第20章癌基因抑与生长因子

第20章癌基因和抑癌基因什么是癌症？一类疾病发生在细胞水平的功能紊乱病因：细胞增殖失控，即异常细胞分裂生长不受限制，并可从始发灶向身体其它部位扩散，若治疗不当具有致死性其发生发展是一多阶段的渐进过程肿瘤由肿瘤细胞所形成正常细胞能够复制和分化成不同类型的细胞，然后死亡。癌细胞形态相同或相似，生长失控并导致肿瘤。正常细胞癌细胞侵袭的肿瘤细胞血管基底层肿瘤细胞团（局限性良性肿瘤/上皮内瘤）

启动细胞肿瘤细胞侵袭血管，发生转移物理因子化学因子生物因子基因突变累积转化正常细胞癌细胞永生性侵润性转移性

癌症的发生是遗传因素

和环境因素相互作用的结果两大类癌症相关基因1.癌基因:正调控基因，功能获得性突变，刺激细胞转化

2.肿瘤抑制基因(抗癌基因):负调控基因，功能失活突变，刺激细胞转化一、正负调控信号平衡的重要性细胞正常正调信号负调信号抑制增殖，促进分化、成熟、衰老和凋亡促进细胞生长增殖,阻止分化癌基因

Oncogenes第一节

能在体外引起细胞转化，在体内诱发肿瘤的基因，包括病毒癌基因和细胞癌基因。大多数癌基因是正常原癌基因的突变形式，后者参与调控细胞的生长和分裂。癌基因(oncogene)定义PeytonRous

(1879-1970)1911，洛克菲勒中心提出自发性鸡肉瘤由病毒引起（劳斯肉瘤病毒）劳斯肉瘤病毒的发现劳斯肉瘤劳斯的实验分离鸡肉瘤研磨组织细胞离心

分离上清

滤器除菌滤液注射正常鸡劳斯的实验结果与结论结果：大多数注射了无菌滤液的正常鸡有明显的肉瘤生成结论：鸡肉瘤可在个体之间传染；传染的媒介可能是滤过性病毒劳斯之后的研究进展证实了含RNA基因组的逆转录病毒导致了鸡肉瘤，将其命名为劳斯肉瘤病毒（RSV）,1966，诺贝尔生理医学奖1969，癌基因学说：细胞癌变由癌基因引起。1970，从RSV分离鉴定了第一个癌基因src1971，确定src位于RSV基因组的3’端。两种RSV：急致癌作用强，感染动物1-2周引起肿瘤，对培养细胞强转化作用慢致瘤能力弱，感染动物潜伏数月产生肿瘤，对培养细胞无转化作用RSV的基因组结构

gag

LTR

pol

env

LTR急转化病毒（野生型RSV，10kb）调节启动

转录病毒核心蛋白逆转录酶和整合酶

长末端重复序列正常的病毒基因癌基因病毒外膜蛋白酪氨酸激酶

gag

LTR

pol

env

LTRsrc慢转化病毒（转化缺陷型RSV,8.5kb）随之而来的问题病毒癌基因src的起源是什么？对该问题的回答1976，毕晓普1.制备放射性同位素标记的v-src基因探针：单链核酸酶S1V-srccDNA野生型RSV全长cDNA缺陷型RSV基因组RNA+2.v-src基因探针与细胞基因组杂交毕晓普的实验结果和结论结果：在正常鸡细胞的基因组中发现v-src的同源序列c-src，接着从原始真核生物到人类正常细胞的基因组均发现c-src，且为断裂基因结论：c-src是细胞基因组内固有的正常基因。v-src起源于c-src——提出原癌基因的概念，专指正常细胞中的相应序列，癌基因是原癌基因的变异形式,即在癌细胞中被激活的形式下一个问题病毒如何从正常细胞获得原癌基因src并将其转变为癌基因？逆转录病毒生活史出芽逆转录病毒蛋白转录前病毒整合逆转录逆转录酶宿主细胞染色体DNA融合逆转录病毒出芽的电镜照片逆转录病毒正常细胞感染逆转录病毒原癌基因病毒癌基因是如何形成的逆转录病毒基因组整合入宿主细胞基因组原癌基因附近病毒基因组和原癌基因包装成病毒携带有原癌基因的逆转录病毒感染周期突变生成癌基因携有癌基因的逆转录病毒感染正常细胞转化细胞，产生有缺陷的调控蛋白细胞癌基因的鉴定和分离新的问题：人类极少感染逆转录病毒，大多数人类肿瘤细胞中找不到病毒癌基因其它观点：癌细胞始于各种原因（化学、物理、生物）导致的异常细胞基因（或许是致癌基因）。癌基因的形成有两条途径广泛存在于生物界基因序列高度保守维持正常生理功能、调控细胞生长和分化起重要作用

