癌基因抑癌基因与生长因子级临床医学

癌基因抑癌基因与生长因子级临床医学第一页，共四十八页，2022年，8月28日概述细胞正常生长与增殖的调控(两大类基因调控)一、正调节信号功能：促进细胞生长和增殖；失常可表现为肿瘤细胞的恶性生长-癌基因。二、负调节信号功能：抑制细胞生长和增殖，最后凋亡-抑癌基因。第二页，共四十八页，2022年，8月28日生长因子概念：能调节细胞生长与增殖的多肽类物质。有些即为癌基因表达产物,能促进细胞生长与增殖。第三页，共四十八页，2022年，8月28日癌基因

Oncogenes第一节第四页，共四十八页，2022年，8月28日癌基因的概念癌基因是存在于各种生物细胞基因组中的;参与促进、控制细胞生长和分化的正常基因（一般多为静止或低水平表达）。其结构异常或表达异常（异常激活）时，可以引起细胞癌变。一般用三个斜体小写字母表示：如myc、ras、src等。病毒癌基因可加前缀v-；细胞癌基因可加c-。表达产物则用大写字母表示如MYC、RAS等。第五页，共四十八页，2022年，8月28日存在于病毒（大多是逆转录病毒）基因组中能使宿主细胞发生恶性转化的基因。它不编码病毒结构成分，对病毒无复制作用，非病毒生长繁殖所必需。但是当受到外界的条件激活时可使其它生物细胞持续增殖及肿瘤的发生。简单说，指反转录病毒的基因组里带有可使受病毒感染的宿主细胞发生癌变的基因。一、病毒癌基因病毒癌基因(virusoncogene,v-onc)第六页，共四十八页，2022年，8月28日简史早在1911年，美国rous医生将鸡肉瘤组织匀浆后的无细胞滤液皮下注射于正常鸡，发现可以引起肿瘤，可惜当时对病毒还缺乏认识，直到五十年代才重新发现原来致瘤的因素是逆转录病毒，并以rous医生的名字命名为罗氏肉瘤病毒（roussarcomavirus,rsv）。为此，rous荣获1966年诺贝尔生理与医学奖。1975年，bishop从rsv中分离到第一个病毒癌基因src，该基因编码分子量为60kda的磷蛋白质，以pp60src表示。

第七页，共四十八页，2022年，8月28日第八页，共四十八页，2022年，8月28日

调节和启动转录

LTR

gag

pol

env

src

LTR

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酪氨酸激酶病毒基因组结构（鸡肉瘤病毒）第九页，共四十八页，2022年，8月28日二、细胞癌基因

细胞癌基因(cellularoncogene,c-onc)：又称原癌基因（oncogene）是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。简单说，正常细胞中的与细胞增殖相关的正常基因，其结构异常或表达异常时，可以引起细胞癌变。第十页，共四十八页，2022年，8月28日1.广泛存在于生物界。细胞癌基因与病毒癌基因基本上是同源的，但在二者之间可以有一个或几个碱基对的区别；2.基因序列高度保守。细胞癌基因在长期进化过程中极为保守。在无脊椎动物（如果蝇）的基因组中可以找到与哺乳动物细胞癌基因基本上同源的DNA序列。特点:第十一页，共四十八页，2022年，8月28日3.维持正常生理功能、调控细胞生长和分化起重要作用。注意：细胞癌基因在正常细胞中可以有低水平的表达，而在癌组织中与其相对应的活化癌基因的表达水平却比它高得多。

