. brca1/2协助rad51的核运输d. rad52使rad51与暴露的末端结合6。 传统疗法：化疗和放射治疗1） 异质细胞敏感性和耐药性a. 肿瘤内单个细胞的位置不同，吸收的治疗剂量也不同b. 同一肿瘤内的细胞有可能产生不同的突变c. 肿瘤中对治疗存在内在抵抗的癌细胞被归为肿瘤干细胞3) 化疗耐药机制a. 增加对药物的主动外排b. 减少对药物的吸收c. 增加细胞中的分子靶

10、点数量d. 改变药物代谢e. 增加dna修复7. 合成性致死策略1) parp在碱基切除修复中起着关键作用,这种途径能够修复dna单链断裂。parp能快速结合在dna损伤单链以放大dna损伤信号并招募dna损伤修复蛋白。抑制parp的活性会导致碱基切除修复受损，而且单链断裂的累积会导致双链断裂,双链断裂通常通过同源重组修复途径修复。第3章 基因表达的调控1。 转录因子和转录调控1) 转录因子是能与基因启动子结合并调控转录的蛋白质2) 转录因子包含一组独立的蛋白模块或结构域,包括dna结合域、转录激活域、二聚作用域以及配体结合域3) 转录因子的活性调节包括:仅在特定类型细胞内合成、磷酸化等共价修

11、饰、配体结合、细胞定位及二聚化时通过交换伴侣蛋白调节4) 转录因子能调控一系列基因表达而产生转化表型,单个转录因子的失控能诱发癌症2。 ap1转录因子1) ap-1由jun和fos家族的蛋白二聚体产生(jun、junb、jund和fos、fosb、fra1、fra2）2) ap1可以与靶基因启动子区中的tpa或者camp应答原件结合3. 类固醇激素受体1) 类固醇激素属于脂溶性信号分子,通过特异性受体调节一系列基因的启动发挥作用2) 类固醇激素受体的超家族具有配体依赖型转录因子的作用3) 视黄酸受体（rar）作为一种视黄酸(ra)依赖型转录因子发挥作用a. 视黄酸由维生素a衍生而来b. 视黄酸

12、受体位于细胞核内，在缺乏ra的情况下作为转录阻遏物c. rar与rxr结合到靶基因的视黄酸应答元件(rare）上，组成异源二聚体4。 转录的表观遗传调控1) 组蛋白修饰a. 组蛋白在翻译后发生乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化等修饰作用b. 组蛋白的乙酰化模式可改变染色质的结构和影响基因的表达c. 组蛋白乙酰转移酶(hats）和组蛋白去乙酰化酶（hdacs）d. hats把乙酰基加到特定组蛋白上和非组蛋白,包括转录因子(如（e2f和p53）。组蛋白乙酰化可解旋染色质折叠，激活转录e. hdacs可去除乙酰基，使染色质致密性和高水平封装趋于稳定，抑制转录2) dna甲基化a. dna中只有3%4%的

13、胞嘧啶被甲基化b. 胞嘧啶甲基化使其自发地脱去氨基，导致ct的转化c. cpg在基因组中不仅数量少而且分配不均，50%的人类基因启动子区含有cpg岛d. dna甲基转移酶（dnmts)介导来自甲基载体的甲基的共价添加,包括：dnmt1、dnmt3a、dnmt3be. dnmt1参与半甲基化dna转变为完全甲基化dna；其他两种酶参与从头开始的甲基转移酶作用5。 表观遗传学在癌变过程中发挥作用1) 结构疏松的转录活跃区突变密度较低，结构紧密的非转录活跃区突变密度较高2) 在癌变过程中，表观遗传失活与突变导致的基因失活共同发挥作用a. 突变可导致对表观遗传调控至关重要的酶失活b. 表观遗传沉默可以

14、让肿瘤抑制基因以一种隐形的方式失去活性3) 组蛋白修饰与癌症a. 在上皮肿瘤细胞中可见编码hat的一个基因发生突变，部分可产生一个截短蛋白，5/6的情况下会出现第二个等位基因的失活，说明其起到了肿瘤抑制基因的功能b. 在急性早幼粒细胞白血病中,pml-rar使hdac与rar靶基因的启动子结合区域结合从而抑制这些基因的表达4) 甲基化与癌症a. 如rb基因、p16ink4a基因、apc基因以及雌激素受体基因的甲基化可导致其功能丧失b. 部分非遗传毒性的致癌物可能是表观遗传致癌物c. 矛盾的是，一个癌细胞基因组的甲基化总体上比正常细胞少2060%6. 长链非编码rna 1) lncrna是一种内

