致癌基因和癌症专家讲座

致癌基因和癌症Oncogenesandcancer第六章致癌基因和癌症第1页

1911年，PeytonRous发觉鸡肉瘤病毒能够致癌。产生“肿瘤源于体细胞基因改变”概念。1947年，CharlotteAuerbach和J.M.Robson证实化学物质能够引发DNA损伤，破坏基因组稳定性，诱发肿瘤。1970年代，基因克隆、基因转移等各种基因操作技术快速发展，并与肿瘤学（oncology)研究相结合。1979年发觉了第一个细胞癌基因。癌基因、抑癌基因相继发觉，确认“肿瘤是一个基因病（geneticdisease）”。癌症分子研究发展历史:致癌基因和癌症第2页致癌因素第一节致癌基因和癌症第3页环境原因可引发DNA损伤，假如机体DNA损伤修复缺点，或基因组不稳定性（genomeinstability）增加，则易感肿瘤。个人遗传特征也决定了肿瘤易感性。所以，肿瘤发生与环境原因、内在原因相关。致癌物（carcinogen）：能引发细胞或生物体发生肿瘤物质。致癌基因和癌症第4页一、一些化学物质可造成癌症（一）环境中很多化学物质是致癌剂

亚硝胺类：甲基亚硝基脲食品添加剂、染料氨基偶氮染料：4－二甲基氨基偶氮苯染料、橡胶芳香胺类：苯胺、氨基联苯胺煤烟、香烟多环芳烃：3－甲基胆蒽、苯并芘化疗药、杀虫剂烷化剂；氮芥环氧化物；内酯类来源化学致癌物黄曲霉毒素霉变食品致癌基因和癌症第5页前列腺癌染料镉肺，皮肤癌农药砷肺，鼻癌镍工厂镍肺癌铬酸盐工厂，电镀铬铬致癌种类环境起源金属一些金属致癌剂致癌基因和癌症第6页（二）一些致癌物需代谢活化方有致癌作用直接致癌物(carcinogen)：指直接暴露于细胞和机体便可致癌原因或分子。前致癌物(precarcinogen)：指需经代谢转化方含有致癌活性原因或分子。致癌基因和癌症第7页代谢活化：前致癌物经过一个或多个酶促反应才能转变成有致癌活性过程。代谢酶系：细胞色素P450酶系存在部位：主要于肝，其次是肾、肺、脑等组织微粒体中。影响原因：生物种属、遗传原因、年纪和性别等。致癌基因和癌症第8页近似致癌剂（proximatecarcinogen）：代谢活化过程中间代谢产物。终致癌剂（ultimatecarcinogen）：最终经过与DNA反应，带正电荷亲电子致癌物。致癌基因和癌症第9页致癌物可与细胞DNA结合，尤其是与DNA分子中鸟嘌呤碱基上N2、N3、N7、O6和O8原子结合，形成DNA加合物→引发DNA损伤。（三）DNA加合物形成是致癌过程关键致癌基因和癌症第10页(1)从癌细胞可衍生出癌细胞，是由DNA决定(2)放射线或化学物致癌机理都有DNA损伤突变(3)许多癌细胞表现为染色体异常(4)癌细胞DNA(癌基因)经转染可转化正常细胞为癌细胞。(5)已经分离出对肿瘤易感性高基因DNA是致癌过程中决定性大分子主要证据：致癌基因和癌症第11页化学致癌物可与线粒体DNA相互作用，形成被致癌物修饰线粒体DNA。其作用可能会对细胞能量代谢产生影响。致癌基因和癌症第12页化学致癌物诱发癌基因、抑癌基因发生点突变，使后者激活或失活。（四）化学致癌物可诱发癌基因激活和抑癌基因失活如:烷化剂引发G→A碱基改变苯并芘引发G→T改变致癌基因和癌症第13页促癌剂（promoter）:单独作用并不能致癌，但在化学致癌物同时使用时可使肿瘤加速生长，促进癌变。（五）促癌剂可促进致癌过程佛波酯(TPA)直接激活蛋白激酶C(PKC)深入发挥作用。比如致癌基因和癌症第14页二、电离辐射等物理原因能够致癌机制：主要是产生电离，形成自由基，造成DNA损伤。电离辐射电磁波辐射电子辐射质子辐射中子辐射（短波高频）致癌基因和癌症第15页对人、动物有感染性。DNA病毒DNA能够整合到宿主靶细胞DNA分子上。一些病毒基因中含有病毒癌基因（V-oncogene）序列，编码转化蛋白可使细胞癌变。三、肿瘤病毒能够致癌生物性致癌主要指肿瘤病毒，包含DNA肿瘤病毒及RNA肿瘤病毒。（一）致癌病毒有DNA病毒和RNA病毒肿瘤病毒特点：致癌基因和癌症第16页鼠乳腺肿瘤病毒B型反转录病毒鼠肉瘤和白血病病毒

