癌腫瘤遺傳學(xué)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(xué)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(xué)概述1、概念 每一個(gè)正常細(xì)胞中有一種特殊的排列可以抑制細(xì)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(xì)胞的無(wú)限生長(zhǎng)… ，另一方面，假定還存在促進(jìn)分裂的染色體， …當(dāng)受到某種刺激激活時(shí)，細(xì)胞就發(fā)生分裂… ，由此可推斷惡性腫瘤細(xì)胞的快速無(wú)限增殖的趨勢(shì)，是由于促

3、進(jìn)分裂的染色體的持久優(yōu)勢(shì)所致。 Theodor Boveri，1911,4,至今，大量的科學(xué)證據(jù)表明： 促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的染色體 -------癌基因 抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的染色體 ------腫瘤抑制基因,5,自1990年起人們把癌/腫瘤稱(chēng)為體細(xì)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(lái)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(jiàn)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(jī)制呢？ 遺傳學(xué)家與臨床腫瘤學(xué)家們從（群體、細(xì)胞、生化、免疫）遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)不同角度探討腫瘤與遺傳的關(guān)系，就逐漸形成了一門(mén)新學(xué)科——癌分子遺傳學(xué)。 簡(jiǎn)言之，就是應(yīng)用遺傳學(xué)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(jī)理。,7,2、癌與腫瘤的概念 單細(xì)胞生物為了生長(zhǎng)，必須對(duì)環(huán)境的變化產(chǎn)生反應(yīng)，細(xì)胞為了營(yíng)養(yǎng)的來(lái)源和生長(zhǎng)、分裂，與周?chē)募?xì)胞競(jìng)爭(zhēng)，直至營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)被耗盡。 進(jìn)化創(chuàng)造了多細(xì)胞生物——多細(xì)胞機(jī)體，高等生物。,8,從受精卵開(kāi)始 →多細(xì)胞機(jī)體 （ 繁殖后代） 多細(xì)胞共同協(xié)作 （ 信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制進(jìn)化了，細(xì) 胞

6、生長(zhǎng)、分化，得以協(xié)調(diào)， 執(zhí)行生物學(xué)功能）如果一個(gè)細(xì)胞或若干細(xì)胞發(fā)生突變 （該細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)空間和營(yíng)養(yǎng)， 擾亂了細(xì)胞分裂和細(xì)胞協(xié)作）某些細(xì)胞形成克隆——腫瘤（Tumor，良

7、 性）。就形成癌（Cancer，惡性）,,,,,9,通常在文獻(xiàn)中見(jiàn)到：,Tumor：泛指腫瘤（包括良性、惡性）腫物。Cancer：惡性腫瘤的總稱(chēng) ，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(lái)源于上皮的惡性腫瘤—癌。 來(lái)源于鱗狀上皮—鱗癌。

8、 來(lái)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(wú)休止生長(zhǎng)，且分化差的細(xì)胞組成，一般有良、惡性之分。  1） 良性腫瘤的特征（異形性與周?chē)M織差異不顯著）; 2)細(xì)胞被周?chē)＝M織所局限，常有一層纖維結(jié)締組織包圍； 3）生長(zhǎng)緩慢，呈膨脹性，對(duì)周?chē)M織不具侵襲破壞性,不發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。,11,12,1

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

10、 1）減少對(duì)生長(zhǎng)因子的需求。2）喪失接觸抑制，所以細(xì)胞傾向于堆積和形成集落（病灶）3）具有無(wú)限期分裂的能力，既細(xì)胞永生化4）不依賴(lài)錨定生長(zhǎng)，具在軟瓊脂中生長(zhǎng)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(xì)胞突變： 生殖細(xì)胞突變：生殖細(xì)胞突變遺傳給后代，在后代機(jī)體中成為腫瘤發(fā)生的始祖細(xì)胞，累及機(jī)體的某一部分。 體細(xì)胞突變：突變的細(xì)胞具有增殖優(yōu)勢(shì)，而形成實(shí)質(zhì)性的細(xì)

11、胞克隆。,17,體細(xì)胞突變,,生殖細(xì)胞突變,18,總之，突變影響整個(gè)Gene組的穩(wěn)定性，使細(xì)胞增殖優(yōu)勢(shì)-----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(wàn)縷的聯(lián)系，密不可分，人們所處的環(huán)境之中有：,19,Uv 過(guò)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(zhǎng)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(xué)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(dòng)物 腫

13、瘤。 某些人類(lèi)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(gè)哲學(xué)觀點(diǎn)，“外因是變化的條件，內(nèi)因是變化的根椐，外因通過(guò)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(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘?xì)胞。對(duì)于不同的個(gè)體/不同

