最新第十五章癌基因和抑癌课件PPT.ppt 163页

'第十五章癌基因和抑癌 内容第一节癌基因和抑癌基因第二节癌基因和抑癌基因在细胞增殖调控中的作用第三节癌基因和抑癌基因与肿瘤发生 前言肿瘤的发生是由于细胞的增殖与分化失常所导致的恶性生长现象。调控细胞生长的信号：正调控信号：促进细胞生长和增殖，并阻止其发生终末分化。负调控信号：促进分化、成熟和衰老，最后凋亡（apoptosis）。 Rous于1911年首先发现鸡肉瘤病毒（RSV），它能使鸡胚成纤维细胞在培养中转化，也能在接种给鸡后诱发肉瘤。以后的研究证明，它是一种RNA逆转录病毒（retrovirus）。它除含有病毒复制所需的基因（如gag、pol及env）外，还含有一种特殊的转化基因，能导致增殖的细胞转化和呈恶性表型，也能在动物中引起恶性肿瘤，这种基因被称为病毒癌基因（v-onc）。 v-onc              病毒名称       动物品种ablAgelson白血病小鼠aktAKT8病毒小鼠cblCaxNS-1小鼠crkCT10肉瘤鸡erbA禽类成红血细胞增生症ES4鸡erbB禽类成红血细胞增生症ES4鸡ets禽类成细血细胞增生症E26鸡逆转录病毒癌基因 v-onc              病毒名称       动物品种fesGardner-Arnstein猫肉瘤猫fgrGardner-Rasheed猫肉瘤猫finsMcDonough猫肉瘤猫fosFBJ小鼠成骨肉瘤小鼠fpsFujinami肉瘤鸡jun禽类肉瘤17鸡kitHardy-Zuckerman猫肉瘤猫maf禽类肉瘤AS42鸡 v-onc             病毒名称       动物品种mosMoloney肉瘤                  小鼠mpl骨髓增生性白血病            小鼠myb禽类髓母细胞增生症             鸡myc禽类髓细胞瘤病             鸡qin禽类肉瘤1                 鸡raf3611小鼠肉瘤                 小鼠rasHHarvey肉瘤                     大鼠 v-onc           病毒名称        动物品种raskKirsten肉瘤                  大鼠rel网状内皮增生症                火鸡rosUR2肉瘤                              鸡sea禽类成红血细胞增生症S13         鸡sis猿猴肉瘤                              猴ski禽类SK                                鸡srcRous肉瘤                              鸡yesY73肉瘤                              鸡 癌基因家族(oncogenefamily)基因家族基因功能细胞定位src家族src,abl,fgr,fes,yes,fps,lck,kek,fym,lyn,tkl,ros酪氨酸蛋白激酶胞膜内面或跨膜分布ras家族H-ras,K-ras,N-rasP21G蛋白胞膜内面myc家族c-myc,N-myc,L-myc,fos,skiDNA结合蛋白核内sis家族sisP28PDGFerb家族erb-A,erb-B,fms,mas,trk细胞骨架蛋白myb家族myb,myb-ets结合DNA核内转录因子 2、细胞癌基因和原癌基因存在于生物正常细胞基因组中的癌基因称为原癌基因（proto-oncogene）或称为细胞癌基因（celloncogene,c-onc）。它们是生物细胞基因组的正常成分，其编码产生的蛋白质（如src、ras及raf等）参与调节正常细胞的生长与分化，在控制细胞增殖的信息转导途径中起作用。细胞癌基因的产物具有促进正常细胞生长、增殖、分化和发育的功能。 原癌基因的特点广泛存在于生物界；基因序列呈高度保守性；作用通过其表达产物蛋白质体现；它们的存在对维持正常生理功能、调控细胞生长和分化起重要作用；一旦被激活，发生数量上或结构上的变化时，就会形成癌性的细胞转化。 