医学分子生物学-xinhaoyich

细胞增生,分化和凋亡的分子基础及相关疾病第一节细胞增殖及调控基本概念细胞增殖（proliferation）细胞在严密调控下有序进入细胞周期而

繁殖。细胞增殖的意义细胞增殖为细胞分化提供来源补充因

而 的细胞细胞周期与其调控点：G1期checkpointS期:DNAcheckpointG2期M期:细胞与G1andG2间隙期（checkpoint)调控相关的蛋白质：正调控：周期蛋白cyclins

family(A,B,

C,D,E);周期蛋白依赖性激酶CDK(cyclin-dependent

kinase)

family负调控：CDKI:p21(waf1),

p27(kip1),

p16,

p15,GADD45

ect周期蛋白(cyclin)完全通过蛋白表达的量的大小来实现对细胞周期的调控：周期蛋白依赖性激酶(CDK)的磷酸化调节(蛋白表达量恒定不变)周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CDKI)INK４，包括P１５、P１６、P１８、P１９。，与周期蛋白竞争性结合调节G１期的

CDK４和CDK６。另一类是CIP／KIP

，包括P２１、P２７、P５７，它们抑制所有已知周期蛋白／

CDK

复合物的活性。周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CDKI)蛋白总体表达水平基本不变。但他们是一类泛素酶的靶蛋白，如果单体存在很容易就被这种酶所降解。所以，他们蛋白量的维持是靠与周期蛋白依赖性激酶（CDKs）的结合。即：当细胞处于要进入周期时，周期蛋白（cyclins）的表达上升，与周期蛋白依赖性激酶（CDKs）的结合增加，而周期蛋白依赖性激酶（CDKs）与CDKI的结合减少。

CDKI就会被泛素酶降解。反之，依然！视网膜母细胞瘤蛋白（RB）细胞周期调控细胞周期调控的意义：1。控制细胞的数目。（反之：细胞增殖不受控制而导致严重的病变，如肿瘤的发生。）2。对有损伤的细胞进行修复。（反之：细胞的损伤被传至下代，被积累。从而导致各种病变，包括肿瘤。）第二节

细胞分化（）细胞分化干细胞细胞分化的分子基础第三节

细胞凋亡细胞凋亡(apoptosis)在某些生理或病理条件下，细胞由相关调控因素()诱导而自发性发生、并按一定程序死亡的过程(PCD:program

cell

death)。细胞凋亡的意义清除错误细胞清除多余细胞，使各组织的细胞达到平衡与凋亡相关的蛋白质：（一）天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶（Caspase）

。通过剪切来活化其功能的。活化的Caspase

通过特异的识别位点切割底物，级联反应，并自激活（auto

activation）最终导致细胞凋亡。Caspase

按功能可分为两类：第一类是起始酶（initiate

Caspase），主要有caspase８、

９、１０；另一类是效应子（

executeCaspase），主要有caspase３、６、７。（二）

Bcl-2

蛋白成员有２０多种，所有的成员都至少有一个Bcl-２同源（Bcl-２homolog

，BH）结构域。按功能可将其分为两大类：一类是具有抗凋亡（anti-apoptosis）功能，其代表就是Bcl-２另一类具有促凋亡（pro-apoptosis）功能，主要包括Bax

、Bak／Bid

、Bad细胞中凋亡是由这二者的比值来决定的。细胞凋亡通过两条途径活化：一条是细胞内途径，由应急信号、DNA

损伤和缺陷 ，通线粒体

凋亡蛋白来控制凋亡。另一条是细胞外途径，由外部信号蛋白活化肿瘤坏死因子α（tumor

necrosis

factorα，TNFα）类的跨膜受体控制凋亡。第四节

癌与抑癌一、癌 （oncogene,

onc）（一）基本概念癌 是一类普遍存在于正常细胞内调控细胞增殖和分化的重要看家 ，当它受到物理、化学或 等生物因素的作用被“活化”而失控时，才会导致正常细胞恶性转化。癌

(

oncogene,v-onc)从宿主细胞DNA中获得的特定细胞DNA序列，以不同结构 中。方式融合进无内含子突变形式细胞癌

（cellularoncogene,

c-onc）癌在细胞中的复本。是一类编码关键性调控蛋白的正常细胞，在细胞生存、生长、发育、分化中有重要功能.也称原癌基因，如c-myc。原癌 (protor

onc)：细胞癌

在正常细胞以非激活形式存在结构特点：与一般真核细胞结构

一样不同种生物

内含子－－有较大差异外显子－－序列保守细胞癌 的特点结构特点：与一般真核细胞结构

一样不同种生物

内含子－－有较大差异外显子－－序列保守广泛存在于生物界中；序列高度保守；作用通过其产物蛋白质来体现；被激活后，形成癌性的细胞转化

。（二)

细胞癌

的分类及其产物根据原癌sierbsr的表达产物在细胞中的定位和功能分为：——生长因子类——生长因子受体类——非受体酪氨酸蛋白激酶4.ra——GTP结合蛋白（P21）5.myc、my——核内DNA结合蛋白原癌 主要表达信号转导途径及

