癌基因抑癌基因及生长因子PPT课件
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生物化学 癌基因、抑癌基因
9
Peyton Rous USA Rockefeller University New York, NY, USA B: 1879 D:1970
10
RNA 病 毒 与 宿 主 细 胞 基 因 整 合 过 程
12
病毒癌基因和原癌基因比较
病毒癌基因无内含子, 病毒癌基因无内含子,而原癌基因通常有内含子或插 入序列. 入序列. 病毒癌基因较原癌基因有较强的转化细胞功能, 病毒癌基因较原癌基因有较强的转化细胞功能,病毒 癌基因与同源的原癌基因在外显子序列中存在着微 小的差别. 小的差别. 病毒癌基因常会出现碱基取代或碱基缺失等突变, 病毒癌基因常会出现碱基取代或碱基缺失等突变,而 原癌基因则较少发现这类突变. 原癌基因则较少发现这类突变. 病毒癌基因通常丢失了原癌基因两端的某些调控序 列 , 而在病毒高效启动子作用下有较高的转录活性 . 而在病毒高效启动子作用下有较高的转录活性.
13
(三)细胞癌基因
细胞癌基因(原癌基因) 1. 细胞癌基因(原癌基因)的特点
广泛存在于生物界中; 广泛存在于生物界中; 基因序列高度保守,称为持家基因; 基因序列高度保守,称为持家基因; 限制性表达产物,有促进细胞生长,增殖, 限制性表达产物,有促进细胞生长,增殖, 分 化和发育等生理功能; 化和发育等生理功能; 被激活后,形成癌性的细胞转化基因. 被激活后,形成癌性的细胞转化基因.
7
病毒癌基因( 病毒癌基因 ( viral oncogene, v-onc) : 是致瘤病毒 ) 中能在体内诱发肿瘤并在体外引起细胞转化的基因. 中能在体内诱发肿瘤并在体外引起细胞转化的基因 . 原癌基因( 原癌基因 ( protooncogene, pro-onc) 或称 细胞癌基 , ) 或称细胞癌基 因(cellular oncogene,c-onc):是存在于细胞基因 , ) 组中, 正常情况下处于静止或低水平( 限制性) 组中 , 正常情况下处于静止或低水平 ( 限制性 ) 表 达状态, 对维持细胞正常功能具有重要作用, 达状态 , 对维持细胞正常功能具有重要作用 , 当受 到致癌因素作用被活化而导致细胞恶变的基因. 到致癌因素作用被活化而导致细胞恶变的基因. 癌基因名称用3个斜体小写字母表示, 癌基因名称用 个斜体小写字母表示,如myc,ras, 个斜体小写字母表示 , , src. .
分子生物学第二十二章癌基因、抑癌基因
第 二十二章
癌基因和抑癌基因
1
肿瘤的发生是细胞生长和细胞分化紊乱 所致的细胞无节制增殖的结果。
癌基因—细胞正增殖信号 抑癌基因（肿瘤抑制基因）—细胞负增殖信号 基因组维护基因
2
癌基因和肿瘤抑制基因在细胞增殖中的作用 3
癌基因、抑癌基因与细胞生长
抑癌基因 癌基因
产物
负调控 正调控
细胞
生长因子
4
第一节
增强。 2．表达融合蛋白
慢性粒细胞性白血病:bcr-abl融合基因 9号染色体ABL → 22号染色体BCR → BCR-ABL融合基因→融合蛋白BCR-ABL
(TPK活性)
20
21
（四）原癌基因获得启动子或增强子而激活
原癌基因的上游插入外源性启动子或增强子， 可激活原癌基因，使其表达产物增多。 例：禽白血病病毒（ALV）感染细胞后诱发
