癌基因及抑癌基因 一、癌基因（ Oncogene) （一）概述： ﹡ 细胞原癌基因 启动子插入 染色体移位 活化 点突变 基因扩增 癌基因 转录合成 生长因子 生长因子受体 癌基因产物（蛋白） 传导因子 核蛋白 转化蛋白 细胞恶性转化.

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1 癌基因及抑癌基因 一、癌基因（ Oncogene) （一）概述： ﹡ 细胞原癌基因 启动子插入 染色体移位 活化 点突变 基因扩增 癌基因 转录合成 生长因子 生长因子受体 癌基因产物（蛋白） 传导因子 核蛋白 转化蛋白 细胞恶性转化

2 ﹡细胞癌基因 (c-onc) 存在的依据： ① 1979 Weinberg NIH 3T3 二甲基胆蒽 MCA 转化 3T3 DNA 3T3 转化 ② 1981 Cooper MMTV 小鼠乳腺癌 DNA 3T3 转化

3 ③利用细胞转化实验分离癌基因 Tumor cells DNA from tumor cells Transfection Screening after transformation Transforming cells Transforming genes

4 细胞培养中正常细胞恶性转化的鉴定指标 指标 正常细胞 恶性转化的上皮细胞 形态 伸展好 折光弱 多形性较常见 核质比例小 与正常细胞差别不大 核仁小 少 如成纤维细胞 多核巨细胞少见 多核巨细胞多见 粘附性 细胞粘附性强 贴壁 差别不明显 生长特性 排列有方向性 单层 某些细胞重叠生长 密度依赖性抑制存在 密度依赖性抑制消失 对血清要求 较高 差别不明显 核型 二倍体 非整倍体 在琼脂中生长 不生长 生长 动物接种 不长肿瘤 长肿瘤

5 细胞培养中正常细胞恶性转化的鉴定指标 指标 正常细胞 恶性转化的成纤维 C 形态 伸展好 折光弱 棱形 伸展差 折光强 核质比例小 核质比例大 胞浆嗜硷 核仁小 少 核仁大 多 多核巨细胞少见 多核巨细胞多见 粘附性 细胞粘附性强 贴壁 粘附差 易脱落 生长特性 排列有方向性 单层 方向性消失 多层重叠 密度依赖性抑制存在 密度依赖性抑制消失 对血清要求 较高 低 核型 二倍体 非整倍体 / 假二倍体 在琼脂中生长 不生长 生长 动物接种 不长肿瘤 长肿瘤

6 ﹡ 细胞癌基因的特点： ① 细胞癌基因与病毒癌基因同源： V-onc 来源于 C-onc ② 无严格种族特异性：高度保守 活化人细胞癌基因 鸡肿瘤 ③ 具有生理功能： 生长 分化 ④ 单拷贝结构基因：相对静止 活化 原癌基因 癌基因

7 （二）分类： 癌基因产物 癌基因 作用机理 ①生长因子：血小板 ~ sis 与细胞质膜内特异性 前表皮 ~ mos 蛋白受体分子结合 纤维细胞 ~ hst --- 刺激细胞分裂 ②生长因子受体： 甲状腺素受体 erbB 受体基因结构上变化 erbA 而被激活 fms --- 细胞持续增殖 ③蛋白激酶： src fgr ros 磷酸化蛋白功能 yes abl --- 调节功能 ④鸟苷酸结合蛋白： H-ras K-ras 生物信息的跨膜传递 N-ras --- 启动细胞分裂 ⑤核蛋白： myc myb 位于核内 fos jun --- 控制基因表达转录

8 基因产物在细胞中的位置： sis abl arbB fms ras yes src erbA mos myc myb jun fos ski

9 （三）癌基因活化： 原癌基因 癌基因 ① 获得活化因子： 启动子插入 染色体异位，基因重排 ②点突变 ③ 抑制消除：甲基化程度降低 抑癌基因灭活 ④ 癌基因扩增 肿瘤发生的关键步骤

