肿瘤分子生物学
分子生物学技术在肿瘤诊断中的应用
分子生物学技术在肿瘤诊断中的应用引言肿瘤是世界各地常见的重大健康问题之一，其发生和发展涉及多种复杂的生物学过程。
分子生物学技术因其高敏感性、高特异性和高通量的特点，成为肿瘤诊断中不可或缺的工具。
本文将从分子生物学技术在肿瘤标志物检测、肿瘤基因突变分析及肿瘤细胞检测等方面探讨其在肿瘤诊断中的应用。
一、分子生物学技术在肿瘤标志物检测中的应用肿瘤标志物是指在肿瘤患者的体液样本或组织中能够检测到的、与肿瘤相关的生物标志物质。
分子生物学技术为肿瘤标志物的检测提供了快速、准确、灵敏的手段。
例如，以多聚酶链反应（PCR）为基础的方法可以快速鉴定血浆中的肿瘤DNA，而酶联免疫吸附检测（ELISA）则能够量化血浆中特定肿瘤标志物的浓度。
利用这些分子生物学技术，医生可以及早发现肿瘤、评估疾病的进展并制定合理的治疗方案。
二、分子生物学技术在肿瘤基因突变分析中的应用肿瘤基因突变是肿瘤发生和发展的重要驱动因素之一。
通过分子生物学技术，可以对肿瘤样本中的基因进行突变分析，并筛选出潜在的肿瘤治疗靶点。
下一代测序技术（NGS）的出现，进一步促进了肿瘤基因突变的研究。
NGS技术的高通量和高灵敏度使得科研人员能够在较短时间内完成大规模的基因突变检测。
这些突变信息可以用于指导个体化的肿瘤治疗决策，例如针对突变基因设计靶向药物，提高患者的治疗效果。
三、分子生物学技术在肿瘤细胞检测中的应用肿瘤细胞的检测对于评估肿瘤病情和预后具有重要意义。
传统的肿瘤细胞检测方法主要依赖于组织学检查，但其在活检操作时不可避免地会带来一定的创伤。
而分子生物学技术可以通过非侵入性的样本采集方式，如血液、尿液或体液样本，检测到循环肿瘤细胞（CTC）或肿瘤DNA。
这些技术的应用可以实时监测肿瘤细胞的动态变化，提供更为全面和准确的诊断和治疗信息。
例如，CTC的检测可以用于预测肿瘤转移的发生和预后预测。
结论分子生物学技术在肿瘤诊断中的应用给予了医生更多的信息和手段来了解肿瘤的发生和发展，为肿瘤治疗提供了更加个体化和精确的方式。
肿瘤分子生物学
肿瘤（tumor）是一类疾病的总称，它们的基本特征是细胞增殖与凋亡失控，扩张性增生形成新生物。
肿瘤可分为良性肿瘤（benign tumor）和恶性肿瘤（malignant tumor）。
良性肿瘤生长缓慢，虽可增长至相当大的体积，但仍保留正常细胞的某些特性，通常在瘤体外有完整的包膜，手术切除后患者预后良好。
绝大多数良性肿瘤基本上是无害的，不引起或很少引起宿主损伤。
恶性肿瘤统称为癌症（cancer），它不同于良性肿瘤的最重要的特性是能侵袭周围组织，疾病晚期癌细胞发生远端转移，破坏受侵袭的脏器，最终使机体衰亡，但如能在侵袭转移前切除癌瘤，一般预后明显改善。
2、癌细胞的恶性生物学特征（1）失去了对中止细胞增殖信号和细胞分化信号的反应，并可传出自主的细胞生长、增殖信号。
（2）逃避了细胞凋亡和衰老，是细胞永生。
当正常细胞受到严重损伤和营养缺乏时，就发生凋亡并自动解体；而癌细胞并不一定会发生凋亡。
体外培养的正常细胞，即使没有受到损伤，约分裂50后也会自动停止分裂，最终细胞死亡（细胞衰老）；而癌细胞能无限制地增殖，获得了永生化。
这可能与调控细胞凋亡基因的缺陷和端粒酶恢复活性相关。
（3）失去细胞的区域性限制，具有了侵袭和转移能力。
例如在体外培养的正常细胞中增殖至彼此接触时，就停止生长和分裂（结出抑制），故细胞呈单层生长，而癌细胞失去了接触抑制，继续分裂而呈多层重叠生长；同时癌细胞表面的识别能力和黏着性发生了改变，使癌细胞不能像不同的正常组织细胞那样保持彼此分开，而能侵入临近组织。
（4）自主的血管生成能力，这保证了肿瘤体积增大后和新形成转移肿瘤的血液供应，以维持癌细胞生长和增殖之所需。
上述这些癌细胞的恶性特性，使它们能在没有增殖信号的情况下，自主地无限制增殖，当达到一定的体积时就可能侵袭邻近组织，癌细胞还可能脱落进入血液和淋巴液，发生远端转移并扩增，最终导致宿主死亡。
3、癌的单克隆起源和异质性除少数例外，癌是原始的、单个癌细胞增殖的后代，即癌为单克隆起源。
肿瘤分子生物学
肿瘤中整体的低甲基化
• 肿瘤组织相对于正常组织整体呈现低甲基 化状态