39
（三）BCR-ABL慢性粒细胞白血病治疗的重要分子靶点
慢性粒细胞白血病患者的9号染色体与22号染 色体之间发生易位，从而融合产生了癌基因BCRABL，编码的蛋白质BCR-ABL具有持续活化的蛋白 酪氨酸激酶活性，能促进细胞增殖，并增加基因 组的不稳定性。
例如： 在95%的慢性粒细胞白血病患者中都伴随有
节细胞生长与分化的多肽类物质。
28
作用模式 内分泌 (endocrine) 旁分泌 (paracrine) 自分泌 (autocrine)
29
30
二、生长因子作用机制
与膜受体结合
与胞内受体结合
酪氨酸激酶活化
胞内相关蛋白 质被磷酸化
产生相应第二信使
生长因子–受体
蛋白激酶活化 复合物，活化
相关基因
启动因子
癌基因和抑癌基因
1
肿瘤的发生是细胞生长和细胞分化紊乱 所致的细胞无节制增殖的结果。
癌基因—细胞正增殖信号 抑癌基因（肿瘤抑制基因）—细胞负增殖信号 基因组维护基因
2
癌基因和肿瘤抑制基因在细胞增殖中的作用 3
癌基因、抑癌基因与细胞生长
抑癌基因 癌基因
产物
负调控 正调控
细胞
生长因子
4
第一节
增强。 2．表达融合蛋白
慢性粒细胞性白血病:bcr-abl融合基因 9号染色体ABL → 22号染色体BCR → BCR-ABL融合基因→融合蛋白BCR-ABL
(TPK活性)
20
21
（四）原癌基因获得启动子或增强子而激活
原癌基因的上游插入外源性启动子或增强子， 可激活原癌基因，使其表达产物增多。 例：禽白血病病毒（ALV）感染细胞后诱发
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（三）BCR-ABL慢性粒细胞白血病治疗的重要分子靶点
慢性粒细胞白血病患者的9号染色体与22号染 色体之间发生易位，从而融合产生了癌基因BCRABL，编码的蛋白质BCR-ABL具有持续活化的蛋白 酪氨酸激酶活性，能促进细胞增殖，并增加基因 组的不稳定性。
例如： 在95%的慢性粒细胞白血病患者中都伴随有
节细胞生长与分化的多肽类物质。
28
作用模式 内分泌 (endocrine) 旁分泌 (paracrine) 自分泌 (autocrine)
29
30
二、生长因子作用机制
与膜受体结合
与胞内受体结合
酪氨酸激酶活化
胞内相关蛋白 质被磷酸化
产生相应第二信使
生长因子–受体
蛋白激酶活化 复合物，活化
相关基因
启动因子
6癌基因与抑癌基因
杜尔贝科(1914～) 意大利裔美国病毒学家
1970年， H.Temi和Dulbecco 发现致癌的RNA病毒中存反 转录酶，提出了原病毒假设， 认为RNA病毒通过反向转录 和正向转录以及与宿主细胞 DNA发生交换或重组，能形 成癌基因。
特明(1935～1994) 美国病毒学家
1976年H.Evarmus和J.M.Bishop发现鸟类肉瘤病毒 中 含 有 致 癌 基 因 。 被 命 名 为 病 毒 癌 基 因 (Virus oncogene V-onc). 80年代初通过很多实验证实了癌基因的存在。
RB：核磷酸蛋白，有磷酸化和非磷酸化两种形式
(1)主要是可以和肿瘤抗原相互作用：
RB的379~792残基区域可结合：
SV40 T抗原 腺病毒E1A抗原 人类乳头瘤病毒E7抗原
(2) RB产物可抑制部分致癌蛋白。 (3)RB还有抑制细胞增殖的作用。