10 ◆ 启动子插入 插入上方：直接驱动 插入下方：间接作用 — 强化自身促进子 插入远处： 1981 Hayward: 禽髓细胞增生病毒 无病毒癌基因 但含病毒启动子 小鸡 6~12 个月 B 淋巴瘤 c-myc 表达增加 100 倍

11 启动子插入简图： 细胞 DNA 原癌基因 病毒插入 病毒整合 LTR RNA 蛋白 病毒 RNA 癌基因 RNA 细胞恶变 过度表达

12 ◆染色体异位，基因重排 Burkitt’s 淋巴瘤 : t (8;14) 75% t (8;22) 16% C-myc 高水平转录 t (2;8) 9% ◆点突变 1982, Tabim: 1 10 11 12 13 正常： ATG………GGC GCC GGC GGT 膀胱癌： ATG………GGC GCC GTC GGT H-ras: 第一外显子第 12 位密码子 GGC--GTC 使编码的甘氨酸变为缬氨酸

13 ◆甲基化程度 DNA 分子甲基化 使细胞稳定，抑制转录 1983 Wilson: 化学致癌物 抑制甲基转移酶，使其去甲基化 启动转录 ◆ C-onc 逃脱抑制因子作用 ◆基因扩增 一次细胞周期， DNA 多次复制 基因过量表达 注意： 同一癌基因 不同机制活化 同一因素 不同方法活化 不同因素 同一方式活化

14 （四）癌基因产物的致癌作用 ①癌基因产物与生长因子 ◆ 血小板生成因子（ PDGF ） PDGF + R 刺激靶细胞生长增殖 恶性转化 1983 Stiles: P28 (v-sis) PDGF α 链 93% 同源 β 链 60% 1984 Thomas: * 抗体识别和竞争 * 人 c-sis --- PDGF 结构基因 *PDGF 受体与 PDGF 和 P28 结合

15 PDGF 受体 自分泌： P28 PDGF

16 ◆上皮生长因子和转化生长因子（ EGF 与 TGF ） EGF TGF–-- 作用与 EGF 相同 + 受体 效应： 促细胞转化： 促化学 病毒 糖酵解增高 细胞密度增高 的致癌作用 钙离子内流 血清依赖降低 mRNA 磷酸化增高 Protein FN 降少 DNA

17 ②癌基因产物与生长因子受体 (Receptor) 受体的特点：与膜相连 与相应配体结合 可与两种不同配体结合 1984 Downward: 175KD EGF P65(v-erbB) TPK （ 酪 aa 蛋白激酶 ） 分裂信号

18 ③癌基因产物与环核苷酸 1983 Gay: P21 (ras): 浆膜内面 与 GDP,GTP 亲和性 具 GTPase 或 ATPase 作用 生长因子受体信号 腺苷酸环化酶 cAMP/cGMP 细胞生长分化调节 Ras 点突变 : P21 构象改变

19 ④癌基因产物与磷酸肌醇调节系统 PI （磷脂酰肌醇） PIP pp60(v-src) PIP2 （二磷酸 ~ ） 磷酯酶 C p21(ras) IP3 DG （甘油二酯） 胞内 Ca++ PKC 活化（蛋白激酶 C ） 细胞增殖 蛋白合成增多

20 ⑤核蛋白类 特点：核内与生长、增殖调节有关 结合于 DNA 上激活或抑制某些基因 如： c-fos 亮氨酸拉练结构 影响调控基因的表达 G0—G1 永生化

21 （五）细胞癌变中癌基因的协同作用 至少 2 个或以上功能不同的癌基因异常激活 相继发生相互配合 PDGF EGF TGF RRR sis erbB GTP GDP ras PI PIP PIP2 TPK src PIC ras IP3 DG PKC Ca++ 转录因子 myc fos Protein 细胞增殖