禽肉瘤和白血病病毒

人T细胞白血病病毒I，IIC型反转录病毒RNA病毒乙型肝炎病毒肝DNA病毒EB(Epstein-Barr)病毒疱疹病毒腺病毒12、18、31腺病毒多瘤病毒、SV40病毒、人乳头状瘤病毒（如HPV-16）乳头多瘤空泡病毒DNA病毒成员分类一些主要肿瘤病毒致癌基因和癌症第17页（二）转化病毒携带致癌基因转化可自然发生，也可由一些化学原因诱导产生,更多是因为肿瘤病毒感染引发。肿瘤病毒转化活性来自于特定基因或病毒基因组中基因（癌基因）。致癌基因由它们致癌性而被命名。致癌基因能起始一系列有细胞蛋白质执行事件.最终，病毒经过有规律“开关”来改变靶细胞生长特征。致癌基因和癌症第18页病毒能够在培养基中细胞内生长，细胞被感染结果取决于细胞种类和基因型.(1)许可细胞高效被传染。病毒完成早期和晚期阶段裂解周期。周期以子病毒释放结束而且造成(最终)细胞死亡。(2)非许可细胞不能高效地被感染，而且病毒表现受阻。一些感染细胞被转化。在这种情况下，单个细胞表型改变而且培养物以一个无限制方式永久存在。致癌基因和癌症第19页DNA病毒携带致癌基因用于肿瘤抑制蛋白失活，它们行为使肿瘤抑制因子功效丧失。逆转录病毒携带致癌基因源于细胞基因，它们可能原癌基因中功效取得突变行为。多瘤和腺病毒携带癌基因表示产物作用相同于癌抑制物功效丧失。用于转化病毒中含有癌基因致癌基因和癌症第20页在DNA肿瘤病毒转化过程中，当变形发生时，相关联基因整合到变形细胞基因组中，进行组成性表示，产生转化蛋白质(致癌蛋白质)。1.多瘤病毒很小，在鼠类中很常见。全部多瘤病毒注射到新生啮类动物体内，都能造成癌变。2.乳头瘤病毒是引发上皮癌小DNA病毒；有75种人类乳头瘤病毒，许多与良性生长关联，但一些与癌基因关联，如特殊子宫颈癌。两个关联病毒产物在子宫颈癌基因中表示，能使目标细胞无限增殖。致癌基因和癌症第21页致癌基因和癌症第22页3.腺病毒最初是从人类腺体分离出来，它们包含80各种不一样但相关联病毒。人类腺病毒和呼吸疾病相关联。它们能感染来自不一样种类细胞。(1)人细胞是许可细胞而且能高效地被腺病毒感染，病毒在感染细胞内复制。(2)一些啮齿类动物细胞是非许可细胞。全部腺病毒都能转化培养非许可细胞，但不一样病毒致癌力不一样，当它们被注射进初生啮齿类动物时就能引发肿瘤。致癌基因和癌症第23页4.逆转录病毒是RNA病毒。感染过程：RNA→单链DNA→双链DNA，最终整合到基因组中，也可能在那里被重新转录为只有感染RNA。按肿瘤发生起源，逆转录病毒可分为：◆无缺点病毒与普通逆转录病毒生活史相同，它们产生有很长潜伏期传染性介质，致癌性依赖病毒开启原致癌基因能力。◆急性转化病毒以致癌基因形式取得了新遗传信息。这基因源于经过转导捕捉细胞基因。这些病毒能很快在体外诱导肿瘤形成，而且它们能在体外转化培养细胞。这些病毒依据在动物体内诱导肿瘤类型:白血病、肉瘤，癌等划分几类。致癌基因和癌症第24页当逆转录病毒感染新宿主时，它遗传信息是水平传递。

而当病毒基因组整合到宿主生殖细胞中遗传给后代时，信息是垂直传递。一个转化逆录病毒在其本身基因位置携带有宿主细胞DNA序列。致癌基因和癌症第25页一个逆转录病毒经过与细胞交换部分序列捕捉细胞基因。产生转导病毒有两个主要性质：(1)不能本身复制，因为复制所需病毒基因在与细胞交换序列时遗失掉了。(2)在感染过程中，转导病毒携带在重组产物中取得细胞基因，且它们表示可改变感染细胞基因型。致癌基因和癌症第26页病毒癌基因产物为蛋白激酶、G-蛋白、酪氨酸蛋白激酶或受体等，从而经过激活信号转导路径促进细胞增殖及恶性转化。1．肿瘤病毒模拟信号分子起作用

（三）肿瘤病毒经过各种方式促进恶性转化致癌基因和癌症第27页质膜酪氨酸蛋白激酶小鸡劳氏肉瘤病毒src膜分泌断裂PDGF（B链）猴猴肾肉瘤病毒sis胞核DNA结合蛋白小鸡髓细胞瘤病毒29myc胞核转录因子(AP-1)与fos复合物小鸡禽肉瘤病毒jun胞核转录因子(AP-1)与jun复合物鼠鼠肉瘤病毒fas质膜酪氨酸蛋白激酶猫猫肉瘤病毒fes质膜断裂EGF受体小鸡禽白血病病毒erb-B质膜酪氨酸蛋白激酶鼠Abelson鼠白血病病毒abl亚细胞定位癌基因产物起源反转录病毒癌基因逆（反）转录病毒一些癌基因致癌基因和癌症第28页如：小鼠乳腺肿瘤病毒（mousemammarytumorvirus,MMTV）2．病毒经过插入激活而致癌病毒癌基因插入宿主基因后，可经过长末端重复序列上调生长因子基因表示，促进细胞增殖。致癌基因和癌症第29页病毒

