第20章 癌基因抑癌基因与生长因子课件

第20章癌基因、抑癌基因与生长因子Oncogenes,Anti-oncogenesandGrowthFactors第20章癌基因、抑癌基因1癌基因、抑癌基因与生长因子的关系癌基因抑癌基因细胞生长因子正调控负调控产物终末分化增殖癌基因、抑癌基因与生长因子的关系癌基因抑癌基因细胞生长因子正2癌基因

Oncogenes第一节癌基因

Oncogenes第一节3癌基因所编码的产物与细胞的肿瘤性转化相关。它以显性的方式对细胞生长起阳性作用，并促进细胞增殖、转化。指在体外能引起细胞转化，在体内能诱发肿瘤的基因。是细胞本身遗传物质的组成成分。可来自病毒，也可来自细胞。癌基因的名称一般用三个斜体小写字母表示:myc、ras、src等。癌基因(oncogene)癌基因所编码的产物与细胞的肿瘤性转化相关。它以显性的方式对细4癌基因的发现：1911年，PeytonRous(P.Rous),鸡肉瘤(家禽传染性肉瘤），RousSarcomaVirus，逆转录病毒，（RSV）,src,

1966年NobelPrize弗朗西斯·佩顿·劳斯（FrancisPeytonRous）1879年生于美国，美国微生物学家，病毒学家。约翰.霍普金斯大学医学院毕业。。1966年因发现劳斯肿瘤病毒，被授予诺贝生理学医学奖。这种病毒至今仍是癌研究中的重要实验材料。1970年逝世。癌基因的发现：弗朗西斯·佩顿·劳斯（FrancisPeyt5第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件6病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)存在于病毒基因组中的一段核苷酸片段（癌基因），它不编码病毒的结构成分，对病毒复制也没有作用，但可以使它的宿主细胞持续增殖、转化。如src一、病毒癌基因病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)一、病7

调节和启动转录LTRgagpolenv

srcLTR

长末端重复序列癌基因正常的病毒基因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非受体酪氨酸蛋白激酶*病毒基因组结构调节和LTRgagpolenv8第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件9如前，在该病毒基因结构中，它除含有病毒复制所需的基因（如gag、pol及env）外，还含有一种特殊的转化基因即src它能导致所培养的细胞（宿主细胞）转化并呈恶性表型，也能在动物中引起恶性肿瘤，这种基因被称为病毒癌基因（v-onc）。第一个被鉴定癌基因蛋白质-是酪氨酸蛋白激酶（非受体）基因蛋白，它来自RousSarcomaVirus，称为src如前，在该病毒基因结构中，它除含有病毒复制所需的基因（如ga10目录整合到基因组中的病毒cDNA毗邻原癌基因,并表达一融合mRNA内含细胞原癌基因,后者又被包装到病毒粒子中.获得致癌性质目录整合到基因组中的病毒cDNA毗邻原癌基因,并表达一融合11二、细胞癌基因激活：癌基因；静止未激活：原癌基因可从肿瘤组织细胞中分离出的致癌的基因片段。细胞癌基因(cellular-oncogene,c-onc)它是来自细胞中的致癌基因，由正常细胞基因组中的原癌基因(proto-oncogenes,pro-onc)转化而来。细胞癌基因≈原癌基因二、细胞癌基因激活：癌基因；静止未激活：原癌基因细胞癌基因(12定义1：细胞内正常存在的基因。通常参与调节细胞的增殖和生长。其突变或不恰当表达会引起细胞癌变。定义2：编码调节细胞生长或分化的有关蛋白质，而在突变或过表达时可转变为癌基因并引起细胞癌变的正常细胞基因。应用学科：定义3：真核细胞基因组中被激活后可引起癌变的一类基因。细胞癌基因的概念定义1：13（一）原癌基因1、概念：在正常细胞组织中存在的与癌基因相同相似的（高度同源）核苷酸片段。它是基因的正常版本，是癌基因的前体，这类基因的表达产物与正常细胞的生长，增殖、分化及调控等相关。正常情况下，这些原癌基因处于静止或低表达的状态，对细胞无害，对维持细胞正常功能具有重要作用，当其被活化时，细胞发生癌变。（一）原癌基因正常情况下，这些原癌基因处于静止或低表达的状态142、、原癌基因的特点：（1）、普遍性，从酵母到人的细胞普遍存在；（2）、保守性（基因序列高度保守）（3）、产物是功能蛋白，与调控细胞的增殖、分裂，信号传导及细胞凋亡相关。（4）、在某些因素如放射线，化学物质作用下一旦被激活，则发生数量上和结构上的变化使原癌基因激活从而导致癌变。2、、原癌基因的特点：（1）、普遍性，从酵母到人的细胞普遍存15原癌基因它们既可以被导入逆录病毒而活化成病毒癌基因（v-onc），也可因突变或异常表达而活化成细胞癌基因（c-onc）。活化的癌基因能诱导细胞的异常增殖和肿瘤发生。何谓原癌基因？原癌基因的转化？原癌基因它们既可以被导入逆录病毒而活化成病毒癌基因（v-on163、细胞原癌基因的产物分类①生长因子，如（EGF

表皮生长因子）,②生长因子受体，如酪氨酸蛋白激酶受体，非酪氨酸蛋白激酶受体③细胞内信号转导蛋白，如Ras蛋白，④转录因子，如Myc，Fos蛋白⑤与细胞周期调控相关的蛋白，如RB蛋白，CDK4蛋白sis，egf；如fms、erbB

；如src、ras、raf；如CDK4、cyklin、RB、P53；如myc、fos、jun等3、细胞原癌基因的产物分类①生长因子，如（EGF表皮生长因17目录（原癌基因）与细胞周期调控相关的蛋白，如RB蛋白，CDK4蛋白目录（原癌基因）与细胞周期调控相关的蛋白，如RB蛋白，CD18

附1、常见病毒癌基因的命名：1、src、Roussarcomavirus2、abl、Abelsonmurineeukamia小鼠白血病病毒。3、Ras、RatSarcomavirus大鼠肉瘤病毒4、Fos