②RB的作用机制：
静止期： ①RB非磷酸化形式，与转 录因子E2F结合； ② E2F促进进入S期必需 的基因，促进增殖。 ③RB/E2F 复 合 物 干 扰 E2F与DNA的结合，抑制 细胞周期，抑制增殖。 需增殖时： ①G1末至G2末cyclin/ CDK使RB磷酸化。 ②磷酸化RB与E2F解离； ③ E2F发挥转录因子作用， 活化下游基因； ④细胞增殖。
③Rb基因的灭活机制：
Rb基因: 13q14,150kb,27exons & 26 intron → mRNA 4.7kb →Pr P110RB
① exon 2 ~ 6丢失，缺乏正常大小的mRNA及RB蛋 白；
② exon 13～17丢失，基因移码突变，翻译提前终止， 无RB表达；
③ exon 5～6单拷贝变成2个拷贝，mRNA相应增大， 移码突变，翻译提前终止，无RB表达；
癌基因和抑癌基因
Rb磷酸化与细胞周期控制
（二）TP53基因
目前研究最多的抑癌基因。50%~60％ 的人类肿瘤中有TP53基因突变。
P53蛋白的结构。 TP53基因与细胞生长、增殖、凋亡、
DNA修复等过程紧密相关。
转录激活结构域
DNA结合结构域
DNA损伤
寡聚结构域
DNA损伤
正常p53
p21
bax
细胞周期阻滞 细胞凋亡
2. 机制：
（1）基因突变 （2）基因扩增 （3）染色体易位 （4）获得启动子或增强子
1. 基因突变
3. 染色体易位
2. 基因扩增
4. 获得启动子或增强子
癌基因活化机制示意图
四、原癌基因的编码蛋白与生长因子密切相关
（一）生长因子的概念与种类
1. 概念： 生长因子（growth factor）是一类由细胞分泌的、类似于激素的信号分子，多数为肽类（含
五、癌基因是肿瘤治疗的重要分子靶点
（一）BRAF 60%黑素瘤中BRAF发生突变，其第600位AA从缬氨酸突变为谷氨酸（V600E）最为常见，导致
B-Raf的持续激活。靶向药物威罗菲尼（vemurafenib）。 （二）HER2
30%乳腺癌中HER2基因扩增或过表达。靶向药物单克隆抗体赫赛汀（herceptin）。 （三）BCR-ABL
三、抑癌基因在肿瘤发生发展中具有重要作用
（一）RB基因
Rb蛋白的磷酸化状态与它的功能密切相
关。去磷酸化（或低磷酸化）形式为活
性型，能促进细胞分化，抑制细胞增殖。
Rb的磷酸化程度受细胞周期中增殖调控
蛋白质的直接控制。
E2F
低磷酸化Rb对细胞周期的负调节作用是
通过与转录因子E2F-1的结合而实现的。
癌基因与抑癌基因
（4）许多肿瘤旳发生率往往伴随年龄旳增长和遗传 稳定性旳降低而增长；
（5）许多肿瘤细胞克隆具有特征性旳染色体变化。
所以大多数学者以为肿瘤是一种基因疾病。
经过对肿瘤遗传家系分析、流行病学以及大量 旳动物试验研究证明了肿瘤旳发生受遗传原因 旳影响，肿瘤是一种环境原因与遗传原因相互 作用造成旳一类疾病。大多数旳环境致病原因 如饮食、病毒、化学物质、射线旳致癌作用都 是经过影响遗传基因起作用旳:
七、肿瘤旳多基因变异累积 与基因组学和蛋白组学
20世纪90年代起人们逐渐认识到单一基因旳异常 不足以造成细胞癌变,肿瘤可能是多基因变异累 积旳成果。研究已发觉了许多与肿瘤有关旳基因， 细胞周期调控因子，凋亡有关基因，血管生长因 子和受体和端粒酶等。 究竟有多少基因参加肿瘤旳发生和发展，基因间 关系和作用通路是什么，还不清楚。