病毒癌基因与细胞癌基因的比较1、病毒癌基因与细胞癌基因相比，病毒癌基因在两端通常有序列的丢失；2、病毒癌基因无内含子，细胞癌基因通常有内含子或插入序列；3、外显子序列有微小差异；4、病毒癌基因常会出现碱基取代或碱基缺失；5、癌基因常常比细胞癌基因呈更高水平的表达，并有时在不适当的细胞类型中转录。 癌基因分类根据它们相应的前癌基因在正常细胞中所编码的蛋白质的功能来分类：多肽类生长因子生长因子受体细胞内信息途径的成分转录因子 癌基因分类根据它们被活化的机制来分类：点突变碱基的易位扩增重排过度表达 癌基因分类根据前癌基因的亚细胞定位及其体外转化的特性而分成两大类：膜受体蛋白质，大多具有蛋白质-酪氨酸激酶的活性；位于胞质内的蛋白质，主要参与控制基因转录、调节细胞生长和分化。 人类肿瘤的代表性癌基因及其分类前癌基因作用    癌基因  活化机制 亚细胞定位  人类的肿瘤生长因子：PDGF-β链      sis 过度表达 细胞外   星形细胞，骨肉瘤，乳腺癌等 FGF            hst-1 过度表达  细胞外    胃癌，胶质母细胞癌  int-2        膀胱癌，乳腺癌，黑色素瘤生长因子受体：（具蛋白质激酶活性）  EGFR家族      erb-B1 过度表达  透膜      肺鳞癌，脑膜瘤，卵巢癌等                erb-B2 扩    增  透膜      乳腺癌，卵巢癌，肺癌，胃癌等                erbB-3 过度表达  透膜      乳腺癌  csf-1受体      fms   点突变  透膜      白血病参与信息转导蛋白质：结合GTP        H-ras点突变胞膜内    甲状腺癌，膀胱癌等                K-ras点突变 胞膜内    结肠癌、肺癌、胰腺癌等                N-ras点突变 胞膜内    白血病，甲状腺癌非受体酪氨酸激酶abl   易    位胞膜内    慢性髓性及急性淋巴细胞性白血病                                              细胞核调节性蛋白质：转录活化物      c-myc  易    位  核  内    Burkitt淋巴瘤                N-nyc  扩    增  核  内    神经母细胞瘤，肺小细胞癌                L-myc  扩    增  核  内    肺小细胞癌 细胞癌基因的分类及功能类别癌基因同原的细胞基因蛋白激酶类1、跨膜生长因子受体erBEGF受体neu(erb-2、HER-2)EGF受体相似物fms、ros、kit、ret、seaM-CSF受体2、膜结合的酪氨酸蛋白激酶src族(src,abl,fgr,fes,yes,fps,lck,kek,fym,lyn,tkl,ros)3、可溶性酪氨酸蛋白激酶met、trk4、胞浆丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶raf（mil、mht）、moscot、pl-15、非蛋白激酶受体mas血管紧张素受体erb甲状腺激素受体信息传递蛋白类1、与膜结合的GTP结合蛋白H-ras、K-ras、N-ras2、生长因子类sisPDGF-2int-2FGF同类物3、核内转录因子c-myc、N-myc、L-mac转录因子fos、jun转录因子AP-1 二、抑癌基因（tumorsuppressorgene）抑癌基因又称抗癌基因（anti-oncogene）:是指存在于正常细胞内的一大类可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的基因。