癌腫瘤遺傳學課件

1、1,Cancer Molecular Genetics,China Medical University Department of Medical Genetics Li fucai 2005.10,2,Cancer（Tumor） Molecular Genetics,一、癌分子遺傳學概述 二、癌發(fā)生的遺傳因素 三、癌的染色體異常

2、 四、癌發(fā)生的基因控制 五、癌的多階段演化 六、端粒和端粒酶,3,,一、癌分子遺傳學概述1、概念 每一個正常細胞中有一種特殊的排列可以抑制細胞分裂，… 假定存在一些抑制分裂的染色體，它的丟失將引起腫瘤細胞的無限生長… ，另一方面，假定還存在促進分裂的染色體， …當受到某種刺激激活時，細胞就發(fā)生分裂… ，由此可推斷惡性腫瘤細胞的快速無限增殖的趨勢，是由于促

3、進分裂的染色體的持久優(yōu)勢所致。 Theodor Boveri，1911,4,至今，大量的科學證據(jù)表明： 促進細胞生長的染色體 -------癌基因 抑制細胞生長的染色體 ------腫瘤抑制基因,5,自1990年起人們把癌/腫瘤稱為體細胞遺傳病。它是具有遺傳基礎(chǔ)的。腫瘤遺傳基礎(chǔ)的證據(jù)最初來自

4、于三方面： 第一 DNA突變引起癌的發(fā)生； 第二 腫瘤常常出現(xiàn)特異性染色體異常； 第三 在罕見的腫瘤特異性綜合征中，腫瘤發(fā) 生、發(fā)展的遺傳易感性。,6,如何揭示腫瘤發(fā)生的遺傳機制呢？ 遺傳學家與臨床腫瘤學家們從（群體、細胞、生化、免疫）遺傳學和分子遺傳學不同角度探討腫瘤與遺傳的關(guān)系，就逐漸形成了一門新學科——癌分子遺傳學。 簡言之，就是應(yīng)用遺傳學的基本原理、方法研究腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與遺傳的關(guān)系

5、及規(guī)律，揭示腫瘤發(fā)生機理。,7,2、癌與腫瘤的概念 單細胞生物為了生長，必須對環(huán)境的變化產(chǎn)生反應(yīng)，細胞為了營養(yǎng)的來源和生長、分裂，與周圍的細胞競爭，直至營養(yǎng)供應(yīng)被耗盡。 進化創(chuàng)造了多細胞生物——多細胞機體，高等生物。,8,從受精卵開始 →多細胞機體 （ 繁殖后代） 多細胞共同協(xié)作 （ 信號傳導(dǎo)機制進化了，細 胞

6、生長、分化，得以協(xié)調(diào)， 執(zhí)行生物學功能）如果一個細胞或若干細胞發(fā)生突變 （該細胞競爭空間和營養(yǎng)， 擾亂了細胞分裂和細胞協(xié)作）某些細胞形成克隆——腫瘤（Tumor，良

7、 性）。就形成癌（Cancer，惡性）,,,,,9,通常在文獻中見到：,Tumor：泛指腫瘤（包括良性、惡性）腫物。Cancer：惡性腫瘤的總稱 ，癌腫。Sarcoma：源于間葉組織（肌肉、骨、軟骨、 纖維）的惡性腫瘤，如骨肉瘤、 纖維肉瘤。Carcinoma： 來源于上皮的惡性腫瘤—癌。 來源于鱗狀上皮—鱗癌。

8、 來源于腺上皮— 腺癌。例如： 胃粘膜上皮惡變——胃癌。另外： 肝癌、皮膚癌、腸癌等。,10,良、惡性腫瘤的基本區(qū)別： 腫瘤是由連續(xù)無休止生長，且分化差的細胞組成，一般有良、惡性之分。  1） 良性腫瘤的特征（異形性與周圍組織差異不顯著）; 2)細胞被周圍正常組織所局限，常有一層纖維結(jié)締組織包圍； 3）生長緩慢，呈膨脹性，對周圍組織不具侵襲破壞性,不發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移。,11,12,1