15、源性rna,长度大于200nt并且无开放阅读框（小于100个氨基酸) 2) 广泛参与各种细胞生物学过程，也包括癌症的发生和发展。 3） 参与基因表达调控、表观遗传调空以及转录后调控7。 微小rna与mrna表达的调控1) mirna指一些调控mrna表达的、非蛋白编码(长度为1825个核苷酸)的小rna，每一个mirna可以抑制数以百计的靶基因转录2) 一些mirna作为致癌基因在癌症发生过程发挥作用，另一些则作为肿瘤抑制物发挥作用8. 端粒和端粒酶1) 端粒由数千个ttaggg重复序列组成，这些序列紧邻相关的端粒蛋白复合体2) 在dna复制过程中，受dna聚合酶的限制，每一轮dna复制,端粒

16、均缩短100200个碱基;亲本染色体dna的3-端无法进行复制3) 大约90%的肿瘤可通过上调端粒酶活性来维持生长9. dna甲基化抑制剂1) 5-氮杂胞苷（阿扎胞苷)、5-氮杂2脱氧胞苷(地西他滨)与dna甲基转移酶相互作用，减弱其作用效果;2) 停止用药后，异常的甲基化和基因抑制恢复，用药时间必须长10. 组蛋白脱乙酰酶抑制剂1) hdacs通常抑制基因转录，它的异常募集是某些癌症的指征2) 使用hdacs抑制剂重新激活与生长、分化或凋亡相关的基因为治疗提供理论依据3) 许多hdacs抑制剂能诱导产生p21wafi第4章 生长因子信号转导与癌基因1。 4种蛋白质参与生长因子介导的信号转导1

17、) 生长因子2) 生长因子受体3) 胞内信号转导子4) 核转录因子2。 表皮生长因子信号转导1) her2不与已知配体结合，但可作为其他家族成员的辅因子2) her3仅具有弱的激酶活性3) 从胞外生长因子获得信号并传递到调控基因表达的细胞核内的步骤a. 生长因子与受体结合b. 受体二聚化c. 自磷酸化d. 胞内转导蛋白激活e. 一连串丝氨酸/苏氨酸的激活f. 转录因子对基因表达的调控3。 酪氨酸激酶受体激活的关闭1) 酪氨酸磷酸酶使磷酸化的酪氨酸残基脱磷酸2) 负调节蛋白(如ralt）与激酶结构域结合3) 受体的内吞和降解4。 sh2结构域和sh3结构域1) sh2结构域和sh3结构域可调节在

18、通路中被酪氨酸激酶激活的蛋白质间的相互作用2) 同一蛋白质中常能发现sh2结构域和sh3结构域3) 含有sh2结构域和sh3结构域的蛋白质包括src、abl、grb2和pi3k4) grb2的两个sh3结构域与交换蛋白sos的sh3相互作用，促进ras蛋白的激活5. ras的激活1) 法尼基化：将c15类异戊二烯酯添加至caxx基序的c末端,从而将ras定位至细胞膜2) ras家族包括三个成员，均为gtp结合蛋白6。 raf的激活及map激酶级联反应1) rasgtp激活丝氨酸/苏氨酸激酶需募集raf（mapkkk)到细胞膜上，活化的raf携带信号离开细胞膜2) mapkk(mek）为酪氨酸和

19、丝氨酸/苏氨酸双底物激酶3) mapk(erk)活化后可进入细胞核，进而影响转录因子的活性4) map激酶通路a. mapk由生长因子激活b. jnk和p38由各种环境胁迫信号激活，引发细胞凋亡5) ap1转录因子为mapk级联反应的重要靶标a. ap-1结合并激活细胞周期蛋白d基因6) myc家族转录因子(myc、max、mad、mxi)可通过不同的方式二聚化引起不同的生物效应a. myc与max形成异源二聚体与dna结合对于myc的致癌、促有丝分裂和凋亡效应至关重要b. max和mad/mxi，对myc功能有抑制作用7。 pi3k通路1) 磷脂酰肌醇3激酶（pi3k）为ras下游的另一种效

20、应蛋白，为脂质激酶2) akt、pdk-1、m-tor均为丝氨酸/苏氨酸激酶a. 活化的akt可起到抗细胞凋亡和促细胞存活b. akt可活化mtor,参与脂质和核苷酸合成8。 胞内酪氨酸激酶src1) src在egf受体激活时对于细胞黏附、侵袭和运动具有重要作用2) 生长因子刺激egf受体后,自磷酸化受体与src的sh2结构域作用，破坏src负调节分子内构象3) 黏着斑激酶（fak）也可直接与src的sh2结构域结合来激活src4) 激活的src引起黏着斑的分解从而使细胞运动增强9. 癌基因a. rasa. 大多数突变发生在第12、13和61个密码子，使ras的gtpase活性缺失b. 第12