被激活后，导致正常细胞癌变细胞原癌基因特点:功能上相关的原癌基因家族分类src家族：src、abl、fes产物多具有酪氨酸蛋白激酶活性，能促进增殖信号的转导。

ras家族：H-ras、K-ras、N-ras编码小G蛋白p21。

myc家族：myc、fos编码核内DNA结合蛋白，调节其他基因转录的作用。sis家族：sis编码的p28，是PDGF类似物。myb家族：myb、myb-ets核内转录因子原癌基因是怎么变成“内在的敌人（癌基因）”的?癌基因表达产物的功能是什么?关于癌基因的两个问题原癌基因激活

原癌基因激活主要机制：

A.点突变B.启动子/增强子的插入

C.染色体易位D.基因扩增

原癌基因激活转变成癌基因(基因突变或过表达)，使其表达蛋白活性升高，最终导致细胞转化和恶性变获得启动子与增强子逆转录病毒感染细胞后，病毒基因组所携带的长末端重复序列（LTR内含较强的启动子和增强子）插入到细胞原癌基因附近或内部,使原癌基因过度表达或由不表达变为表达，从而导致细胞发生癌变。启动子插入外显子2病毒基因病毒基因外显子2外显子3外显子3增强子插入增强子活性右侧病毒LTR启动RNA转录慢转化病毒的前病毒细胞启动子启动RNA转录，病毒序列增强之染色体易位在染色体易位的过程中发生了某些基因的易位和重排，使原来无活性的原癌基因移至强的启动子或增强子附近而被活化，原癌基因表达增强，导致肿瘤的发生。重链基因增强子重链基因Burkitt淋巴瘤：发生于B淋巴细胞的实体瘤8号染色体与14号染色体发生交互易位，使8号染色体上的原癌基因c-myc易位到14号染色体，与该区活性很强的免疫球蛋白重链基因的增强子相接近，导致转录因子c-myc的过表达原癌基因扩增原癌基因为单拷贝基因.细胞周期中DNA复制数次，导致原癌基因拷贝数量的增加，其表达水平也随之升高。

原癌基因在射线或化学致癌剂作用下，单个碱基改变引起单个密码子改变，导致单个氨基酸改变，使癌蛋白活性增加。例如膀胱癌中细胞原癌基因c-H-Ras发生点突变：第12位密码子