第三节 基因变异方式与原癌基因活化
研究表白,原癌基因在物理、化学及生物旳致癌 原因作用下发生变化,基因变异方式主要有
1、点突变， 2、扩增， 3、重排， 4、甲基化状态 5、过分体现 基因旳变异变化使原癌基因活化为癌基因。癌基 因在肿瘤发生、发展中起主要作用。
一、点突变与癌基因
20世纪80年代初，美国旳三个试验室同步发觉 H-Ras基因第12位密码子GGC突变为GTC，从而使 编码旳甘氨酸变为缬氨酸，使其产物p21蛋白旳 构造发生变化造成ras基因旳活化。 后来大量旳试验研究发觉，基因点突变是造成 癌基因活化旳主要方式，并与细胞旳癌变有关。
绝大多数肿瘤旳基因变异都是体细胞突变，涉及 点突变、扩增、重排、缺失或甲基化状态旳变化。
癌基因最初作为病毒基因被发觉，可使细胞转 化为癌细胞。后来发觉人类正常细胞中存在病 毒癌基因旳同源序列，称之为原癌基因(protooncogene)。原癌基因存在于正常细胞内，在细 胞旳增殖和分化过程中起主要调控作用。
（5）许多肿瘤细胞克隆具有特征性旳染色体变化。
所以大多数学者以为肿瘤是一种基因疾病。
经过对肿瘤遗传家系分析、流行病学以及大量 旳动物试验研究证明了肿瘤旳发生受遗传原因 旳影响，肿瘤是一种环境原因与遗传原因相互 作用造成旳一类疾病。大多数旳环境致病原因 如饮食、病毒、化学物质、射线旳致癌作用都 是经过影响遗传基因起作用旳:
七、肿瘤旳多基因变异累积 与基因组学和蛋白组学
20世纪90年代起人们逐渐认识到单一基因旳异常 不足以造成细胞癌变,肿瘤可能是多基因变异累 积旳成果。研究已发觉了许多与肿瘤有关旳基因， 细胞周期调控因子，凋亡有关基因，血管生长因 子和受体和端粒酶等。 究竟有多少基因参加肿瘤旳发生和发展，基因间 关系和作用通路是什么，还不清楚。
第三节 基因变异方式与原癌基因活化
研究表白,原癌基因在物理、化学及生物旳致癌 原因作用下发生变化,基因变异方式主要有
1、点突变， 2、扩增， 3、重排， 4、甲基化状态 5、过分体现 基因旳变异变化使原癌基因活化为癌基因。癌基 因在肿瘤发生、发展中起主要作用。
一、点突变与癌基因
20世纪80年代初，美国旳三个试验室同步发觉 H-Ras基因第12位密码子GGC突变为GTC，从而使 编码旳甘氨酸变为缬氨酸，使其产物p21蛋白旳 构造发生变化造成ras基因旳活化。 后来大量旳试验研究发觉，基因点突变是造成 癌基因活化旳主要方式，并与细胞旳癌变有关。
绝大多数肿瘤旳基因变异都是体细胞突变，涉及 点突变、扩增、重排、缺失或甲基化状态旳变化。
癌基因最初作为病毒基因被发觉，可使细胞转 化为癌细胞。后来发觉人类正常细胞中存在病 毒癌基因旳同源序列，称之为原癌基因(protooncogene)。原癌基因存在于正常细胞内，在细 胞旳增殖和分化过程中起主要调控作用。
乳腺癌病例分析ppt课件可修改全文
16
（三）内分泌治疗
雌激素受体（ER）和孕激素受体（PgR）阳性患者 可优先选择内分泌治疗。对于绝经前妇女推荐使 用选择性激素受体拮抗剂三苯氧胺（Tamoxifen）， 推荐至少服用5年（最新研究提示，服用5年有效预防 复发转移患者继续服用至10年可继续获益） 绝经后妇女由于雌激素来源多由肾上腺分泌的雄 激素转化为雌激素，因此应用芳香化酶抑制剂效 果由于三苯氧胺 卵巢去势
+ 乳腺恶性淋巴瘤：可为全身淋巴瘤的一部分，临床上仅表现为迅速增大的乳腺肿块，