宿主

Int生长因子gagpolenv插入突变MMTV后，上调宿主int基因LTR

MMTV病毒LTR序列上调宿主生长因子基因表示致癌基因和癌症第30页逆转录病毒存在一个与细胞基因组序列紧密相关序列。正常细胞序列本身是无致癌性，但它含有原癌基因，当它被逆转录病毒捕捉和修饰后产生致癌基因。用前缀v和c分别表示病毒致癌基因和细胞中对基因。如Rous肉瘤。病毒携带致癌基因表示为v-src，在细胞基因组中相关原癌基因表示为c-src。经过比较v-onc和c-onc基因可判断促使肿瘤形成特征。3．许多病毒癌基因与细胞癌基因序列同源致癌基因和癌症第31页病毒癌基因(V-onc)与细胞癌基因差异只是V-onc无内含子，而C-onc常有内含子。有时一些V-onc序列与V-onc比较，常有碱基替换，缺失。正因为序列有同源性，一旦V-onc整合至细胞基因后，不需激活便可产生细胞转化作用。如Rous肉瘤病毒癌基因v-src编码p60src，含有TPK活性。致癌基因和癌症第32页四、个体遗传特征决定肿瘤易感性细胞外原因指各种外界物理、化学及生物学致癌原因------起动原因癌变过程受细胞内、外原因影响。细胞内原因指取得性或遗传性DNA修复或细胞周期调控缺点------决定肿瘤易感性致癌基因和癌症第33页经过遗传取得突变、且能致癌关键基因；遗传取得突变基因提升个体对环境原因作用敏感性；经过遗传取得基因对癌变克隆生长有利。肿瘤易感性决定原因：致癌基因和癌症第34页不一样个体同一个基因在序列上存在微小差异，即单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphisms,SNPs)。这种多态性可造成个体间一些代谢相关酶、DNA修复酶等活性差异，从而引发不一样个体对环境原因敏感性不一样。环境-基因相互作用也是主要原因之一。致癌基因和癌症第35页五、DNA修复缺点和基因组不稳定性在癌症发病中至关主要遗传性非息肉结肠癌（hereditarynonpolyposiscoloncancer,HNPCC）一些癌症是因为DNA修复缺点造成基因组不稳定性、易发生断裂、重排等所致。比如：致癌基因和癌症第36页大多数肿瘤是由各种原因综合作用结果产生。有些可能包含致癌基因激活，其它一些则是肿瘤抑制物灭活引发。各种原因综合激发肿瘤，反应出正常细胞有多重机制条控它们生长和分化，而且要摆脱这些控制束缚需要若干独立改变。当然，存在单个突变即能引发致癌性基因，同时，突变也能产生易患肿瘤脆弱体质，至于致癌基因和抑癌基因是否足以全部揭示癌变本质依然是一个公开问题。致癌基因和癌症第37页肿瘤生化与细胞学特点TheBiochemicalandCellularCharacteristicsofTumor第二节致癌基因和癌症第38页肿瘤组织蛋白质、核酸、脂类及核苷酸合成加强，氨基酸、核苷酸分解代谢降低。糖类分解加强，糖消耗加强，糖酵解加强，糖类合成降低。一、癌组织中糖、氨基酸、核苷酸等代谢均发生改变肿瘤组织是一个异常增生组织，含有旺盛生长特征，代谢活跃，因而其物质代谢也很特殊，但与正常组织间并无质差异。致癌基因和癌症第39页（一）与增殖相关酶类活性增强增殖相关酶主要指核酸及蛋白质合成酶。（二）酵解速率增大恶性肿瘤中则是糖酵解抑制有氧氧化，称为Crabtree效应。