、FBJmurinosteosarcoma小鼠成骨肉瘤病毒，5、Sis、simaiansarcoma猿猴肉瘤病毒6、erbB、Avianerythroblastosis禽类成红细胞增生病毒7、myc、MC29avianmyelocytomatosis

禽类髓细胞瘤等附1、常见病毒癌基因的命名：1、src、Ro19

附2、常见病毒癌基因的产物：1、src、Roussacomavirus过表达非受体酪氨酸激酶2、abl、Abelsonmurineeukamia，融合的酪氨酸蛋白激酶基因3、Ras、RatSarcomavirus大鼠肉瘤病毒，含点突变信号转导蛋白G蛋白，丧失GTP水解酶的活性。4、Fos

、FBJmurinosteosarcoma小鼠成骨肉瘤病毒，转录因子，（立早基因），基因扩增，表达产物增多5、Sis、simaiansarcoma猿猴肉瘤病毒，PDGFß链血小板衍生的生长因子，过表达6、erbB、Avianerythroblastosis禽类成红细胞病毒，截短的表皮生长因子受体。7、myc、MC29avianmyelocytomatosis禽类髓细胞瘤，过表达转录因子等附2、常见病毒癌基因的产物：1、src、Ro20附3、部分癌基因在人与动物所致癌名称与癌基因特点

动物人类abl鼠源白血病（病毒所致）慢性髓细胞性白血病（融合

RTK，基因易位，9~22号）erbB禽类成红细胞瘤磷状上皮癌，乳癌等（点突变

，截短的GF受体，）

myc禽类髓细胞性白血病Burkitts淋巴瘤，肺、乳癌等（插入LTR）（转位，扩增，8~14号）

ras大鼠肉瘤病毒肺癌、膀胱癌等，点突变mmtv小鼠乳腺癌病毒(LTR整合在myc附近）

附3、部分癌基因在人与动物所致癌名称与癌基因特点21第一个被发现的与人类肿瘤相关的病毒为HTLV，是RNA病毒，患人类T细胞淋巴性白血病，（日本，加勒比海地区）第一个被发现的与人类肿瘤相关的病毒为HTLV，是RNA病毒，22

附4、常见致癌DNA病毒：1、SV40:simianvirus，猿猴2、多瘤病毒:polyoma3、乳头瘤病毒:HPV（与人类患宫颈癌相关？）4、腺病毒:（人腺病毒肺炎）5、EB病毒（与人类白血病和鼻咽癌有关？）。附4、常见致癌DNA病毒：23

细胞外信号EGF、PDGF等具PTK活性的受体GRB2

PSOS

PRas-GTP

PRaf调节其他蛋白活性MAPKKMAPK

P

P

P细胞核反式作用因子调控基因表达细胞膜二聚化目录细胞外信号具PTK活性的受体GRB2PSOSPRas-241、获得启动子或增强子2、基因易位、重排（8号14号）3、原癌基因扩增(多倍体，非整倍体，双链微小染色体）4、点突变等（Ras基因点突变）（二）、原癌基因活化的机制1、获得启动子或增强子（二）、原癌基因活化的机制25MMTV,小鼠乳腺瘤病毒基因的重组整合-乳腺肿瘤1、获得启动子或增强子

例1:LTRLTRLTRMMTV,小鼠乳腺瘤病毒基因的重组整合-乳腺肿瘤1、获26例2：鸡白细胞增生病毒引起淋巴瘤---病毒基因组整合到C-myc基因附近，其LTR同时被整合，高表达C-myc,增加30~100倍.例3:

在细胞处于静止期用PDGF处理3T3(鼠成纤维细胞）发现C-myc,c-fos转录增加50倍余。例2：272、基因易位、重排例1：

CML(ChronicMyeloidLeukemia)髓细胞性白血病，9号染色体abl基因转到22号染色体，----融合基因，生成融合型酪氨酸蛋白激酶（也是人髓细胞白血病的原因)表达增强。例2：8号染色体的C-myc-----14号----免疫球蛋白重链基因调控区，强启动---（看家基因，人类Burkitt’s淋巴瘤，过度表达）强启动：1次/2秒慢启动：1次/10分2、基因易位、重排283、原癌基因扩增：（形成多倍体，非整倍体，双链微小染色体），24对，25对？乳癌细胞中，成纤维细胞生长因子的基因家族扩增达100余拷贝，基因数量增加，表达产物增加；髓细胞性白血病细胞中，C-myc扩增8~32倍3、原癌基因扩增：294、点突变例1：

Ras蛋白点突变，12位甘氨酸—颉氨酸；丢失GTP水解酶的活性

Ras基因点突变（在膀胱癌中分离得到了该基因）4、点突变30

细胞外信号EGF、PDGF等具PTK活性的受体GRB2

PSOS

PRas-GTP

PRaf调节其他蛋白活性MAPKKMAPK

P

P

P细胞核反式作用因子调控基因表达细胞膜二聚化目录细胞外信号具PTK活性的受体GRB2PSOSPRas-31例2：erbB基因，表达截短酪氨酸蛋白激酶受体见于乳癌，鳞状上皮癌，卵巢癌等例2：erbB基因，表达截短酪氨酸蛋白激酶受体见于乳癌，鳞状32出现新的表达产物，如异常、截短的表达产物(原癌基因结构改变）出现过量的正常表达产物（原癌基因调控区强启动）原癌基因被激活的结果出现新的表达产物，如异常、截短的表达产物(原癌基因结构改变33第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件34第二节、抑癌基因