21、个密码子上的点突变造成缬氨酸代替甘氨酸，g12v，为膀胱癌特有b. abla. c-abl基因的蛋白产物为核酪氨酸激酶，在dna损伤诱导的细胞凋亡中起作用b. 通常在丝氨酸/苏氨酸激酶atm在电离辐射及特定药物作用下被激活c. 染色体易位t(9;22)会导致其致癌性激活,是abl与位于断裂点集簇区bcr并置,产生新型融合蛋白d. 新型蛋白寡聚化形成同源寡寡聚复合物,使tyr177位点发生自磷酸化，从而激活abl的酪氨酸激酶活性c. c-erbaa. 产物为甲状腺激素(t3）受体b. 阻碍甲状腺激素结合和抑制转录激活的突变导致这种产物致癌性激活c. 显性负突变：突变产物编码的受体能结合dna从而

22、阻止野生型受体进入d. verba产物可形成同源二聚体10。 致癌性激活的机制1) 编码序列点突变/缺失突变 结构及功能改变2) 调控序列点突变/缺失突变 过表达3) 染色体易位 具有新功能的融合蛋白4) 病毒整合引起的插入突变 异常表达5) 基因扩增 基因及蛋白产量增加11癌基因成瘾理论1) 一种癌细胞依赖特定癌基因来维持其自身状态 第5章 细胞周期1. 细胞周期1) 细胞周期指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程2) g1、s、g2期组成了细胞周期中的间期3) g1和g2期分别位于s期和m期之前，主要意义在于为下一阶段做好准备2. 细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶1)

23、有丝分裂原或生长因子可诱导g0期细胞重新进入细胞周期，并通过g1期限制点的控制点.在通过限制点之前，细胞分裂依赖于有丝分裂原2) 细胞周期蛋白：其浓度在细胞分裂过程中呈周期性改变,其浓度依赖于其基因转录水平及随后蛋白降解的调节.与cdks之间的配对呈高度特异性3) cdks：细胞周期蛋白是其调节亚单位,与cdks结合可使其构象发生变化进而暴露出活化位点.cdks的浓度不会波动.其靶蛋白包括转录调节因子、细胞骨架蛋白、核孔蛋白、包膜蛋白和组蛋白等4) cyclin da. 细胞周期蛋白d基因是egf信号通路的最终靶标之一b. cyclin d对cyclin e基因表达的调节发挥重要作用5) 细胞

24、周期检查点：细胞感知dna损伤并诱导做出细胞反应的一系列生化信号通路，对维持基因组的完整性具有重要作用。组成这些检查点的蛋白可作为dna损伤感受器、信号传感器或者效应因子3. cdks的调节机制 1) cdks属于丝氨酸/苏氨酸激酶2) 调节机制：a. 与细胞周期蛋白缔结b. 与cdk抑制因子缔结c. 添加使cdk活性活化的磷酸基d. 添加使cdk活性抑制的磷酸基3) 泛素化a. 泛素可共价结合到细胞周期蛋白的赖氨酸残基,表示该蛋白被蛋白酶体降解b. 催化泛素转移到靶蛋白的酶较泛素连接酶4) 抑制因子a. p16ink4a（ink）、p21（cip/kip)家族b. ink蛋白结合cdks4/

25、6,从而干扰cdks4/6与cyclin d的结合c. p21家族能与cyclin及cdks（主要是cdk2和cyclin e）相互作用，阻断atp结合部位d. 在有丝分裂原刺激和cyclin d合成的情况下,cyclin d依赖性激酶可与cip/kip家族抑制因子螯合,促进cyclin ecdk2活化5) 通过磷酸化作用调节a. 酪氨酸激酶weel磷酸化thr14和tyr15，这些氨基酸位于cdk的atp结合位点，磷酸化可干扰atp的结合b. cdks的活化a) cdc25磷酸酶对抑制性磷酸基进行去磷酸化b) cdks活化激酶（cak)将中心的苏氨酸残基thr161磷酸化c) cdks与cy

26、clin的缔合本身不能完全活化cdksd) cak活性在整个细胞周期内保持一致4. 通过g1检查点1) cyclin d-cdk4/6复合物的关键底物是rb蛋白2) rb是一个连接g1期向s期转变的分子，其调节e2f转录因子家族活性，后者对于s期所需基因的表达十分重要3) 核rb蛋白为袋蛋白家族成员，“口袋”由a结构域和b结构域组成，hdac和e2f与口袋区域结合4) rb发挥效应的分子机制a. 在缺少生长信号的情况下，rb处于低磷酸化状态；cyclin e、cyclin a和cdk2的表达受抑制b. 存在生长信号时，rb蛋白的羧基端残基磷酸化，释放hdac，从而cyclin e开始表达c.