• 目前有3种机制解释基因组整体的低甲基化在肿瘤中所 扮演的作用： 1.低甲基化导致原癌基因的去甲基化失活，导致癌基 因的大量 表达 （Myc 基因） 2.整体的低甲基化是细胞染色体不稳定的易感因素 3.低甲基化使肿瘤转移增加, DNA甲基化水平愈低 肿 瘤的浸润 能力就越高，临床分期也愈晚
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3.反转录病毒癌基因（v-onc)的起源
反转录病毒癌基因起源于细胞内的原癌基因
研究发现，反转录病毒基因组中所带有的onc基因并非 来自病毒本身，而是这些病毒在感染动物或人体之后获得 的细胞原癌基因。
动物或人原癌基因经病毒修饰和改造后，成为病毒基 因组的一部分并具有了致癌性，其作用的靶分子也往往发 生改变。
• 在真核生物DNA中，5-甲基胞嘧啶是唯一存 在的化学性修饰碱基
• 在人类基因组DNA中，约3％～4%的胞 嘧啶碱基以5-甲基胞嘧啶形式存在
• 大约70％～80％的5-甲基胞嘧啶存在于 CpG序列中，CpG二核苷酸集中的区域 称之为CpG岛
• 限制性内切酶HapII 和MspI 均能识别 CCGG, 但不能识别 Cm CmGG
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异常生长的肿瘤细胞
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癌症：严峻的现实
WHO报道： • 全球每年约有1000多万人新患癌症， • 每年约有670多万人死于癌症， • 几乎每5-6秒钟就有一名癌症患者死亡。 我国目前: • 每年平均约有150万人新患癌症， • 每年约有80万人死于癌症， • 癌症的死亡从1949年占总死亡原因的第十位
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• 原病毒(provirus)： 被整合的反转录病毒DNA分子 • 它能指导病毒mRNA的合成， • 并利用宿主细胞中的蛋白质合成机器，翻 译生成病毒外壳蛋白等，最后组装成病毒 颗粒。
肿瘤分子生物学资料
非病毒性生物载体（化学和物理方法）由于病毒载体是一类外源性的核酸结构材料, 且病毒本身存在一些无法解决的问题, 故不少研究人员正在努力寻找一些人体本身的生物结构材料来作为人类基因治疗的载体, 如人体细胞某些核酸结构材料.非病毒载体广义上讲就是除了病毒载体外的所有基因治疗载体。
本质：模仿病毒非病毒载体具有较好的临床应用前景，但需要解决对靶细胞转染的定向性、转染效率低、表达时间短、全身应用及保存不稳定性等问题。
在多学科的共同努力，非病毒基因载体的基因治疗将不断降低不良反应，提高疗效。
1) 裸DNA(naked DNA)（基因枪，水压法）将目的基因连接在表达质粒或噬菌体中直接注射而不依赖其它物质介导，是最简单的非病毒载体系统。
将质粒直接导入动物组织，诱导动物的免疫系统对所表达的蛋白质产生体液免疫或细胞免疫，即基因疫苗。
Nakamura等将荧光素酶基因的裸DNA直接接种到小鼠胃浆膜下，发现该基因能在胃部明显高表达，一次接种后的高表达时间可持续12h之久，其他临近器官则无明显基因表达。
肌内注射后可直接诱导相应的免疫反应，也可检测到DNA明显表达。
电穿孔(electroporation)技术和微粒子轰击法(microparticle bombardment，即基因枪)的出现，大大提高了裸DNA的转染效率，而且可使DNA直接到达细胞核，避免了各种酶对DNA的降解。
Dietrich等采用该方法将白介素12／自介素2基因质粒转染皮下负荷Lewis肺癌的裸鼠，证明能明显减慢肿瘤生长、减少肿瘤转移、延长宿主生存期。
2) 脂质体和脂质复合物(Liposome and lipoplexes)脂质体能够介导极性大分子穿透细胞膜，携带DNA进入细胞。
脂质体可分为中性脂质体、负电性脂质体、正电性脂质体。
它一般都带有一个疏水基团，保证脂质体分散在水介质中时形成脂双层结构，有效保护分子中的疏水部分，将氨基暴露在水介质中，后者通过静电引力与DNA结合并将DNA大分子压缩成可运输的小单元，成三明治状，形成脂质体复合物。
肿瘤分子生物学讲义