9、）惡性腫瘤的特征（異形性與周圍組織相差大、顯著）,a）細胞呈侵潤性生長，周圍無結(jié)締組 織包圍； b）生長速度快，侵襲和 破壞周圍正常 組織；向遠處轉(zhuǎn)移和播散， c) 形成 繼發(fā)性腫瘤。,13,14,細胞水平看：,l組織培養(yǎng)中的正常細胞需要外源性生長因子，使得細胞得以增殖。它們具有明顯的接觸抑制，所以，一旦細胞生長成單形層，增殖停止。與此相反，培養(yǎng)的癌細胞有一些或全部下列的特征：

10、 1）減少對生長因子的需求。2）喪失接觸抑制，所以細胞傾向于堆積和形成集落（病灶）3）具有無限期分裂的能力，既細胞永生化4）不依賴錨定生長，具在軟瓊脂中生長的能力。,15,NORMAL CELL AND CANCER CELL,16,上述我們提到腫瘤或癌形成的前提是細胞突變： 生殖細胞突變：生殖細胞突變遺傳給后代，在后代機體中成為腫瘤發(fā)生的始祖細胞，累及機體的某一部分。 體細胞突變：突變的細胞具有增殖優(yōu)勢，而形成實質(zhì)性的細

11、胞克隆。,17,體細胞突變,,生殖細胞突變,18,總之，突變影響整個Gene組的穩(wěn)定性，使細胞增殖優(yōu)勢-----形成腫瘤。,3、癌發(fā)生的環(huán)境因素,所有生物生存于自然界中和環(huán)境有著千絲萬縷的聯(lián)系，密不可分，人們所處的環(huán)境之中有：,19,Uv 過量 物理因素 電離輻射 白血病、皮膚病等。 如：①

12、血疑 ② 日本長崎、廣島 ③前蘇聯(lián)契爾諾貝利核電站核泄漏。 多環(huán)芳烴化合物（如 3，4苯并芘） 化學因素 肺癌 黃曲霉素 肝癌 亞硝胺 各種消化道腫瘤生物因素 某些病毒（DNA、RNA） 動物 腫

13、瘤。 某些人類腫瘤（鼻咽癌、宮頸癌、白血?。?,,,,,,,20,21,22,23,然而，盡管人們都接觸各種致癌因子，并不一定都發(fā)生腫瘤，這表明，腫瘤的發(fā)生是環(huán)境因素和遺傳因素共同決定的。     引用一個哲學觀點，“外因是變化的條件，內(nèi)因是變化的根椐，外因通過內(nèi)因而起作用”。環(huán)境因素只有改變遺傳物質(zhì)(DNA/RNA)的結(jié)構(gòu)或功能才能使正常細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎?。對于不同的個體/不同

14、的腫瘤，環(huán)境因素與遺傳因素對其作用的大小各異。,24,二、腫瘤發(fā)生中的遺傳因素,許多事實都說明遺傳因素在腫瘤發(fā)生中的作用如：1、腫瘤的家族聚集現(xiàn)象 ①癌家族（ Cancer family ） 是指一個家系中惡性腫瘤的發(fā)病率高，發(fā)病年齡較早，腫瘤按常染色體顯性方式遺傳。典型的癌家族——G家族：歷經(jīng)80余年（1895～1976），5次調(diào)查，傳7代共10個支系，842名后裔中分析，符合常染色體顯性遺傳特點：I、雙親之一是

15、患者；II、同胞中1/2發(fā)病，男女發(fā)病幾率均等；III、連續(xù)傳遞；Ⅳ、雙親無病后代則不發(fā)病。,25,典型的癌家族——G家族,26,②家族性癌 （familial carcinoma）,是指一個家族內(nèi)多個成員患同一類型的腫瘤。這類癌的遺傳方式雖然還不清楚，但表明有家族聚集現(xiàn)象。這種家族集聚現(xiàn)象提示，遺傳因素在腫瘤發(fā)生中的作用。,27,2、腫瘤發(fā)病率的種族差異,不同種族中某些腫瘤發(fā)病率有明顯差 。如：①鼻咽癌：中國人?。厚R來人：印度