Anti-oncogenes第二节、抑癌基因

Anti-oncogenes35抑癌基因(cancersuppressivegene,anti-oncegene)抑制细胞过度生长、增殖，促进终末分化并从而遏制肿瘤形成的基因。在70年代广泛研究癌基因之前，通过体细胞杂交、流行病统计学及细胞遗传学分析已指出，存在能抑制细胞转化的基因表型。一、抑癌基因的基本概念抑癌基因(cancersuppressivegene,36关于肿瘤细胞的增生能被某种基因产物抑制的概念，首先来自体细胞杂交试验。Harris于1969年发现，正常细胞与肿瘤细胞融合所产生的杂交细胞不再具有致瘤性，提示从正常细胞来的某种基因起抑制肿瘤发生的作用。而当融合细胞丧失了含有这种特殊基因痤的染色体时，则可以重现其致瘤性，从而证明该染色体携带抑癌基因。关于肿瘤细胞的增生能被某种基因产物抑制的概念，首先来自体细胞37细胞杂交试验正常细胞肿瘤细胞非肿瘤型杂交细胞杂交融合肿瘤细胞1肿瘤细胞2杂交融合非肿瘤型杂交细胞正常细胞失去某些基因肿瘤细胞（交叉互补）细胞杂交试验正常细胞肿瘤细胞非肿瘤型杂交细胞杂交融合肿瘤细胞38二、常见的抑癌基因P53；Rb;P16;P21二、常见的抑癌基因P53；Rb;P16;P2139常见的抑癌基因：

P53基因

Rb基因

P21基因

P16基因常见的抑癌基因：40

三、常见抑癌基因的作用机制三、常见抑癌基因的作用机制41（一）、Rb基因1、概述：（1）Rb（人类视网膜细胞瘤）基因是第一个被克隆的抑癌基因。（2）Rb的突变导致视网膜瘤。（3）活性Rb基因它控制成视网膜细胞的生长，发育及视觉细胞的分化---，基因突变，视网膜细胞异常增殖。（4）散发性Rb发生较晚，一般只危及一眼，遗传性Rb往往危及双眼，3岁左右发病形成多个肿瘤。（一）、Rb基因42

（5）13号染色体；105KD；27个外显子；含925个AA残基，单链，去磷酸化，低磷酸化为活性形式，蛋白定位在细胞核

2、Rb基因的生物学功能（1）、监控、限定细胞周期按程序进行（负调控）（2）、结合存在与细胞中的异常蛋白，病毒蛋白防止其使细胞转化。

（5）13号染色体；105KD；27个外显子；含9243

3、Rb基因失活与肿瘤发生例如向培养的视网膜母细胞瘤细胞中导入克隆的Rb基因，该瘤细胞可恢复正常的表型，说明该视网膜母细胞瘤细胞已失去了Rb抑癌基因该基因缺失与视网膜母细胞瘤，成骨肉瘤，结肠癌等有关。第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件44Rb.E-2FRb--P(失活）CyvlinD.CDK4Rb激酶ATPADPE—2FC-mycTyrPKRDNA-PolFH2合成酶参与核苷酸合成的酶进入细胞周期G1~S4、Rb基因产物的作用机制Rb.E-2FRb--P(失活）CyvlinD.CDK4R45在G2~M期E—2F+激活CDK抑制蛋白P16基因表达E—2FP16蛋白基因CyclinD.CDKP16蛋白CyvlinD.CDK4.P16蛋白使Rb--P去磷酸化成为Rb活性型重新锚定E—2F在G2~M期E—2F+激活CDK抑制蛋白P16基因表达46（Cyclin-CDK4）,在G1期-是Rb的激酶，磷酸化Rb蛋白4、Ｒｂ蛋白的作用机制（Cyclin-CDK4）,在G1期-是Rb的激酶，磷酸化47G0G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNAPRb蛋白E2F是与细胞周期运行相关的转录激活因子，它可使细胞从G1—到S期DNA聚合酶、二氢叶酸还原酶、Tyr受体；胸苷酸激酶等G0G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNA48（二）、P53蛋白——基因卫士

1、P53基因概述1979年发现（1）、人P53基因位于17号染色体,全长16-20kb,含有11个外显子，蛋白分子量53kD（393个氨基酸）。（2）P53基因是迄今为止发现的与人类肿瘤相关性最高的基因。（3）野生型P53基因是一种抑癌基因。而变异P53基因可认为是癌基因。

（二）、P53蛋白——基因卫士

1、P53基因概述1949(1)、N端酸性区，与半衰期即稳定性相关，被认为是转录活化结构域（2）、核心区，含DNA结合结构域，常见突变位点，突变则丧失转录激活的功能，不能转录p21基因….）（3）、C端碱性区（癌基因转化区，功能区），通过该区形成四聚体，为多种蛋白激酶的识别位点。2、P53蛋白结构(1)、N端酸性区，与半衰期即稳定性相关，被认为是转录活化结503、P53蛋白的生物学功能（1）、基因卫士，维持细胞的正常生长抑制细胞的恶性增殖。（2）、监控基因的完整性，一旦DNA损伤，p53基因表达，活化p21基因转录，使细胞周期停止于G1期。（3）、抑制解链酶的活性（与复制因子A相互作用），当DNA损伤时，不解链，不复制（4）、参与DNA的修复性复制，一旦修复失败，启动程序性细胞死亡即细胞凋亡

。P21蛋白可与cyclin等蛋白结合避免细胞从G1期—进入S关卡点；阻止细胞周期的运行。3、P53蛋白的生物学功能（1）、基因卫士，维持细胞的正常生51P53蛋白解链酶复制因子AP21蛋白细胞停滞于G1期细胞自杀酸性区核心区碱性区P53蛋白DNA损伤P21基因P53蛋白抑制P53蛋白成功修复修复失败P53蛋白解链酶复制因子AP21蛋白细胞停滞于G1期细胞自杀52P21蛋白基因P53蛋白P21蛋白CyvlinD.CDK4CyvlinD.CDK4.P21蛋白抑制Rb磷酸化，阻止Cell周期运行。+P21蛋白基因P53蛋白P21蛋白CyvlinD.CDK4C53第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件541、p53基因可发生点突变。缺失，插入等---转化成癌基因，实验证明把突变的p53基因与突变的ras

癌基因共同转化3T3细胞（正常成纤维细胞，则3T3细胞可转变成癌细胞。2、在癌细胞中变异的p53mRNA

半衰期可达4~8小时，证明p53失去了抑癌的作用。而正常的p53mRNA6~20分3、突变与50%的癌发病相关（目前已找到很多突变点）如脑瘤，乳腺癌，鳞状上皮癌，肺癌等4、P53基因的失活与肿瘤的发生1、p53基因可发生点突变。缺失，插入等---转化成癌基因，55附：DNA病毒致癌机制RbE-2FSV40乳头瘤病毒多瘤病毒E-2FP53蛋白Sv40蛋白人类乳头瘤病毒诱导P53蛋白降解附：DNA病毒致癌机制RbE-2FSV40乳头瘤病毒多瘤病毒56第三节生长因子