当该类基因发生突变其功能减弱时可引起细胞恶性转化导致肿瘤的发生 抑癌基因表达产物主要包括:跨膜受体胞质调节因子结构蛋白转录因子转录调节因子细胞周期因子DNA损伤修复因子等 人类肿瘤中已发现和鉴定的抑癌基因名称染色体定位基因产物定位相关肿瘤APC5q21细胞膜结肠癌BRCA17q21细胞浆乳腺癌、皮肤癌DCC18q21细胞膜节、直肠癌P5317p13.1细胞核多种肿瘤Rb13p14细胞核视网膜母细胞瘤P169p21细胞浆多种肿瘤PTEN10q23细胞浆胶质母细胞瘤NF117q11细胞浆神经纤维瘤NF222q12细胞膜施万细胞瘤、脑膜瘤PTPG3q21细胞浆肾细胞瘤FHIT3p14细胞浆消化道肿瘤、肾癌VHL3p细胞膜肾癌、嗜铬细胞瘤E-Cadherin16q细胞膜乳腺癌、膀胱癌WT111p13细胞核Wilm瘤 DNA肿瘤病毒的癌基因蛋白质灭活Rb和p53抑癌基因蛋白质    多种DNA肿瘤病毒基因编码的蛋白质可结合和（或）灭活宿主的抑癌基因蛋白质Rb和p53，导致细胞分裂和增殖失控：如猿猴40（SV40）病毒的大T抗原、腺病E1A和E1B及乳头状瘤病毒的E6和E7等基因蛋白质，它们的转化作用都是通过干扰Rb和p53的活性而使细胞周期的调节改主所致。 mdm2及p53自家调节反馈途径mdm2癌基因编码的一种相对分子质量为90000~95000蛋白质，能与p53形成复合物，抑制其反式激活功能，故mdm2能抑制野生型p53的抑制转化能力，导致细胞转化。 p53蛋白质在转录水平上正调节mdm2基因，促进其转录，而mdm2蛋白质相反能结合和灭活p53蛋白质，形成自我调节反馈途径。反馈途径的异常改变，如mdm2的扩增或mdm2的活性改变，都会引起细胞生长的失控。在人的软组织肉瘤、乳腺癌及胶质瘤中曾发现mdm2的过度表达，支持mdm2的扩增，灭活p53而导致细胞转化。 c-myc和Rb的复合作用c-myc癌基因蛋白质可结合Rb蛋白质C-端的35个氨基酸，并与SV40大T抗原、腺病毒E1A及乳头状瘤病毒E7等蛋白质相竞争，表明它们结合Rb的重叠区域，且在病毒进化中是保守的。在Rb磷酸化时，E2F转录因子被释放，可使c-myc活化，于是它与Rb结合。而Rb磷酸化不足时，结合E2F，阻止c-myc在G1期的表达。这种相互作用产效应类似于mdm2及p53的自我反馈调节环。 Waf/cip1抑癌基因调节Cdks（依赖周期素的蛋白质激酶）    Waf/cip1基因编码的一种相对分子质量为2100蛋白质（p21），是细胞周期的阴性调节因素。它能结合和灭活周期素和CdKs复合物，阻止细胞周期的进行。许多前癌基因蛋白质被CdKs复合物，阻止细胞周期的进行。许多前癌基因蛋白质和抑癌基因蛋白质（P53和Rb）都能被CdKs磷酸化。Rb蛋白质被CdKs磷酸化而失活，失增抑制肿瘤的能力。Waf/cip1蛋折质通过抑制CdKs的活性而抑制Rb的磷酸化，从而对生长停顿起作用。p53正调节Waf/cip1，p53的失活可导致Waf/cip1表达的缺失，使CdKs的活性失控，从而导致细胞周期的失控。 NF1抑癌基因与ras癌基因的本互作用  NF1抑癌基因与ras蛋白质呈类似于GAP（GTP酶活化蛋白质）的特性，能促进GTP酶的活性。 第二节癌基因和抑癌基因在细胞增殖调控中的作用一、癌基因表达产物在细胞增殖信号转导的作用二、癌基因和抑癌基因在细胞周期调控中的作用 一、癌基因表达产物在细胞增殖信号转导的作用癌基因编码产物对细胞增殖有调控作用，其编码的产物主要可分为以下几类：1、生长因子及其类似物2、受体类3、低分子量Ｇ蛋白4、胞内蛋白激酶5、胞浆调节蛋白：6、核内转录因子： 1、生长因子及其类似物int-2编码成纤维细胞生长因子（TGF）；sis编码PDGF类似物；c-sis产物与PDGF同源性达87%。当此类原癌基因异常表达时，产生许多与生长因子相似的产物，使信号转导系统失调，导致细胞增生和无限生长和出现永生化 2、受体类许多膜受体都是癌基因编码产物跨膜生长因子受体的蛋白酪氨酸激酶如：erb-B（表皮细胞生长因子受体）fms（巨噬细胞集落刺激因子受体）可溶性蛋白酪氨酸激酶受体如：met，trk非蛋白激酶受体如：erb-A（甲状腺激素受体）mas（血管紧张素受体） ３、低分子量Ｇ蛋白如H-ras，k-ras等，表达产物是低分子量Ｇ蛋白，参与细胞增殖信号的转导４、胞内蛋白激酶与膜蛋白结合的蛋白酪氨酸激酶：如abl及src族胞浆丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶：如cot，mos等 5、胞浆调节蛋白：如crk6、核内转录因子：如c-myc，l-myc等。 