腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)培訓(xùn)課件

腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)

腫瘤泛指由一群生長(zhǎng)失去正常調(diào)控的細(xì)胞形成的新生物(neoplasm)，分為:*良性腫瘤(benigntumor)*惡性腫瘤(malignanttumor)，惡性腫瘤又稱為癌癥(cancer)。腫瘤細(xì)胞是一個(gè)累積了不同基因突變的體細(xì)胞，這些突變共同導(dǎo)致了細(xì)胞增殖的失控，結(jié)果形成大量細(xì)胞的集合——腫瘤。2腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)類型來源比例癌上皮細(xì)胞85%肉瘤結(jié)締組織、骨或肌肉組織的細(xì)胞2%淋巴瘤免疫系統(tǒng)特別是脾及淋巴結(jié)的白細(xì)胞5%白血病骨髓造血細(xì)胞3%目前已發(fā)現(xiàn)的惡性腫瘤幾乎涉及了所有類型的細(xì)胞、組織及器官系統(tǒng)。3腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)種系突變（germlinemutation）：產(chǎn)生遺傳性腫瘤（家族性腫瘤）獲得性突變：產(chǎn)生散發(fā)性腫瘤4腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)第一節(jié)、染色體異常與腫瘤1941年，Boveri提出了腫瘤的染色體理論，證明腫瘤細(xì)胞來源于正常細(xì)胞，染色體畸變是引起細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的主要原因。腫瘤組織既可以單克隆起源，也可以多克隆起源。單克隆起源的腫瘤可以演變?yōu)槎嗫寺⌒?。占主要?xì)胞系的克隆成為腫瘤干系，其他細(xì)胞系稱為旁系。干系的染色體數(shù)目成為眾數(shù)。大多數(shù)腫瘤細(xì)胞染色體數(shù)目異常的同時(shí)，還有結(jié)構(gòu)異常。異常類型表現(xiàn)出“無規(guī)律性”。

標(biāo)記染色體—腫瘤細(xì)胞中形成的特殊結(jié)構(gòu)染色體。如能穩(wěn)定遺傳，則形成了特異性標(biāo)記染色體。5腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)Ph染色體95%慢性粒細(xì)胞性白血病(CML)細(xì)胞中存在Ph染色體(費(fèi)城染色體)。為9號(hào)染色體與22號(hào)染色體易位后重組的22號(hào)染色體。Ph染色體6腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)t(9;22)(9qter9q34::22q1122pter)PhPh染色體首次證明了一種染色體畸變與一種特異性腫瘤的恒定關(guān)系。Ph染色體是慢性粒細(xì)胞性白血病典型的特異性標(biāo)記染色體。易位形式：7腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)其他特異性標(biāo)記染色體:Burkett淋巴瘤—t(8;14)(q24;q32)腦膜瘤—22q-;-22視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤—13q14-Wilms瘤—del(11p1314)甲狀腺瘤—inv(10)(q11q21)※大多數(shù)染色體異常不屬于某種腫瘤所特有?！撤N染色體異常可出現(xiàn)在不同腫瘤中?！蠖鄶?shù)實(shí)體瘤中很少有恒定的標(biāo)記染色體。染色體異常將導(dǎo)致不同分子事件的發(fā)生，包括基因激活、失活、轉(zhuǎn)錄異常、擴(kuò)增等，繼而導(dǎo)致細(xì)胞代謝、生長(zhǎng)、分化、增殖等功能的失常而引發(fā)腫瘤。8腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)第二節(jié)、癌基因能夠使細(xì)胞癌變的基因統(tǒng)稱為癌基因。癌基因是正常細(xì)胞中的基因，是細(xì)胞的必須基因。1、病毒癌基因與原癌基因逆轉(zhuǎn)錄病毒中，能夠引發(fā)腫瘤的基因片段。這個(gè)片段來源于宿主基因組而非原病毒基因組，宿主RNA逆轉(zhuǎn)錄后插入病毒中，作為病毒的一部分。此插入片段的編碼蛋白是腫瘤的強(qiáng)誘導(dǎo)劑。對(duì)應(yīng)宿主細(xì)胞的基因片段稱為原癌基因。目前已發(fā)現(xiàn)的癌基因有100多種，大多已定位在染色體上。這些癌基因參與了細(xì)胞分裂、分化、凋亡、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等多項(xiàng)生命活動(dòng)。9腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子轉(zhuǎn)錄因子程序性細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)因子2.原癌基因及其功能10腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)11腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)1.突變堿基替換缺失插入2.基因擴(kuò)增(geneamplification)均質(zhì)染色區(qū)(HSR)雙微體(DMs)3、癌基因的激活機(jī)制3.染色體重排:基因激活基因融合12腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)1.突變：原癌基因激活的可能途徑13腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)2.基因擴(kuò)增(geneamplification)

Myc基因擴(kuò)增形成雙微核（黃色）的核型，雙微體（doubleminutechromosomes，DMs），無著絲粒，成對(duì)分布于細(xì)胞中的微小染色體

14腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)Myc基因擴(kuò)增形成均染區(qū)（黃色）的核型

15腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)3.染色體重排基因激活Burkitt淋巴瘤(BL)75％:t(8;14)(q24;q32)14q32:IGH16％:t(8;22)(q24;q11)22q11:IGL9％:t(2;8)(p12;q24)2q12:IGK8q24.1:c-myc16腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)3.染色體重排基因融合慢性髓細(xì)胞白血病(Ph染色體)der(22)t(9;22)(q34;q11.2)9q34.1:C-ABL22q11:BCRC-ABL：6kbmRNA,145kDapr.BCR-ABL:8.5kbmRNA,210kDapr.17腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)9號(hào)染色體上有一個(gè)c-abl基因（原癌基因），產(chǎn)生一145kD的多肽，22號(hào)染色體上有一個(gè)bcr基因，易位后在22號(hào)染色體上形成一融合基因，產(chǎn)生一210kD的融合多肽。Ph染色體致病的分子機(jī)制：c-ablIgλbcrc-cis922c-ablIgλbcrc-cis融合基因18腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)9q22q1234567891014151920C-bcr基因(130kb)C-abl基因(280kb)(145kD蛋白）1b1a2345678910111-112-11210kD蛋白19腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)第三節(jié)、腫瘤抑制基因腫瘤抑制基因概念的提出：正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合后的雜種細(xì)胞失去了腫瘤細(xì)胞表型。正常染色體可以逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞表型。能夠抑制腫瘤發(fā)生的基因稱為腫瘤抑制基因。

癌基因和腫瘤抑制基因的突變都有可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。但癌基因?yàn)榧せ?；腫瘤抑制基因?yàn)槭Щ睢Ｄ[瘤細(xì)胞中腫瘤抑制基因的導(dǎo)入將抑制腫瘤，但癌基因?qū)霟o此作用。

第1個(gè)發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因是rb基因，位于13q14，通過視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的研究發(fā)現(xiàn)。最有名氣的腫瘤抑制基因是p53基因，與許多腫瘤的發(fā)生相關(guān)。20腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)1、p53基因

p53基因定位于17p13.1，含11個(gè)外顯子，編碼53kd蛋白，393個(gè)氨基酸。

p53基因的變異與50%的腫瘤發(fā)生相關(guān)。

p53基因的4個(gè)功能區(qū)：1）N-端調(diào)控活性區(qū)—行使功能的區(qū)域，既介導(dǎo)蛋白質(zhì)相互作用的區(qū)域，由73個(gè)氨基酸構(gòu)成。2）序列特異性結(jié)合區(qū)—核心區(qū)，具有特異性DNA結(jié)合功能，此區(qū)域含有大量的突變熱點(diǎn)。3）寡聚區(qū)—介導(dǎo)P53蛋白自身形成4聚體。4）C-端DNA非特異性結(jié)合區(qū)—P53為核內(nèi)磷酸化蛋白，作為轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控其他蛋白的活性，達(dá)到細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡的控制。P53蛋白的失活導(dǎo)致細(xì)胞保護(hù)功能的喪失而導(dǎo)致細(xì)胞周期的紊亂。21腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)2、rb基因

rb基因名稱來自Retinoblastoma,視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤.