16、 發(fā)病率： 13.3 : 3 : 0.4 （居住在新加坡）移居到美國的華人比美國人高34倍。②黑人易患Ewing 骨瘤、睪丸癌、皮膚癌。日本婦女乳腺癌比白人少，但松果體瘤卻比其它民族高10倍。提示：不同種族的差異主要是遺傳差異，這種差異在腫瘤發(fā)生種起作用——遺傳因素的作用。,28,3、遺傳性腫瘤,某些腫瘤是按孟德爾方式遺傳的，亦即單基因的異常決定的，它們通常以常染色體顯性遺

17、傳方式傳遞，常為雙側(cè)性，多發(fā)性，發(fā)病早于散發(fā)型，具有不同程度的惡變傾向。如：,29,家族性結(jié)腸息肉（FPC）,患者表現(xiàn)為青少年時結(jié)腸和直腸有多發(fā)性息肉，繼發(fā)性惡變，90%未經(jīng)治療的患者死于結(jié)腸癌。該病稱為遺傳性癌前病變。FPC Gene定位于5q21（癌基因突變）。,30,I 型神經(jīng)纖維瘤（NF1）,患者沿軀干的外周神經(jīng)有多發(fā)的神經(jīng)纖維瘤，皮膚上可見多個淺棕色的‘牛奶咖啡斑’，腋窩有廣泛的雀斑，（少數(shù)）患者有惡變傾向性。NFI發(fā)生與NF

18、1腫瘤抑制基因密切相關(guān)，NF1 Gene 定位于17q11.2（NF1 Gene 突變/缺失） 。 此外，基底細胞痣綜合征，惡性黑色素瘤等也屬于遺傳性腫瘤。還有一些腫瘤既有遺傳性的也有散發(fā)的。如：,31,視網(wǎng)膜母細胞瘤眼球、視網(wǎng)膜的惡性腫瘤，隨血液循環(huán)轉(zhuǎn)移，侵入顱內(nèi)引起死亡。,遺傳型 散發(fā)型顯性遺傳 生殖C 突變 散發(fā) （兩次

19、 體C 突變 體C突變） 發(fā)病年齡早（2歲前就診） 發(fā)病晚雙側(cè)、多瘤 單側(cè) 、單瘤 40% 60%,,,,32,神經(jīng)母細胞瘤,常見于兒童的惡性[胚胎瘤，起源 于神經(jīng)脊，并發(fā)N纖維瘤、N節(jié)瘤、嗜鉻細胞瘤等。 遺傳型

20、 散發(fā)型 AD 散發(fā) 發(fā)病早 發(fā)病晚 20% 80%,,,,33,Wilm’s tumor,是一種嬰幼兒腎臟的惡性胚胎瘤。 遺傳型 散發(fā)型 AD

21、 散發(fā) 發(fā)病早 發(fā)病晚 雙側(cè) 多為單側(cè) 38% 62% 11p12- 11p15-,,,,34,如何解釋同一種腫瘤既有遺傳型的又 有散發(fā)型，而且

22、發(fā)病年齡不同哪？,早在1971年，Knudson 以研究視網(wǎng)膜母細胞瘤的發(fā)生為基礎(chǔ)，提出二次打擊假說（二次突變學說）。惡性腫瘤的發(fā)生涉及二次以上的突變，在遺傳型的惡性腫瘤中，遺傳的是一次生殖細胞的突變，在此基礎(chǔ)上再發(fā)生一次體細胞突變即可完成始動，從正常細胞轉(zhuǎn)化為惡性細胞。惡性細胞在一定條件下形成增殖優(yōu)勢，既可建立惡性細胞克隆而形成腫瘤。在散發(fā)的惡性腫瘤中，二次突變都是體細胞突變，而且同時發(fā)生在一個細胞中才能完成始動。這種機會很少，需

23、要漫長過程的積累，所以散發(fā)型腫瘤多為單側(cè)發(fā)病，發(fā)病年齡晚。,35,4、染色體不穩(wěn)定綜合征,染色體是遺傳物質(zhì)（gene）的載體。 某些隱性遺傳病患者有全身性染色體容易斷裂或?qū)ψ贤饩€特別敏感的特點，這表明腫瘤與染色體不穩(wěn)定性之間有某種聯(lián)系，這一類疾病稱為染色體不穩(wěn)定綜合征。 例 如：,36,疾病 染色體異常 易患腫瘤 ①Fanconi 貧血 單體