二、癌基因和抑癌基因在细胞周期调控中的作用作用特征：１、数量多上百种癌基因和几十种抑癌基因２、本身不能直接引起肿瘤３、与细胞的增殖调控有关４、突变或过度表达，可使细胞生长失控，间接引起肿瘤 （一）细胞周期及其调控机制 第三节癌基因和抑癌基因与肿瘤发生一、癌基因恶性激活的机制二、癌基因激活与肿瘤发生三、抑癌基因失活与肿瘤发生四、肿瘤发生中的多基因协同作用 一、癌基因恶性激活的机制（一）原癌基因点突变：如正常细胞H-ras与肿瘤细胞的H-ras基因仅有一个碱基不同（GCC→GTC，甘→缬），导致功能改变.（二）原癌基因获得外源启动子：往往由于逆录病毒的强启动子插入原癌基因的上游所致如ALV引起的淋巴瘤细胞中，c-myc的表达增加上百倍. （三）原癌基因甲基化程度降低而激活：DNA分子甲基化有稳定双螺旋结构，阻抑转录的作用。如结肠腺癌和小细胞肺癌中，c-ras基因比邻近正常组织中的明显降低，导致原癌基因激活（四）原癌基因的拷贝数增加：如HL60细胞株中c-myc有大量扩增（五）基因易位或重排使原癌基因激活：如慢性粒细胞白血病的Philadelphia染色体为t（9；22），使c-abl从9号染色体易位到22号染色体上的bcr基因旁，组成融合基因，表达bcr-abl融合蛋白，该产物有较高的蛋白酪氨酸激酶活性 二、癌基因激活与肿瘤发生肿瘤发生学说：多阶段假说正常细胞中含有多种原癌基因，当受到某些理化因素，生物因素等致癌因子作用后，经过启动阶段（initiatingstage）、促癌阶段（promotingstage）、演进阶段（progressingstage）最终转变成癌细胞。 1.启动阶段：细胞受癌性启动因子作用，DNA发生改变，成为癌前细胞，但表型正常。各种干细胞及处于分裂增殖中的细胞对启动因子更敏感。2.促癌阶段：在启动因子和促癌因子的协同作用下，细胞出现恶性。启动因子：低剂量，一次接触，本身有致癌性促癌因子：需启动因子作用的基础，本身无致癌性，多次反复作用。3.演进阶段：为细胞恶变的巩固阶段。已经发生恶变的细胞中的少数细胞自主分裂增殖，形成新的小病灶，成为进一步浸润、转移的基础。肿瘤发生过程 启动因子和促癌因子的主要生物学性质比较启动因子促癌因子具致癌作用，属致癌剂，有些具有启动和促进双重作用无直接致癌作用，是辅助致癌剂，仅具有促进作用无明显的剂量域值有一定的剂量域值剂量小时需用于致癌剂之前需用于启动因子作用之后其作用不可逆，可积累其作用可逆，无积累性有时仅作用一次即可一般须多次作用才有明显效果多引起细胞DNA突变一般不引起细胞DNA突变与DNA等大分子共价键结合多为非共价键结合 1ras基因变异与肿瘤发生：P21与GTP持续结合，促进细胞生长作用2myc基因变异与肿瘤发生：t（8；14）使myc基因与免疫球蛋白重链基因融合而导致高表达3neu基因变异与肿瘤发生：点突变使其获得转化活性，常作为治癌药物的靶点4bcl2基因变异与肿瘤发生：t（14；18）使bcl2基因高表达，导致细胞程序化死亡失效5mdm2基因变异与肿瘤发生：高表达可使抑癌基因如P53，RB失活，引发恶性肿瘤 三、抑癌基因失活与肿瘤发生1、Rb基因：功能失活→负调控作用丧失→细胞生长失控→肿瘤发生调节形式：磷酸化和脱磷酸突变形式：主要缺失和碱基突变2、p53基因：防止受损细胞进入细胞周期调节形式：G1/G2期检测点突变形式：点突变，缺失，移码，重排 3、p16基因：P16（与cyclinD竞争）与Cdk4结合，特异抑制Cdk4活性调接形式：调节细胞周期，抑制肿瘤细胞生长突变形式：缺失为主，且多为纯合缺失 四、肿瘤发生中的多基因协同作用肿瘤发生的多基因协同假说：细胞的癌变是多步骤，多重打击的复杂过程。在肿瘤发生发展的各个阶段，至少需要两个或两个以上的不同的癌相关基因异常激活或失活，才有可能引起癌变。 多基因的协同规律：核内癌基因易与胞浆癌基因发生协同作用（前者使细胞永生，后者改变细胞形态，降低对生长因子和贴壁的要求）。