肿块巨大时可破溃。诊断主要依据肿块活检。
+ 乳腺转移癌：乳腺转移癌患者多具有恶性肿瘤病史，主要为肺癌、乳腺癌。表现为光 滑、活动的孤立肿块或多个结节。诊断主要依据肿块活检。
12
+ 多数采用国际抗癌协会建议的T（原发癌瘤）、N（区域淋巴结）、M（远处 转移）分期法。内容如下：
性，与月经周期有关，肿块或局部乳腺增厚与周围乳腺组织分界不明 显。 3. 浆细胞性乳腺炎：是乳腺组织的无菌性炎症，炎性细胞中以浆细胞为 主。临床上60%呈急性炎症表现，肿块大时皮肤可呈橘皮样改变。 40%病人开始即为慢性炎症，表现为乳晕旁肿块，边界不清，可有皮 肤粘连和乳头凹陷。 4. 乳腺结核：是由结核杆菌所致乳腺组织的慢性炎症。好发于中青年女 性，病程较长，发展较缓慢，局部表现为乳房内肿块，肿块质硬偏韧， 部分区域可有囊性感，肿块境界有时不清楚，活动度可受限。可有肿 痛，但无周期性。
2
I期乳腺（浸润?）癌（T1N0M0) 依据：超声检查见1cm不规则损伤，回声增强：浸润？
17年口服避孕药史：乳腺癌危险因素 无乳头溢乳：排除乳管内乳头状瘤 肿块直径1cm、腋窝淋巴结不可触：乳腺癌TNM分期 法依据。 父方的表姐/妹罹患乳房肿瘤：三级亲属。未考虑为乳 腺癌危险因素
（三）内分泌治疗
雌激素受体（ER）和孕激素受体（PgR）阳性患者 可优先选择内分泌治疗。对于绝经前妇女推荐使 用选择性激素受体拮抗剂三苯氧胺（Tamoxifen）， 推荐至少服用5年（最新研究提示，服用5年有效预防 复发转移患者继续服用至10年可继续获益） 绝经后妇女由于雌激素来源多由肾上腺分泌的雄 激素转化为雌激素，因此应用芳香化酶抑制剂效 果由于三苯氧胺 卵巢去势
+ 乳腺恶性淋巴瘤：可为全身淋巴瘤的一部分，临床上仅表现为迅速增大的乳腺肿块，
肿块巨大时可破溃。诊断主要依据肿块活检。
+ 乳腺转移癌：乳腺转移癌患者多具有恶性肿瘤病史，主要为肺癌、乳腺癌。表现为光 滑、活动的孤立肿块或多个结节。诊断主要依据肿块活检。
12
+ 多数采用国际抗癌协会建议的T（原发癌瘤）、N（区域淋巴结）、M（远处 转移）分期法。内容如下：
性，与月经周期有关，肿块或局部乳腺增厚与周围乳腺组织分界不明 显。 3. 浆细胞性乳腺炎：是乳腺组织的无菌性炎症，炎性细胞中以浆细胞为 主。临床上60%呈急性炎症表现，肿块大时皮肤可呈橘皮样改变。 40%病人开始即为慢性炎症，表现为乳晕旁肿块，边界不清，可有皮 肤粘连和乳头凹陷。 4. 乳腺结核：是由结核杆菌所致乳腺组织的慢性炎症。好发于中青年女 性，病程较长，发展较缓慢，局部表现为乳房内肿块，肿块质硬偏韧， 部分区域可有囊性感，肿块境界有时不清楚，活动度可受限。可有肿 痛，但无周期性。
2
I期乳腺（浸润?）癌（T1N0M0) 依据：超声检查见1cm不规则损伤，回声增强：浸润？
17年口服避孕药史：乳腺癌危险因素 无乳头溢乳：排除乳管内乳头状瘤 肿块直径1cm、腋窝淋巴结不可触：乳腺癌TNM分期 法依据。 父方的表姐/妹罹患乳房肿瘤：三级亲属。未考虑为乳 腺癌危险因素
19.第二十二章 癌基因和抑癌基因
类别
癌基因名称
作用
细胞外生长因子 跨膜生长因子受体 细胞内信号转导分子 核内转录因子
SIS INT-2
EGFR HER-2 FMS、KIT
SRC、ABL TRK RAF RAS
MYC FOS、JUN