24、斷裂、裂隙、 兒童期的骨髓疾 雙著絲粒、 病表現(xiàn)為全 染色體自發(fā)斷裂 血細胞減少 增高 轉(zhuǎn)變?yōu)榘籽?又稱先天性全 血細胞減少 ②Bloom 綜合征 四射體、SCE 比 易患腫瘤、 患者身材矮小， 正常人高10倍、 或白血病 對日光敏感, 各種類型染色體 面

25、部血管擴張性 畸變 紅斑,,,,37,③毛細血管擴張性 染色體斷裂、14/14 Ly細胞白血病共濟失調(diào) 表現(xiàn)小腦 易位、DNA 修復(fù)能力 淋巴瘤、網(wǎng)性共濟失調(diào) 下降 織細胞瘤等④著色性干皮病 染色體自發(fā)斷裂 血管瘤、基底（xp）對Uv DNA修復(fù)酶缺乏 細胞癌等

26、腫瘤敏感、皮疹、色素沉著,疾病 染色體異常 易患腫瘤,,,,38,三、腫瘤的染色體異常,腫瘤細胞遺傳學研究表明：幾乎所有腫瘤細胞都有染色體異常，因之染色體異常被認為是癌細胞的特征，也說明了腫瘤與遺傳的關(guān)系。1、基本概念 ①克隆演化：研究表明，大多數(shù)腫瘤都有染色體異常，同一種腫瘤細胞的染色體常發(fā)生有許多共同的異常表現(xiàn)，它們都來源于一個共同的突變細胞，這可以 用腫瘤發(fā)生的單

27、克隆學說來解釋 。,39,單克隆學說,基因突變,癌蛋白,40,腫瘤單克隆起源證據(jù)：,體細胞突變和克隆選擇模式判定，腫瘤在組成上是單克隆。在女性X連鎖基因分析提供了首要證據(jù)。如:胚胎發(fā)育早期，X染色體隨機失活，女性就細 胞的組成上具有兩種不同的X染色體的嵌合體。 46，XAXa XAXa

28、 XA Xa,,,,,,,,,41,例如：G6PD（葡萄糖6磷酸酶）位于X染色體上的基因。,野生型在一條染色體上（XA） 雜合子個體 突變型在另一條染色上（Xa）根據(jù)G6PD 活性，應(yīng)用細胞化學染色方法檢測，雜合個體（正常組織）有活性與無活性的嵌合體，腫瘤組織中是單一形式，既陽性/陰性。,,,,,,,,42,

29、正常組織 腫瘤組織,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,XA Xa,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,XA失活,Xa失活,,,,,43,例 如:,子宮纖維肌瘤（一種常見的良性子宮平滑肌瘤）研究表明，在G-6-P-D雜合子女性中，每一個子宮纖維肌瘤僅表達A型或a型的G-6-P-D，從不同時表達兩種，提示每個腫瘤可能起源于單個細胞。,44,但是，癌細胞群體受內(nèi)外環(huán)境的影響而處于不斷的變異之中，這就決定了各癌

30、細胞核型的多樣性。其結(jié)果，同一腫瘤各個細胞的核型常常不完全相同，不僅如此，不同核型的細胞生存、繁殖能力不同，有的在選擇過程中逐漸被淘汰，有的則形成增殖優(yōu)勢，因此，細胞群體處于選擇之中。這種類似物種進化的過程，稱為克隆演化（clone evolution）。,45,②、干系（stem）和眾數(shù)（modal number）,在一個腫瘤的細胞群體中，占主導(dǎo)地位的克隆，就構(gòu)成干系。干系的染色體數(shù)目稱眾數(shù)。干系以外有時還存在一些非主導(dǎo)地位的克隆

31、，稱為旁系（side line） 條件改變 干系 旁系,,,46,2、腫瘤染色體數(shù)目異常 （Tumor chromosome number aberration ）,腫瘤細胞染色體大多數(shù)為非整倍體，例如：亞二倍體＜46，超二倍體＞46亞三倍體＜69，超三倍體＞69高異倍體亞四倍體＜92，超四倍體＞92 在培養(yǎng)的腫瘤細