22 抑癌基因 一、概念及分类 二、抑癌基因的功能 三、抑癌基因及其相关肿瘤

23 一、概念及分类 所有可抑制肿瘤生成和发展的因素 都可称为抑癌基因。 可分为 4 类：癌基因产物的拮抗物 干扰素 生长抑素 控制染色体稳定性的因素

24 ◆ 癌基因产物的拮抗物 如：核蛋白系统中存在抑制基因表达的蛋白 核蛋白 活化癌基因 抑制癌基因表达 ◆ 干扰素 正常细胞生长调节反馈回路的构成部分 生长因子 细胞增殖，分裂 细胞周期结束，进入静止期 刺激干扰素表达

25 ◆生长抑素 由细胞产生 能抑制细胞生长和分裂的物质 ◆控制染色体稳定性的因素 染色体畸变 — 基因易位 提出新的概念： 即抑癌基因是一大类可抑制细胞生长并能潜在 抑制癌变作用的基因群，它仅在某一种特定细胞内 起作用。

26 抑癌基因必须具备以下条件 ①在该癌的相应正常组织中必须有正常的表达 ②在该恶性细胞中，该基因理应有所改变： 如：点突变 片段或全基因缺失 表达缺陷 ③导入该基因缺陷的恶性细胞可部分或全部抑制 其恶性表型

27 证据 ① 正常细胞 + 肿瘤细胞 —— 融合 抑制癌细胞的致瘤性 表明正常细胞具有抑制细胞癌变的基因成分 ② 通过分析家族性肿瘤证明基因缺损  分析瘤细胞的杂合性丢失 （ LOH ） 发现存在基因丢失

28 二、抑癌基因的功能 1. 诱导终末分化 2. 维持基因稳定 3. 触发衰老 诱导细胞凋亡 4. 调节细胞生长：负性生长因素的信息传导 调节基因 5. 抑制蛋白酶活性 6. 改变 DNA 甲基化酶活性 7. 调节组织相容性抗原 8. 调节血管生长 9. 促进细胞间联系

29 三、抑癌基因及其相关肿瘤 名称 染色体定位 遗传功能 相关肿瘤 Rb 13q14 转录因子 视网膜母细胞瘤等 P53 17p13 转录因子 膀胱癌等 8 种 WT1 11p13 转录因子 肾癌 NF1 17q11 GAP 相关 神经纤维瘤 DCC 18q21 细胞粘性联系 结肠癌 MCC 5q21 G 蛋白活化 结肠癌 肝癌 PTP 3q21 酪蛋白磷酸化酶 肺癌 肾细胞癌 Krev-1 1p GAP 相关 纤维细胞瘤 APC 5q21 G 蛋白活化 结肠癌，肺癌

30 Aging Regulation of gene expression Tumor Suppression gene Oncogene Cancer Normal Proliferation Apoptosis Differentiation 癌基因与抑癌基因平衡失调与细胞增殖和分化异常的关系

31 Normal Gastric Mucosa Superficial Gastritis Chronic Atrophic Gastritis Over expression Intestinal Point Mutation Metaplasia Ras Met Ras P53 Dysplasia Amplification erbB2 Deletion EGFR APC Carcinamas erbB2 mdm2 p53 akt2 Met p16 akt2 nm23 Rb Metastases 肿瘤相关基因变异与 胃粘膜病变演化及 肿瘤发生、发展关系

32 Initiation Promotion Progression Normal Chronic Intestinal Gastric Atrophic Metaplasia Dysplasia Carcinomas Metastases Mucosa Gastritis Point Mutation Amplification Deletion Over expression Rearrangement 肿瘤相关基因变异的方式与肠型胃癌发生、发展不同阶段的关系

33 癌基因与肿瘤的关系？  癌基因与不同肿瘤细胞的信号传导  癌基因变异与肿瘤的易感性  癌基因与不同个体肿瘤的生物学特性  癌基因与机体内外环境平衡调控的分子机制  癌基因表达时空性与细胞的更新换代  癌基因与肿瘤的临床病理学基因分型