PDGF-2 FGF同类物，促进细胞增殖
EGF受体，促进细胞增殖 EGF受体类似物，促进细胞增殖 M-CSF受体、SCF受体，促增殖
目录
禽肉瘤病毒基因组结构
长末端 重复序列
正常的病毒基因
生物化学与分子生物学教研室
癌基因
LTR gag
pol
env src LTR
调节和 产生病毒 产生逆转录 产生病毒 产生酪氨酸
启动转录 核心蛋白 酶和整合酶 外膜蛋白
激酶
目录
生物化学与分子生物学教研室
1910年，Rous在鸡肉瘤病毒的核酸中发现
特殊片段src可使细胞转化。后来又发现正常细
胞中的原癌基因与病毒中的癌基因是同源的， 即它们的DNA顺序是相对应的。
目录
生物化学与分子生物学教研室
目录
生物化学与分子生物学教研室
目前认为广义的“癌基因”应当是：凡能 编码生长因子、生长因子受体、细胞内生长信 息传递分子，及与生长有关的转录调节因子的 基因均应归属癌基因的范畴。
目录
生物化学与分子生物学教研室
三、癌基因活化的机制
1. 概念： 从正常的原癌基因转变为具有使细胞发生恶性转化的
癌基因的过程称为原癌基因的活化，这种转变属于功能 获得突变（gain-of-function mutation）。 2. 机制： （1）基因突变 （2）基因扩增 （3）染色体易位 （4）获得启动子或增强子
抑癌基因
第二节抑癌基因一、抑癌基因的概念抑癌基因或称抗癌基因（anti-oncogene）与肿瘤抑制基因(tumor suppressor gene)属同义词，是指能够抑制细胞癌基因活性的一类基因，正常情况被激活时具有抑制细胞增殖作用，对细胞的发育、生长和分化的调节起重要作用的一类基因。
这些基因如果由于突变等各种原因会导致基因失活，或者当其产物失活时，抑制作用消失，可导致肿瘤的发生和癌变。
它的发现较癌基因晚，迄今克隆到的抑癌基因数目较少，这并不意味着客观存在的抑癌基因就一定比癌基因少，只是由于技术上的原因，要想分离、鉴定、确认一个抑癌基因比较困难。
目前已发现的抑癌基因有10多种。
例如，p53基因是于1979年发现的第一个肿瘤抑制基因。
二、常见抑癌基因及功能关于抑癌基因如何起作用所知甚少，总体上对生长起着控制作用，是一类生长控制基因或负调控基因，若功能丧失则失去负调控，细胞只能接受正调控信号，抑癌基因产物的功能多种多样。
常见抑癌基因如p53、Rb基因等失活能诱发多种癌症：（一）p53基因p53基因于1979年Lane等发现，以其编码p53蛋白而得名，该蛋白有393个氨基酸残基，活性受磷酸化/去磷酸化调控，该基因是迄今与人类肿瘤相关性最高的基因，50%以上的肿瘤都有p53基因的变异p53基因定位：17p13，11个外显子，全长16～20Kb，转录产物2.8Kb。
p53基因突变：存在于一半以上的人肿瘤中，多为点突变，主要发生于外显子5-8，如肝癌中的249号密码子第3碱基G→T，与黄曲霉素B1有关。
p53蛋白结构和功能：P53蛋白为核内转录因子，包括核心区的DNA结合域，N端转录激活域和C端介导寡聚体化的结构域。
1、p53的中央域识别和结合一个10bp的启动子序列，可激活转录（通过N-端的反式激活域）。
p53突变大多发生于中央DNA结合域。
2、可阻断细胞进入S期，细胞增殖负调控因子，可抑制c-myc表达及功能3、P53的一个等位基因突变，其产物可抑制另一个野生型产物的作用，通过蛋白-蛋白作用而失活。