27、cyclin ecdk2磷酸化rb的ser567,进而释放e2f以及随后其靶基因的表达,包括cyclin a、胸苷酸合成酶、二氢叶酸还原酶 5. g2检查点1) g2检查点阻止细胞进入m期,给dna修复提供时间2) 特异性的cdc25酪氨酸磷酸酶对于g2-m转化至关重要3) dna损伤活化atm或者atr，随之活化检查点激酶chk1和chk2；完全活化chk1需要调节蛋白claspin作用4) g2检查点的活化最终使chk1活化和cdc25抑制，从而阻断异质性磷酸基团的移除，使cdk失活5) 检查点恢复需要pik蛋白，其可促使claspin和weel降解直接抑制chk26) 拓扑异构酶ii在g

28、2检查点解连环过程中具有重要作用6. 有丝分裂检查点1) 极光(aurora）激酶(a、b和c）对有丝分裂的重要方面起着调节作用,包括染色体分离和纺锤体检查点(极光激酶a、b、c分别被称为stk15、stk12和stk13)，为丝氨酸/苏氨酸激酶7. 细胞周期和肿瘤1) cdk基因突变a. 黑色素瘤病人中，cdk4的错误编码突变会阻断其与ink4抑制因子的结合b. cdk4对于正常乳腺的发育不是必须的，但对于乳腺肿瘤的发展则是必须的2) 细胞周期蛋白a. 细胞周期蛋白过表达，如cyclin d和e，可见于乳腺癌和皮肤鳞状细胞癌b. egfr和雌激素通过转录激活cyclin来发挥其促有丝分裂作用

29、3) 抑制因子a. p16ink4a基因的缺失也很常见，常见于间皮瘤4) g2检查点a. 解连环缺陷和染色体断裂相关，可导致遗传不稳定第6章 生长抑制和抑癌基因1. pten1) 编码磷酸酯酶，可移除磷酸基团，从而拮抗激酶活性,属于“抗癌基因”2) 其编码的磷酸酯酶具有双特异性，可同时作为蛋白质和脂类的磷酸酯酶3) pten可将细胞膜脂质pip3去磷酸化形成pip2，拮抗pi3k通路4) pten突变表型中pten去磷酸化活性缺失导致pi3k通路组成性激活,包括akt和mtor，导致凋亡抑制和诱导细胞增殖2. 不是所有的蛋白激酶都具有致癌作用，也不是所有的磷酸酶都有抑癌作用1) 蛋白酪氨酸磷酸

30、酶受体ptprt为抑癌基因，其缺失可致结肠癌风险增加2) 共济失调毛细血管扩张激酶atm为抑癌基因3) 蛋白酪氨酸磷酸酶ptpn1可作为癌基因或抑癌基因，取决于组织和细胞类型3. p53信号通路1) 不存在细胞应激条件下,p53蛋白水平低，诱导抗氧化活性，使活性氧水平以及继发的dna损伤水平降低2) 在细胞应激和dna损伤等条件下，这些信号激活并出发多种能抑制肿瘤发生的关键细胞反应3) p53蛋白为转录因子,可与大约300个不同基因的启动子特异性结合4) mdm2对p53蛋白的调节a. 细胞中p53蛋白活性的调节发生在蛋白降解水平而不是在基因表达水平b. mdm2可修饰p53蛋白使其被蛋白酶体

31、降解c. mdm2可与p53蛋白反式激活结构域结合，抑制其功能并将蛋白转运至细胞质远离细胞核的位置d. mdm2基因是p53蛋白的转录调节靶点 e. p53活化的分子通路a) atm/chm2和atr/酪蛋白激酶2都可磷酸化p53蛋白，影响其与mdm2的结合b) p14arf为ink4a/cdkn2a基因的产物之一,其可将mdm2与细胞核螯合来发挥作用，阻止mdm2对p53的降解f. p53细胞效应的分子调控机制a) 抑制细胞周期促进p21基因转录，其产物p21蛋白可抑制多种cyclincdk复合物b) 促进细胞凋亡编码促凋亡蛋白的基因表达上调，而编码抗凋亡蛋白的基因表达被下调c) dna损伤