32、胞、實體瘤、癌性腹水中常見。,47,3、染色體數(shù)目異常產(chǎn)生的機制,基因突變---p 53基因擴增--EGFR基因過表達—STK15STK15 Gene 中心體異常 紡錘體異常 染色體分離異常 細胞分裂異常 基因組不穩(wěn)定 腫瘤發(fā)生。,,,,,,,,48,正常細胞分裂,49,細胞有絲分裂的熒光顯微圖像,,,有絲分裂1 有絲分裂2

33、,50,,細胞有絲分裂,51,染色體異常產(chǎn)生機制,52,4、腫瘤染色體結(jié)構(gòu)異常（Tumor chromosome structure aberration）,結(jié)構(gòu)異常是由于染色體斷裂重接，形成特殊結(jié)構(gòu)的染色體，稱為標記染（marker chromosome）： 非特異：只見于某種腫瘤的少數(shù)腫瘤細胞 中，對該腫瘤不具有代表性 特 異：經(jīng)常見于某種腫瘤的大多數(shù)或全部

34、 細胞，對該腫瘤具有代表性，并以 其為特征。 特異性標記染色體的存在，支持了腫瘤起源一個突變細胞的設(shè)想。,,53,重要的特異性標記染色體,① ph染色體 Nowell和hungerford 首先在美國費城（phliadelphia）發(fā)現(xiàn)，因而命名ph 染色體。Ph 染色體是一個小于G組的近端著絲粒染色體，是22號染色體長臂缺失形成的，缺失的部分易位至9號染色體長臂末端，是一種

35、相互易位。,54,Karyotype,55,t（9；22）（q34；q11）,56,ph染色體臨床意義：,A、作為慢性粒細胞白血病（CML）診斷依據(jù)，約95%CML患者具有ph染色體；B、用于區(qū)別ph陰性白血病，臨床癥狀相似，但ph陰性CML患者對治療反應(yīng)差，預(yù)后不佳。C、用于早期診斷，有時ph染色體先于臨床癥狀出現(xiàn)。,57,②14q+染色體,90%的 Burkitt淋巴瘤病例中可看到一條長臂增長的14號染色體，既14q+是相互易位

36、結(jié)果。 t（8；14） （q24；q32）,58,腦膜瘤 del（22q）視網(wǎng)膜母細胞瘤 del（13q14）Wilm瘤 del（11p13-14）小細胞肺癌 del（3p14-23）神經(jīng)母細胞瘤 del（1p34-p ter）,此外，還有：,59,5、染色體異常在腫瘤發(fā)生中的作用,早在1914年，德國學者Boveri，就提出腫瘤的染色體不平衡學

37、說，認為染色體異常是腫瘤發(fā)生的原因。的確癌細胞大多數(shù)都有染色體異常。然而，腫瘤的染色體畸變非常復(fù)雜和多樣化，并非每種腫瘤都有特異性的染色體改變，這些事實似乎又不支持上述學說。近年來，對腫瘤染色體的大規(guī)模的研究、統(tǒng)計學分析發(fā)現(xiàn)，多數(shù)腫瘤染色體雖然沒有高度特異性的標記染色體，但它們的染色體改變并非都是雜亂無章的，有一定規(guī)律可循。如：,60,1)某些腫瘤經(jīng)常有某幾條染色體參與畸變，這種現(xiàn)象稱為腫瘤染色體的非隨 機性或集聚（集中于某些染色體

38、）。 例如：慢性粒細胞白血病,集中在染色體 —— 8、9、17、22 急性粒細胞白血病， 集中在染色體 —— 7、8、17、212)而且染色體斷裂部位也非屬偶然 這都表明腫瘤染色體異常仍有一定規(guī)律性，因之在細胞癌變過程中有著某種意義。,61,：,原發(fā)性異?！侵掳┮蜃幼饔糜谶z傳物質(zhì)的直接結(jié)果，表現(xiàn)為基因突變或染色體畸變是非隨機的，有時甚至是

