醫(yī)學分子生物學-xinhaoyich

細胞增生,分化和凋亡的分子基礎及相關疾病第一節(jié)細胞增殖及調控基本概念細胞增殖（proliferation）細胞在嚴密調控下有序進入細胞周期而

繁殖。細胞增殖的意義細胞增殖為細胞分化提供來源補充因

而 的細胞細胞周期與其調控點：G1期checkpointS期:DNAcheckpointG2期M期:細胞與G1andG2間隙期（checkpoint)調控相關的蛋白質：正調控：周期蛋白cyclins

family(A,B,

C,D,E);周期蛋白依賴性激酶CDK(cyclin-dependent

kinase)

family負調控：CDKI:p21(waf1),

p27(kip1),

p16,

p15,GADD45

ect周期蛋白(cyclin)完全通過蛋白表達的量的大小來實現(xiàn)對細胞周期的調控：周期蛋白依賴性激酶(CDK)的磷酸化調節(jié)(蛋白表達量恒定不變)周期蛋白依賴性激酶抑制因子(CDKI)INK４，包括P１５、P１６、P１８、P１９。，與周期蛋白競爭性結合調節(jié)G１期的

CDK４和CDK６。另一類是CIP／KIP

，包括P２１、P２７、P５７，它們抑制所有已知周期蛋白／

CDK

復合物的活性。周期蛋白依賴性激酶抑制因子(CDKI)蛋白總體表達水平基本不變。但他們是一類泛素酶的靶蛋白，如果單體存在很容易就被這種酶所降解。所以，他們蛋白量的維持是靠與周期蛋白依賴性激酶（CDKs）的結合。即：當細胞處于要進入周期時，周期蛋白（cyclins）的表達上升，與周期蛋白依賴性激酶（CDKs）的結合增加，而周期蛋白依賴性激酶（CDKs）與CDKI的結合減少。

CDKI就會被泛素酶降解。反之，依然！視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白（RB）細胞周期調控細胞周期調控的意義：1?？刂萍毎臄?shù)目。（反之：細胞增殖不受控制而導致嚴重的病變，如腫瘤的發(fā)生。）2。對有損傷的細胞進行修復。（反之：細胞的損傷被傳至下代，被積累。從而導致各種病變，包括腫瘤。）第二節(jié)

細胞分化（）細胞分化干細胞細胞分化的分子基礎第三節(jié)

細胞凋亡細胞凋亡(apoptosis)在某些生理或病理條件下，細胞由相關調控因素()誘導而自發(fā)性發(fā)生、并按一定程序死亡的過程(PCD:program

cell

death)。細胞凋亡的意義清除錯誤細胞清除多余細胞，使各組織的細胞達到平衡與凋亡相關的蛋白質：（一）天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶（Caspase）

。通過剪切來活化其功能的?；罨腃aspase

通過特異的識別位點切割底物，級聯(lián)反應，并自激活（auto

activation）最終導致細胞凋亡。Caspase

按功能可分為兩類：第一類是起始酶（initiate

Caspase），主要有caspase８、

９、１０；另一類是效應子（

executeCaspase），主要有caspase３、６、７。（二）

Bcl-2

蛋白成員有２０多種，所有的成員都至少有一個Bcl-２同源（Bcl-２homolog

，BH）結構域。按功能可將其分為兩大類：一類是具有抗凋亡（anti-apoptosis）功能，其代表就是Bcl-２另一類具有促凋亡（pro-apoptosis）功能，主要包括Bax

、Bak／Bid

、Bad細胞中凋亡是由這二者的比值來決定的。細胞凋亡通過兩條途徑活化：一條是細胞內途徑，由應急信號、DNA

損傷和缺陷 ，通線粒體

凋亡蛋白來控制凋亡。另一條是細胞外途徑，由外部信號蛋白活化腫瘤壞死因子α（tumor

necrosis

factorα，TNFα）類的跨膜受體控制凋亡。第四節(jié)

癌與抑癌一、癌 （oncogene,

onc）（一）基本概念癌 是一類普遍存在于正常細胞內調控細胞增殖和分化的重要看家 ，當它受到物理、化學或 等生物因素的作用被“活化”而失控時，才會導致正常細胞惡性轉化。癌

(

oncogene,v-onc)從宿主細胞DNA中獲得的特定細胞DNA序列，以不同結構 中。方式融合進無內含子突變形式細胞癌

（cellularoncogene,

c-onc）癌在細胞中的復本。是一類編碼關鍵性調控蛋白的正常細胞，在細胞生存、生長、發(fā)育、分化中有重要功能.也稱原癌基因，如c-myc。原癌 (protor

onc)：細胞癌

在正常細胞以非激活形式存在結構特點：與一般真核細胞結構

一樣不同種生物

內含子－－有較大差異外顯子－－序列保守細胞癌 的特點結構特點：與一般真核細胞結構

一樣不同種生物

內含子－－有較大差異外顯子－－序列保守廣泛存在于生物界中；序列高度保守；作用通過其產(chǎn)物蛋白質來體現(xiàn)；被激活后，形成癌性的細胞轉化

。（二)

細胞癌

的分類及其產(chǎn)物根據(jù)原癌sierbsr的表達產(chǎn)物在細胞中的定位和功能分為：——生長因子類——生長因子受體類——非受體酪氨酸蛋白激酶4.ra——GTP結合蛋白（P21）5.myc、my——核內DNA結合蛋白原癌 主要表達信號轉導途徑及