32、修复增殖细胞核抗原（pcna)参与dna合成和修复，p21可抑制pcna，使其无法在dna复制过程中发挥作用，但不影响其在dna修复中的作用d) 抑制血管新生e) 抗氧化作用f) 阻止异常代谢和抑制糖酵解g) 诱导mirna参与抑制干细胞（mir145)h) 阻止转移：mir34降低转录因子snail来阻止癌细胞转移g. p53信号通路中的基因突变与肿瘤a) 75的p53基因突变为错义突变，导致单个氨基酸置换b) 传统肿瘤抑制基因突变多为无义突变或移码突变,导致功能缺失的截短蛋白c) p53单点突变蛋白相比野生型更稳定,表现出获得功能性突变,从而表现出致癌基因的功能d) 90%的错义突变发生在

33、dna结合域e) 李法美尼综合征（lfs）为p53基因发生胚系突变，导致患者易患多种癌症(包括肉瘤、乳腺癌、白血病和脑瘤)，为常染色体显性遗传疾病，p53单倍剂量不足同样可以诱导肿瘤的发生/发展f) 显性负效应：突变基因处于优势地位，使野生型基因产物失活4. dna病毒蛋白产物与rb和p53的相互作用1) 腺病毒e1a、乳头状瘤病毒e7、sv40大t抗原能使rb失活2) 腺病毒e1b、乳头状瘤病毒e6、sv40大t抗原能使p53失活第7章 细胞凋亡1. 细胞凋亡和细胞坏死1) 细胞凋亡：细胞收缩、质膜芽泡、染色质凝集和碎片化2) 细胞坏死：细胞肿胀、细胞膜破漏、细胞内容物溢出、炎症反应2. 细

34、胞凋亡的分子机制1) 胞外信号可诱发细胞凋亡，这种信号被称为“死亡因子”2) 细胞内的物理和化学损伤同样可诱发细胞凋亡3) 半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（caspases)在细胞凋亡中起到关键作用。可裂解胞内蛋白质的天冬氨酸残基。半胱天冬酶酶原具有一定的活性，为其完整活性的2。通过激活连锁反应使半胱天冬酶酶原发生快速和完全转换4) 外源凋亡通路a. fas或tnf与受体结合后，受体构象发生变化出现寡聚体,并暴露出受体胞质区的死亡结构域，与fadd或tradd等衔接蛋白结合b. 衔接蛋白将死亡信号从受体转导至caspases，其通过死亡效应因子结构域(ded)募集半胱天冬酶-8酶原，死亡配体、死亡受体

35、、衔接蛋白、初始半胱天冬酶一并被称为死亡诱导信号复合物(disc）c. caspases8激活名为执行半胱天冬酶的caspases-3、6、7d. c-flip可通过ded与衔接蛋白fadd结合，抑制caspases8的募集和激活，从而抑制凋亡e. caspases可裂解rb蛋白,为tnf诱导细胞凋亡的必要过程5) 内源凋亡通路a. 来自细胞内的刺激，通过位于线粒体外膜上的bcl2蛋白家族来启动凋亡b. bcl-2蛋白家族的两类蛋白，一类促进凋亡,一类抑制凋亡；二者通过改变线粒体外膜的通透性释放出预先储存的细胞凋亡因子前体c. bcl-2家族蛋白均包含至少一个bcl-2同源（bh）结构域d.

36、唯bh3域蛋白不仅激活促凋亡分子的活性(唯bh3域激活因子)，还可抑制抗凋亡bcl-2蛋白(唯bh3域驱动因子)e. bcl2蛋白家族促凋亡成员通过在线粒体外膜上形成孔来启动凋亡，涉及线粒体外膜透化作用（mopp)，线粒体内外膜之间的间隙发挥细胞凋亡介质供应柜的作用；而抗凋亡成员通过结合促凋亡蛋白来发挥抑制凋亡的作用f. 细胞色素c和caspases-9酶原由线粒体释放至细胞质,与结合在apaf-1上的atp一起组成凋亡体g. apaf1是激活caspases-9的必需蛋白辅助因子h. 凋亡蛋白抑制子iaps家族成员xiap可抑制caspases3、7、9的活性，转录因子nf-b可诱导iaps

37、的转录i. smac/diablo可与活化的caspases-9竞争结合xiap，可消除xiap的抑制作用j. 外源和内源通路存在交互作用k. p53可诱导死亡受体基因的表达以及促凋亡蛋白基因的表达；puma蛋白为p53诱导细胞凋亡的必要元素。其可结合bclx，进而释放p53,以转录非依赖方式促进凋亡3. 细胞凋亡与癌症1) 相比与正常细胞，肿瘤细胞接受更多的促凋亡信号2) 正常细胞中含有未被激活的caspases酶原，而肿瘤细胞中含活化的caspases，并通过iap抑制其活性3) 肿瘤发生过程中,内源性凋亡通路突变比外源性通路更为常见;肿瘤改变内源性凋亡通路途径主要是通过影响p53途径4)