肿瘤分子生物学讲义第一节概述 (1)第二节肿瘤的发生机制 (4)第三节癌基因及其致癌的分子机制 (5)第四节抑癌基因及其抑癌的分子机制 (9)第五节肿瘤转移相关基因 (11)第六节肿瘤的预防和治疗 (13)第一节概述一、肿瘤及肿瘤分子生物学的概念肿瘤（tumor）是一类疾病的总称，它们的基本特征是细胞增殖与凋亡失控，扩张性增生形成新生物。
肿瘤可分为良性肿瘤（benign tumor）和恶性肿瘤（malignant tumor）。
良性肿瘤生长缓慢，虽可增长至相当大的体积，但仍保留正常细胞的某些特性，通常在瘤体外有完整的包膜，手术切除后患者预后良好。
绝大多数良性肿瘤基本上是无害的，不引起或很少引起宿主损伤。
不过有极少数良性肿瘤因其靠近生命中枢或能合成大量生物活性物质也可能杀伤宿主。
例如，脑膜上生长缓慢的良性肿瘤通过压迫使得生命中枢萎缩破坏，最终导致宿主死亡；胰岛细胞良性肿瘤可以分泌大量胰岛素而引起体内胰岛素过量，导致低血糖和死亡。
恶性肿瘤统称为癌症（cancer），它不同于良性肿瘤的最重要的特性是能侵袭周围组织，疾病晚期癌细胞发生远端转移，破坏受侵袭的脏器，最终使机体衰亡，但如能在侵袭转移前切除癌瘤，一般预后明显改善。
由于技术水平的限制，目前临床诊断的癌症患者多处于中晚期。
加上不良生活方式如吸烟、过度饮酒、不合理饮食习惯，以及环境污染增加等因素，在刚过去的20世纪，世界各国许多常见癌症的发病率在总体上呈上升趋势，或维持在高水平，在我国的情况亦大致如此。
目前除几种较少见的癌症如妇科的宫颈癌、绒癌等的死亡率有明显下降外，多数常见恶性肿瘤死亡率还处于令人忧心的高位态势下。
有研究者预测，在21世纪癌症仍将是危害人类健康的主要疾病之一，故应引起预防、临床和基础研究者的高度关注。
恶性肿瘤几乎在所有类型的细胞中均可发生。
根据组织学来源，癌症的起源可分为三种：癌（carcinoma）起源于上皮细胞，大部分成人癌症属此类；淋巴瘤起源于脾和淋巴结等的淋巴细胞；肉瘤（sarcoma）起源于间叶组织如结缔组织、骨和肌肉等。
肿瘤的分子生物学研究
肿瘤的分子生物学研究引言肿瘤是一种由体内细胞发生异常增殖和分化的疾病，它是人类健康的重大威胁之一。
传统医学对于肿瘤的研究主要集中在病理学和临床方面，而分子生物学的发展为深入了解肿瘤的发生、发展和治疗提供了新的途径。
本文将介绍肿瘤的分子生物学研究的重要性，分子机制以及分子生物学在肿瘤治疗中的应用。
一、肿瘤的分子生物学研究的重要性1. 揭示癌症发生的分子机制肿瘤的发生和发展是一个复杂的多步骤过程，涉及到细胞增殖、分化、凋亡、血管生成等多个生物过程的紊乱。
通过肿瘤的分子生物学研究，我们能够揭示肿瘤发生的分子机制，了解肿瘤细胞的异常信号传导通路、基因突变和表达异常等特点，为肿瘤的早期诊断和治疗奠定基础。
2. 提供个体化治疗策略肿瘤是一种高度异质性的疾病，不同患者的肿瘤在基因组、转录组和蛋白组水平上存在明显差异。
通过分子生物学技术，我们可以通过基因检测、蛋白质组学和转录组学等手段，对肿瘤进行分子分型，为患者提供个体化的治疗策略。
例如，通过检测肿瘤的突变基因，选择合适的靶向治疗药物，提高治疗效果。
二、肿瘤的分子机制1. 基因突变基因突变是肿瘤发生最重要的分子机制之一。
肿瘤细胞中的关键基因发生突变后，会导致细胞增殖、凋亡等生物过程紊乱。
例如，TP53基因是肿瘤抑制基因中最常见的一个，其突变会导致细胞凋亡受损，增加肿瘤发生的风险。
另外，一些促癌基因如EGFR、KRAS等突变也与肿瘤发生相关。
2. 基因表达异常除了基因突变外，肿瘤细胞的基因表达异常也是肿瘤发生的重要机制。
通过转录组学的研究，我们可以发现肿瘤细胞中某些基因表达水平显著增加或减少。
例如，HER2基因在乳腺癌中的高表达与肿瘤的发生、发展密切相关。
利用这些异常的基因表达水平，可以寻找对肿瘤起关键作用的调控因子，并开发相应的治疗方法。
3. 信号传导通路异常肿瘤细胞中的信号传导通路异常也是肿瘤发生的重要因素。
正常情况下，细胞的增殖、凋亡等生物过程受到复杂的信号网络控制。
分子生物学在肿瘤治疗中的应用和前景分析
分子生物学在肿瘤治疗中的应用和前景分析肿瘤是引起世界范围内很大健康负担的一种疾病。
随着科技的不断进步，分子生物学在肿瘤治疗中发挥着越来越重要的作用。
本文将讨论分子生物学在肿瘤治疗中的应用和展望，重点关注分子生物学的创新技术和治疗方法。