如myc与ras协同致癌癌基因的激活与抑癌基因的失活协同致癌 花多又知逢时雨少落 竟思最相长安物夕此 河海上流白黄远江入 夜钓江独入雪连雨寒 限阳下几好西时无夕 人知多世几花少往事 白云处山深处知人家 江子不大东俊多过肯 天时比涯共海上若邻 长前月安见古不云人 影解来对暗三成不人 返深人青林山入知景 飞鸟心恨千惊众别绝 四邀为田无闲今海家 了酒壶春花暗一对间 三发得丈晖唯报白春 惊只鸟中月山在无此 白宫头对女更短搔相 君地明疑故霜月是上 儿天共无时女涯巾此 下步向天歌镜项月曲 声泉上清水眼流无石 晚来五欲月路雪天气 白河日长山落尽人依 来不枝春晓发眠足觉 一愿人采君撷但久多 声鸡月五山茅店雪更 空见新不山松雨落人 众山尽决鸟眦高飞千 江荒清人大近流月平 萧边下无马班鸣萧落 可留孙送春王去又子 梅数秋里角枝墙千间 落旗长照日河山天圆 发高明镜白三里知不 锦虽花乐丝重城官然 动有莲如神洲笔渔下 飞江芳三尺甸流绕直千宛下 风遥水杏村酒花牧童旗指郭 停眠车枫渔坐愁火对爱江林 醉笑场出去卧莫仰门沙天君 潮水月刀连春江似二剪风平 于月叶满花霜乌烟天啼二红 此三曲上白行青应又有一鹭 花堪犹日须隔开后唱庭直江 东二刀月剪周便与不春风郎 月曾明水海泪为经上难沧珠 孤远寒山石片城上仞斜万一 烟万古人上消使尔愁江波同 寺始千开水深桃流花尺盛潭 下裳花容云三衣扬月州明烟 上此霓曲羽裳惊天只破有应 马上佳无每思逢节倍纸相亲 不天目愁君识下真山谁面庐 去一不鹤飞黄昔返人尚乘已 江日胜关风出花火红乡何暮 两不声时情岸住啼长猿久若 独鬓音乡在无毛为异改异客 玉谁泥笛新家飞燕无声啄春 尖映日才荷花角露别尖小红 春风江先鸭绿蓝水得来暖知 不发狂愁老少味哀滋夫识年 最好是正橙年好黄橘处春一 洛如阳相如秋亲里风友城问 “还来就菊花”，请说出上一句？ “夜静春山空”，请说出上一句？ “遥知不是雪，为有暗香来”，请说出上一联？ “野渡无人舟自横”，请说出上一句？ “姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”，请说出上一联？ “柴门闻犬吠”，请接下一句？ “嫦娥应悔偷灵药”，请接下一句？ “正是江南好风景”，请接下一句？ “去年今日此门中”，请接下一句？ “故人具鸡黍，邀我至田家”，请接下一联？ “毕竟西湖六月中，风光不与四时同”，请接下一联？ “横看成岭侧成峰，远远高低各不同”，请接下一句？ “黄河远上白云间，一片孤城万仞山”请接下一联？ “应怜屐齿印苍苔，小扣柴扉久不开”，请接下一联？ 陆游名句“零落成泥碾作尘，只有香如故”描写的是什么花？ 下面哪句诗描写的不是春天？A正是江南好风景，落花时节又逢君。B忽如一夜春风来，千树万树梨花开。C窗含西岭千秋雪，门泊东吴万里船。 他是南宋著名的爱国诗人； 他号放翁，作诗近万首。 他临终时写给儿子的诗中念念不忘的是“北定中原”。 他就是“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”这句诗的作者。 他是唐朝著名诗人。 他的诗通俗易懂，写完后，常读给不识字的老大娘听； 他十六岁来到长安，大名士顾况看了他的名字，跟他开玩笑说“长安米贵，居大不易。” “野火烧不尽，春风吹又生”是他诗作中的名句。 他是盛唐伟大诗人； 他曾住在成都草堂； 他被后人称为“诗圣”、“诗史”； “读书破万卷，下笔如有神”是他诗作中的名句。 他是北宋极有才华的文学家，他“嬉笑怒骂皆成文章； 他还是一位书画家和美食家； 他和他的父亲、弟弟被人称作“一门三父子，都是大文豪，诗赋传千古，峨眉共比高”； “不识庐山真面目，只缘身在此山中”，是他诗作中的名句。 他是唐代诗人，有“诗囚”之称； “春风得意马蹄疾，一日看尽长安花”写出了他考中进士进的情景； 他最有名的诗作是写关于母爱的； “谁言寸草心，报得三春晖”是他诗作中的名句。 他的诗想象丰富，喜欢用夸张的手法，他是伟大的浪漫主义诗人； 他喜欢喝酒，曾有诗称他能“斗酒诗百篇”； 他与盛唐另一位伟大的诗人合称“李杜”； 他被后人称为“诗仙”。 他是唐代著名的山水田园派诗人； 他的诗作大多是歌咏田园风光的； 后人用“诗中有画，画中有诗”来评价他的诗和画； “大漠孤烟直，长河落日圆”是他的名句，留传千古。 这是一首写动物的诗，共十八个字； 诗的后两句用了三个表示颜色的字； 诗的第一句连用了三个相同的字； 这首诗是作者7岁时创作的。'