39、高度特異性的。 如：CML的ph染色體；Burkitt淋巴瘤14q+。 繼發(fā)性異常——是癌變過程中細胞分裂、增殖過程紊亂的結(jié)果，是隨機的，因而，染色體多種多樣，這可以解釋腫瘤染色體異常的多樣性。由于克隆演化，具有某些染色體組合的細胞具有選擇優(yōu)勢得以增殖。繼發(fā)性異常的意義在于擴大原發(fā)性效應(yīng)的作用。,一些學者提出應(yīng)區(qū)別兩類染色體畸變,62,一般認為染色體畸變不是腫瘤發(fā)生的始動因素，而是致癌因作用的結(jié)果。但它可能是細胞癌變過程中的重

40、要環(huán)節(jié)，有助于腫瘤發(fā)生過程中的某些重要過程的進行，如某些癌基因激活、擴增、過表達，抑癌基因的缺失或失活，從而導(dǎo)致細胞轉(zhuǎn)化和癌變。,總之,63,6、瘤發(fā)生的遺傳易感性,上述列舉的許多事實都說明腫瘤發(fā)生的遺傳因素。因此，腫瘤可以認為是基因——染色體遺傳引起的疾病。其中一些遺傳性腫瘤按照經(jīng)典的孟德爾方式傳遞，但在更多情況下人類遺傳的只是對腫瘤的易感性，并非親代把腫瘤直接傳給子代，遺傳的只是單個基因，它在腫瘤發(fā)生上起了重要作用，即易感基因。個體

41、在易感狀態(tài)下如再發(fā)生體細胞突變，突變的細胞容易轉(zhuǎn)化為腫瘤細胞。,64,腫瘤遺傳易感性,個體的腫瘤遺傳易感性是由特定的基因——染色體組合決定的。雖然對這些易感基因及其如何發(fā)揮作用的了解還不很清楚，但有 一些事實表明它們可通過生化、免疫和細胞分裂的機制促進腫瘤發(fā)生。例 如：,65,1)腫瘤遺傳易感性,Gene 芳烴羥化酶（AHH）代謝物 多環(huán)芳烴 致癌 （如肺癌等

42、） gene DNA修復(fù)酶 DNA復(fù)制 細胞突變 （如；XP—皮膚癌） 復(fù)制差錯,,,,,,,,66,2)遺傳性免疫缺陷,抵御抗原的侵入正常免疫監(jiān)視系統(tǒng) 排斥異己細胞（突變C） 缺陷突變細胞逃避監(jiān)視 增殖、轉(zhuǎn)化、惡變（如：無丙種球蛋

43、白病-----易患白血病、淋巴系統(tǒng)腫瘤）。,,,,67,3)染色體病,21-----三體（Down syndrom） 易患急性白血病，高15～20倍. Klinefelter 綜合征——男性乳癌。 精原細胞瘤， 兩性畸形患者—— 性母細胞瘤。,,68,四、腫瘤發(fā)

44、生的Gene控制,個體發(fā)育后，機體的細胞處于動態(tài)平衡之.,,69,Cell Cyclo and Checkpoint,G0期——死亡 被動--免疫系統(tǒng)、吞噬 主動--C凋亡 ①不再增殖的C--角質(zhì)C、神經(jīng)C、RBC G1期 ②暫不增殖的C--肝細胞、腎C　　

45、　　　　　　　 ③繼續(xù)增殖的C--骨髓C、消化道上皮C,,,,,,,,,,,,Checkpoint,S期,Checkpoint,Checkpoint,G2期,M期,70,71,Checkpoint,控制點/檢控點：G1/S期、S期、G2/M期、紡錘體。重要Gene + 產(chǎn)物 細胞周期調(diào)控。有多種基因及某些Gene產(chǎn)物參與Checkpoint，調(diào)節(jié)C增殖。換言之，腫瘤發(fā)生 涉及多種Gene參與。如癌Gen

46、e、腫瘤抑制Gene、增變Gene 、腫瘤轉(zhuǎn)移Gene及轉(zhuǎn)移抑制Gene。,,72,1、癌基因（Oncogene）,1）癌基因發(fā)現(xiàn) 癌基因（Oncogene）： 存在于致癌病毒、人和動物細胞中能導(dǎo)致細胞惡性轉(zhuǎn)化的核酸片段，促進細胞的生長和增殖。 癌基因，是生長因子刺激激活細胞分裂途徑的主要元件（成分），突變結(jié)果使其活性增加，使得細胞惡性轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)100多種 癌基因 ，如何發(fā)現(xiàn)的呢？,73,早在1910年，Rous的研