Growthfactors第三节57生长因子(growthfactor)通过质膜上特异的受体，将信息传递至细胞内部，调节细胞生长与增殖的多肽类物质。

一、概述生长因子(growthfactor)一、概述58作用模式

内分泌

(endocrine)旁分泌

(paracrine)自分泌

(autocrine)作用模式59第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件60产生相应第二信使胞内相关蛋白质被磷酸化与膜受体结合酪氨酸激酶活化蛋白激酶活化核内转录因子活化基因转录与胞内受体结合生长因子–

受体复合物，活化相关基因二、生长因子作用机制产生相应第二信使胞内相关蛋白质被磷酸化与膜受体结合酪氨酸激酶61目录目录62第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件63在某些生理或病理条下，细胞接受到某种信号所触发的并按一定程序缓慢死亡的过程。诱导因素：野生型p53基因抑制因素：突变型p53基因

神经生长因子(NGF)三、生长因子与疾病1、细胞凋亡细胞凋亡(apoptosis)在某些生理或病理条下，细胞接受到某种信号所触发的并按一定程64（1）.原发性高血压myc、fos的激活促平滑肌细胞增生p53低表达或突变（2）.动脉粥样硬化PDGF过量产生（3）.心肌肥厚ras、myb、myc、fos等过量表达IGF、TGF、FGF2、心血管疾病（1）.原发性高血压（2）.动脉粥样硬化（3）.心肌肥65本章复习题1、癌基因，原癌基因，病毒癌基因，细胞癌基因的概念。2、原癌基因的特点与产物。3、举例说明原癌基因活化的机制。4、何谓抑癌基因？常见抑癌基因有哪些？简述P53于Rb基因的生物学功能。5、说明Rb基因产物的作用机制。本章复习题66附录附录67它的发现可追溯到动物致癌病毒的研究。Rous于1911年首先发现鸡肉瘤病毒（RSV）,它能使鸡胚成纤维细胞在培养中转化，也能在给鸡接种后诱发肉瘤。以后的研究证明，它是一种RNA逆转录病毒（retrovirus）。它除含有病毒复制所需的基因（如gag、pol及env）外，还含有一种特殊的转化基因，能导致培养的细胞转化和（v-onc）。第一个被发现的癌基因就是RSV的v-src,它编码一种蛋白质相对分了质量为60000，是第一个被鉴定的蛋白质-酪氨酸激酶，也是刺激细胞增生的信息途径的关键成分。以后从许多动物中分离出40余种高度致部的逆转录病并从中鉴定出30余种病毒癌基因毒。

它的发现可追溯到动物致癌病毒的研究。Rous于1911年首先68散发性和遗传性Rb功能丧失的机理散发性和遗传性Rb功能丧失的机理69Thedifferentphasesofthecellcycle.Inthefirstphase(G1)thecellgrows.WhenithasreachedacertainsizeitentersthephaseofDNA-synthesis(S)wherethechromosomesareduplicated.Duringthenextphase(G2)thecellpreparesitselffordivision.Duringmitosis(M)thechromosomesareseparatedandsegregatedtothedaughtercells,whichtherebygetexactlythesamechromosomesetup.ThecellsarethenbackinG1andthecellcycleiscompleted.

