癌基因与抑癌基因专家讲座.pptx

肿瘤学肿瘤学第三章第三章 癌癌 基基 因与抑癌因与抑癌 基基 因因 癌基因与抑癌基因第1页癌癌 基基 因因癌基因与抑癌基因第2页大量事实证实，肿瘤发生与基因异常有着亲密大量事实证实，肿瘤发生与基因异常有着亲密联络：联络：（1）肿瘤易感性含有）肿瘤易感性含有家族遗传倾向家族遗传倾向，如视网膜母细，如视网膜母细 胞瘤、乳腺癌、大肠癌等；胞瘤、乳腺癌、大肠癌等；（2）各种）各种致癌原因致癌原因如病毒、电离辐射、化学致癌剂如病毒、电离辐射、化学致癌剂 都可都可引发基因改变引发基因改变；（3）各种与）各种与细胞基本生命活动相关基因改变细胞基本生命活动相关基因改变都会都会 使细胞发生一系列改变而造成肿瘤；使细胞发生一系列改变而造成肿瘤；（4）许多肿瘤发生率往往伴随）许多肿瘤发生率往往伴随年纪增加年纪增加和和遗传遗传 稳定性稳定性降低而增加；降低而增加；（5）许多肿瘤）许多肿瘤细胞克隆含有特征性细胞克隆含有特征性染色体改变。染色体改变。所以大多数学者认为肿瘤是一个基因疾病。所以大多数学者认为肿瘤是一个基因疾病。癌基因与抑癌基因第3页经经过过对对肿肿瘤瘤遗遗传传家家系系分分析析、流流行行病病学学以以及及大大量量动动物物试试验验研研究究证证实实了了肿肿瘤瘤发发生生受受遗遗传传原原因因影影响响，肿肿瘤瘤是是一一个个环环境境原原因因与与遗遗传传原原因因相相互互作作用用造造成成一一类类疾疾病病。大大多多数数环环境境致致病病原原因因如如饮饮食食、病病毒毒、化化学学物物质质、射射线线致致癌癌作作用用都都是是经经过过影影响响遗遗传传基基因起作用因起作用:正常体细胞在正常体细胞在各种致癌原因各种致癌原因作用下，发作用下，发 生生各种基因突变各种基因突变，引发基因表示紊乱，从，引发基因表示紊乱，从 而影响细胞生物学活性，经过而影响细胞生物学活性，经过多阶段多阶段 形态学改变逐步形成肿瘤细胞。形态学改变逐步形成肿瘤细胞。癌基因与抑癌基因第4页癌基因与抑癌基因第5页肿肿瘤瘤是是细细胞胞中中各各种种基基因因变变异异累累积积结结果果，基基因因变变异异主要发生在主要发生在三类细胞基因三类细胞基因 癌基因癌基因(oncogenes)、肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因(tumorsuppression genes)DNA修复基因修复基因(DNA repair genes)。绝绝大大多多数数肿肿瘤瘤基基因因变变异异都都是是体体细细胞胞突突变变，包包含含点点突变、扩增、重排、缺失或甲基化状态改变。突变、扩增、重排、缺失或甲基化状态改变。癌基因与抑癌基因第6页癌基因癌基因最初作为病毒基因被发觉，可使细胞转最初作为病毒基因被发觉，可使细胞转化为癌细胞。以后发觉人类化为癌细胞。以后发觉人类正常细胞正常细胞中存在病中存在病毒癌基因毒癌基因同源序列同源序列，称之为，称之为原癌基因原癌基因(proto-oncogene)。原癌基因存在于正常细胞内，。原癌基因存在于正常细胞内，在细在细胞增殖和分化过程中起主要调控作用。胞增殖和分化过程中起主要调控作用。当原癌基因发生当原癌基因发生变异变异造成其正常结构和功效发造成其正常结构和功效发生改变，生改变，转变为转变为癌基因癌基因（也能够称也能够称原癌基因活原癌基因活化化）。）。癌基因在肿瘤发生、发展过程中起促进癌基因在肿瘤发生、发展过程中起促进作用。作用。据预计，据预计，原癌基因原癌基因约占人体全部基因约占人体全部基因0.11%，迄今已分离和判定出迄今已分离和判定出100各种。各种。