14、的腫瘤，環(huán)境因素與遺傳因素對(duì)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(shí)都說(shuō)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(gè)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(gè)支系，842名后裔中分析，符合常染色體顯性遺傳特點(diǎn)：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(wú)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(gè)家族內(nèi)多個(gè)成員患同一類(lèi)型的腫瘤。這類(lèi)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(guó)人?。厚R來(lái)人：印度

16、 發(fā)病率： 13.3 : 3 : 0.4 （居住在新加坡）移居到美國(guó)的華人比美國(guó)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?tīng)柗绞竭z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(shí)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(chēng)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(jiàn)多個(gè)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(xì)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(xì)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(xì)胞瘤,常見(jiàn)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(xì)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(xì)胞瘤的發(fā)生為基礎(chǔ)，提出二次打擊假說(shuō)（二次突變學(xué)說(shuō)）。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(xì)胞的突變，在此基礎(chǔ)上再發(fā)生一次體細(xì)胞突變即可完成始動(dòng)，從正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為惡性細(xì)胞。惡性細(xì)胞在一定條件下形成增殖優(yōu)勢(shì)，既可建立惡性細(xì)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(xì)胞突變，而且同時(shí)發(fā)生在一個(gè)細(xì)胞中才能完成始動(dòng)。這種機(jī)會(huì)很少，需

23、要漫長(zhǎng)過(guò)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€(xiàn)特別敏感的特點(diǎn)，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(lèi)疾病稱(chēng)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(xì)胞減少 增高 轉(zhuǎn)變?yōu)榘籽?又稱(chēng)先天性全 血細(xì)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(duì)日光敏感, 各種類(lèi)型染色體 面

25、部血管擴(kuò)張性 畸變 紅斑,,,,37,③毛細(xì)血管擴(kuò)張性 染色體斷裂、14/14 Ly細(xì)胞白血病共濟(jì)失調(diào) 表現(xiàn)小腦 易位、DNA 修復(fù)能力 淋巴瘤、網(wǎng)性共濟(jì)失調(diào) 下降 織細(xì)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(duì)Uv DNA修復(fù)酶缺乏 細(xì)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(xì)胞遺傳學(xué)研究表明：幾乎所有腫瘤細(xì)胞都有染色體異常，因之染色體異常被認(rèn)為是癌細(xì)胞的特征，也說(shuō)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(xì)胞的染色體常發(fā)生有許多共同的異常表現(xiàn)，它們都來(lái)源于一個(gè)共同的突變細(xì)胞，這可以 用腫瘤發(fā)生的單

27、克隆學(xué)說(shuō)來(lái)解釋 。,39,單克隆學(xué)說(shuō),基因突變,癌蛋白,40,腫瘤單克隆起源證據(jù)：,體細(xì)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(jī)失活，女性就細(xì) 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(gè)體 突變型在另一條染色上（Xa）根據(jù)G6PD 活性，應(yīng)用細(xì)胞化學(xué)染色方法檢測(cè)，雜合個(gè)體（正常組織）有活性與無(wú)活性的嵌合體，腫瘤組織中是單一形式，既陽(yáng)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(jiàn)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(gè)子宮纖維肌瘤僅表達(dá)A型或a型的G-6-P-D，從不同時(shí)表達(dá)兩種，提示每個(gè)腫瘤可能起源于單個(gè)細(xì)胞。,44,但是，癌細(xì)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(xì)胞核型的多樣性。其結(jié)果，同一腫瘤各個(gè)細(xì)胞的核型常常不完全相同，不僅如此，不同核型的細(xì)胞生存、繁殖能力不同，有的在選擇過(guò)程中逐漸被淘汰，有的則形成增殖優(yōu)勢(shì)，因此，細(xì)胞群體處于選擇之中。這種類(lèi)似物種進(jìn)化的過(guò)程，稱(chēng)為克隆演化（clone evolution）。,45,②、干系（stem）和眾數(shù)（modal number）,在一個(gè)腫瘤的細(xì)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(chēng)眾數(shù)。干系以外有時(shí)還存在一些非主導(dǎo)地位的克隆

31、，稱(chēng)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(xì)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(xì)

32、胞、實(shí)體瘤、癌性腹水中常見(jiàn)。,47,3、染色體數(shù)目異常產(chǎn)生的機(jī)制,基因突變---p 53基因擴(kuò)增--EGFR基因過(guò)表達(dá)—STK15STK15 Gene 中心體異常 紡錘體異常 染色體分離異常 細(xì)胞分裂異常 基因組不穩(wěn)定 腫瘤發(fā)生。,,,,,,,,48,正常細(xì)胞分裂,49,細(xì)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(xì)胞有絲分裂,51,染色體異常產(chǎn)生機(jī)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(chēng)為標(biāo)記染（marker chromosome）： 非特異：只見(jiàn)于某種腫瘤的少數(shù)腫瘤細(xì)胞 中，對(duì)該腫瘤不具有代表性 特 異：經(jīng)常見(jiàn)于某種腫瘤的大多數(shù)或全部