Thedifferentphasesofthece70目录目录71Ras基因是在急性转化性逆转录病毒实验中从Harvey、Kirsten两株大鼠肉瘤病毒中克隆出来的转化基因，自1982年Weinberg等人发现人的膀胱癌细胞中有活化的H-Ras基因后，引起了人们对Ras癌基因在人类肿瘤发生发展过程中所起的作用的极大关注。Ras基因家族与人类肿瘤相关的基因有三种——H-Ras、K-Ras和N-Ras，分别定位在11、12和1号染色体上。其中，K-Ras则对人类癌症影响最大，它好像分子开关：当正常时能控制调控细胞生长的路径；发生异常时，则导致细胞持续生长，并阻止细胞自我毁灭。最新研究表明，K-Ras蛋白并不是永远位于细胞膜上，它的位置受到蛋白激酶C(proteinkinaseC，PKC)的控制。ras基因家族与人类肿瘤相关的特征性基因有三种，即H-ras、K-ras和N-ras，它们分别定位于11、12、1号染色体，前二者是大鼠肉瘤病毒的转化基因，后者是从人神经母细胞瘤中分离得到的。Ras基因是在急性转化性逆转录病毒实验中从Harvey、Ki72总结：（关于Rb基因）1、Rb基因（产物）通过对细胞周期的调控抑制肿瘤的生成2、在G2M期E-2F又激活p16基因表达…..使Rb--P去磷酸化，遏制细胞周期的非正常的运行，即P16基因的表达，又限制了Rb蛋白的过度磷酸化失活，如此Rb，p16相互制约。3、Rb突变，p16突变，CDK4突变皆可是细胞周期紊乱4、处于增殖分裂阶段的Rb蛋白通常磷酸化程度高总结：（关于Rb基因）1、Rb基因（产物）通过对细胞周期的调73P16基因1、P16基因—多肿瘤抑制基因（MTS1）2、P16蛋白的生物学功能：.通过某种机制，阻止细胞由G1期到S期的过度，即阻断细胞周期的运行；.与RB蛋白协同调控细胞周期，防止细胞过度增长关于P16基因P16基因1、P16基因—多肿瘤抑制基因（MTS1）2、P743、P16与RB蛋白的相互关系.P16可结合CDK4/Cyclin和造成该激酶失活,导致RB不被磷酸化而保持活性状态.当RB失活或磷酸化释放E-2F时,RB蛋白又可激活P16基因的转录,限制RB蛋白的过度失活.3、P16与RB蛋白的相互关系75人abl基因位于9号染色体长臂，有1b、1a和2～11共12个外显子[1]。转录始自1b或1a,形成的两种mRNA长度分别为7kb和6kb,合成的两种蛋白质分子量均约为145,前者定位于细胞膜,而后者主要在细胞核内。abl主要结构有N端的肉瘤同源2(srchomology,SH2)、SH1。SH2结合磷酸化的酪氨酸残基,SH1具有酪氨酸激酶活性[2]。近C端富含酸性氨基酸残基,可结合DNA。abl蛋白参与细胞周期调节[3]。在G0期,abl-Rb蛋白复合物与DNA结合。在G1→S转变过程中,Rb被磷酸化,abl与之分离,并激活,使RNA聚合酶磷酸化,促进转录,细胞进入S期。bcr基因位于22号染色体长臂,有23个外显子[1]。蛋白产物分子量均为160。bcr蛋白第1～63个氨基酸是二聚体化结构,参与bcr蛋白多聚体的形成[4]。bcr蛋白参与细胞周期调节[5],但详细过程还不十分明确。人abl基因位于9号染色体长臂，有1b、1a和2～11共1276Ph1染色体-Ph1染色体的形成过程在此易位中，原来位于9号染色体的BCR基因和原来位于22号染色体的ABL基因拼接形成的融合基因——BCR-ABL基因，新融合的BCR-ABL基因定位于变短了的9号染色体，此染色体称为Ph1染色体，其编码的210kd的蛋白具有酪氨酸激酶活性，可能和CML的发生有关。Ph1染色体-Ph1染色体的形成过程779号染色体长臂上的细胞源瘤基因C一abl易位至22号染色体长臂的断裂点集中区（bcr）形成bcr／abl融合基因，由此产生一种新的m—RNA，进而产生异常的蛋白质P210。P210是具有较高的蛋白酪氨酸激酶活性，现认为是癌变的主要原因。这种激酶活性有刺激细胞生长的特性。9号染色体长臂上的细胞源瘤基因C一abl易位至22号染色体长78myc基因首次在Burkitt淋巴瘤中发现，可通过染色体易位而活化，最常见的是通过8号染色体与14号染色体间易位，使得8号染色体上的myc基因或其相邻区域与14号染色体的免疫球蛋白重链融合而被活化。myc基因还可以通过染色体2：8或8：22间易位与免疫球蛋白轻链序列融合而被活化。尽管不同肿瘤中影响myc基因的易位断裂点的具体位置可能有所不同，但染色体易位的共通之处是改变了myc基因正常的表达调控机制。除了染色体易位可破坏myc基因的表达调控之外，在某些肿瘤类型中myc基因还受DNA扩增的影响。myc基因在小细胞肺癌中有较高频率扩增，在很多其它类型上皮癌如乳腺癌和结直肠癌中也有扩增。myc基因首次在Burkitt淋巴瘤中发现，可通过染色体易位79第20章癌基因、抑癌基因与生长因子Oncogenes,Anti-oncogenesandGrowthFactors第20章癌基因、抑癌基因80癌基因、抑癌基因与生长因子的关系癌基因抑癌基因细胞生长因子正调控负调控产物终末分化增殖癌基因、抑癌基因与生长因子的关系癌基因抑癌基因细胞生长因子正81癌基因

Oncogenes第一节癌基因

Oncogenes第一节82癌基因所编码的产物与细胞的肿瘤性转化相关。它以显性的方式对细胞生长起阳性作用，并促进细胞增殖、转化。指在体外能引起细胞转化，在体内能诱发肿瘤的基因。是细胞本身遗传物质的组成成分。可来自病毒，也可来自细胞。癌基因的名称一般用三个斜体小写字母表示:myc、ras、src等。癌基因(oncogene)癌基因所编码的产物与细胞的肿瘤性转化相关。它以显性的方式对细83癌基因的发现：1911年，PeytonRous(P.Rous),鸡肉瘤(家禽传染性肉瘤），RousSarcomaVirus，逆转录病毒，（RSV）,src,

1966年NobelPrize弗朗西斯·佩顿·劳斯（FrancisPeytonRous）1879年生于美国，美国微生物学家，病毒学家。约翰.霍普金斯大学医学院毕业。。1966年因发现劳斯肿瘤病毒，被授予诺贝生理学医学奖。这种病毒至今仍是癌研究中的重要实验材料。1970年逝世。癌基因的发现：弗朗西斯·佩顿·劳斯（FrancisPeyt84第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件85病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)存在于病毒基因组中的一段核苷酸片段（癌基因），它不编码病毒的结构成分，对病毒复制也没有作用，但可以使它的宿主细胞持续增殖、转化。如src一、病毒癌基因病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)一、病86