47、究拉開了癌Gene研究的序幕,接 種 雞肉瘤 無細胞提取物 雞 肉瘤 發(fā)現(xiàn)了Rous肉瘤病毒（RSV），是RNA（gene 組）逆轉(zhuǎn)錄病毒。 然而，歷經(jīng) 半個世紀幾乎無進展。,,,,74,Dulbco研究,1963年，Dulbco研究發(fā)現(xiàn)正常細胞感染病毒可惡變?yōu)榘? 感 染 病毒 細胞 癌細胞1969年，Huebner等，提出病毒

48、基因致癌假說，推論在正常細胞中含有與逆轉(zhuǎn)錄病毒同源的DNA 序列----癌基因。,,,75,Martin和Vogt證實,1970年Martin，和Vogt1971年證實，RSV基因組內(nèi)含有誘導(dǎo)腫瘤產(chǎn)生的基因---病毒癌基因，并命名為Src基因，寫成V-src。,76,腫瘤 病毒分為三類：,DNA病毒：感染細胞后病毒Gene組整合到宿主細胞Gene組. 如腺病毒EIA、EIB和SV40病毒。逆轉(zhuǎn)錄病毒（retrovirus）：RNA

49、 gene組，逆轉(zhuǎn)錄酶介導(dǎo)DNA復(fù)制，含有三個基因：,77,逆轉(zhuǎn)錄病毒（retrovirus）,gag pol env 核心蛋白 逆轉(zhuǎn)錄酶 外殼蛋白,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,78,急性轉(zhuǎn)化逆病毒:,病毒顆粒轉(zhuǎn)化宿主細胞快速、高效，基因組含有附加的癌基因。1976年，Bishop等，在雞正常細胞中發(fā)現(xiàn)有與 V-src

50、基因同原的細胞癌基因，寫成C-src。首次在正常細胞中發(fā)現(xiàn)具有轉(zhuǎn)化潛能的基因---細胞癌基因。 此后，相繼在其它動物C中也發(fā)現(xiàn)有癌Gene。,79,體外轉(zhuǎn)染（transfaction）,體外轉(zhuǎn)染（transfaction）實驗證實，癌細胞含有激活的癌基因。提取人膀胱癌細胞系（EJ cell line）DNA 片段 轉(zhuǎn) 染 小鼠細胞（NIH

51、3T3）（小鼠成纖維細胞） 惡性轉(zhuǎn)化細胞Weinberg等轉(zhuǎn)染實驗證實，轉(zhuǎn)染后的 NIH3T3中含有人膀胱癌的癌基因，并稱為H-ras,,,80,體外轉(zhuǎn)染（transfaction）實驗,81,2）癌基因的功能分類,按原癌基因的產(chǎn)物將100多種癌基因分為五大類①以Src為代表的

52、 酪氨酸激酶類（ras,abl），信號傳導(dǎo)②以sis為代表的 生長因子類③以erb為代表的 生長因子受體類④以myc為代表的 核蛋白類和轉(zhuǎn)錄因子⑤以PRAD1為代表的 細胞周期素、CDK 網(wǎng)絡(luò)成分和激酶 抑制因子類,82,癌基因的功能分類,83,On

53、cogene Location Function Nuclear transcription regulators jun Nucleus Transcription factor fos Nucleus

54、 Transcription factor erbA Nucleus Member of steroid receptor familyIntracellular signal transducers

55、 abl Cytoplasm Protein tyrosine kinase raf Cytoplasm Protein serine kinase gsp Cytoplasm G-protein α subunit ras

56、 Cytoplasm GTP/GDP-binding proteinMitogen Sis Extracellular Secreted growth factorMitogen receptors erbB Transmembrane Receptor tyrosine

57、kinase fmsT ransmembrane Receptor tyrosine kinaseApoptosis inhibitor Bcl2 Cytoplasm Upstream inhibitor of

58、 caspase cascade,,,84,3）原癌基因激活機制,在正常細胞中存在著與癌基因極為相似， 具有轉(zhuǎn)化潛能的一類基因，稱為原癌基因(proto-oncogene)。原癌基因在個體發(fā)育或細胞分裂的一定階段十分重要，在成體或平時不表達，或者表達受到嚴格的控制，當其發(fā)生突變或被異常激活時，產(chǎn)生的癌蛋白在性質(zhì)或數(shù)量上區(qū)別于正常細胞，就可能導(dǎo)致細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。,85,原癌基因 質(zhì)的變化：突變