38、 bcl2首次发现于b细胞淋巴瘤染色体易位t(14;18)，因此取名bcl蛋白；见于多数滤泡性淋巴瘤,也可见于胃癌、肺癌及前列腺癌；mir-15a和mir161低表达可引起bcl2过表达5) trail受体a. trail受体是tnf受体家族的一个亚类(trailr1和trailr2;也成为dr4和dr5)，可在肿瘤细胞和正常细胞引发不同的凋亡反应b. trail能在许多肿瘤细胞诱导凋亡但对多数正常细胞无效4. 自噬/有丝分裂障碍1) 自噬对于处于饥饿条件的细胞以及清楚含有缺陷细胞器的细胞至关重要第8章 癌症干细胞1. 癌症干细胞1) 定义:当移植到宿主动物体内，有能力形成新的肿瘤,并且这类细

39、胞的存在支持癌症干细胞模型2。 wnt信号通路1) wnt蛋白为细胞间信号分子,作为配体触发特殊的信号转导途径2) 无wnt配体时a. axin、apc（adenomatous polyposis coli）、gsk3、cki在细胞质中聚集形成降解复合物b. axin、apc为复合物的支架，而gsk3、cki为丝氨酸/苏氨酸激酶c. -catenin为转录辅因子,可被gsk3、cki顺序磷酸化，经泛素化后被蛋白酶体降解，而不能与tcf/lef （tcell factor/lymphoid enhancing factor）家族转录因子结合，则靶细胞处于抑制状态3) 有wnt配体时a. wnt受

40、体包括g蛋白偶联受体和酪氨酸激酶受体；b. wnt与受体frizzled和辅助受体lrp结合，构象发生变化，使lrp胞质尾区被gsk3、cki磷酸化，进而募集axin至lrpc. -catenin进入细胞核，与tcf/lef结合特定靶基因的调控，比如c-myc、cyclin d4) wnt信号通路与癌症a. apc表现为肿瘤抑制基因.无论是体细胞突变还是胚系突变，均表现为截短突变，且发生于编码序列（第12001500密码子）b. 正常情况下,wnt信号对于小肠腺窝干细胞和祖细胞的维持是必须的3。 hedgehog信号通路1) 在胚胎发育、组织自我更新和癌症发生方面具有重要作用2) 在成体中常处

41、于非激活状态3) hh蛋白(sonic、desert和indian)为分泌型细胞间信号分子4) 跨膜受体patched和smoothened负责转导hh信号5) 无hh时a. patched定位于纤毛，阻止smoothened定位于纤毛而抑制后者，从而抑制hh信号通路b. 锌指蛋白转录因子gli约束于胞质中的蛋白复合体，被蛋白酶体切割。其产物转移至细胞核，抑制hh靶基因的表达6) 有hh时a. 结合patched，使其从纤毛移除,smoothened转移至纤毛，并将信号转导入细胞内，释放转录因子gli并转入细胞核内调控靶基因的表达b. hh靶基因包括gli、cyclin d、bcl2、vegf

42、和snail7) hedgehog信号通路与癌症a. patched为肿瘤抑制基因b. gorlin综合征患者带有一个拷贝的patched胚系突变，易发生基底细胞癌、髓母细胞瘤和横纹肌肉瘤c. 散发bcc肿瘤患者也发现有patched失活突变和smoothened激活突变，几乎所有bcc中都有gli-1表达4。 polycomb蛋白1) polycomb家族（pcg)蛋白通过表观遗传修饰抑制一组特殊基因的转录2) pcg蛋白被称为“细胞干性的守护者”,其抑制的靶基因包括许多促进分化的发育调控基因3) 可抑制编码cdk抑制因子ink4a(p16）和arf（p14，p53的诱导因子）的ink4a/

43、cdkn2a基因位点4) 表观遗传调控机制涉及两种pcg抑制复合物prc2和prc1a. prc2包括：eed, ezh1, ezh2, and suz12,具有甲基转移酶活性b. prc1包括：bmi1和chromobox蛋白亚基第9章 转移1. 基底膜1) 定义：器官周围有基底膜形成的界限清楚的边界，由细胞外基质蛋白构成的无细胞网络结构.主要包含层粘连蛋白、iv型胶原和蛋白聚糖2. pre-metastatic niche(转移前的小生境)1) 原发肿瘤释放的肿瘤类型特异性因子，可在肿瘤细胞达到将来远处定植位点之前,促进其微环境的改变3. 转移的过程1) 主要步骤:侵袭、内渗、运输、外渗和