转录关键分子生长因子类sis

：血小板源（PDGF）B链同源结构int-2,hst：成纤维细胞（FGF）同源蛋白质2.生长因子受体类C-erb-B：表皮生长因子（EGF）受体，缺少胞外结构域（掐头）C-fms：集落刺激因子（CSF－1）受体bit：PDGF受体ros：胰岛素受体mas：血管紧张素（AGT）或α受体非受体酪氨酸蛋白激酶srcGTP结合蛋白H-ras、K-ras、N-ras等表达低分子量G蛋白核内DNA结合蛋白Fos-Jun（转录因子AP－1）→TRE（Treaction

element）CREB-Jun→CREc-myc（碱性氨基酸）→单双链DNARel（NF-Κb相关蛋白）(三)目前研究比较热门的几个癌：1。EGF

family

(erbB,neu)：TK型的受体.共有4个成员。非传统的抗肿瘤药：Gefitinib：靶向性治疗的生物小分子。

的问题：耐药！2。RAS:H-RAS,K-RAS,N-RAS不同的突变类型。原癌

:Ras

以及它所引导的信号途径的突变（四）癌 功能细胞永生化(immortalization)细胞生长调节失控，阻断细胞分化，挽救细胞凋亡。细胞转化(transformation)是细胞减少对生长因子的依赖而持续增生。（五）癌恶性激活的机制1．

突变细胞关键调控蛋白的

突变癌：

T24细胞C－rasHT35---Val12正常：

G35---Gly122．

扩增上 成多个均染

（HSR）、双微体（DMS），在原拷贝重排8q24(c-myc)--14q32免疫球蛋白附近：免疫球蛋白的重链

区有强增强子，促进C-myc表达费城

(平衡易位)：9q34

22q11C-abl

互相交换

C调节序列（启动子、增强子等）的①含V-one的ALV诱导鸡淋巴瘤②Leder小组实验乳腺肿瘤

（MMTV）的LTR＋不同长度5’-端序列的小鼠C-myc。偶联某些原癌

在特定条件下，因其它原癌 的首先激活而序贯活化。使细胞永生的癌使细胞增殖的癌，产物位于细胞核（C-myc） 互补，产物位于细胞质（C-ras） 偶联抑制消除DNA上控制

表达的特殊片段C-myc

第1外显子不编码，可能有抑制作用，丢失造成激活DNA分子的甲基化增加双螺旋稳定性二、抑癌 (tumor

suppressor

gene)抑癌 的确定依据３

个条件：细胞中发生（１）在某些变异或缺失。（２）在该特定的相应正常组织中有正常表达。（３）

将此 导入该

细胞中能部分或完全抑制其恶性表型。抑癌

的功能诱导终末分化触发衰老，诱导细胞程序性维持

稳定调节细胞生长（负性细胞信息传导）抑制蛋白酶活性改变DNA甲基化酶活性调节组织相容性抗原调节血管生成促进细胞间联系重要抑癌

：Rb :细胞周期的负调控(E2F1)P53

:细胞周期和细胞凋亡P16:细胞周期负调控(CDKs/Cyclins)ARF/p14/p19:p53

and

MDM2的调控NF1/NF2：RAS的负调控ATM：DNA

repair的调控P53(

！）部位:核仁区功能:与DNA结合，在G1期检查DNA损伤点，监视

组完整性。

细胞生长。a.抑制cyclin

A表达b.阻碍DNA聚合酶与DNA

起始复合物结合c.其氨基末端区有转录激活作用，激活某些抑制细胞

的

表达引导细胞进入凋亡。P53作用机制P53蛋白解链酶P21蛋白细胞停滞于G1期细胞酸性区区碱性区P53蛋白因子ADNA损伤P21P53蛋白抑制P53蛋白关于p21(waf1)的研究为什么它还没有被列为正牌的肿瘤抑制肿瘤抑制

的条件近年来的研究趋势RB部位:核内功能:在G0，G1期与E2F结合，抑制E2F的转录活性，抑制多种原癌

表达，控制细胞周期信息系统。活性形式:去磷酸化调节:被cdc2/cdc28磷酸化而失活与cyclin

D

–N端的LXCXE区段结合而失活Rb功能G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNAPRb蛋白RB和P53调节细胞周期调节信号转导的抑癌代表

：APC、SMAD4/DPC4、PTEN、PTCH功能：调节与胚胎发育及细胞增生相关的信号转导。APC：与细胞增生信号途径Wnt/wingless中的β-catenin(连环蛋白)结合，使其泛素化降解。SMAD4/DPC4：是TGF

β抑制性信号转导途

径成员。TGFβ与膜受体结合，信号导入细胞，

SMAD4组装成活性复合物，进入核内，调节靶 (c-myc↓p27↑)抑制细胞增生。DNA修复相关的抑癌代表

：MSH2、MLH1、BRCA1、BRCA2等功能：DNA修复MSH2、MLH1DNA错配修复抑癌

失活与肿瘤发生缺失：Rb一对等位 缺失或失活，才会导致功能缺失突变：p53

突变一个p53失活，获得显性癌 特征使另一野生p53