59、，重排，產(chǎn) 生新的嵌合基因 發(fā)生 和新的G產(chǎn)物 量的變化：產(chǎn)物增加 癌基因,,,,86,原癌基因激活方式:,（1） 基因擴增（amplification）：原癌基因因某種原因自身擴增而過度表達，基因擴增在細

60、胞水平可在顯微鏡下觀察到:雙微體（double minute chromosome, DM）和均染區(qū)（homogeneously stain regions,HSR）。,,87,DM andHSR,88,檢測EGFR基因擴增,,89,FISH---檢測EGFR基因擴增,90,FISH---檢測EGFR基因擴增,91,例如：,乳腺癌 erbB2 神經(jīng)纖維瘤 N-myc 神經(jīng)母細胞瘤 c-

61、myc 高于正常140倍 小細胞肺癌 c-myc 高于正常4-6倍 亞 型 高于正常 20-76倍目前已知有多種癌基因擴增，如ras家族myc家族等。擴增范圍從幾倍到100倍以上。,92,（2）突變激活,體細胞內(nèi)的原癌基因，因點突變而激活成為癌基因，產(chǎn)生異常的基因產(chǎn)物，

62、也可因點突變使基因擺脫正常的調(diào)控而過度表達。例如：H-ras基因是ras基因家族成員之一，產(chǎn)物是p21蛋白(RAS蛋白)，通常有12、13和61位密碼子突變。 原癌基因 癌基因 M 12 GGT GCT 甘氨酸

63、 纈氨酸,,93,ras基因及產(chǎn)物的調(diào)節(jié)機制：,ras基因 （活性） 信號傳導(dǎo) 細胞活動 ras蛋白+GTP GTP-RAS 細胞應(yīng)答過度(ras蛋白具有GTPase 快速轉(zhuǎn)

64、變 細胞生長、增殖活性，突變后活性降低 轉(zhuǎn)變慢） GDP-RAS 失控

65、 （失活） 癌,,,,,,,,,94,ras基因及產(chǎn)物的調(diào)節(jié)機制,95,研究認為，點突變是癌發(fā)生的始動因素，即早期變化。但還不足以引發(fā)癌的產(chǎn)生，還需要其它遺傳損傷。（3）染色體重排（chromosome rearrangement）

66、腫瘤細胞遺傳學研究表明，大多數(shù)腫瘤都存在染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常，其隨機改變反映了基因組不穩(wěn)定性。另外，已知150多種特異的腫瘤染色體斷裂點。染色體斷裂重排涉及某些原癌基因的激活。,96,例：90%以上的CML，t (9;22)，形成嵌合基因BCR—ABL嵌合基因所編碼的酪氨酸激酶，對正?？刂茻o應(yīng)答反應(yīng),97,轉(zhuǎn)座（transoposition）到活性染色質(zhì)區(qū)而激活,如：Burkitt’s Lymphoma t（8；14）（q24；q

67、32） ，75%～85%患者?！　?號染色體上的myc基因易位至14號染色體長臂上IgH基因旁，在B細胞該區(qū)是活性轉(zhuǎn)錄區(qū)，導(dǎo)致myc基因過度表達。,98,（4）啟動子插入,一個細胞原癌基因附近一旦被插入一個強有力的啟動子即被激活?！?鳥類白細胞增生病毒　 （ALV）例如：1日齡雞 產(chǎn)生B細胞淋巴瘤 AL

68、V沒有癌基因只有一個強有力的啟動子，當ALV前病毒（provirus）一旦整合到細胞的癌基因旁，即可誘導(dǎo)細胞癌基因的表達。,,99,1981年 Hayward 等證明： 整合 ALV c-myc旁 表達高于正常細胞 30-100倍 1982年 B

69、lain 研究證明： 轉(zhuǎn)化 克隆鼠細胞的c-mos基因 NIH3T3 細胞不轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化 c-mos基因 NIH3T3 細胞轉(zhuǎn)化