4.被激活(变异)后，导致正常细胞癌变。第十二页，共四十八页，2022年，8月28日功能上相关的癌基因家族分类src家族：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：编码小G蛋白p21，参与cAMP水平的调节。

myc家族：编码核内DNA结合蛋白，调节其他基因转录的作用。sis家族：编码的p28，能刺激间叶组织的细胞分裂繁殖。myb家族：核内转录因子第十三页，共四十八页，2022年，8月28日第十四页，共四十八页，2022年，8月28日总之，在一些逆转录病毒的基因组中除病毒本身复制所必需的编码病毒核心蛋白、外壳糖蛋白及逆转录酶等的基因外，还包括一个能引起动物宿主细胞恶性转化的基因即病毒癌基因。后来发现，在许多动物的正常细胞中，都存在着与想对应的DNA序列，称之为细胞癌基因，或原癌基因,已知超过100种。在DNA病毒中，也发现了病毒癌基因。注意：目前流行的是----在动物中，癌基因指已变异而已引起癌变的基因;而其前身，未变异的为原癌基因或细胞癌基因，特别是前者。在病毒中，就只有一个称谓---病毒癌基因。第十五页，共四十八页，2022年，8月28日（一）获得启动子与增强子三、癌基因活化的机制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,启动下游邻近基因的转录和影响附近结构基因的转录水平，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。第十六页，共四十八页，2022年，8月28日（二）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。第十七页，共四十八页，2022年，8月28日（三）原癌基因扩增细胞周期中DNA复制数次，导致原癌基因拷贝数量的增加。第十八页，共四十八页，2022年，8月28日（四）点突变原癌基因在射线或化学致癌剂作用下，发生单个碱基的替换——点突变(pointmutation),从而改变了表达蛋白的氨基酸组成，造成蛋白质结构的变异。第十九页，共四十八页，2022年，8月28日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：第二十页，共四十八页，2022年，8月28日作用于细胞膜上的受体系统或直接被传递至细胞内，通过蛋白激酶活化转录因子，引发一系列基因的转录激活。四、原癌基因的产物与功能sis表达蛋白P28能促进血管的生长。（一）细胞外生长因子例如：第二十一页，共四十八页，2022年，8月28日（二）跨膜的生长因子受体：接受细胞外的生长信号并将其传入胞内。受体的胞质结构区具有特异的蛋白激酶活性，通过磷酸化作用使其结构发生改变，增加激酶对底物的活性，促进生长信号在胞内的传递。例如c-src、c-abl有酪氨酸特异的蛋白激酶活性。c-mos和raf所编码的激酶使丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化。第二十二页，共四十八页，2022年，8月28日非受体酪氨酸激酶(c-src，c-abl)、丝氨酸/苏氨酸激酶(c-ras，c-mas)，ras蛋白(H-ras，K-ras和N-ras)及磷脂酶(crk产物)。（三）细胞内信号传导体原癌基因的产物作为胞内信息传递体系成员，或者通过影响第二信使作用，将接受到的信号由胞内传至核内，促进细胞生长。例如：第二十三页，共四十八页，2022年，8月28日（四）核内转录因子某些癌基因表达蛋白定位于细胞核内，与靶基因的顺式调控元件相结合直接调节靶基因的转录活性。例如：c-fos是一种即刻早期反应基因(immediateearlygene，IEG)。作为传递信息的第三信使。第二十四页，共四十八页，2022年，8月28日第二十五页，共四十八页，2022年，8月28日抑癌基因

Anti-oncogenes第二节第二十六页，共四十八页，2022年，8月28日抑癌基因(cancersuppressivegene,anti-oncegene)

一、抑癌基因的基本概念抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。第二十七页，共四十八页，2022年，8月28日二、常见的抑癌基因第二十八页，共四十八页，2022年，8月28日细胞周期四期:DNA合成前期(G1期)，DNA合成期(S期)，DNA合成后期(G2期)分裂期(M期)。M期和G1期之间有时还有一个静止期称为G0期。

第二十九页，共四十八页，2022年，8月28日三、抑癌基因的作用机制第三十页，共四十八页，2022年，8月28日（一）视网膜母细胞瘤基因（Rb基因）Rb是一种肿瘤抑制基因。最初发现于儿童的视网膜母细胞瘤（retinoblastoma），控制着成视网膜C的生长发育以及视觉C的分化。Rb基因一旦失活或先天性缺失，成视网膜C则出现异常增殖，形成视网膜母细胞瘤。Rb基因的表达产物是一种转录因子，可控制细胞进入分裂过程。第三十一页，共四十八页，2022年，8月28日Rb基因是世界上第一个被克隆和完成全序列测定的抑癌基因。Rb基因定位于染色体13q14（13号染色体长臂1区4带）。表达产物为928个氨基酸组成的DNA结合蛋白，分子量约105kDa，称为P105-Rb。