34、 細(xì)胞，對(duì)該腫瘤具有代表性，并以 其為特征。 特異性標(biāo)記染色體的存在，支持了腫瘤起源一個(gè)突變細(xì)胞的設(shè)想。,,53,重要的特異性標(biāo)記染色體,① ph染色體 Nowell和hungerford 首先在美國(guó)費(fèi)城（phliadelphia）發(fā)現(xiàn)，因而命名ph 染色體。Ph 染色體是一個(gè)小于G組的近端著絲粒染色體，是22號(hào)染色體長(zhǎng)臂缺失形成的，缺失的部分易位至9號(hào)染色體長(zhǎng)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(xì)胞白血?。–ML）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(duì)治療反應(yīng)差，預(yù)后不佳。C、用于早期診斷，有時(shí)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(zhǎng)臂增長(zhǎng)的14號(hào)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(xì)胞瘤 del（13q14）Wilm瘤 del（11p13-14）小細(xì)胞肺癌 del（3p14-23）神經(jīng)母細(xì)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(guó)學(xué)者Boveri，就提出腫瘤的染色體不平衡學(xué)

37、說(shuō)，認(rèn)為染色體異常是腫瘤發(fā)生的原因。的確癌細(xì)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(shí)似乎又不支持上述學(xué)說(shuō)。近年來(lái)，對(duì)腫瘤染色體的大規(guī)模的研究、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，多數(shù)腫瘤染色體雖然沒(méi)有高度特異性的標(biāo)記染色體，但它們的染色體改變并非都是雜亂無(wú)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(chēng)為腫瘤染色體的非隨 機(jī)性或集聚（集中于某些染色體

38、）。 例如：慢性粒細(xì)胞白血病,集中在染色體 —— 8、9、17、22 急性粒細(xì)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(xì)胞癌變過(guò)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(jī)的，有時(shí)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?！前┳冞^(guò)程中細(xì)胞分裂、增殖過(guò)程紊亂的結(jié)果，是隨機(jī)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(xì)胞具有選擇優(yōu)勢(shì)得以增殖。繼發(fā)性異常的意義在于擴(kuò)大原發(fā)性效應(yīng)的作用。,一些學(xué)者提出應(yīng)區(qū)別兩類(lèi)染色體畸變,62,一般認(rèn)為染色體畸變不是腫瘤發(fā)生的始動(dòng)因素，而是致癌因作用的結(jié)果。但它可能是細(xì)胞癌變過(guò)程中的重

40、要環(huán)節(jié)，有助于腫瘤發(fā)生過(guò)程中的某些重要過(guò)程的進(jìn)行，如某些癌基因激活、擴(kuò)增、過(guò)表達(dá)，抑癌基因的缺失或失活，從而導(dǎo)致細(xì)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(shí)都說(shuō)明腫瘤發(fā)生的遺傳因素。因此，腫瘤可以認(rèn)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?tīng)柗绞絺鬟f，但在更多情況下人類(lèi)遺傳的只是對(duì)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(gè)基因，它在腫瘤發(fā)生上起了重要作用，即易感基因。個(gè)體

41、在易感狀態(tài)下如再發(fā)生體細(xì)胞突變，突變的細(xì)胞容易轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞。,64,腫瘤遺傳易感性,個(gè)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(duì)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(shí)表明它們可通過(guò)生化、免疫和細(xì)胞分裂的機(jī)制促進(jìn)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(xì)胞突變 （如；XP—皮膚癌） 復(fù)制差錯(cuò),,,,,,,,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(xì)胞（突變C） 缺陷突變細(xì)胞逃避監(jiān)視 增殖、轉(zhuǎn)化、惡變（如：無(wú)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(xì)胞瘤， 兩性畸形患者—— 性母細(xì)胞瘤。,,68,四、腫瘤發(fā)

44、生的Gene控制,個(gè)體發(fā)育后，機(jī)體的細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡之.,,69,Cell Cyclo and Checkpoint,G0期——死亡 被動(dòng)--免疫系統(tǒng)、吞噬 主動(dòng)--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(xì)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(diǎn)/檢控點(diǎn)：G1/S期、S期、G2/M期、紡錘體。重要Gene + 產(chǎn)物 細(xì)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(dòng)物細(xì)胞中能導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的核酸片段，促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖。 癌基因，是生長(zhǎng)因子刺激激活細(xì)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(xì)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(kāi)了癌Gene研究的序幕,接 種 雞肉瘤 無(wú)細(xì)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(gè)世紀(jì)幾乎無(wú)進(jìn)展。,,,,74,Dulbco研究,1963年，Dulbco研究發(fā)現(xiàn)正常細(xì)胞感染病毒可惡變?yōu)榘? 感 染 病毒 細(xì)胞 癌細(xì)胞1969年，Huebner等，提出病毒