rb基因位于13q14.1，27個(gè)外顯子，編碼928個(gè)氨基酸的110kD蛋白質(zhì)。30%的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中可見包括rb基因在內(nèi)的DNA缺失，甚至染色體片段的缺失。Rb蛋白是核蛋白，其功能是通過與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合而抑制細(xì)胞周期。多種病毒的產(chǎn)物能夠與Rb蛋白結(jié)合而釋放E2F因子。E2F也是轉(zhuǎn)錄因子，它具有促進(jìn)其他細(xì)胞分裂相關(guān)基因表達(dá)的作用。22腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)一、腫瘤發(fā)生的單克隆起源假說腫瘤細(xì)胞是由單個(gè)突變細(xì)胞增殖而成的，也就是說腫瘤是突變細(xì)胞的單克隆增殖細(xì)胞群。體細(xì)胞突變(somaticmutation)克隆選擇(clonalselection)模式第4節(jié)腫瘤發(fā)生的遺傳學(xué)理論23腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)二、腫瘤發(fā)生的染色體理論腫瘤細(xì)胞來源于正常細(xì)胞，具有某種異常染色體的細(xì)胞是一種有缺陷的細(xì)胞，染色體畸變是引起正常細(xì)胞向惡性轉(zhuǎn)化的主要原因?！昂愣ɑ蛱禺惖摹睒?biāo)記染色體-實(shí)體瘤少有24腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)三、腫瘤發(fā)生的癌基因理論人類腫瘤的發(fā)生發(fā)展與體細(xì)胞中累積的各種遺傳學(xué)改變相關(guān)。這些遺傳變異涉及染色體重排和癌基因的激活。原癌基因是正常細(xì)胞中的一些基因，是細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育所必需的。一旦這些基因在表達(dá)時(shí)間、表達(dá)部位、表達(dá)數(shù)量及表達(dá)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)等方面發(fā)生了異常，就可以導(dǎo)致細(xì)胞無限增殖并出現(xiàn)惡性轉(zhuǎn)化。25腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)五、腫瘤發(fā)生的多步驟遺傳損傷學(xué)說細(xì)胞增殖異常干細(xì)胞化正常細(xì)胞細(xì)胞克隆性擴(kuò)增良性腫瘤形成致癌因素啟動(dòng)期促進(jìn)期促癌因素惡性腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移惡性腫瘤形成進(jìn)展期轉(zhuǎn)移期27腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)一、常染色體顯性遺傳惡性腫瘤綜合征1.視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(retinoblastoma,RB)MIM180200RB是一種胚胎期腎源性眼內(nèi)惡性腫瘤，兒童早期即發(fā)病，發(fā)生率約1/21000~1/10000，多在4歲以前發(fā)病。貓眼(Cat‘seye)，前額突出、鼻根低且寬、鼻短呈球狀、嘴大、上唇薄及耳垂突出。第5節(jié)遺傳性惡性腫瘤28腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)2.Wilms瘤(Wilmstumor,WT)MIM194070又稱腎母細(xì)胞瘤(nephroblastoma)是一種嬰幼兒常見的惡性胚胎腫瘤，由于保留有胚胎分化潛能的腎干細(xì)胞功能異常所致，發(fā)病率約為1/10000，占嬰兒腫瘤的8%，3/4的腫瘤發(fā)生在4歲前，90%在20歲內(nèi)發(fā)生。29腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)Wilms瘤基因定位WT1基因(MIM607102)：11p13WT2基因(MIM194071)：11p15.5WT3基因(MIM194090)：16qWT4基因(MIM601363)：17q12-q21WT5基因(MIM601583)：7p14-p1330腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)3.腺瘤性息肉綜合征(APC)MIM175100成人早期繼發(fā)多發(fā)性腺瘤性結(jié)腸息肉的結(jié)腸癌。息肉也可發(fā)生于上消化道，腫瘤可轉(zhuǎn)移到腦、甲狀腺等身體其他器官。31腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)二.AR遺傳的惡性腫瘤綜合癥自1960年首次證明特征性的染色體改變（Ph染色體）與腫瘤相關(guān)以來，受到人們注目。大多數(shù)惡性腫瘤細(xì)胞的染色體為非整倍體，而且在同一腫瘤內(nèi)染色體數(shù)目波動(dòng)的幅度較大。惡性腫瘤發(fā)展到一定階段常會(huì)出現(xiàn)1-2個(gè)比較突出的細(xì)胞系，細(xì)胞系內(nèi)全部細(xì)胞的染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)都相同。32腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)一、Bloom綜合癥臨床特征：身材矮小、慢性感染、免疫功能缺陷、日光敏感性紅斑、輕度顏面部畸形，30歲前發(fā)生各種腫瘤和白血病。細(xì)胞遺傳學(xué)改變：染色體不穩(wěn)定或基因組不穩(wěn)定是其顯著特征，表現(xiàn)為：1）體外培養(yǎng)的BS細(xì)胞株的染色體易發(fā)生斷裂并易形成結(jié)構(gòu)畸變；體內(nèi)BS細(xì)胞在間期多見微核結(jié)構(gòu)；2）BS細(xì)胞的染色體容易斷裂，出現(xiàn)頻發(fā)的姐妹染色單體交換（SEC）現(xiàn)象；3）培養(yǎng)的BS細(xì)胞常見四射體結(jié)構(gòu)。BS基因定位：BLM15q26.1BLM基因的翻譯：BLM15q26.1轉(zhuǎn)錄4.5kbmRNA翻譯1417個(gè)氨基酸殘基組成的蛋白質(zhì)33腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)BLM基因BLM基因的編碼產(chǎn)物是RecQDNA解鏈酶，具有DNA依賴性三磷酸腺苷酸和DNA解鏈酶的活性。BLM基因的生物學(xué)功能：基因突變導(dǎo)致缺乏RecQDNA解鏈酶活性，不能修復(fù)DNA復(fù)制過程中出現(xiàn)的各種異常DNA結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致患者細(xì)胞染色體斷裂、易位和SCE等染色體不穩(wěn)定特征。7種基因突變類型：2種無義突變，3種錯(cuò)義突變、2種移碼突變（表13-1）。BS患者細(xì)胞遺傳學(xué)診斷：檢測(cè)SCE，正常〈10，患者50-100。BS患者分子遺傳學(xué)診斷：體外培養(yǎng)細(xì)胞獲得cDNA，再用相關(guān)引物擴(kuò)增基因全長(zhǎng)cDNA，SSCP技術(shù)篩查鑒定序列上存在的各種突變。34腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)BS患者系譜分析AR

35腫瘤遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)BS患者細(xì)胞內(nèi)微核和SECautosomalrecessive;frequencyisabout2/105newbornsinAshkenaziJewsandintheJapanese(foundereffect:affectedpersonsdescentfromacommonanc