Transcript 六、肿瘤的癌基因及抑癌基因

癌基因及抑癌基因
一、癌基因（Oncogene)
（一）概述：
﹡ 细胞原癌基因
活化
癌基因
转录合成
启动子插入
点突变
基因扩增
癌基因产物（蛋白）
细胞恶性转化
染色体移位
生长因子
生长因子受体
传导因子
核蛋白
转化蛋白
﹡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
② 1981
转化
Cooper
MMTV
小鼠乳腺癌
DNA
3T3
转化
③利用细胞转化实验分离癌基因
Tumor cells
DNA from tumor cells
Screening after
transformation
Transforming cells
Transforming genes
细胞培养中正常细胞恶性转化的鉴定指标
指标
形态
粘附性
生长特性
对血清要求
核型
在琼脂中生长
动物接种
正常细胞
伸展好 折光弱
核质比例小
核仁小 少
多核巨细胞少见
细胞粘附性强 贴壁
排列有方向性 单层
密度依赖性抑制存在
较高
二倍体
不生长
不长肿瘤
恶性转化的上皮细胞
多形性较常见
与正常细胞差别不大
如成纤维细胞
多核巨细胞多见
差别不明显
某些细胞重叠生长
密度依赖性抑制消失
差别不明显
非整倍体
生长
长肿瘤
细胞培养中正常细胞恶性转化的鉴定指标
指标
形态
粘附性
生长特性
对血清要求
核型
在琼脂中生长
动物接种
正常细胞
恶性转化的成纤维C
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
细胞粘附性强 贴壁
粘附差 易脱落
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
较高
低
二倍体
非整倍体/假二倍体
不生长
生长
不长肿瘤
长肿瘤
﹡ 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
原癌基因
活化
癌基因
（二）分类：
癌基因产物
①生长因子：血小板~
前表皮~
纤维细胞~
②生长因子受体：
甲状腺素受体
③蛋白激酶：
④鸟苷酸结合蛋白：
⑤核蛋白：
癌基因
sis
mos
hst
作用机理
与细胞质膜内特异性
蛋白受体分子结合
---刺激细胞分裂
erbB
受体基因结构上变化
erbA
而被激活
fms
---细胞持续增殖
src fgr ros 磷酸化蛋白功能
yes abl
---调节功能
H-ras K-ras 生物信息的跨膜传递
N-ras
---启动细胞分裂
myc myb
位于核内
fos jun
---控制基因表达转录
基因产物在细胞中的位置：
abl
sis
arbB
fms
ras
yes
src
erbA
mos
myc
myb
jun
fos
ski
（三）癌基因活化：
原癌基因
癌基因
肿瘤发生的关键步骤
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
◆ 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
启动子插入简图：
病毒插入
细胞DNA
原癌基因
病毒整合
LTR
LTR
RNA蛋白
病毒 RNA
癌基因RNA
过度表达
细胞恶变
◆染色体异位，基因重排
Burkitt’s淋巴瘤:
t (8;14)
75%
t (8;22)
16%
t (2;8)
9%
C-myc 高水平转录
◆点突变 1982, Tabim:
1
正常：
10
11
12
13
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
◆甲基化程度
DNA分子甲基化
1983 Wilson:
化学致癌物
使细胞稳定，抑制转录
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
注意： 同一癌基因
同一因素
不同因素
不同机制活化
不同方法活化
同一方式活化
基因过量表达
（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）
刺激靶细胞生长增殖
恶性转化
PDGF + R
1983 Stiles:
PDGF
α链
β链
P28 (v-sis)
93%
同源
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
P28
PDGF受体
PDGF
自分泌：
P28
◆上皮生长因子和转化生长因子（ EGF与TGF ）
EGF
+
受体
效应：
糖酵解增高
钙离子内流
mRNA
Protein
DNA
TGF–-- 作用与EGF 相同
促细胞转化：
细胞密度增高
血清依赖降低
磷酸化增高
FN降少
促化学 病毒
的致癌作用
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
175KD
Downward:
EGF
分裂信号
P65(v-erbB)
TPK
（酪aa蛋白激酶）
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
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
IP3
p21(ras)
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
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
（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
R PDGF
sis
GTP
PI
细胞增殖
Protein
PIP
TPK
src
R
R
EGF
GDP ras
PIP2
TGF erbB
PIC ras
IP3 DG
Ca++
转录因子
myc fos
PKC
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
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
◆ 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
刺激干扰素表达
细胞增殖，分裂
细胞周期结束，进入静止期
◆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。
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
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
③
分析瘤细胞的杂合性丢失 （LOH）
发现存在基因丢失
二、抑癌基因的功能
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
诱导终末分化
维持基因稳定
触发衰老 诱导细胞凋亡
调节细胞生长：负性生长因素的信息传导
调节基因
抑制蛋白酶活性
改变DNA甲基化酶活性
调节组织相容性抗原
调节血管生长
促进细胞间联系
三、抑癌基因及其相关肿瘤
名称
Rb
P53
WT1
NF1
DCC
MCC
PTP
Krev-1
APC
染色体定位
13q14
17p13
11p13
17q11
18q21
5q21
3q21
1p
5q21
遗传功能
相关肿瘤
转录因子
视网膜母细胞瘤等
转录因子
膀胱癌等8种
转录因子
肾癌
GAP相关
神经纤维瘤
细胞粘性联系 结肠癌
G蛋白活化
结肠癌 肝癌
酪蛋白磷酸化酶 肺癌 肾细胞癌
GAP相关
纤维细胞瘤
G蛋白活化
结肠癌，肺癌
Regulation of gene expression
Tumor
Suppression
gene
Normal
Oncogene
Proliferation
Cancer
Aging
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
Normal Gastric Mucosa
Superficial Gastritis
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
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
Initiation
Normal Chronic Intestinal
Gastric Atrophic Metaplasia
Mucosa Gastritis
Promotion
Progression
Dysplasia Carcinomas
Point Mutation
Over expression
Metastases
Amplification Deletion
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
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