轉錄關鍵分子生長因子類sis

：血小板源（PDGF）B鏈同源結構int-2,hst：成纖維細胞（FGF）同源蛋白質2.生長因子受體類C-erb-B：表皮生長因子（EGF）受體，缺少胞外結構域（掐頭）C-fms：集落刺激因子（CSF－1）受體bit：PDGF受體ros：胰島素受體mas：血管緊張素（AGT）或α受體非受體酪氨酸蛋白激酶srcGTP結合蛋白H-ras、K-ras、N-ras等表達低分子量G蛋白核內DNA結合蛋白Fos-Jun（轉錄因子AP－1）→TRE（Treaction

element）CREB-Jun→CREc-myc（堿性氨基酸）→單雙鏈DNARel（NF-Κb相關蛋白）(三)目前研究比較熱門的幾個癌：1。EGF

family

(erbB,neu)：TK型的受體.共有4個成員。非傳統(tǒng)的抗腫瘤藥：Gefitinib：靶向性治療的生物小分子。

的問題：耐藥！2。RAS:H-RAS,K-RAS,N-RAS不同的突變類型。原癌

:Ras

以及它所引導的信號途徑的突變（四）癌 功能細胞永生化(immortalization)細胞生長調節(jié)失控，阻斷細胞分化，挽救細胞凋亡。細胞轉化(transformation)是細胞減少對生長因子的依賴而持續(xù)增生。（五）癌惡性激活的機制1．

突變細胞關鍵調控蛋白的

突變癌：

T24細胞C－rasHT35---Val12正常：

G35---Gly122．

擴增上 成多個均染

（HSR）、雙微體（DMS），在原拷貝重排8q24(c-myc)--14q32免疫球蛋白附近：免疫球蛋白的重鏈

區(qū)有強增強子，促進C-myc表達費城

(平衡易位)：9q34

22q11C-abl

互相交換

C調節(jié)序列（啟動子、增強子等）的①含V-one的ALV誘導雞淋巴瘤②Leder小組實驗乳腺腫瘤

（MMTV）的LTR＋不同長度5’-端序列的小鼠C-myc。偶聯(lián)某些原癌

在特定條件下，因其它原癌 的首先激活而序貫活化。使細胞永生的癌使細胞增殖的癌，產(chǎn)物位于細胞核（C-myc） 互補，產(chǎn)物位于細胞質（C-ras） 偶聯(lián)抑制消除DNA上控制

表達的特殊片段C-myc

第1外顯子不編碼，可能有抑制作用，丟失造成激活DNA分子的甲基化增加雙螺旋穩(wěn)定性二、抑癌 (tumor

suppressor

gene)抑癌 的確定依據(jù)３

個條件：細胞中發(fā)生（１）在某些變異或缺失。（２）在該特定的相應正常組織中有正常表達。（３）

將此 導入該

細胞中能部分或完全抑制其惡性表型。抑癌

的功能誘導終末分化觸發(fā)衰老，誘導細胞程序性維持

穩(wěn)定調節(jié)細胞生長（負性細胞信息傳導）抑制蛋白酶活性改變DNA甲基化酶活性調節(jié)組織相容性抗原調節(jié)血管生成促進細胞間聯(lián)系重要抑癌

：Rb :細胞周期的負調控(E2F1)P53

:細胞周期和細胞凋亡P16:細胞周期負調控(CDKs/Cyclins)ARF/p14/p19:p53

and

MDM2的調控NF1/NF2：RAS的負調控ATM：DNA

repair的調控P53(

！）部位:核仁區(qū)功能:與DNA結合，在G1期檢查DNA損傷點，監(jiān)視

組完整性。

細胞生長。a.抑制cyclin

A表達b.阻礙DNA聚合酶與DNA

起始復合物結合c.其氨基末端區(qū)有轉錄激活作用，激活某些抑制細胞

的

表達引導細胞進入凋亡。P53作用機制P53蛋白解鏈酶P21蛋白細胞停滯于G1期細胞酸性區(qū)區(qū)堿性區(qū)P53蛋白因子ADNA損傷P21P53蛋白抑制P53蛋白關于p21(waf1)的研究為什么它還沒有被列為正牌的腫瘤抑制腫瘤抑制

的條件近年來的研究趨勢RB部位:核內功能:在G0，G1期與E2F結合，抑制E2F的轉錄活性，抑制多種原癌

表達，控制細胞周期信息系統(tǒng)?；钚孕问?去磷酸化調節(jié):被cdc2/cdc28磷酸化而失活與cyclin

D

–N端的LXCXE區(qū)段結合而失活Rb功能G1期Rb蛋白E-2FS期E-2FDNAmRNADNAPRb蛋白RB和P53調節(jié)細胞周期調節(jié)信號轉導的抑癌代表

：APC、SMAD4/DPC4、PTEN、PTCH功能：調節(jié)與胚胎發(fā)育及細胞增生相關的信號轉導。APC：與細胞增生信號途徑Wnt/wingless中的β-catenin(連環(huán)蛋白)結合，使其泛素化降解。SMAD4/DPC4：是TGF

β抑制性信號轉導途

徑成員。TGFβ與膜受體結合，信號導入細胞，

SMAD4組裝成活性復合物，進入核內，調節(jié)靶 (c-myc↓p27↑)抑制細胞增生。DNA修復相關的抑癌代表

：MSH2、MLH1、BRCA1、BRCA2等功能：DNA修復MSH2、MLH1DNA錯配修復抑癌

失活與腫瘤發(fā)生缺失：Rb一對等位 缺失或失活，才會導致功能缺失突變：p53

突變一個p53失活，獲得顯性癌 特征使另一野生p53