一、分子生物学在肿瘤诊断中的应用1. 基因检测和突变鉴定分子生物学通过基因检测，可以确定肿瘤是否存在某些特定的基因突变。
这种检测可以帮助医生选择合适的治疗方法，并预测患者对药物的反应。
例如，HER2基因突变是乳腺癌的一个重要类型，通过检测这个突变，可以确定是否使用靶向HER2治疗。
2. 微卫星不稳定性检测微卫星不稳定性是肿瘤的一个重要特征，它在很多种肿瘤中都存在。
通过分子生物学的方法，可以检测肿瘤细胞基因组中微卫星的不稳定性，从而帮助医生判断肿瘤的类型和预测患者的预后。
微卫星不稳定性检测已经广泛应用于结直肠癌的病理诊断中。
3. 循环肿瘤DNA检测循环肿瘤DNA（ctDNA）是肿瘤细胞释放到血液中的小片段，含有肿瘤细胞的突变信息。
通过分析ctDNA，可以实现无创性检测，从而监测肿瘤的进展和治疗反应。
ctDNA检测已经在多种癌症中显示出潜在的应用前景，例如肺癌和乳腺癌。
二、分子生物学在肿瘤治疗中的应用1. 靶向治疗分子生物学的突破对肿瘤治疗开辟了新的方向，例如靶向治疗。
通过分析肿瘤细胞中的特定突变基因，可以选择性地针对这些突变基因设计药物，从而抑制肿瘤细胞的生长和分裂。
例如，靶向EGFR的药物已经成功应用于非小细胞肺癌患者的治疗中。
2. 免疫治疗免疫治疗是近年来的热门研究领域，也是分子生物学在肿瘤治疗中的重要应用之一。
通过激活患者自身的免疫系统，增强机体对肿瘤的抗击能力。
因此，在肿瘤治疗中，分子生物学的技术被广泛应用于免疫治疗的研发和优化。
例如，通过转化肿瘤细胞中的抗原基因，可以提高抗原的表达，从而增强免疫系统对肿瘤的攻击。
3. 基因编辑技术基因编辑技术是近年来分子生物学的又一重要突破，它在肿瘤治疗中显示出巨大的潜力。
分子肿瘤学基础
05 肿瘤分子诊断与治疗基础
肿瘤分子标志物的检测与应用
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肿瘤分子标志物
是指肿瘤组织和细胞中， 能够反映肿瘤存在和特征 的物质。
检测方法
包括基因测序、蛋白质组 学、代谢组学等技术，用 于检测肿瘤分子标志物。
临床应用
肿瘤分子标志物的检测有 助于早期发现肿瘤、评估 病情、监测复发和疗效等。
肿瘤基因治疗
分子肿瘤学基础
contents
目录
• 肿瘤分子生物学概述 • 肿瘤分子遗传学基础 • 肿瘤分子细胞生物学基础 • 肿瘤分子免疫学基础 • 肿瘤分子诊断与治疗基础
01 肿瘤分子生物学概述
肿瘤的定义与特性
肿瘤的定义
肿瘤是机体在各种致癌因素作用下， 局部组织的某个细胞在基因水平上失 去对其生长的正常调控，导致其克隆 性异常增生而形成的新生物。
肿瘤发生
表观遗传学异常可以导致肿瘤的发生和发展。
异常类型
常见的表观遗传学异常包括DNA甲基化异常、组蛋白乙酰化异常等。
异常后果
表观遗传学异常可以导致基因表达异常、细胞生长和增殖异常等，从 而影响肿瘤的发生和发展导
信号转导概述
信号转导是细胞内外部信息传递的过程，对细胞生长、分 化、代谢等生命活动具有重要影响。
临床应用
肿瘤免疫治疗已成为当前肿瘤治疗 领域的研究热点，在多种恶性肿瘤 的治疗中取得了一定的疗效。
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调控机制
基因表达调控机制包括转录水平调控 和翻译水平调控等，其中转录水平调 控是最主要的调控方式。
调控因子
常见的基因表达调控因子包括转录因 子、miRNA等，其中转录因子是最 主要的调控因子之一。
第十七章 肿瘤的分子生物学
第十七章肿瘤的分子生物学第一节肿瘤的概念一、癌的生物学和细胞学特征1、癌（cancer）：表现为不受正常生长调控而繁殖的一群细胞。
2、肿瘤（tumor/neoplasm）：与癌相同3、良性肿瘤与恶性肿瘤的区别：良性：局限性生长，不侵浸，不转移、可恶性变恶性：浸润型生长，转移（淋巴路、血路） carcinoma (癌)，原位癌sarcoma （肉瘤）leukemia/lymphoma （白血病、淋巴瘤）4、人类肿瘤的组织学分类5、肿瘤的发生发展过程：①大多数肿瘤是由一个细胞产生的——克隆性生长②发展过程：复杂，多步骤癌前期→早期恶性→原位癌→恶性癌→转移（不典型增生）6、正常细胞与肿瘤细胞的区别表17.1人类肿瘤的组织学分类起源代表性肿瘤外胚层皮肤鳞状和基地细胞癌乳腺乳腺癌神经元细胞成神经细胞瘤神经胶质细胞恶性胶质瘤视网膜细胞成视网膜细胞瘤黑素细胞黑素瘤肾上腺髓质嗜铬细胞瘤中胚层骨骨肉瘤纤维组织纤维肉瘤软骨软骨肉瘤肌肉横纹肌肉瘤血管血管肉瘤脂肪细胞脂肪肉瘤红细胞红细胞白血病淋巴细胞淋巴细胞白血病和淋巴瘤血浆细胞骨髓瘤内胚层膀胱膀胱癌胰腺胰腺癌结肠结肠癌肺肺癌甲状腺甲状腺癌肝肝癌肝癌肝硬变第二节病毒癌基因一、肿瘤病毒具有致癌能力的病毒DNA病毒 RNA 病毒①乙肝病毒（HBV）反转录病毒②猴病毒（SV40），多瘤病毒③疱疹病毒④痘病毒⑤乳头瘤病毒⑥腺病毒1、乙型肝炎病毒：HBV→肝癌①HBx基因反式激活作用②HBV DNA整合→宿主细胞基因组→突变、染色体异常→癌基因激活，抑癌基因失活③HBV感染→组织损伤→增殖2、SV40和多瘤病毒：特点：① SV40和多瘤病毒在天然宿主中（鼠/猴）均不诱发肿瘤②在感染非许可性肿瘤时，病毒复制被阻断→转化病毒DNA早期基因的稳定整合和早期基因产物的持续表达 SV40的早期基因编码两个蛋白t抗原（非必须）抗原（致癌性）SV40T抗原结合并失活Rb肿瘤抑制基因结合并影响p53基因多瘤病毒中T：激活Src 和其它原癌基因→刺激细胞生长3、乳头瘤病毒良性：疣恶性：宫颈癌、Anogenital 癌症，影响Rb和p53的活性4、腺病毒5、疱疹病毒：EB病毒→非洲Burkitt’s淋巴瘤B细胞淋巴瘤鼻咽癌6、痘病毒：良性肿瘤、纤维瘤7、反转录病毒：在感染细胞中以原病毒形式存在→整合→宿主染色体DNA中→诱导癌症HTLV I—人T细胞白血病HTLV II—毛状细胞白血病HIV—AIDS由病毒癌基因引起二、反转录病毒癌基因急性转化病毒：在感染动物中迅速诱导肿瘤并高效转化培养细胞的反转录病毒1、RSV的Src基因RSV（Rous肉瘤病毒）的Src基因成纤维细胞转化肉瘤RSV的Src基因位于RSV RNA 3’ LTR的上游，在感染细胞中它作为起始于5’LTR一条拼接的mRNA表达2、其它反转录病毒癌基因急性转化病毒的基因组① RSV：Src + 全部病毒复制基因→诱导急性转化 + 复制②其它：复制缺陷（一个或多个复制基因缺陷）与辅助病毒共感染（含有功能gag.pol和 env复制基因）缺陷基因部分由病毒癌基因所取代（RSV除外）癌基因作为融合蛋白表达（如与gag序列融合）一些急性转化病毒含有两个不同癌基因→同时诱导肿瘤三、反转录病毒癌基因的起源急性转化病毒起源于细胞基因并掺入病毒基因组原癌基因：被病毒获得而成为病毒癌基因的正常细胞DNA序列原癌基因与癌基因的区别：原癌基因：正常细胞基因参与生长分化癌基因：异常表达，是正常细胞祖先DNA的突变形式，包括点突变、缺失、重组，或扩增→诱导细胞转化反转录病毒捕获细胞原癌基因：高频率重组的结果非转化原病毒整合→原癌基因旁边→通读转录（5’LTR起始）→延伸到原癌基因→异常拼接→病毒与细胞融合→新的融合原癌基因转录物（含有LTR和其它病毒序列，包括5’RNA包装信号）→有效地掺入子代病毒颗粒→新的模板病毒癌基因是原癌基因改变后的副本：①原癌基因掺入病毒基因组后就作为病毒的一部分表达②癌基因在病毒LTR的控制下表达水平高（缺少内含子）③原癌基因正常氨基酸就缺失掉④大多数癌基因积累了许多点突变→增加癌基因产物的转化能力反转录病毒癌基因见表17.3 p437图17.11 急性转化反转录病毒的产生模式第三节细胞癌基因和肿瘤抑制基因一、细胞癌基因●细胞中含有活性的细胞癌基因，具有与反转录病毒癌基因类似的生物学转化能力●正常细胞中含有具有潜在诱导转化能力的基因，在基因转移过程中DNA重排而被激活，行使癌基因的功能●人癌基因与细胞原癌基因的关系：相互重叠举例：ras癌基因与正常的ras原癌基因正常ras H基因在12位上编码的甘氨酸在ras H癌基因产物中变成了缬氨酸→正常原癌基因变成了有转化活性的癌基因二、细胞癌基因的激活1、反转录病毒整合激活细胞癌基因：携带癌基因急性转化病毒诱导肿瘤直接插入突变反转录病毒（导致基因失活或激活）间接举例：C-myc 