分子診療醫(yī)學宣教專家講座

第四章腫瘤相關基因

江蘇大學錢暉分子診療醫(yī)學宣教專家講座第1頁腫瘤發(fā)生是細胞生長和細胞分化紊亂所致細胞無節(jié)制增殖結果。原癌基因—細胞正增殖信號抑癌基因—細胞負增殖信號轉移相關基因—腫瘤侵襲和轉移第四章腫瘤相關基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第2頁一類能使敏感宿主產(chǎn)生腫瘤或使體外培養(yǎng)細胞轉化成癌細胞動物病毒，分為DNA腫瘤病毒和RNA腫瘤病毒（逆轉錄病毒）。

1966年獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎發(fā)覺了勞斯肉瘤病毒（RSV）

PeytonRous分子診療醫(yī)學宣教專家講座第3頁

HowardMartinTemin

從勞斯肉瘤病毒（RSV）中發(fā)覺逆轉錄酶

1975年獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎

發(fā)覺細胞癌基因創(chuàng)建腫瘤發(fā)生癌基因理論

1989年獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎J.MichaelBishop

分子診療醫(yī)學宣教專家講座第4頁第四章腫瘤相關基因第一節(jié)癌基因第二節(jié)抑癌基因第三節(jié)腫瘤轉移相關基因第四節(jié)腫瘤發(fā)生中基因改變第五節(jié)腫瘤相關基因檢測及評價分子診療醫(yī)學宣教專家講座第5頁第一節(jié)癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第6頁癌基因（oncogene,onc）病毒癌基因（virusoncogene，v-onc）細胞癌基因（cellularoncogene，c-onc）

第一節(jié)癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第7頁

病毒癌基因（virusoncogene，v-onc）

病毒基因組中特殊核苷酸序列，是一類存在于病毒中，能使敏感宿主產(chǎn)生腫瘤或使體外培養(yǎng)細胞轉化基因。第一節(jié)癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第8頁細胞癌基因（cellularoncogene，c-onc）

存在于正常細胞基因組中癌基因，在正常情況下處于靜止或低表示狀態(tài)，對維持細胞正常功效含有主要作用；但在異常表示時，其產(chǎn)物可使細胞無限分裂。第一節(jié)癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第9頁第一節(jié)癌基因二、細胞癌基因三、原癌基因激活機制一、病毒癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第10頁一、病毒癌基因RNA病毒癌基因

絕大多數(shù)能使分裂信號旁路發(fā)生改變，經(jīng)過破壞正生長調整而起作用。DNA病毒癌基因主要經(jīng)過與抑癌基因相互作用而破壞細胞負生長調整。分子診療醫(yī)學宣教專家講座第11頁一、病毒癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第12頁二、細胞癌基因正常細胞中一類編碼關鍵性調控蛋白基因，在細胞正常生長、發(fā)育、分化過程中具主要生理功效以非激活形式存在，不會自發(fā)誘導腫瘤當其被異常激活時，可使正常細胞發(fā)生轉化而造成腫瘤發(fā)生分子診療醫(yī)學宣教專家講座第13頁二、細胞癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第14頁細胞癌基因又稱原癌基因

正常情況下細胞癌基因并不致瘤病毒癌基因起源于細胞癌基因二、細胞癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第15頁細胞癌基因特點：

生物界普遍存在進化上高度保守單拷貝基因，均為結構基因異常時可造成細胞惡性增生二、細胞癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第16頁細胞癌基因分類及表示產(chǎn)物

二、細胞癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第17頁二、細胞癌基因癌基因產(chǎn)物細胞定位

分子診療醫(yī)學宣教專家講座第18頁二、細胞癌基因1.sis家族2.erb家族3.src家族4.ras家族5.myc家族分子診療醫(yī)學宣教專家講座第19頁二、細胞癌基因

1.sis家族人c-sis定位于第22號染色體，與血小板衍生生長因子(PDGF)基因有很高同源性（達87%）編碼產(chǎn)物P28是含241個氨基酸殘基PDGF-β鏈，能與PDGF受體結合分子診療醫(yī)學宣教專家講座第20頁二、細胞癌基因

2.erb家族c-erb-B編碼表皮生長因子(EGF)受體c-fms編碼集落刺激因子受體c-bit編碼PDGF受體分子診療醫(yī)學宣教專家講座第21頁二、細胞癌基因

3.src家族編碼蛋白激酶類產(chǎn)物

c-src是第一個被發(fā)覺細胞癌基因人c-src定位于第20號染色體具酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性mos、raf等基因編碼產(chǎn)物為胞漿絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶分子診療醫(yī)學宣教專家講座第22頁二、細胞癌基因

4.ras家族主要包含H-ras、K-ras和N-ras，編碼氨基酸次序之間有85%同源性。分子診療醫(yī)學宣教專家講座第23頁編碼產(chǎn)物為P21Ras蛋白，大多位于細胞膜內側面，屬低分子量G蛋白，是MAPK路徑中主要組員細胞外信號經(jīng)過受體結合G蛋白，作用于不一樣靶蛋白，參加細胞增殖信號細胞內轉導過程二、細胞癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第24頁二、細胞癌基因