肿瘤不论在有氧、无氧条件下均表现为糖酵解活跃，所以与之相关酶活性均增强。致癌基因和癌症第40页（三）糖异生显著下降当肝细胞癌变后，糖异生相关酶活性显著下降，只有正常活性1％。（四）合成糖原能力下降肝癌时肝脏利用单糖合成糖原能力降低，糖原降低，肝癌者可能发生低血糖。（五）氨基酸分解代谢减弱机体为了补充肿瘤组织中蛋白质合成需求，肌肉组织中蛋白质分解加强，这是患者出现消瘦原因之一。致癌基因和癌症第41页（六）核苷酸合成相关酶活性增强核苷酸合成相关酶可能与肿瘤恶性程度相关，恶性程度越大，酶活性越高。（七）蛋白激酶及磷酸酶活性均增强蛋白激酶与细胞增殖相关，磷酸酶活性升高可能是一个代偿机制，可能是为了反抗过高蛋白激酶活性。致癌基因和癌症第42页（八）出现胎儿型同工酶肝癌前病变葡萄糖醛酸转移酶（O型）胃肠道肿瘤谷胱甘肽－S－转移酶（π型）各种恶性肿瘤谷胱甘肽－S－转移酶（P型）肝癌前病变、高分化肝癌谷胱甘肽－S－转移酶（A型）各种肿瘤碱性磷酸酶（非Regan型）各种肿瘤碱性磷酸酶（Regan型）肝癌DNA聚合酶（r）肝癌支链氨基酸转氨酶（I型）肝癌糖原磷酸化酶（胎儿型）肝癌果糖－1，6－二磷酸酶（肌型）肝癌、脑瘤丙酮酸激酶（M2型）肝癌醛缩酶（C型）肝癌醛缩酶（A型）肾癌、乳腺癌己糖激酶（III型）肝癌己糖激酶（II型）在肿瘤中表示同工酶致癌基因和癌症第43页细胞膜通透性增强是肿瘤特征；植物凝集素引发凝集性增加使肿瘤细胞表现接触抑制；细胞膜粘附性降低有利于癌侵袭和转移；膜表面负电荷增加；糖蛋白中糖链改变是肿瘤常见改变；膜糖脂组成发生改变；恶性转化细胞膜上存在肿瘤纤溶酶。二、癌症时肿瘤细胞膜发生各种改变致癌基因和癌症第44页三、细胞分化障碍是肿瘤细胞基本特点肿瘤细胞分化特征：异形性：细胞核变大，大小不等，核形不整等。失极性：细胞排列紊乱，细胞核长轴方向与细胞生长轴方向不一致。幼稚性：出现胚胎时期特点。致癌基因和癌症第45页分化相关基因按功效分两类：管家基因(housekeepinggene)：各种细胞共有。奢侈基因（luxurygene）:编码特异性蛋白质，即奢侈蛋白（luxuryprotein），是细胞分化标识物，也是肿瘤起源标识物。致癌基因和癌症第46页致癌原因使细胞基因组中与增殖（proliferation）相关基因开启，同时基因表示产物抑制了细胞分化（differentiation）。（一）细胞癌基因激活抑制细胞分化C-myc高水平表示就能抑制细胞分化一些分化诱导剂在促进肿瘤分化同时，常伴有细胞癌基因下调。比如:致癌基因和癌症第47页（二）部分抑癌基因失活抑制细胞分化视网膜母细胞瘤基因（Rb基因）编码蛋白质能促进视网膜母细胞分化，当Rb基因缺失或失活可产生视网膜母细胞瘤。部分抑癌基因是促分化基因，它们缺失或失活可造成肿瘤发生。比如:致癌基因和癌症第48页在致癌原因作用下，发育部分组织中保留少许未分化干细胞，这些干细胞大量增殖可变为肿瘤细胞。肿瘤细胞实际上就是增殖过剩干细胞，这就是所谓肿瘤干细胞学说。（三）肿瘤细胞分化障碍与干细胞发育受阻相关肿瘤干细胞学说是诱导分化治疗肿瘤理论基础。致癌基因和癌症第49页上次课致癌原因：理化原因、生物学原因癌组织生化与细胞学特点：1.癌组织代谢改变2.癌细胞膜改变3.细胞分化障碍致癌基因和癌症第50页细胞分裂周期：