、N-myc、erbB、rasH、rask、mos、myb等2、染色体易位和癌基因两条染色体部分之间的易位→细胞癌基因表达失控或新的有转化活性的融合蛋白产物出现→肿瘤3、肿瘤中癌基因的扩增：癌基因为靶点三、肿瘤抑制基因的发现1969年，Harnis等将人正常细胞与肿瘤细胞融合→杂合体细胞不再是致瘤性的Rb基因的突变→成视网膜细胞瘤、肺癌、乳腺癌、膀胱癌抑癌基因：Rb,p53,DCC,APc,WT1,NF1,NF2,VHL,MTS1等总之，肿瘤的发生是癌基因、抑癌基因综合作用的结果第四节癌基因和肿瘤抑制基因的功能一、生长因子生长因子的异常产生将导致该细胞生长的持续性刺激、累积→细胞转化举例：① sis癌基因→细胞表面表达PDGF受体的细胞转化1983年发现猴肉瘤病毒中sis癌基因编码血小板衍生生长因子（PDGF）②癌基因int-2,hst,fgf-5的激活→成纤维细胞生长因子→成纤维细胞、内皮细胞、神经元生长、分化③ erbB原癌基因 TGFα细胞表面表皮生长因子（EGF）双调蛋白受体结合④反转录病毒整合→强启动子插入→激活造血生长因子（白介素-2，白介素-3，粒细胞-巨嗜细胞群落刺激因子，巨嗜细胞群落刺激因子-1）为癌基因产物→自分泌刺激（autocrine）→造血细胞转化二、生长因子受体和蛋白激酶蛋白激酶组成了癌基因产物很大一部分，在信号传导的几个不同水平发挥作用。
肿瘤分子生物学的研究与应用
肿瘤分子生物学的研究与应用肿瘤分子生物学是研究肿瘤发生机制、肿瘤生长和转移等实质性问题的一门学科，它关注于肿瘤细胞的分子基础及其相互作用，研究肿瘤发生和发展的分子机制，为肿瘤的预防、诊断和治疗提供了很多的理论和实践基础。
肿瘤分子生物学发展的历史可以追溯到二战时期，当时人们已经能够做一些肿瘤细胞的培养。
在1960年代到1970年代，随着分子生物学、细胞生物学、免疫学等多个学科的进一步发展，肿瘤分子生物学逐渐成为一个独立学科。
到1980年代，分子遗传学的快速发展推进了肿瘤基因和癌基因的研究。
目前，肿瘤分子生物学已经成为肿瘤学的重要分支学科之一，因为肿瘤分子生物学在研究肿瘤发生的分子机制方面，提供了肿瘤预防和治疗的新思路和新策略。
1. 肿瘤的分子机制在肿瘤发生的分子机制方面，肿瘤细胞的基因突变、表观遗传和环境因素等因素均对肿瘤发生起到一定的作用。
其中，基因突变是肿瘤原发性发生的主要原因。
例如，p53、Rb、BRCA1、BRCA2等基因的突变与肿瘤的发生密切相关。
此外，表观遗传是一种广泛存在于生物中的遗传现象，很多癌症都与表观遗传有关，如肿瘤细胞的DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA的表达等。
环境因素也是致癌的重要因素，如化学致癌物质、放射性物质、病毒和细菌等都可以导致肿瘤的发生。
这些因素可以直接或间接地导致细胞内基因的突变或表观遗传的改变，从而导致细胞的失控增殖和癌变。
2. 肿瘤的诊断和治疗在肿瘤的诊断和治疗上，肿瘤分子生物学为肿瘤学的人们提供了一系列重要的方法和技术。
例如，在类癌症的发现和治疗方面，肿瘤分子生物学技术的进步使肿瘤病患的生存率得到了极大的提高。
此外，在免疫治疗领域，肿瘤分子生物学也为癌症的治疗带来了新机会。
例如，使用免疫治疗的方法，利用T细胞、单克隆抗体和疫苗等针对肿瘤细胞的免疫反应，控制癌细胞的增长和扩散。
肿瘤分子生物学在个体化医学的发展中也有很大的应用前景。
目前，人们可以通过分子诊断和分子靶向治疗等技术，根据不同的癌症类型、亚型、远处转移情况、个体化基因和表型指标等因素，来制定个性化的治疗方案。
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病毒癌基因来源于细胞癌基因，是经过拼接、截短和/或重排后形成的融合基因。
（三）原癌基因的激活原癌基因在机体生长发育过程完成之后，多处于封闭状态或仅有低度表达。
当原癌基因的结构发生异常或表达失控时（原癌基因的激活），就会成为使细胞发生恶性转化能力的癌基因。
原癌基因可由以下几种方式被激活：1.点突变：RAS基因家族中经常发生点突变；2.基因扩增：MYC、ERBB基因家族在许多肿瘤中显示扩增；3.染色体重排：如85％的Buriktt淋巴瘤中发现有t（8；14）（q24；q32）易位，使c-myc的表达受到IgG重链启动子的调控而过量表达；而慢性髓性白血病（CML）中的t(9;22)(q34;q11)易位（费城染色体），使c-ABL和BCR融合，编码有较高的酪氨酸激酶活性的融合蛋白。
4.启动子插入，如病毒ALV插入到MYC的上游，其两端的LTR启动并增强了c-MYC的转录，从而诱导了淋巴瘤的产生。