5.myc家族(人c-myc基因)定位于8q24，由3個外顯子組成，第一外顯子不編碼產(chǎn)物位于核內Myc蛋白，屬DNA結合蛋白類編碼核內轉錄因子，經(jīng)過與一些特定DNA相結合，影響DNA復制開啟過程或對轉錄進行調控，調整細胞生長、增殖和分化分子診療醫(yī)學宣教專家講座第25頁三、原癌基因激活機制激活機制：病毒誘導活化，如病毒基因組內一個強大開啟子插入到細胞癌基因附近或內部，使原癌基因激活非病毒誘導活化，如原癌基因突變、擴增和染色體重排等分子診療醫(yī)學宣教專家講座第26頁三、原癌基因激活機制（二）原癌基因取得外源開啟子而激活（三）原癌基因甲基化程度降低（四）原癌基因擴增（五）染色體易位或基因重排

（一）原癌基因點突變（六）基因偶聯(lián)分子診療醫(yī)學宣教專家講座第27頁三、原癌基因激活機制核苷酸突變造成編碼產(chǎn)物P21蛋白中氨基酸被置換，表示異常產(chǎn)物。P21蛋白本身GTPase活性顯著下降，在傳遞生長信號時，難以催化GTP快速水解，從而不能適時從活化狀態(tài)改變?yōu)榉腔罨癄顟B(tài)，造成與GTP連續(xù)結合，促進細胞增殖。（一）原癌基因點突變分子診療醫(yī)學宣教專家講座第28頁三、原癌基因激活機制分子診療醫(yī)學宣教專家講座第29頁三、原癌基因激活機制（二）原癌基因取得外源開啟子而激活原癌基因上游插入外源性開啟子或增強子，可激活原癌基因，使其表示產(chǎn)物增多。

分子診療醫(yī)學宣教專家講座第30頁例：ALV感染細胞后誘發(fā)雞B細胞淋巴瘤ALV本身不含病毒癌基因，其病毒兩端長末端重復序列可作為開啟子開啟c-myc轉錄。該開啟子使c-myc基因連續(xù)轉錄，比正常表示增高幾十甚至上百倍。三、原癌基因激活機制分子診療醫(yī)學宣教專家講座第31頁三、原癌基因激活機制（三）原癌基因甲基化程度降低DNA分子中甲基化對阻抑基因轉錄含有主要作用。例：在結腸腺癌和小細胞肺癌細胞中ras基因DNA甲基化水平比其鄰近正常細胞顯著偏低，提醒一些原癌基因是因為甲基化程度降低而激活。分子診療醫(yī)學宣教專家講座第32頁三、原癌基因激活機制（四）原癌基因擴增原癌基因擴增使基因拷貝數(shù)增加，產(chǎn)物過量表示。例：人視網(wǎng)膜母細胞瘤中N-myc擴增了10～200倍，對應mRNA和蛋白質產(chǎn)物大量增加。腫瘤細胞中雙微體和染色體上均染區(qū)就是原癌基因DNA片段擴增表現(xiàn)。分子診療醫(yī)學宣教專家講座第33頁三、原癌基因激活機制

（五）染色體易位或基因重排染色體易位往往造成基因重排，可造成原癌基因序列缺失或表示異常蛋白。

分子診療醫(yī)學宣教專家講座第34頁

1．表示融合蛋白慢性粒細胞性白血病:bcr-abl融合基因2．異常異位表示

Burkitt淋巴瘤:定位于8號染色體myc基因與14號染色體免疫球蛋白重鏈基因融合而激活，開啟c-myc轉錄，使c-myc基因表示增強。三、原癌基因激活機制分子診療醫(yī)學宣教專家講座第35頁三、原癌基因激活機制分子診療醫(yī)學宣教專家講座第36頁三、原癌基因激活機制（六）基因偶聯(lián)ras或myc轉染細胞，可使細胞增殖，但不能轉化成癌細胞ras和myc同時轉染細胞，能使細胞轉化成癌細胞提醒最少需要2種或以上原癌基因在不一樣通路上發(fā)揮協(xié)同作用分子診療醫(yī)學宣教專家講座第37頁第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第38頁第二節(jié)抑癌基因

腫瘤抑制基因

(tumor-suppressinggene)存在于正常細胞內一類可抑制細胞過分生長與增殖基因，從而有潛在抑癌作用。當這類基因發(fā)生突變、缺失或失活時，可引發(fā)細胞惡性轉化而造成腫瘤發(fā)生。分子診療醫(yī)學宣教專家講座第39頁抑癌基因功效:誘導終末分化維持基因穩(wěn)定觸發(fā)衰老，誘導細胞程序性死亡抑制蛋白酶活性或改變DNA甲基化酶活性調整血管形成促進細胞間聯(lián)絡第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第40頁在腫瘤對應正常組織中必須有正常表示在惡性腫瘤中對應基因應有所改變，包含點突變、片段缺失或表示缺點導入該基因缺點惡性腫瘤細胞中可部分或全部抑制惡性表型第二節(jié)抑癌基因抑癌基因生物特征：分子診療醫(yī)學宣教專家講座第41頁第二節(jié)抑癌基因一、抑癌基因與腫瘤二、抑癌基因失活機制分子診療醫(yī)學宣教專家講座第42頁一、抑癌基因與腫瘤第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第43頁二、抑癌基因失活機制抑癌基因突變染色體丟失同源性重組基因重排第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第44頁（一）視網(wǎng)膜母細胞瘤基因