癌基因与抑癌基因第7页第一节第一节 癌基因研究发展历史癌基因研究发展历史 癌基因与抑癌基因第8页一、肿瘤发病机制研究发展史一、肿瘤发病机制研究发展史 古代古代 体液学说体液学说20世纪初世纪初 化学致癌学说化学致癌学说 病毒致癌学说病毒致癌学说 试验肿瘤学诞生试验肿瘤学诞生 20世纪中叶世纪中叶 物理致癌学说物理致癌学说20世纪中叶世纪中叶 基因突变致癌学说基因突变致癌学说 多原因、多原因、综合致癌理论综合致癌理论20世纪后叶世纪后叶 多阶段、多阶段、（癌变多阶段癌变多阶段 多基因变异多基因变异 分子模型建立分子模型建立）癌基因与抑癌基因第9页二、肿瘤基因学说提出二、肿瘤基因学说提出 20世纪早期世纪早期，荷兰植物学家，荷兰植物学家Hugo de Vries和德和德国动物学家国动物学家Theodor Boveri提出了提出了突变学说突变学说来解来解释肿瘤起源。释肿瘤起源。19521952年年BoylandBoyland第一次证实了第一次证实了致癌物主要作用于致癌物主要作用于DNADNA，19531953年年DNADNA双螺旋双螺旋发觉为研究基因缺点与发觉为研究基因缺点与肿瘤关系开创了一个新时代。肿瘤关系开创了一个新时代。1960年年Nowell和和Hungerford发觉发觉费城染色体费城染色体(Philadelphia,Ph)与慢性粒细胞性白血病与慢性粒细胞性白血病(chronic myeloid leukemia,CML)亲密相关。亲密相关。癌基因与抑癌基因第10页1964年年Brooks和和Lawly用试验证实用试验证实致癌物可使致癌物可使DNA发生突变发生突变，同时也明确了一些致癌物致癌，同时也明确了一些致癌物致癌性与性与DNA亲合性之间有直接关系亲合性之间有直接关系 1969年年美国科学家美国科学家Robert Huebner和和George Todaro在美国科学院院刊发表了癌基因在美国科学院院刊发表了癌基因(onecogene)假说。假说。19731973年年RowleyRowley证实证实费城染色体费城染色体是由是由9 9号和号和2222号染号染色体易位而形成色体易位而形成 癌基因与抑癌基因第11页19751975年年第一个第一个病毒癌基因病毒癌基因Src被成功分离，而且被成功分离，而且在人和动物正常细胞中也找到了在人和动物正常细胞中也找到了Src基因存在。基因存在。2020世纪世纪7070年代年代末期进入癌基因研究黄金时期，末期进入癌基因研究黄金时期，至今已先后分离了至今已先后分离了一百各种一百各种癌基因癌基因人们在发觉癌基因同时也逐步认识到可能有另人们在发觉癌基因同时也逐步认识到可能有另一类基因（一类基因（抑癌基因抑癌基因）存在）存在。癌基因与抑癌基因第12页1969年年Harris和和它它同同事事提提出出在在恶恶性性肿肿瘤瘤中中可可能能有一个有一个抑制肿瘤恶性生长基因抑制肿瘤恶性生长基因。1970年年Knudson经经过过对对视视网网膜膜母母细细胞胞瘤瘤研研究究，假假设设视视网网膜膜母母细细胞胞瘤瘤发发生生最最少少存存在在两两步步突突变变，提出了提出了抑癌基因假说抑癌基因假说。1986年年人类第一个抑癌基因人类第一个抑癌基因视网膜母细胞视网膜母细胞瘤致病基因瘤致病基因Rb成功地克隆出来。成功地克隆出来。迄今为止，已经有迄今为止，已经有3030余种余种抑癌基因抑癌基因被判定或克被判定或克隆出来。隆出来。肿瘤基因学说肿瘤基因学说逐步形成逐步形成癌基因与抑癌基因第13页三、癌基因、抑癌基因与细胞信号传导三、癌基因、抑癌基因与细胞信号传导 19771977年年EriksonErikson和和BruggeBrugge分离出由分离出由v-Srcv-Src癌基因编癌基因编码码PPPP60src60src蛋白蛋白，后，后PPPP60src60src被证实是一个被证实是一个蛋白激酶蛋白激酶，在蛋白中有在蛋白中有酪氨酸磷酸激酶残基酪氨酸磷酸激酶残基。