48、基因致癌假說(shuō)，推論在正常細(xì)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(shí),1970年Martin，和Vogt1971年證實(shí)，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(xiě)成V-src。,76,腫瘤 病毒分為三類(lèi)：,DNA病毒：感染細(xì)胞后病毒Gene組整合到宿主細(xì)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(gè)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(xì)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(xì)胞中發(fā)現(xiàn)有與 V-src

50、基因同原的細(xì)胞癌基因，寫(xiě)成C-src。首次在正常細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)具有轉(zhuǎn)化潛能的基因---細(xì)胞癌基因。 此后，相繼在其它動(dòng)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(shí)驗(yàn)證實(shí)，癌細(xì)胞含有激活的癌基因。提取人膀胱癌細(xì)胞系（EJ cell line）DNA 片段 轉(zhuǎn) 染 小鼠細(xì)胞（NIH

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

52、 酪氨酸激酶類(lèi)（ras,abl），信號(hào)傳導(dǎo)②以sis為代表的 生長(zhǎng)因子類(lèi)③以erb為代表的 生長(zhǎng)因子受體類(lèi)④以myc為代表的 核蛋白類(lèi)和轉(zhuǎn)錄因子⑤以PRAD1為代表的 細(xì)胞周期素、CDK 網(wǎng)絡(luò)成分和激酶 抑制因子類(lèi),82,癌基因的功能分類(lèi),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(jī)制,在正常細(xì)胞中存在著與癌基因極為相似， 具有轉(zhuǎn)化潛能的一類(lèi)基因，稱(chēng)為原癌基因(proto-oncogene)。原癌基因在個(gè)體發(fā)育或細(xì)胞分裂的一定階段十分重要，在成體或平時(shí)不表達(dá)，或者表達(dá)受到嚴(yán)格的控制，當(dāng)其發(fā)生突變或被異常激活時(shí)，產(chǎn)生的癌蛋白在性質(zhì)或數(shù)量上區(qū)別于正常細(xì)胞，就可能導(dǎo)致細(xì)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(kuò)增（amplification）：原癌基因因某種原因自身擴(kuò)增而過(guò)度表達(dá)，基因擴(kuò)增在細(xì)

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(cè)EGFR基因擴(kuò)增,,89,FISH---檢測(cè)EGFR基因擴(kuò)增,90,FISH---檢測(cè)EGFR基因擴(kuò)增,91,例如：,乳腺癌 erbB2 神經(jīng)纖維瘤 N-myc 神經(jīng)母細(xì)胞瘤 c-

61、myc 高于正常140倍 小細(xì)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(kuò)增，如ras家族myc家族等。擴(kuò)增范圍從幾倍到100倍以上。,92,（2）突變激活,體細(xì)胞內(nèi)的原癌基因，因點(diǎn)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(diǎn)突變使基因擺脫正常的調(diào)控而過(guò)度表達(dá)。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(jī)制：,ras基因 （活性） 信號(hào)傳導(dǎo) 細(xì)胞活動(dòng) ras蛋白+GTP GTP-RAS 細(xì)胞應(yīng)答過(guò)度(ras蛋白具有GTPase 快速轉(zhuǎn)

64、變 細(xì)胞生長(zhǎng)、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(jī)制,95,研究認(rèn)為，點(diǎn)突變是癌發(fā)生的始動(dòng)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(xì)胞遺傳學(xué)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(jī)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(diǎn)。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(duì)正常控制無(wú)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(hào)染色體上的myc基因易位至14號(hào)染色體長(zhǎng)臂上IgH基因旁，在B細(xì)胞該區(qū)是活性轉(zhuǎn)錄區(qū)，導(dǎo)致myc基因過(guò)度表達(dá)。,98,（4）啟動(dòng)子插入,一個(gè)細(xì)胞原癌基因附近一旦被插入一個(gè)強(qiáng)有力的啟動(dòng)子即被激活?！?鳥(niǎo)類(lèi)白細(xì)胞增生病毒　 （ALV）例如：1日齡雞 產(chǎn)生B細(xì)胞淋巴瘤 AL

68、V沒(méi)有癌基因只有一個(gè)強(qiáng)有力的啟動(dòng)子，當(dāng)ALV前病毒（provirus）一旦整合到細(xì)胞的癌基因旁，即可誘導(dǎo)細(xì)胞癌基因的表達(dá)。,,99,1981年 Hayward 等證明： 整合 ALV c-myc旁 表達(dá)高于正常細(xì)胞 30-100倍 1982年 B

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