44、转移定植2) 入侵和上皮-间质转化a. emt：紧密连接的上皮细胞片层转化为高度移动的间充质细胞(可逆）。特征包括细胞极性的丧失、上皮细胞连接的解构、细胞形状的改变、上皮标志物下调、间充质蛋白上调、特异性蛋白酶的分泌、细胞突起和运动性的增加b. emt的诱导a) 来自肿瘤基质的信号：肝细胞生长因子（hgf)、egf、pdgf和tgf-通过它们的受体：met受体、egfr、pdgfr和tgfr激活信号转导途径，并最终激活特异性转录因子（twist、snail、slug、zeb1、goosecoid、foxc2），这些转录因子控制触发emt所需的基因b) 不同转移能力的细胞系所形成的肿瘤发现,转录

45、因子twist表达水平差异最大c) emt诱导干细胞标志物的表达等证据表明emt可产生干细胞样细胞c. 入侵的工具：细胞黏附分子、整合素和蛋白酶a) 细胞黏附分子和钙黏蛋白是介导同型和异型细胞识别的两个蛋白家族b) 整合素i. 整合素受体为异二聚体，介导细胞和ecm间的相互作用及细胞内信号转导ii. 其配体常含三联氨基酸序列:arg（r)gly(g)asp(d）iii. 整合素在细胞缺乏ecm配体结合和细胞黏附丧失导致的失巢凋亡中起作用（招募caspases8）c) 蛋白酶i. 肿瘤细胞侵入周围组织需要特定的蛋白酶降解ecm和基质，打通转移路径ii. 内源性组织抑制剂（timp）可调节其功能,

46、mmp和timp之间平衡的偏斜可以引发侵袭3) 内渗a. 肿瘤细胞附着于血管的基质表面，使用mmp和丝氨酸蛋白酶降解血管基底膜，通过内皮之间的间隙进入血流b. 肿瘤相关巨噬细胞参与内渗过程a) 巨噬细胞上的集落刺激因子1（csf1)受体和肿瘤细胞产生的csf1相互作用b) 巨噬细胞与血管结合产生egf，与肿瘤细胞上的egfr相互作用4) 转运a. 肿瘤细胞可单独沿血液行进，或与血小板形成栓塞物团块行进。栓塞物可以保护肿瘤细胞免于血液内的剪切力和免疫细胞的损伤b. 首过器官：为肿瘤沿下游血流通过的首个器官.毛细血管的直径仅为约8m,而肿瘤细胞直径可达20-30m5) 外渗a. 远离原发肿瘤位置的

47、血管结构特征不同于肿瘤诱导的新生血管系统b. 选择素a) 癌细胞或者相关白细胞产生的炎性因子诱导内皮细胞产生e-选择素b) e选择素为钙依赖性受体，可与癌细胞上的糖蛋白配体结合，如cd44和muc1c) e-选择素在不同器官的脉管系统上差异表达c. 外渗的最后一步为侵入基底膜6) 转移定植a. 弥散性肿瘤细胞：即disseminated tumor cells（dtcs),已扩散但尚未定植的肿瘤细胞。dtc不扩张并且作为微转移而保持休眠多年，微转移维持增殖和凋亡之间的平衡，或进入静止状态,并且不显示进行性生长4. 外泌体1) 外泌体是携带蛋白质和核酸的小囊泡，它们被包装在多泡体中，多泡体与细胞

48、膜融合后将外泌体释放到血液循环中2) 外泌体为癌细胞和其微环境和更远处非癌细胞间通信的重要手段3) 外泌体可以携带并转移dna、rna和蛋白质到它们可以融合的细胞，称为水平转移5. 转移抑制基因1) nm23和mkk4为转移抑制基因2) mir335和mir-126也可抑制转移6. 治疗策略1) 使用cmet阻断剂抑制emta. 酪氨酸激酶受体met(mesenchymalepithelial transition factor,间充质-上皮转化因子，也称为肝细胞生长因子受体)及其配体hgf(肝细胞生长因子)在emt中起作用b. 靶向c-met和vegfr的小分子酪氨酸激酶抑制剂，caboza