19801980年年BaltimoreBaltimore发觉从发觉从AbelsonAbelson鼠白血病病毒中鼠白血病病毒中得到得到v-Ablv-Abl癌基因癌基因编码蛋白也是编码蛋白也是酪氨酸激酶。酪氨酸激酶。19821982年年从肉瘤病毒中分离到癌基因从肉瘤病毒中分离到癌基因RasRas。随即证。随即证实实RasRas蛋白蛋白是一个是一个G G蛋白蛋白，含有，含有GTPaseGTPase活性活性，参加，参加细胞信号传导。细胞信号传导。癌基因与抑癌基因第14页1983年年克隆到与血小板生长因子克隆到与血小板生长因子(PGDF)蛋白蛋白高度同源高度同源v-Sis基因基因，之后又发觉，之后又发觉v-erbB编码蛋编码蛋白与血小板起源生长因子受体白与血小板起源生长因子受体(EGFR)高度同高度同源，源，1986年年被被克隆人类第一个克隆人类第一个抑癌基因抑癌基因RbRb被证实是被证实是细胞周期信号传导调控因子。细胞周期信号传导调控因子。19891989年年发觉发觉抑癌基因抑癌基因p53p53是是细胞周期和细胞凋细胞周期和细胞凋亡信号传导调控因子。亡信号传导调控因子。癌基因与抑癌基因第15页经过对随即发觉经过对随即发觉众多众多癌基因和抑癌基因癌基因和抑癌基因功效研究，功效研究，明确了绝大多数癌基因和抑癌基因在明确了绝大多数癌基因和抑癌基因在细胞信号传细胞信号传导导中中饰演了主要饰演了主要角色角色。癌基因癌基因大多参加细胞内信号传递通路，许多本身大多参加细胞内信号传递通路，许多本身就含有就含有激酶或转录因子活性激酶或转录因子活性，它们在基因水平突，它们在基因水平突变造成其功效异常活化，从而促使细胞连续生长变造成其功效异常活化，从而促使细胞连续生长和增殖而使细胞发生转化。和增殖而使细胞发生转化。抑癌基因抑癌基因参加细胞信号传递系统，在正常情况下参加细胞信号传递系统，在正常情况下对对DNADNA复制、细胞生长和增殖复制、细胞生长和增殖起着起着监控作用监控作用，它，它们在基因水平上们在基因水平上突变突变和所以而造成其编码蛋白质和所以而造成其编码蛋白质功效丧失是肿瘤细胞功效丧失是肿瘤细胞生长失控生长失控主要原因主要原因癌基因与抑癌基因第16页四、肿瘤相关基因与四、肿瘤相关基因与细胞周期调控细胞周期调控及癌变机制及癌变机制 2020世纪世纪8080年代年代初初EvansEvans发觉发觉周期蛋白周期蛋白(cyclin)(cyclin)与与细胞分裂相关，细胞分裂相关，SimanisSimanis和和NurnseNurnse明确了明确了细胞分细胞分裂周期裂周期2d2d（cell divide cycle 2dcell divide cycle 2d，cdc2dcdc2d）蛋）蛋白磷酸化参加细胞周期调控，随即深入说明白磷酸化参加细胞周期调控，随即深入说明周周期蛋白激酶期蛋白激酶与在控制与在控制细胞分裂细胞分裂中作用。中作用。癌基因与抑癌基因第17页试验证实，大多数试验证实，大多数癌基因和抑癌基因癌基因和抑癌基因不能直接不能直接引发肿瘤引发肿瘤，几乎全部癌基因和抑癌基因，几乎全部癌基因和抑癌基因功效效功效效应应最终从不一样路径最终从不一样路径汇聚到细胞周期调控上来汇聚到细胞周期调控上来，许多癌基因和抑癌基因直接参加细胞周期调控，许多癌基因和抑癌基因直接参加细胞周期调控，或者本身就是细胞周期调控主要成份；或者本身就是细胞周期调控主要成份；这些这些癌基因和抑癌基因突变癌基因和抑癌基因突变改变了细胞周期调改变了细胞周期调控，使细胞周期控，使细胞周期开启、运行和终止异常开启、运行和终止异常，造成，造成细胞细胞失控性生长失控性生长，包含细胞，包含细胞死亡死亡(凋亡凋亡)过少过少和和增殖增殖过多过多。