第三十二页，共四十八页，2022年，8月28日Rb蛋白在细胞核中以活化的脱磷酸化和失活的磷酸化的形式存在。活化的（脱磷酸化的）Rb蛋白对于细胞从G0/G1期进入S期有抑制作用。当细胞受到刺激开始分裂时，Rb蛋白被磷酸化失活，使细胞进入S期。当细胞分裂成两个子细胞时，失活的（磷酸化的）Rb蛋白通过脱磷酸化再生使子细胞处于G1期或G0的静止状态。如果由于点突变或13q14的丢失而使Rb基因失活，则Rb蛋白的表达就会出现异常，细胞就可能持续地处于增殖期，并可能由此恶变。第三十三页，共四十八页，2022年，8月28日

脱磷酸化的Rb蛋白在Go，G1期与E-2F(一种转录因子)结合，抑制E-2F的活性;在G1/S期Rb被磷酸化失活而释放出E-2F，促进蛋白质的合成，细胞立即进入增殖阶段。当Rb基因发生缺失或突变，丧失结合、抑制E-2F的能力，于是细胞增殖活跃，导致肿瘤发生。第三十四页，共四十八页，2022年，8月28日G0G1期Rb蛋白（脱磷酸化）E-2FS期E-2FDNAmRNADNAPRb蛋白(转录因子)Rb基因作用机制第三十五页，共四十八页，2022年，8月28日（二）P53(基因)P53基因是一种抑癌基因，其表达产物为转录因子（P53蛋白），可抑制细胞分裂、增殖。一旦发生突变，细胞分裂失去节制，可发生癌变，人类癌症中约有一半是由于该基因发生突变失活。因编码一种分子质量为53kDa的蛋白质而得名。人类P53基因定位于17号染色体短臂(17P13.1)（17号染色体短臂1区3带1亚带）,16-20Kb长，由11个外显子和10个内含子组成,编码p53蛋白；p53蛋白的正常功能是调控细胞增殖。第三十六页，共四十八页，2022年，8月28日现在已经证明，P53基因是迄今发现与人类肿瘤相关性最高的基因，p53蛋白是人体内最有效的对抗肿瘤的自然防御物。现在关于p53的研究已经付诸实用了，中国已经批准了用于人类癌症的基因治疗。第三十七页，共四十八页，2022年，8月28日在短短的十多年里，人们对P53基因的认识经历了癌蛋白抗原，癌基因到抑癌基因的三个认识转变，现已认识到，野生型P53基因是一种抑癌基因，它的失活对肿瘤形成起重要作用.而引起肿瘤形成或细胞转化的P53蛋白是P53基因突变的产物，是一种肿瘤促进因子，它可以消除正常P53的功能。第三十八页，共四十八页，2022年，8月28日P53抑癌基因在正常组织中主要有三大功能：1.作为细胞周期检查点(checkpoint):(1)即细胞受损时，DNA损伤可诱导p53基因的表达，使Rb不能磷酸化，从而阻碍了E-2F的释出，使细胞不能进入S期。这样，损伤细胞则停滞在G1期，为细胞DNA的修复创造条件。(2)p53可上调p21的表达:P21基因定位于6P21.2，编码21KD的蛋白。p21蛋白可直接、间接与E-2F结合同时也使RB不能被磷酸化，从而阻止转录因子E-2F解离；从而抑制了DNA复制及细胞周期运转，将细胞周期阻滞在G1/S期。第三十九页，共四十八页，2022年，8月28日2.诱导凋亡:当细胞DNA损伤严重不能修复时，p53会诱导细胞进入凋亡途径。3.抑制肿瘤血管的生成。其机制可能是p53通过抑制血管内皮生长因子（VEGF）的作用而实现的。第四十页，共四十八页，2022年，8月28日P53蛋白解链酶复制因子AP21蛋白细胞停滞于G1期