突变的RAS蛋白持续激活，可持续传导生长信号，从而引起细胞转化。正常H-rasGGCGTC癌细胞中的H-ras甘氨酸缬氨酸点突变出现新的表达产物出现过量的正常表达产物出现异常、截短的表达产物癌基因激活的结果：癌基因表达产物的功能4.核蛋白：转录因子细胞生长基因3.胞内信号转导蛋白1.分泌性生长因子2.生长因子受体某些癌基因编码生长因子并过度表达，通过生长因子信号转导通路引发一系列与生长增殖有关基因的转录激活。sis表达蛋白P28与PDGFβ链同源，形成二聚体作用于PDGF受体。其他：EGF、TGF-2、PDGF、FGF、IGF-Ⅰ细胞外生长因子例如：（二）跨膜的生长因子受体：某些癌基因编码突变的或截短的受体型PTK，无需生长因子信号的刺激，持续激活，通过生长因子信号转导通路引发一系列与生长增殖有关基因的转录激活。例如：erbB、neu，编码蛋白与EGFR同源。非受体酪氨酸激酶(c-src，c-abl)、丝氨酸/苏氨酸激酶(c-raf，c-mos)ras蛋白(H-ras，K-ras和N-ras)磷脂酶(crk)。细胞内蛋白信号转导分子包括：某些癌基因编码细胞内信号转导分子，过表达正常的或表达突变的、截短的细胞内信号转导分子Csk:C末端Src激酶（四）核内转录因子某些癌基因表达生长因子信号通路的终点成员，即转录因子（第三信使）。如c-myc,c-myb,c-fos,c-jun,多为即刻早期反应基因，在生长因子或致癌剂佛波酯等刺激下，即刻早期表达，作为转录因子激活与生长增殖有关基因的表达。（四）核内转录因子某些癌基因表达生长因子信号通路的终点成员，即转录因子（第三信使）。如c-myc,c-myb,c-fos,c-jun,多为即刻早期反应基因，在生长因子或致癌剂佛波酯等刺激下，即刻早期表达，作为转录因子激活与生长增殖有关基因的表达。抑癌基因

tumorsuppressorgene第二节

抑癌基因的定义

tumorsuppressorgene

是一类能抑制细胞过度生长增殖，促进细胞分化，从而抑制肿瘤发生的负调控基因。其丢失或失活可能导致肿瘤的发生抑癌基因的发现细胞融合实验单一染色体转导实验视网膜母细胞瘤基因（Rb基因）最早发现的抑癌基因，因最初发现于儿童视网膜母细胞瘤而得名位于13q14，含27个外显子，4.7kbmRNA编码核蛋白P105猫眼/白瞳孔视网膜母细胞瘤视网膜母细胞瘤有两种形式：家族性（遗传）和散发性（不遗传），其发生归结于两个受损的等位基因（分别来自父亲和母亲）。在家族性案例中，孩童从亲代遗传了一个受损基因，如果另一个正常的相应基因受到随机打击突变，细胞就会癌变。散发性肿瘤的孩童，出生时带有一对完好的基因，但这两个基因都在肿瘤发生前受到打击而突变。Rb蛋白的功能磷酸化—非活性型，非/低磷酸化—活性型磷酸化程度与细胞周期密切相关：

G0期—非磷酸化G1期—低磷酸化S期—高磷酸化Rb蛋白通过结合或释放转录因子E2F来控制细胞周期

G0/G1期，低磷酸化Rb-E2F，阻断E2F转录因子功能

S期，CDK磷酸化Rb，释放E2F,促进DNA合成所需蛋白的基因转录。Rb基因的缺失或突变RB蛋白持续磷酸化，丧失结合抑制E2F的功能，细胞癌变抑癌基因产物通过干预细胞周期抑癌细胞增殖以细胞周期的方式进行三类蛋白直接调控细胞周期

1.cyclins(细胞周期蛋白）：A,B,C,D,E,etc.功能：激活CDK.2.CDK(细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶)1-6：被cyclin激活,CKI抑制，不同的cyclin-CDK复合物调控细胞周期的不同阶段

3.CKI(细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶抑制蛋白)：p15,p16.p21,p25,p27,etc.细胞周期能否启动运行主要取决于两个控制点抑癌基因p53和Rb的功能是抑制细胞周期A/B-CDK1D-CDK2/4/6G1SG2Mp53基因p53基因定位于17p13含11个外显子，2.8kbmRNA编码393氨基酸残基的核内磷酸化蛋白。P53蛋白结构酸性区核心区碱性区P53蛋白核心区：102-290位氨基酸残基，DNA结合区酸性区：N端1-80位氨基酸残基，转录激活区，易被蛋白酶水解，半衰期短与此有关，含特殊磷酸化位点。碱性区：C端319-393位氨基酸残基，四聚化结构域，多个磷酸化位点.P53四聚体形式P53蛋白功能1.当染色体DNA损伤时，p53作为转录因子激活p21转录，使细胞停滞于G1期。2.抑制解链酶活性。3.与复制因子A相互作用，参与DNA的修复与复制。4.如修复失败，