G1→S→G2→M→G01.G1期：RNA大量合成，蛋白质显著增加。2.S期：DNA复制3.G2期：为细胞分裂准备期，细胞中合成一些与M期相关蛋白质4.M期：细胞有丝分裂期。四、细胞周期调控失衡造成肿瘤细胞失控性增殖致癌基因和癌症第51页细胞周期中调控因子很多是肿瘤抑制子，如：RB、D细胞周期蛋白和一些小阻遏蛋白(p16，p21)，这些蛋白在细胞增殖周期中发挥主要作用，但它们更可能与间期(G0期)中肿瘤形成相关。（一）细胞周期调控因子失活致癌基因和癌症第52页视网膜细胞瘤（RB)是一个视网膜中长肿瘤人类儿童病。这种病由遗传产生也可由基因突变产生,通常与人类第13染色体上带q14缺失相关。RB是影响细胞周期核蛋白。有两种形式：磷酸化和去磷酸化。在间期(G0/G1期)细胞中，RB为去磷酸化。在G1末期中RB被cyclin-cdk复合体磷酸化；有丝分裂过程中又被去磷酸化。去磷酸化RB蛋白可与一些蛋白（如E2F因子)特异性结合，磷酸化后这些蛋白又被释放出来。例：致癌基因和癌症第53页E2F属转录因子，能激活S期所必需靶基因。当E2F与RB结合后，可阻止E2F转录活性（RB能够阻止依赖E2F因子基因表示）。这么RB间接阻止细胞进入S期（即：阻止细胞增殖）。(1)一些病毒肿瘤抗原能与RB非磷酸化形式特异结合。使RB活性被抑制（RB对细胞周期抑制被解除），RB-肿瘤抗原复合体不与E2F结合，E2F以自由状态存在，细胞可进入S期（细胞增殖）。致癌基因和癌症第54页(2)RB过分表示妨碍细胞生长在缺乏RB骨肉瘤细胞中，当RB被导入此细胞系后，骨肉瘤细胞增殖受到阻遏。然而这种妨碍能够因为D细胞周期蛋白表示使RB磷酸化而消除。所以，在间期细胞中，RB处于非磷酸化状态，D细胞周期蛋白含量很低或没有，p16，p21，p27存在使cdk-周期蛋白复合体促于失活状态，无限制增殖细胞中这个循环被阻断。此环路丧失将造成细胞无限制生长。致癌基因和癌症第55页致癌基因和癌症第56页致癌基因和癌症第57页细胞周期调控机制关键，是一组蛋白激酶，它们各自在细胞周期内特定时间激活，经过对对应底物磷酸化，驱使细胞完成细胞周期。这些蛋白激酶细胞周期特异性或时相性激活，依赖于一类细胞周期特异性或时相性表示、累及与分解蛋白质，称为细胞周期素（cyclin），而前者被称为细胞周期依赖性蛋白激酶（CDk）。（二）肿瘤细胞表现为细胞周期蛋白过表示+致癌基因和癌症第58页细胞周期素与CDK结合后，CDK才含有活性，它们二者结合使细胞周期有序进行。全部cyclin蛋白分子结构上，都有一个相对保守区域（细胞周期盒）。Cyclinbox主要功效是与cyclin结合并激活之，假如该区域突变，cyclin与CDK结合能力和激活功效同时丧失。致癌基因和癌症第59页在诱导细胞分化时，Cdk4常表示下调；若高表示则可显著抑制细胞分化。（三）Cdk表示过量抑制细胞分化在人一些肿瘤中，已发觉有Cdk4、Cdk6高表示。Cdk（周期蛋白依赖性蛋白激酶）：含有一端类似氨基酸序列（细胞周期盒），可与周期蛋白结合，并将周期蛋白作为其调整亚单位，进而表现出蛋白激酶活性。致癌基因和癌症第60页基因扩增、染色体移位、基因重排是过表示主要机制。细胞周期蛋白(cyclins)D1在B淋巴细胞瘤、乳腺癌、胃癌中表现为过表示。、致癌基因和癌症第61页细胞周期依赖性蛋白激酶抑制物（CKI）CKI与Cyclin竞争性结合Cdk，拮抗Cyclin作用，阻止细胞经过“检测点”，调整细胞周期。如：当DNA损伤和细胞衰老时，含有转录因子作用p53增高，抑制其CDK活性，阻滞细胞周期进行。DNA损伤能够激活原癌基因表示，而p53能够抑制组织中原癌基因表示。假如这种抑制能够奏效，检验点促使细胞修复DNA损伤；但若无法实现，细胞就必须消亡。（四）CKI缺失和突变可造成细胞周期失调致癌基因和癌症第62页肿瘤抑制子p53抑制细胞生长或引发细胞凋亡。p53和RB都可认为是肿瘤抑制因子，通常在某种程度上控制细胞增殖。假如缺乏它们该控制将不复存在，有利于肿瘤形成。致癌基因和癌症第63页CKI家族分类：含有广泛抑制作用，包含p21、p27和p57。含有特异性抑制作用，包含p15、p16、p18和p19。CIP/KIP家族INK4家族致癌基因和癌症第64页在正常细胞中，p21与与Cyclin-Cdk结合，抑制Cyclin-Cdk磷酸化Rb蛋白，阻止细胞进入S期。p21相同过表示可使细胞阻滞在G1期。当细胞在S期发生DNA损伤时，p21可经过其C末端结构域与PCNA直接结合，阻止损伤DNA长链复制，但损伤DNA修复不会被p21抑制。当DNA损伤后，p53被激活，继而激活p21基因转录。致癌基因和癌症第65页p16可与CyclinD竞争性地结合Cdk4/6，抑制Cdk4或Cdk6活性，阻止Rb磷酸化。未磷酸化Rb与E2F结合，从而使依赖于E2F转录基因不能转录，阻止细胞由G1期进入S期。p16基因缺失、突变等可能与肿瘤发生相关。致癌基因和癌症第66页端粒是位于染色体3′末端一段富含GDNA重复序列，端粒和端粒结合蛋白组成核蛋白复合物，广泛存在于真核生物细胞中，含有特殊功效。端粒酶是由端粒酶RNA和蛋白质组成核糖核蛋白酶，经过识别并结合于富含G端粒末端，以本身为模板，逆转录合成端粒在一些分裂旺盛正常组织细胞也有表示，但端粒酶活性极低。五、癌细胞中端粒酶处于活性状态致癌基因和癌症第67页正常细胞分裂次数是有限。端粒酶激活是细胞走向永生化必要路径，而永生化又被认为是肿瘤恶化必要步骤。肿瘤细胞端粒长度很短，其继续缩短将造成染色体融合、细胞死亡，而端粒酶激活能够维持端粒长度，从而维持肿瘤继续分裂、增殖和生存。端粒酶表示，可能是肿瘤形成和发展共同路径。在一些肿瘤组织，如肠癌中端粒酶活性很高。端粒酶与维持肿瘤细胞永生性及无限增殖关系亲密。致癌基因和癌症第68页它们存在或量变能提醒肿瘤性质，并有利于了解肿瘤起源、分化，从而有利于肿瘤诊疗、分类、预后判断及转导治疗。六、肿瘤细胞含有比较特异标识物肿瘤标识物（tumormarker）是指由肿瘤细胞产生、与肿瘤性质相关一类分子，这类分子不存在于正常成人组织，而是在胚胎或肿瘤组织。意义：致癌基因和癌症第69页肿瘤标识物应含有以下特点：①标识物改变与肿瘤生长、转移等有直接定性、定量关系。②含有特异性，即能与正常细胞、良性肿瘤区分。③检测标识物方法应简便。致癌基因和癌症第70页