49、ntinib第10章 血管生成1. 血管生成是通过内皮细胞的生长和迁移的“出芽”过程，从现有血管形成新血管的过程2. 血管生成的开关1) 血管生成的诱导因子a. 非特异性生长因子：egf、fgf、hgf、pdgfb. 内皮特异性生长因子家族及其酪氨酸激酶跨膜受体：vegf和vegfr、血管生成素和tie受体、肝配蛋白和肝配蛋白受体c. vegf是血管生成的明星分子，而血管生成素和肝配蛋白对随后的成熟非常重要a) vegf家族的成员包括vegfa至d和pigf(胎盘生长因子)，通过vegfr1，2，3传递信号b) 绝大多数血管生成依赖于vegf-a和vegfr2的相互作用c) vegfr1为ve

50、gf-a的诱饵受体，可与vegfr-2竞争结合vegfa，但本身激酶活性弱，限制vegfr-2诱导的血管生成d) vegfr-3及其配体vegfc在淋巴管系统发育中具有重要作用e) vegf不仅诱导内皮细胞增殖，还可以诱导内皮细胞渗透性和渗漏d. vegf反应性基因包括egfr配体、上皮调节蛋白、cox2和mmp1和mmp22) 血管生成抑制因子a. 纤维蛋白溶酶原可被mmp等蛋白酶切割产生血管生成抑制素血管紧张素b. 内皮抑素:阻断内皮细胞中mapk的激活，同时抑制mmp3. concomitant resistance手术或放射移除肿瘤后,休眠的转移灶经常被激活，开始生长和血管生成。某些肿

51、瘤生成的血管生成抑制剂通过血液运输，阻止了远处微转移的生长;手术本身也可诱导促血管生成的生长因子,使恶性疾病进一步恶化4. hif11) 随着肿瘤生长，它产生缺氧条件，进而诱导低氧诱导因子-1（hif1)诱导血管生成。hif1的靶基因包括vegf基因2) hif为异二聚体转录因子，包含一个hif-1亚基和一个hif1亚基3) hif的活性受到氧气浓度调节，这种调节不在mrna水平（两个亚基的mrna持续表达），而在于hif1的蛋白水平4) 常氧环境下a. hif1被快速降解。von hippel-lindau（vhl)抑癌基因是hif1降解的重要调控基因b. 脯氨酰4羟化酶与分子氧直接结合并将

52、其连接在hif1的特定脯氨酸残基c. vhl结合羟基化的hif1并激活泛素化酶复合体，进而蛋白酶体降解hif15) 在无氧条件下a. 脯氨酰4羟化酶处于失活状态b. hif-1迅速转移至细胞核,异二聚体hif转录因子可通过hre（hypoxia response element)激活靶基因6) 癌基因和抑癌基因的产物可导致hif-1的活性增加a. 卡波西肉瘤：疱疹病毒基因组的三种蛋白产物可延长hif1的半衰期7) 癌基因或抑癌基因的失活也可影响到血管发生开关5. 血管出芽期间的细胞行为1) 内皮细胞响应血管生成信号后，延伸出丝状体并向信号迁移2) vegfa和vegfr-2相互作用，信号由共受

53、体神经毡蛋白1（nrp1)增强，并通过mapk级联转导3) 在萌芽前端诱导生成尖端细胞，其后为茎细胞。二者竞争vegfr2，并受到notch信号通路调控a. vegfr2活化后，尖端细胞诱导notch配体delta样蛋白4(dll4）的表达和释放b. dll结合相邻细胞的notch受体,notch胞内结构域nicd被释放并转运至细胞核，作为转录因子抑制vegfr-2基因的表达同时诱导vegfr1基因的表达6. 肿瘤新血管形成的其他途径1) 血管拟态：肿瘤细胞像内皮细胞一样形成血管样结构的过程2) 血管新生:涉及内皮祖细胞的分化和增殖，产生新的内皮细胞7. 抗血管生成疗法1) 药物用于阻止内皮细

54、胞相应促血管生成信号2) 阻断诱导因子的信号3) 此类药物为细胞抑制性的，需要长期连续给药4) 内皮细胞在遗传上是稳定的，不太可能产生快速耐药性第11章 营养和激素对基因组的影响1. 食物与癌症关系的简要介绍1) 不同人群之间癌症发病率的变化，大约1/3的原因在于饮食的差异2) 膳食中的营养成分可调节基因表达3) 膳食中的抗氧化剂:维生素c、类异戊二烯(如维生素e)、酚类化合物(类黄酮）、有机硫化合物2. 致癌因子1) 致癌污染物2) 营养不足a. 叶酸缺乏增加结直肠癌风险b. 叶酸的缺乏可干扰核苷酸合成和dna甲基化c. dna合成破坏导致dna不稳定进而促进突变，而dna甲基化的破坏可能导致基因组低甲基化d. dtmp的合成在低叶酸条件下被抑制，核苷酸的不平衡会导致尿嘧啶掺入dna3) 肥胖a. 脂肪组织