调节和启动转录LTRgagpolenv

srcLTR

长末端重复序列癌基因正常的病毒基因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非受体酪氨酸蛋白激酶*病毒基因组结构调节和LTRgagpolenv87第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件88如前，在该病毒基因结构中，它除含有病毒复制所需的基因（如gag、pol及env）外，还含有一种特殊的转化基因即src它能导致所培养的细胞（宿主细胞）转化并呈恶性表型，也能在动物中引起恶性肿瘤，这种基因被称为病毒癌基因（v-onc）。第一个被鉴定癌基因蛋白质-是酪氨酸蛋白激酶（非受体）基因蛋白，它来自RousSarcomaVirus，称为src如前，在该病毒基因结构中，它除含有病毒复制所需的基因（如ga89目录整合到基因组中的病毒cDNA毗邻原癌基因,并表达一融合mRNA内含细胞原癌基因,后者又被包装到病毒粒子中.获得致癌性质目录整合到基因组中的病毒cDNA毗邻原癌基因,并表达一融合90二、细胞癌基因激活：癌基因；静止未激活：原癌基因可从肿瘤组织细胞中分离出的致癌的基因片段。细胞癌基因(cellular-oncogene,c-onc)它是来自细胞中的致癌基因，由正常细胞基因组中的原癌基因(proto-oncogenes,pro-onc)转化而来。细胞癌基因≈原癌基因二、细胞癌基因激活：癌基因；静止未激活：原癌基因细胞癌基因(91定义1：细胞内正常存在的基因。通常参与调节细胞的增殖和生长。其突变或不恰当表达会引起细胞癌变。定义2：编码调节细胞生长或分化的有关蛋白质，而在突变或过表达时可转变为癌基因并引起细胞癌变的正常细胞基因。应用学科：定义3：真核细胞基因组中被激活后可引起癌变的一类基因。细胞癌基因的概念定义1：92（一）原癌基因1、概念：在正常细胞组织中存在的与癌基因相同相似的（高度同源）核苷酸片段。它是基因的正常版本，是癌基因的前体，这类基因的表达产物与正常细胞的生长，增殖、分化及调控等相关。正常情况下，这些原癌基因处于静止或低表达的状态，对细胞无害，对维持细胞正常功能具有重要作用，当其被活化时，细胞发生癌变。（一）原癌基因正常情况下，这些原癌基因处于静止或低表达的状态932、、原癌基因的特点：（1）、普遍性，从酵母到人的细胞普遍存在；（2）、保守性（基因序列高度保守）（3）、产物是功能蛋白，与调控细胞的增殖、分裂，信号传导及细胞凋亡相关。（4）、在某些因素如放射线，化学物质作用下一旦被激活，则发生数量上和结构上的变化使原癌基因激活从而导致癌变。2、、原癌基因的特点：（1）、普遍性，从酵母到人的细胞普遍存94原癌基因它们既可以被导入逆录病毒而活化成病毒癌基因（v-onc），也可因突变或异常表达而活化成细胞癌基因（c-onc）。活化的癌基因能诱导细胞的异常增殖和肿瘤发生。何谓原癌基因？原癌基因的转化？原癌基因它们既可以被导入逆录病毒而活化成病毒癌基因（v-on953、细胞原癌基因的产物分类①生长因子，如（EGF

表皮生长因子）,②生长因子受体，如酪氨酸蛋白激酶受体，非酪氨酸蛋白激酶受体③细胞内信号转导蛋白，如Ras蛋白，④转录因子，如Myc，Fos蛋白⑤与细胞周期调控相关的蛋白，如RB蛋白，CDK4蛋白sis，egf；如fms、erbB

；如src、ras、raf；如CDK4、cyklin、RB、P53；如myc、fos、jun等3、细胞原癌基因的产物分类①生长因子，如（EGF表皮生长因96目录（原癌基因）与细胞周期调控相关的蛋白，如RB蛋白，CDK4蛋白目录（原癌基因）与细胞周期调控相关的蛋白，如RB蛋白，CD97

附1、常见病毒癌基因的命名：1、src、Roussarcomavirus2、abl、Abelsonmurineeukamia小鼠白血病病毒。3、Ras、RatSarcomavirus大鼠肉瘤病毒4、Fos

、FBJmurinosteosarcoma小鼠成骨肉瘤病毒，5、Sis、simaiansarcoma猿猴肉瘤病毒6、erbB、Avianerythroblastosis禽类成红细胞增生病毒7、myc、MC29avianmyelocytomatosis

禽类髓细胞瘤等附1、常见病毒癌基因的命名：1、src、Ro98

附2、常见病毒癌基因的产物：1、src、Roussacomavirus过表达非受体酪氨酸激酶2、abl、Abelsonmurineeukamia，融合的酪氨酸蛋白激酶基因3、Ras、RatSarcomavirus大鼠肉瘤病毒，含点突变信号转导蛋白G蛋白，丧失GTP水解酶的活性。4、Fos

、FBJmurinosteosarcoma小鼠成骨肉瘤病毒，转录因子，（立早基因），基因扩增，表达产物增多5、Sis、simaiansarcoma猿猴肉瘤病毒，PDGFß链血小板衍生的生长因子，过表达6、erbB、Avianerythroblastosis禽类成红细胞病毒，截短的表皮生长因子受体。7、myc、MC29avianmyelocytomatosis禽类髓细胞瘤，过表达转录因子等附2、常见病毒癌基因的产物：1、src、Ro99附3、部分癌基因在人与动物所致癌名称与癌基因特点

动物人类abl鼠源白血病（病毒所致）慢性髓细胞性白血病（融合

RTK，基因易位，9~22号）erbB禽类成红细胞瘤磷状上皮癌，乳癌等（点突变

，截短的GF受体，）

myc禽类髓细胞性白血病Burkitts淋巴瘤，肺、乳癌等（插入LTR）（转位，扩增，8~14号）

ras大鼠肉瘤病毒肺癌、膀胱癌等，点突变mmtv小鼠乳腺癌病毒(LTR整合在myc附近）

附3、部分癌基因在人与动物所致癌名称与癌基因特点100第一个被发现的与人类肿瘤相关的病毒为HTLV，是RNA病毒，患人类T细胞淋巴性白血病，（日本，加勒比海地区）第一个被发现的与人类肿瘤相关的病毒为HTLV，是RNA病毒，101

附4、常见致癌DNA病毒：1、SV40:simianvirus，猿猴2、多瘤病毒:polyoma3、乳头瘤病毒:HPV（与人类患宫颈癌相关？）4、腺病毒:（人腺病毒肺炎）5、EB病毒（与人类白血病和鼻咽癌有关？）。附4、常见致癌DNA病毒：102

细胞外信号EGF、PDGF等具PTK活性的受体GRB2

PSOS

PRas-GTP

PRaf调节其他蛋白活性MAPKKMAPK

P

P

P细胞核反式作用因子调控基因表达细胞膜二聚化目录细胞外信号具PTK活性的受体GRB2PSOSPRas-1031、获得启动子或增强子2、基因易位、重排（8号14号）3、原癌基因扩增(多倍体，非整倍体，双链微小染色体）4、点突变等（Ras基因点突变）（二）、原癌基因活化的机制1、获得启动子或增强子（二）、原癌基因活化的机制104MMTV,小鼠乳腺瘤病毒基因的重组整合-乳腺肿瘤1、获得启动子或增强子

例1:LTRLTRLTRMMTV,小鼠乳腺瘤病毒基因的重组整合-乳腺肿瘤1、获105例2：鸡白细胞增生病毒引起淋巴瘤---病毒基因组整合到C-myc基因附近，其LTR同时被整合，高表达C-myc,增加30~100倍.例3:

在细胞处于静止期用PDGF处理3T3(鼠成纤维细胞）发现C-myc,c-fos转录增加50倍余。例2：1062、基因易位、重排例1：

CML(ChronicMyeloidLeukemia)髓细胞性白血病，9号染色体abl基因转到22号染色体，----融合基因，生成融合型酪氨酸蛋白激酶（也是人髓细胞白血病的原因)表达增强。例2：8号染色体的C-myc-----14号----免疫球蛋白重链基因调控区，强启动---（看家基因，人类Burkitt’s淋巴瘤，过度表达）强启动：1次/2秒慢启动：1次/10分2、基因易位、重排1073、原癌基因扩增：（形成多倍体，非整倍体，双链微小染色体），24对，25对？乳癌细胞中，成纤维细胞生长因子的基因家族扩增达100余拷贝，基因数量增加，表达产物增加；髓细胞性白血病细胞中，C-myc扩增8~32倍3、原癌基因扩增：1084、点突变例1：

Ras蛋白点突变，12位甘氨酸—颉氨酸；丢失GTP水解酶的活性

Ras基因点突变（在膀胱癌中分离得到了该基因）4、点突变109

细胞外信号EGF、PDGF等具PTK活性的受体GRB2

PSOS

PRas-GTP

PRaf调节其他蛋白活性MAPKKMAPK

P

P

P细胞核反式作用因子调控基因表达细胞膜二聚化目录细胞外信号具PTK活性的受体GRB2PSOSPRas-110例2：erbB基因，表达截短酪氨酸蛋白激酶受体见于乳癌，鳞状上皮癌，卵巢癌等例2：erbB基因，表达截短酪氨酸蛋白激酶受体见于乳癌，鳞状111出现新的表达产物，如异常、截短的表达产物(原癌基因结构改变）出现过量的正常表达产物（原癌基因调控区强启动）原癌基因被激活的结果出现新的表达产物，如异常、截短的表达产物(原癌基因结构改变112第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件113第二节、抑癌基因

Anti-oncogenes第二节、抑癌基因

Anti-oncogenes114抑癌基因(cancersuppressivegene,anti-oncegene)抑制细胞过度生长、增殖，促进终末分化并从而遏制肿瘤形成的基因。在70年代广泛研究癌基因之前，通过体细胞杂交、流行病统计学及细胞遗传学分析已指出，存在能抑制细胞转化的基因表型。一、抑癌基因的基本概念抑癌基因(cancersuppressivegene,115关于肿瘤细胞的增生能被某种基因产物抑制的概念，首先来自体细胞杂交试验。Harris于1969年发现，正常细胞与肿瘤细胞融合所产生的杂交细胞不再具有致瘤性，提示从正常细胞来的某种基因起抑制肿瘤发生的作用。而当融合细胞丧失了含有这种特殊基因痤的染色体时，则可以重现其致瘤性，从而证明该染色体携带抑癌基因。关于肿瘤细胞的增生能被某种基因产物抑制的概念，首先来自体细胞116细胞杂交试验正常细胞肿瘤细胞非肿瘤型杂交细胞杂交融合肿瘤细胞1肿瘤细胞2杂交融合非肿瘤型杂交细胞正常细胞失去某些基因肿瘤细胞（交叉互补）细胞杂交试验正常细胞肿瘤细胞非肿瘤型杂交细胞杂交融合肿瘤细胞117二、常见的抑癌基因P53；Rb;P16;P21二、常见的抑癌基因P53；Rb;P16;P21118常见的抑癌基因：

P53基因

Rb基因

P21基因

P16基因常见的抑癌基因：119

三、常见抑癌基因的作用机制三、常见抑癌基因的作用机制120（一）、Rb基因1、概述：（1）Rb（人类视网膜细胞瘤）基因是第一个被克隆的抑癌基因。（2）Rb的突变导致视网膜瘤。（3）活性Rb基因它控制成视网膜细胞的生长，发育及视觉细胞的分化---，基因突变，视网膜细胞异常增殖。（4）散发性Rb发生较晚，一般只危及一眼，遗传性Rb往往危及双眼，3岁左右发病形成多个肿瘤。（一）、Rb基因121

（5）13号染色体；105KD；27个外显子；含925个AA残基，单链，去磷酸化，低磷酸化为活性形式，蛋白定位在细胞核

2、Rb基因的生物学功能（1）、监控、限定细胞周期按程序进行（负调控）（2）、结合存在与细胞中的异常蛋白，病毒蛋白防止其使细胞转化。

（5）13号染色体；105KD；27个外显子；含92122

3、Rb基因失活与肿瘤发生例如向培养的视网膜母细胞瘤细胞中导入克隆的Rb基因，该瘤细胞可恢复正常的表型，说明该视网膜母细胞瘤细胞已失去了Rb抑癌基因该基因缺失与视网膜母细胞瘤，成骨肉瘤，结肠癌等有关。第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件123Rb.E-2FRb--P(失活）CyvlinD.CDK4Rb激酶ATPADPE—2FC-mycTyrPKRDNA-PolFH2合成酶参与核苷酸合成的酶进入细胞周期G1~S4、Rb基因产物的作用机制Rb.E-2FRb--P(失活）CyvlinD.CDK4R124在G2~M期E—2F+激活CDK抑制蛋白P16基因表达E—2FP16蛋白基因CyclinD.CDKP16蛋白CyvlinD.CDK4.P16蛋白使Rb--P去磷酸化成为Rb活性型重新锚定E—2F在G2~M期E—2F+激活CDK抑制蛋白P16基因表达125（Cyclin-CDK4）,在G1期-是Rb的激酶，磷酸化Rb蛋白4、Ｒｂ蛋白的作用机制（Cyclin-CDK4）,在G1期-是Rb的激酶，磷酸化126G0G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNAPRb蛋白E2F是与细胞周期运行相关的转录激活因子，它可使细胞从G1—到S期DNA聚合酶、二氢叶酸还原酶、Tyr受体；胸苷酸激酶等G0G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNA127（二）、P53蛋白——基因卫士