多发骨髓瘤

多发骨髓瘤、慢性淋巴性白血病

22.5~45kD

12kD蛋白质类

本固蛋白

β2微球蛋白

库兴综合征

胚胎绒毛膜、睾丸肿瘤

4.5kD45kD激素类

促肾上腺皮质激素

人绒毛膜促性腺激素

肝肿瘤

骨、肺、白血病、肉瘤

肝、胃、结肠肿瘤

肝、白血病

160kD

95kD

80kD

135kD

34kD酶类标识物

醛缩酶

碱性磷酸酶

谷胱甘肽转移酶

乳酸脱氢酶

前列腺特异性抗原

卵巢、子宫内膜癌

卵巢、乳腺癌

糖蛋白>200kD

糖蛋白400kD糖类抗原标识物

CA125

CA19-9

肝癌

结肠、肺癌

结肠、直肠、乳腺癌

糖蛋白70kD

80kD糖蛋白600kD胚胎性抗原标识物

甲胎蛋白

β癌胚抗原

癌胚抗原相关肿瘤性质肿瘤标识物分类致癌基因和癌症第71页治疗：把细胞毒性剂导向至含标志物细胞定位：注射放射性抗体做核筛查分期：确定病变范围分类：选择治疗以及预测肿瘤形状（过程）监测：对治疗效果预测及是否治愈检定诊疗：判别良性和恶性肿瘤检出病人：对无症状人群筛查肿瘤标识物应用致癌基因和癌症第72页前列腺前列腺酸性磷酸酶（PAP）甲状腺（中胚叶肉瘤）降钙素（CT）滋养层细胞、干细胞人绒毛膜促性腺激素(hCG)肝、干细胞胎儿甲种球蛋白（AFP）结肠、肺、乳腺、胰腺癌胚抗原（CEA）肿瘤部位标志物临床上有用肿瘤标识物致癌基因和癌症第73页癌基因、抑癌基因及生长因子Oncogene,TumorSuppressorGeneandGrowthFactors第三节致癌基因和癌症第74页一、认识肿瘤全部高等真核生物一个主要特征是机体生命期有限性。然而，癌细胞却是一个特例，它们是失去正常生长控制一类变种细胞。癌细胞能够在不宜位点生长或无限繁殖。这对于它们宿主机体可能是致命。即：①不一样组织有限制细胞生长性质。②变形细胞可形成固体肿瘤。③在新位置上形成肿瘤。致癌基因和癌症第75页致癌基因和癌症第76页（一）癌细胞有别于正常细胞①无限增殖②转化变形③转移：癌细胞含有侵染正常组织能力，它能够离开起源处而在身体内建立一个新基地。致癌基因和癌症第77页当细胞被从脊椎动物体内取出转移到培养基上培养时，它们会分裂几个循环，但今后会进入衰老阶段，细胞生长终止。随即细胞进入危机期而死亡。能生存下来细胞含有了无限分裂能力，但在这一过程中它们特征已经发生了改变。普通来说，鼠细胞在～12代度过危机期。尽管人细胞极少能体外生长，而仅有一些特殊种类人细胞能够生长，实际上人细胞在～40代进入危机期。因为危机期存在，大多细胞有有限生命期。（二）培养细胞连续改变与致瘤性相关致癌基因和癌症第78页度过危机期细胞形成非致癌细胞系。它们能无限繁殖，但经过危机期时其特征发生了改变，可能在适应培养基时会连续改变。这些改变可能部分类似于肿瘤形成中发生改变。已建立无限繁殖细胞通常是非致癌。表现为：贴壁依赖性血清(或生长因子)依赖性密度依赖性抑制细胞骨架结构---细胞是扁平网络结构结果：细胞在底物呈单层细胞生长。致癌基因和癌症第79页从肿瘤培养（不是来自正常组织培养）细胞表现出部分或者全部性质改变被称作变形。变形细胞生长受约束极少，不需要粘附在固体表面，降低了血清依赖性，堆积为一大团厚细胞而不是在表面单层生长，改变形状，变圆，长成灶。而且当将其注入适当动物能够诱导产生肿瘤。正常成纤维细胞与变形细胞在培养基中生长情况致癌基因和癌症第80页致癌基因和癌症第81页（三）正常细胞与癌细胞生长特征当细胞从脊椎动物组织中取出放入培养基中，它们生长成几代后，进入衰老期，这时同时生长停顿。紧接着又是一个危险期，这时多数细胞死亡。而存活者显露出无限分裂能力，但从危险期表现行为来看，它们性质已发生改变。致癌基因和癌症第82页经过比较动物正常细胞与变形细胞，我们能够了解肿瘤形成基因基础规律：某种原因使普通细胞转变为变形细胞，通常大量基因改变是致癌必须。人类随年纪发生癌症证实，6-7种原因形成一个癌症要20-40年，其中，一个单独基因改变是一个主要或者必需成份。许多药品提升了细胞转变为变形条件频率；它们被称为致癌物。有时这些致癌物被分成“开启”和“促进”肿瘤形成，包含癌细胞发展过程中不一样状态。致癌物可能引发胚胎改变或直接或间接改变细胞基因型。二、肿瘤形成基因基础致癌基因和癌症第83页（一）癌基因原癌基因（proto-oncogene，pro-onc）是细胞内与细胞增殖相关基因，是维持机体正常生命活动所必须，在进化上高等保守。当原癌基因结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过分增殖，从而形成肿瘤。肿瘤细胞中存在着显形作用癌基因，在正常细胞中有与之同源正常基因，被称为原癌基因

致癌基因和癌症第84页早在1911年Rous发觉鸡肉瘤无细胞滤液能引发鸡产生新肉瘤，几十年后，他证实了病原体为罗氏病毒（Rous’ssarcomavirus,RSV。1970年Temin证实RSV是一个反转录病毒

1970sH.Varmus等研究发觉RSV中致瘤基因是src基因，用srccDNA和其它基因组DNA杂交，发觉src同源物普遍存在于动物细胞（如鸡、鸭、果蝇）。原来src编码一个胞质酪氨酸激酶，参加细胞增殖相关信号转导，是细胞正常组分。致癌基因和癌症第85页致癌基因和癌症第86页当病毒感染细胞时，RSV等反转录病毒基因组整合在宿主基因组上复制，同时，会将宿主一些基因复制到了本身基因组中，使src基因拷贝增多，引发细胞过分增殖。为了区分起见将存在于正常细胞中癌基因序列称为c-onc，而把存在于病毒中序列称为v-onc.从结构上看c-onc是间断，存在内含子，这是真核基因特点。而v-onc是连续，基因跨度较小.致癌基因和癌症第87页癌基因分类：病毒癌基因（v-onc）指反转录病毒基因组里带有可使受病毒感染宿主细胞发生癌变基因。细胞癌基因（c-onc，又称原癌基因(pro-onc)指存在正常细胞基因组中，一旦发生突变或被异常激活后可使细胞发生恶性转化基因。换言之，在每一个正常细胞基因组里都带有原癌基因，但它不出现致癌活性，只是在发生突变或被异常激活后才变成含有致癌能力癌基因。致癌基因和癌症第88页原癌基因是细胞正常基因，其表示产物对细胞生理功效极其主要，只有当原癌基因发生结构改变或过分表示时，才有可能造成细胞癌变。致癌基因和癌症第89页1.原癌基因表示特点(1)正常细胞中原癌基因表示水平较低，而且受生长调整，表示主要个特点：①含有分化阶段特异性②细胞类型特异性③细胞周期特异性(2)肿瘤细胞中原癌基因表示特点：