一对细胞癌基因中只要有一个被激活，就可以以显性的方式发挥作用，使细胞趋于恶性转化。
此外，不同癌基因在癌变过程中具有协同作用。
（四）癌基因的分类和功能根据癌基因在细胞内相应的正常同源－原癌基因蛋白产物的生物学功能和生化特性可将癌基因分为以下几类：1．生长因子：生长因子可刺激细胞增殖，如SIS的产物为血小板生长因子(PDGF)?链，可促进间质细胞的有丝分裂；INT2的产物为成纤维细胞生长因子3（FGF3）；HST的产物为成纤维细胞生长因子2（FGF2）。
2．生长因子受体：生长因子受体与生长因子结合后形成蛋白质酪氨酸激酶，触发细胞的一系列反应。
如ERBB1的产物为表皮生长因子受体（EGFR）；FMS的产物为集落刺激因子受体（CSFR）；KIT的产物为干细胞生长因子受体。
3．信号转导分子：本类细胞癌基因可分为两个亚类，一类是膜结合型的，其产物为蛋白质酪氨酸激酶，细胞癌基因SRC、ABL、ROS 等均属此类。
另外一类是胞质型的，其产物为蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶，位于胞质中，细胞癌基因PIM、MOS、RAF等属于此类。
4．转录因子：定位于核内，可调节某些基因转录和DNA复制，促进细胞的增殖，如细胞癌基因MYC、JUN、FOS等的产物。
5．细胞周期相关蛋白：CyclinD、CyclinE、CDK4等。
6.细胞凋亡调节分子：Bcl-2。
七、抑癌基因（一）抑癌基因及其生物学功能抑癌基因泛指由于其存在和表达，使机体不能形成肿瘤的那一类基因，也可称作肿瘤抑制基因。
确定抑癌基因的三个必需条件：1）肿瘤相应的正常组织中此基因表达正常；2）肿瘤中此基因功能失活或结构改变，或表达缺陷；3）将此基因的野生型导入此基因异常的肿瘤细胞内，可部分或全部逆转恶性表型。
抑癌基因在控制细胞生长、增殖及分化过程中起着十分重要的负调节作用，并能潜在地抑制肿瘤生长。
点突变、缺失、启动子区CpG 岛甲基化等变异使其功能丧失可导致细胞恶性转化而发生肿瘤。
抑癌基因的变异通常是隐性的，只有两个等位基因的功能同时失活后才失去正常的抑癌功能。
（二）重要的抑癌基因目前已知的重要的抑癌基因有p53、Rb、p16、BRCA1、BRCA2、APC、DCC、PTEN、VHL等。
其中，p53是细胞周期中的负调节因子，与细胞周期的调控、DNA修复、细胞分化、细胞凋亡等重要的生物学功能有关；Rb1是细胞周期的转录调节因子；INK4a编码的p16INK4a为CDK的抑制剂，而p19ARF与Mdm2结合，稳定p53；VHL调节蛋白水解；DCC、E-Cadherin为细胞粘附分子；APC参与?-catenin、Wnt信号通路的调节；MADR2、DPC4调节传导TGF??信号；PTEN为双特异性磷酸酶；BRCA1和BRCA2为转录调节因子，参与DNA损伤修复；MSH2、MLH1、PMS1、PMS2、MSH6参与错配修复。
八、细胞周期与肿瘤（一）细胞周期的调节机制在细胞周期中起调节作用的重要蛋白包括：正向调节的细胞周期蛋白（Cyclins）和周期蛋白依赖性激酶（Cyclin-dependentkinases，CDKs）；负向调节的CDKs抑制蛋白（CDKinhibitor，CKI）。
CDKs 的活性表达和调控是细胞周期调控的核心机制，它们各自在细胞周期内特定的时间激活，磷酸化相应的底物，驱动细胞周期各时相的进程。
CDKs的时相性激活主要依赖于Cyclins的细胞周期时相性表达、积累和分解。
Cyclin与CDKs瞬时结合成活化的Cyclin-CDKs复合物，构成细胞周期的发动机。
义乌九三医院刘教授介绍，相应的CDK与Cyclins结合后，CDK的激活与否还受到CDK激活性蛋白激酶（CAK）、CDC25、CDK抑制剂（CKIs）、cyclin降解等多重复杂机制的严格调控，如CKIs可与Cyclin-CDK复合物结合并抑制其活性，使细胞周期停止或减缓。
人类细胞主要的CDKs有CDK1（Cdc2）、CDK2、CDK4、CDK6；主要的周期蛋白有cyclinB1、cyclinA、cyclinE、cyclinD1、D2和D3。
CKIs有两个主要的家族：一个是Cip/Kip家族，如p21Cip1、p27Kip1和p57Kip2，主要与CDK2的抑制有关。