1、P53基因概述1979年发现（1）、人P53基因位于17号染色体,全长16-20kb,含有11个外显子，蛋白分子量53kD（393个氨基酸）。（2）P53基因是迄今为止发现的与人类肿瘤相关性最高的基因。（3）野生型P53基因是一种抑癌基因。而变异P53基因可认为是癌基因。

（二）、P53蛋白——基因卫士

1、P53基因概述19128(1)、N端酸性区，与半衰期即稳定性相关，被认为是转录活化结构域（2）、核心区，含DNA结合结构域，常见突变位点，突变则丧失转录激活的功能，不能转录p21基因….）（3）、C端碱性区（癌基因转化区，功能区），通过该区形成四聚体，为多种蛋白激酶的识别位点。2、P53蛋白结构(1)、N端酸性区，与半衰期即稳定性相关，被认为是转录活化结1293、P53蛋白的生物学功能（1）、基因卫士，维持细胞的正常生长抑制细胞的恶性增殖。（2）、监控基因的完整性，一旦DNA损伤，p53基因表达，活化p21基因转录，使细胞周期停止于G1期。（3）、抑制解链酶的活性（与复制因子A相互作用），当DNA损伤时，不解链，不复制（4）、参与DNA的修复性复制，一旦修复失败，启动程序性细胞死亡即细胞凋亡

。P21蛋白可与cyclin等蛋白结合避免细胞从G1期—进入S关卡点；阻止细胞周期的运行。3、P53蛋白的生物学功能（1）、基因卫士，维持细胞的正常生130P53蛋白解链酶复制因子AP21蛋白细胞停滞于G1期细胞自杀酸性区核心区碱性区P53蛋白DNA损伤P21基因P53蛋白抑制P53蛋白成功修复修复失败P53蛋白解链酶复制因子AP21蛋白细胞停滞于G1期细胞自杀131P21蛋白基因P53蛋白P21蛋白CyvlinD.CDK4CyvlinD.CDK4.P21蛋白抑制Rb磷酸化，阻止Cell周期运行。+P21蛋白基因P53蛋白P21蛋白CyvlinD.CDK4C132第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件1331、p53基因可发生点突变。缺失，插入等---转化成癌基因，实验证明把突变的p53基因与突变的ras

癌基因共同转化3T3细胞（正常成纤维细胞，则3T3细胞可转变成癌细胞。2、在癌细胞中变异的p53mRNA

半衰期可达4~8小时，证明p53失去了抑癌的作用。而正常的p53mRNA6~20分3、突变与50%的癌发病相关（目前已找到很多突变点）如脑瘤，乳腺癌，鳞状上皮癌，肺癌等4、P53基因的失活与肿瘤的发生1、p53基因可发生点突变。缺失，插入等---转化成癌基因，134附：DNA病毒致癌机制RbE-2FSV40乳头瘤病毒多瘤病毒E-2FP53蛋白Sv40蛋白人类乳头瘤病毒诱导P53蛋白降解附：DNA病毒致癌机制RbE-2FSV40乳头瘤病毒多瘤病毒135第三节生长因子

Growthfactors第三节136生长因子(growthfactor)通过质膜上特异的受体，将信息传递至细胞内部，调节细胞生长与增殖的多肽类物质。

一、概述生长因子(growthfactor)一、概述137作用模式

内分泌

(endocrine)旁分泌

(paracrine)自分泌

(autocrine)作用模式138第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件139产生相应第二信使胞内相关蛋白质被磷酸化与膜受体结合酪氨酸激酶活化蛋白激酶活化核内转录因子活化基因转录与胞内受体结合生长因子–

受体复合物，活化相关基因二、生长因子作用机制产生相应第二信使胞内相关蛋白质被磷酸化与膜受体结合酪氨酸激酶140目录目录141第20章癌基因抑癌基因与生长因子课件142在某些生理或病理条下，细胞接受到某种信号所触发的并按一定程序缓慢死亡的过程。诱导因素：野生型p53基因抑制因素：突变型p53基因

神经生长因子(NGF)三、生长因子与疾病1、细胞凋亡细胞凋亡(apoptosis)在某些生理或病理条下，细胞接受到某种信号所触发的并按一定程143（1）.原发性高血压myc、fos的激活促平滑肌细胞增生p53低表达或突变（2）.动脉粥样硬化PDGF过量产生（3）.心肌肥厚ras、myb、myc、fos等过量表达IGF、TGF、FGF2、心血管疾病（1）.原发性高血压（2）.动脉粥样硬化（3）.心肌肥144本章复习题1、癌基因，原癌基因，病毒癌基因，细胞癌基因的概念。2、原癌基因的特点与产物。3、举例说明原癌基因活化的机制。4、何谓抑癌基因？常见抑癌基因有哪些？简述P53于Rb基因的生物学功能。5、说明Rb基因产物的作用机制。本章复习题145附录附录146它的发现可追溯到动物致癌病毒的研究。Rous于1911年首先发现鸡肉瘤病毒（RSV）,它能使鸡胚成纤维细胞在培养中转化，也能在给鸡接种后诱发肉瘤。以后的研究证明，它是一种RNA逆转录病毒（retrovirus）。它除含有病毒复制所需的基因（如gag、pol及env）外，还含有一种特殊的转化基因，能导致培养的细胞转化和（v-onc）。第一个被发现的癌基因就是RSV的v-src,它编码一种蛋白质相对分了质量为60000，是第一个被鉴定的蛋白质-酪氨酸激酶，也是刺激细胞增生的信息途径的关键成分。以后从许多动物中分离出40余种高度致部的逆转录病并从中鉴定出30余种病毒癌基因毒。

它的发现可追溯到动物致癌病毒的研究。Rous于1911年首先147散发性和遗传性Rb功能丧失的机理散发性和遗传性Rb功能丧失的机理148Thedifferentphasesofthecellcycle.Inthefirstphase(G1)thecellgrows.WhenithasreachedacertainsizeitentersthephaseofDNA-synthesis(S)wherethechromosomesareduplicated.Duringthenextphase(G2)thecellpreparesitself