①一些原癌基因过分表示•②原癌基因表示程度和次序发生紊乱，不再含有细胞周期特异性。(3)细胞分化与原癌基因表示：

在分化过程中，与分化相关原癌基因表示增加，而与细胞增殖相关原癌基因表示受抑制。致癌基因和癌症第90页2.原癌基因产物功效大多数原癌基因编码蛋白质都是细胞信号转导网络中信号分子，在信号转导路径中有着主要作用．原癌基因产物可作为：(1)生长因子(2)生长因子受体：具酪氨酸蛋白激酶活性(3)非受体酪氨酸蛋白激酶(4)丝/苏氨酸蛋白激酶(5)G蛋白:具GTP结合作用和GTP酶活性(6)核内DNA结合蛋白致癌基因和癌症第91页核内转录调整因子myb,myb-et等myb家族细胞骨架蛋白类erb-A,erb-B,fms,mas,trk等erb家族p28，与PDGF－β同源sissis家族DNA结合蛋白c-myc,l-myc,m-myc,fas,mybmyc家族为21kD小G蛋白，即p21H-ras,K-ras及N-rasras家族多含有酪氨酸蛋白激酶活性并与胞膜结合，多有同源性abl,fes,fgr,fps,fym,kek,lck,yes,lyn,ros,src,tklsrc家族表示产物及功效癌基因类别细胞癌基因分类及功效致癌基因和癌症第92页正常膀胱上皮H-ras与人膀胱癌细胞株H-ras序列差异只是第一外显子第12位密码子内一个碱基不一样：正常情况下为GGC，膀胱癌为GTC。(1)点突变可激活原癌基因比如:3.癌基因过分表示或异常激活可引发肿瘤致癌基因和癌症第93页基因领域效应（geneterritorialeffects）:在成簇排列基因之间都有一定长度旁侧序列，当两个相邻基因之间间隔序列小于一定长度时，其中一个基因转录会被抑制。基因领域效应可抑制C-onc表示，使其处于非激活状态。肿瘤染色体因基因易位（genetranslocation）发生基因重排（generearrangement），则失去基因领域效应。(2)基因易位使原癌基因激活致癌基因和癌症第94页基因扩增：细胞经过一个细胞周期，DNA复制数多于一次。一些肿瘤中发觉了癌基因扩增，如在人急性粒性白血病细胞株HL-60细胞中有C-myc大量扩增，在乳腺癌、结肠癌、胃癌等有C-myb扩增。(3)基因扩增激活癌基因致癌基因和癌症第95页前病毒基因组中长末端重复序列（longterminalrepeats,LTRs）内开启子和增强子整合在C-myc，活化了C-myc。(4)开启子插入使癌基因激活致癌基因和癌症第96页转录调控区CpG岛甲基化可抑制基因转录。现认为一些癌基因低甲基化（H-Ras，C-myc）是细胞癌变主要特征，低甲基化可造成癌基因大量表示。(5)低甲基化可使原癌基因激活致癌基因和癌症第97页抑癌基因（tumorsuppressorgenes）：是一类存在与正常细胞中、与原癌基因共同调控细胞生长和分化基因，也称抗癌基因和隐性癌基因。与原癌基因编码蛋白质促进细胞生长相反，抑癌基因产物能抑制细胞生长、增殖，若其功效丧失则可能促进细胞肿瘤性转化。由此看来，肿瘤发生可能是癌基因激活与抑癌基因失活共同作用结果。(二)抑癌基因致癌基因和癌症第98页当前了解最多两种抑癌基因是Rb基因和P53基因。它们产物都是以转录调整因子方式控制细胞生长核蛋白。其它肿瘤抑制基因还有神经纤维瘤病－1基因、结肠腺瘤性息肉基因、结肠癌丢失基因等。抑癌基因失活可能使细胞向恶性转化致癌基因和癌症第99页Rb基因是在视网膜母细胞瘤研究中发觉一个抑癌基因。Rb基因丢失见于全部视网膜母细胞瘤及部分骨肉瘤、乳腺癌和小细胞肺癌等。Rb基因编码一个核蛋白。它在细胞核中以活化脱磷酸化和失活磷酸化形式存在。活化Rb蛋白对细胞从G0/G1期进入S期有抑制作用。当细胞开始分裂时，Rb蛋白被磷酸化失活，使细胞进入S期。细胞分裂成两个子细胞后，失活Rb蛋白经过脱磷酸化再生使子细胞处于静止状态。假如因为点突变或基因丢失而使Rb基因失活，Rb蛋白表示异常，细胞就可能连续地处于增殖期，并可能由此恶变。Rb基因致癌基因和癌症第100页p53基因定位于17号染色体。正常p53蛋白（野生型）存在于核内，在脱磷酸化时活化，有妨碍细胞进入细胞周期作用。p53功效是作为一个转录因子，激活一系列基因，包含p21（抑制细胞周期），GADD45（一个修复蛋白）；这两个基因都包括到细胞周期阻止。P53经过激活靶基因，使细胞生长停顿。在部分结肠癌、肺癌、乳腺癌和胰腺癌等均发觉有p53基因点突变或丢失，从而引发异常p53蛋白表示，而丧失其生长抑制功效，从而造成细胞增生和恶变。p53蛋白致癌基因和癌症第101页p53也是一个核内磷蛋白。是最主要肿瘤抑制物，人类二分之一以上癌都与p53基因突变相关。在正常细胞中p53水平较低。但当DNA经过照射或其它处理而发生损伤时p53被激活，p53大量增加，p53活化能够引发两类效应。细胞停顿生长或萎缩直至死亡。细胞在G1早期p53触发细胞周期限制点，阻断了细胞周期进程，使损伤DNA在细胞进入S期前得到修复机会。但若细胞已进入分裂期，那么p53就触动细胞死亡程序。这种萎缩经典结果是细胞坍缩成一个异固缩小团以及核DNA断裂。致癌基因和癌症第102页生长因子（growthfactor,GF）是一类能促进细胞增殖肽类，经过与质膜上特异受体发挥作用。生长因子发挥作用方式有几个：①内分泌（endocrine）②旁分泌（paracrine）③自分泌（autocrine）致癌基因和癌症第103页（三）生长因子是一类能促进细胞增殖肽类生长因子是一类经过与特异受体结合，调整细胞生长与其它细胞功效等多肽类物质。