另一个是INK4家族，包括p16INK4a、p15INK4b、p18INK4c、p19INK4d，它们主要与CDK4和CDK6的抑制密切相关。
（二）细胞周期的启动机制细胞周期能否启动进行细胞增殖，主要的调控点在G1期，称为限制点（R点），它决定细胞是否通过G1期进入S期。
CyclinD-CDK4/6和CyclinE-CDK2驱动细胞周期通过R点，对G1/S时相转换有限速作用。
活化的CDK4/6和CDK2作用于pRb，使之磷酸化后释放转录因子E2F，启动DNA复制，细胞进入S期。
p15INK4b、p16INK4a、p18INK4c、p19INK4d、和p21Cip1可竞争结合CyclinD，p21Cip1和p27Kip1可竞争结合CyclinE，从而抑制CDK4和CDK2的活性，诱发G1/S期阻滞。
（三）细胞周期的监控机制细胞中存在一套对细胞周期进行严密监视的监测机制，即细胞周期检测点机制，其功能是保证细胞复制的忠实性和基因组的完整性和稳定性。
检测点功能丧失或异常将导致遗传不稳定性，并增加细胞癌变的可能。
细胞周期内有两类检测点：时相次序检测点和DNA损伤检测点。
时相次序检测点可确保细胞周期时相的严格次序和不重复性。
在S 期检测点，CyclinE与CDK2结合，启动DNA复制。
CDK2和CyclinA 结合参与G2期的启动和进行。
G2/M检测点的核心是Cdc2（编码P34CDC2），激活后磷酸化在M期起关键作用的底物蛋白，使细胞进入M期。
CyclinB1在G2/M转换点与CDC2形成CyclinB1/Cdc2（即有丝分裂促进因子MPF）。
CyclinB1/Cdc2由CAK（Cdc2活化激酶，由CDK7和CyclinH组成）磷酸化激活。
P21CIP1可能抑制CyclinB1/Cdc2。
有丝分裂中期到后期转换过程中存在纺锤体装配检验点，以防止染色体分离过程中发生错误。
纺锤体装配检测点的成分包括Mad1-3，Bub1/BubR1和Bub3。
APC/C-Cdc20复合物控制姊妹染色体的分离及M期Cyclins的降解。
在DNA损伤的情况下，哺乳细胞可将细胞周期阻止于细胞周期的相应时相。
假如DNA损伤不能被修复，细胞将进入凋亡程序。
ARF-Mdm2-p53途径在DNA损伤诱导的G1期阻滞过程中起重要作用。
Cdc25途径在G2期监测点中起重要作用，DNA损伤使Cdc25失活，不能激活Cdc2，实现G2期阻滞。
（四）细胞周期与肿瘤肿瘤细胞的最基本特征是细胞周期调控机制的破坏，导致细胞的失控性生长，因此肿瘤又被认为是细胞周期异常性疾病。
细胞增殖失控和遗传不稳定性是肿瘤细胞最明显的特征，反映其检测点机制和DNA修复系统存在功能性缺陷。
目前发现在人类肿瘤中，各细胞周期中的蛋白分子几乎都可出现不同程度的异常表达，它们或与癌基因和抑癌基因协同作用，或本身作为癌基因促进和维持转化。
G1期蛋白分子与细胞癌变的关系十分密切，例如CyclinD1的过度表达，常见于大多数肿瘤。
在不同的肿瘤细胞中，存在着不同的Cyclins和CDKs的过表达和基因的重排。
CKIs （p21Cip1）、Rb和p53的异常是对细胞周期驱动机制的更为常见、更为直接的破坏。
p16最常见的异常是突变和缺失。
（五）细胞凋亡与肿瘤癌症发生的重要原因之一是细胞凋亡异常。
在恶性肿瘤的发病过程中，细胞凋亡异常的发生机制几乎涉及细胞凋亡信号途径的所有方面。
以选择性地诱导肿瘤细胞凋亡为目标的凋亡干预技术可能成为治疗恶性肿瘤的基本策略。
目前大多数化疗药物都是通过诱导细胞凋亡清除肿瘤细胞。
对细胞凋亡机制的深入研究可为抗癌药物的研发提供新的靶点和思路。
许多细胞凋亡调节分子被用来作为抗肿瘤药物筛选及肿瘤基因治疗的的靶点。
获得FDA批准的Gleevec已成功用于治疗CML，是目前唯一能特异杀伤肿瘤细胞的小分子药物，其医药批发研发完全基于对细胞凋亡和信号转导的基础研究。
同时，在肿瘤细胞内导入凋亡活化基因或灭活凋亡抑制基因是肿瘤基因治疗的另一策略。
例如腺病毒介导的TRAIL基因转移，不但能介导肿瘤细胞的凋亡，而且产生旁观者效应，同时对正常成纤维细胞和肺上皮细胞不起作用，但可大量杀伤肝细胞。
而DR4和DR5的单克隆抗体不仅呈现抗肿瘤活性，而且对肝脏细胞没有毒性，相关临床研究正在进行中。