（Rb基因）第一個分離到抑癌基因人Rb基因定位于13號染色體，編碼P105蛋白，定位于核內。含有結合DNA活性，有序調控細胞分裂周期，控制細胞生長Rb蛋白有磷酸化和非磷酸化兩種形式，活性型為非磷酸化形式第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第45頁抑癌基因——隱性癌基因只有一個等位基因發(fā)生突變時，未突變另一個等位抑癌基因仍能產(chǎn)生足夠量野生型蛋白質產(chǎn)物，故通常不會引發(fā)致癌效應只有兩個等位基因都發(fā)生突變才能引發(fā)抑癌基因失活，失去對細胞增殖監(jiān)控作用，引發(fā)致癌效應第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第46頁(二)抑癌基因——p53

基因幾乎全部些人類腫瘤中都存在p53基因突變人類p53基因轉錄產(chǎn)物為P53核蛋白，屬反式作用因子，在體內以四聚體形式存在，活性受磷酸化/非磷酸化調整第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第47頁P53蛋白主要功效：抑制細胞增殖，可阻斷細胞進入S期促進DNA損傷修復誘導細胞凋亡第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第48頁顯性陰性(dominantnegative)

一個p53等位基因發(fā)生突變時，突變P53蛋白可與野生型蛋白結合，使其不能結合DNA而失活。顯性致癌（dominantcarcinogenesis）

突變后p53基因含有癌基因作用，能協(xié)助ras基因致癌。第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第49頁（三）其它抑癌基因

WT1(11p13):腎母細胞瘤易感基因，編碼鋅指蛋白DCC(18q21):編碼與細胞粘附作用相關表面蛋白分子APC(5q21):突變后與直腸癌發(fā)生相關第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第50頁BRCA1和BRCA2乳腺癌易感基因，產(chǎn)物含鋅指結構，以轉錄因子形式起作用，與遺傳性高發(fā)乳腺癌和卵巢癌發(fā)生緊密相關NF-1（17q11.2）編碼GTP酶激活劑，失活可致神經(jīng)纖維增生第二節(jié)抑癌基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第51頁第三節(jié)腫瘤轉移相關基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第52頁!腫瘤浸潤轉移是一個復雜而有序過程，包含腫瘤細胞從原發(fā)腫瘤脫落，進入細胞外基質，游走至血管、淋巴管，與之產(chǎn)生粘附并進入管腔，再至遠端適宜組織中克隆生長。第三節(jié)腫瘤轉移相關基因分子診療醫(yī)學宣教專家講座第53頁第三節(jié)腫瘤轉移相關基因腫瘤細胞轉移基因激活和轉移抑制基因失活，可誘發(fā)腫瘤細胞轉移表型而造成轉移。原發(fā)部位腫瘤組織中含有轉移潛在性細胞群是腫瘤轉移細胞生物學基礎。分子診療醫(yī)學宣教專家講座第54頁一、腫瘤轉移基因促進或造成腫瘤轉移基因：mts1(metastasin1)mts1蛋白可能經(jīng)過S100蛋白家族中Ca2+結合蛋白發(fā)揮作用二者對細胞微管聚合有抑制作用mts1基因可作為預測一些腫瘤是否會發(fā)生轉移指標分子診療醫(yī)學宣教專家講座第55頁二、腫瘤轉移抑制基因

主要抑制腫瘤細胞轉移表型當前發(fā)覺有wdnm1、wdnm2、金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMP)基因、nm23基因等人類基因組中存在兩個nm23基因，即nm23-H1和nm23-H2，均定位于17q分子診療醫(yī)學宣教專家講座第56頁第四節(jié)腫瘤發(fā)生中基因改變分子診療醫(yī)學宣教專家講座第57頁

腫瘤發(fā)生是一個多基因多步驟基因改變效應，是多階段或屢次打擊而發(fā)生疾病。

第四節(jié)腫瘤發(fā)生中基因改變分子診療醫(yī)學宣教專家講座第58頁1．開啟階段：細胞DNA分子已發(fā)生改變，但表型仍正常2．促癌階段：癌前細胞在開啟因子和促癌因子協(xié)同作用下，細胞表型發(fā)生變化，表現(xiàn)出癌細胞特征3．轉化階段：已惡變細胞進入自主分裂增殖狀態(tài)并發(fā)生病灶浸潤、轉移第四節(jié)腫瘤發(fā)生中基因改變分子診療醫(yī)學宣教專