存在于血小板和各种组织细胞及大多数培养细胞中，对不一样种类细胞含有一定专一性。各类生长因子都有对应受体，是普遍存在于细胞膜上跨膜蛋白，不少受体含有激酶活性，尤其是酪氨酸激酶活性（如PDGF受体、EGF受体等）。致癌基因和癌症第104页细胞生长、分化调控是一个多信号整合复杂系统。参加这一系统包含生长因子、细胞因子和生长抑制因子等。上述因子中，生长因子在影响炎症和损伤部位细胞增生中起着主要作用。生长因子都是分子量不大可溶性多肽，因而又叫多肽生长因子。生长因子来自不一样种类细胞，经过旁分泌、自分泌和内分泌等路径，对靶细胞增殖、运动、收缩、分化和组织改造起调控作用。致癌基因和癌症第105页生长因子经过与靶细胞受体特异性结合而发挥作用。大部分生长因子受体位于细胞膜上，生长因子与受体结合，形成配体受体复合体，使受体细胞内结构区酪氨酸激酶活化，深入激活①ras信号通道连接蛋白；②磷酸肌醇激酶；③磷脂酶C和；④src家庭组员，经过上述四条路径，使细胞进入S期。致癌基因和癌症第106页对一些细胞同时有促进和抑制作用肾、血小板转化生长因子β（TGFβ）类似于EGF转化细胞或肿瘤细胞条件培养基转化生长因子α（TGFα）促进间充质及胶质细胞生长血小板血小板衍生生长因子（PDGF）对交感及一些感觉神经原有营养作用鼠唾液腺神经生长因子（NGF）刺激T细胞生长条件培养基白细胞介素2（IL-2）刺激T细胞生成白介素2条件培养基白细胞介素1（IL-1）促进各种细胞增殖各种细胞成纤维细胞生长因子（FGFs）（最少9个家族组员）调整早成红细胞增殖肾、尿液红细胞生长素刺激各种上皮和内皮细胞生长鼠唾液腺上皮生长因子（EGF）功效起源生长因子生长因子分类和功效致癌基因和癌症第107页转化生长因子-β(TGF-β)是一多功效蛋白质，能够影响各种细胞生长，分化、细胞凋亡及免疫调整等功效。转化生长因子-β包含：TGF-β1、β2和β3。TGF--β属于TGF-β超家族蛋白。TGF-β能够结合到细胞表面TGF--β受体结合而激活其受体。转化生长因子-β受体是丝氨酸/苏氨酸激酶受体。其信号传递能够经过SMAD信号通路和/或DAXX信号通路。TGF-β抑制大多数细胞生长致癌基因和癌症第108页致癌基因和癌症第109页肿瘤细胞中常表现为促进增殖信号增强。（四）癌基因/生长因子信号转导异常与肿瘤异常增殖相关癌细胞能分泌更多生长因子2.生长因子受体数量增多3.信号路径分子异常激活致癌基因和癌症第110页细胞凋亡（apoptosis）又称程序性细胞死亡（programmedcelldeath），是一个早期以染色体浓缩，晚期以细胞浆、细胞核裂解，或出现凋亡小体为特征性表现细胞死亡。（五）肿瘤细胞异常增殖是细胞凋亡减弱结果肿瘤异常生长是增殖亢进而死亡降低结果。致癌基因和癌症第111页（一）Bcl-2是一个抗凋亡基因最早发觉多数非何杰金滤泡状B细胞淋巴瘤存在染色体易位（t（14;18）），是原位于18号染色体Bcl-2基因被置于14号染色体珠蛋白重链基因调控序列控制下，从而引发Bcl-2高表示，细胞凋亡显著被抑制。致癌基因和癌症第112页p53表示增高或激活时，可增强p21转录，使p21蛋白水平升高。抑制CKI活性，阻滞G1/S过渡，提供DNA修复充分时间。（二）p53是一个促凋亡基因p53还能诱导各种促凋亡蛋白表示。p53还可与Bcl-2基因5’-调控序列p53阴性反应元件(p53negativeresponseelement,PNRE)相互作用，抑制Bcl-2表示。致癌基因和癌症第113页细胞癌变多步骤、多原因多个不一样癌相关基因异常激活或失活原癌基因激活和抑癌基因失活同时存在三、细胞癌变是多基因、多步骤、多原因复杂过程多基因协同假说：致癌基因和癌症第114页①从正常上皮细胞到上皮细胞过分增生可能包括FAP、MCC基因突变或缺失；②从上皮细胞过分增生到早期腺瘤可能与DNA低甲基化相关；③从早期腺瘤到中期腺瘤包括K-ras突变；④从中期腺瘤到晚期腺瘤包括DCC基因丢失；⑤从晚期腺瘤到结、直肠腺癌包括p53基因缺失；⑥转移癌还包括nm基因突变、血管生长因子基因表示增高等。结、直肠癌发生发展6个阶段相关基因或原因致癌基因和癌症第115页第四节肿瘤侵袭与转移TheInvasionandMetastasisofTumor致癌基因和癌症第116页肿瘤细胞与细胞外基质粘附、结合。肿瘤细胞外基质蛋白水解酶降解。肿瘤细胞转移至被水解基质区深入生长、扩散。肿瘤侵袭和转移3个过程：致癌基因和癌症第117页一、肿瘤细胞与细胞外基质粘附是转移必要条件首先，粘附作用对转移起抑制作用；首先，粘附是转移先决条件。细胞粘附分子(celladhesionmolecules，CAMs)是一类介导细胞-细胞、细胞-细胞外基质粘附跨膜蛋白。粘附对肿瘤细胞转移具双重性：致癌基因和癌症第118页整合素家族（integrinfamily）：α6β1与肿瘤侵袭性相关。免疫球蛋白样粘附分子超家族（adhesionmoleculesoftheimmunoglobulinsuperfamily）：介导癌转移。选择素家族（selectinfamily）钙依赖粘附素家族（cadherinfamily）：抑制肿瘤侵袭及转移。其它家族粘附分子家族：致癌基因和癌症第119页细胞外基质是癌细胞转移组织屏障，蛋白水解酶降解这种屏障。二、细胞外基质降解为肿瘤转移形成通道各种蛋白酶协同作用，并以级联反应形式促进基质降解和细胞转移。致癌基因和癌症第120页基质金属蛋白酶（matrixmetal