所以肿瘤又可被认为是多基因异常。所以肿瘤又可被认为是多基因异常造成造成细胞周期异常性疾病细胞周期异常性疾病。癌基因与抑癌基因第18页五、环境致癌和遗传原因与细胞癌变关系确实立五、环境致癌和遗传原因与细胞癌变关系确实立 2020世纪初至中叶世纪初至中叶两种不一样观点两种不一样观点 外界原因外界原因 染色体异常染色体异常 (病毒、化学和射线病毒、化学和射线)基因异常基因异常 致癌致癌 致癌致癌 肿瘤发生和发展是环境和遗传原因肿瘤发生和发展是环境和遗传原因相互作用结果相互作用结果 2020世纪世纪7070年代年代到达统一到达统一癌基因与抑癌基因第19页六、细胞癌变多阶段假说分子模型六、细胞癌变多阶段假说分子模型 1990年年Vogelstein等等在在对对肿肿瘤瘤发发生生多多阶阶段段性性研研究究中中证证实实，结直肠癌细胞结直肠癌细胞最少存在两个基因最少存在两个基因突变突变结肠癌发生结肠癌发生分子模型分子模型：DNA损伤修复基因突变损伤修复基因突变 APC丢失丢失 DNA甲基甲基 K-Ras DCC丢失丢失 p53丢失丢失 或突变或突变 化异常化异常 突变突变 或突变或突变 或突变或突变 异常增生异常增生 早期腺瘤早期腺瘤 中期腺瘤中期腺瘤 晚期腺瘤晚期腺瘤 腺癌腺癌癌基因与抑癌基因第20页在在VogelsteinVogelstein结肠癌分子模型基础上，对结肠癌分子模型基础上，对胃癌、胃癌、食管癌、肺癌和乳腺癌食管癌、肺癌和乳腺癌研究都提出癌基因与研究都提出癌基因与癌癌变模型变模型。深入说明深入说明单一基因单一基因异常异常不足以造成细胞癌变不足以造成细胞癌变，最少两个不一样最少两个不一样肿瘤相关基因肿瘤相关基因同时异常才可造同时异常才可造成细胞恶性转化。认识到成细胞恶性转化。认识到肿瘤相关基因肿瘤相关基因在肿瘤在肿瘤发生中是怎样发生中是怎样协同起作用协同起作用以及在肿瘤不一样发以及在肿瘤不一样发展阶段怎样起作用，到底有展阶段怎样起作用，到底有多少基因参加多少基因参加细胞细胞癌变和肿瘤发生、发展成为研究焦点癌变和肿瘤发生、发展成为研究焦点。癌基因与抑癌基因第21页七、肿瘤七、肿瘤多基因变异累积多基因变异累积 与与基因组学基因组学和和蛋白组学蛋白组学 2020世纪世纪9090年代年代起人们逐步认识到起人们逐步认识到单一基因异常不单一基因异常不足以造成细胞癌变足以造成细胞癌变,肿瘤可能是肿瘤可能是多基因变异累积多基因变异累积结果结果。研究已。研究已发觉了许多与发觉了许多与肿瘤肿瘤相关基因相关基因，细胞细胞周期调控因子周期调控因子，凋亡相关基因凋亡相关基因，血管生长因子和血管生长因子和受受体体和和端粒酶端粒酶等。等。到底有到底有多少基因参加多少基因参加肿瘤发生和发展，肿瘤发生和发展，基因间关基因间关系系和和作用通路作用通路是什么，是什么，还不清楚还不清楚。癌基因与抑癌基因第22页20世纪末世纪末伴随人类基因组计划突破性进展，癌伴随人类基因组计划突破性进展，癌症研究已进入了基因组学和蛋白组课时代。症研究已进入了基因组学和蛋白组课时代。基因组学基因组学（genomicsgenomics）是是指对全部基因进行基指对全部基因进行基因组作图（包含遗传图谱、物理图谱、转录本因组作图（包含遗传图谱、物理图谱、转录本图谱），图谱），核苷酸序列分析核苷酸序列分析，基因定位基因定位和和基因功基因功效分析效分析一门科学。一门科学。蛋白组学蛋白组学（protemicsprotemics）分离和判定组织细胞中）分离和判定组织细胞中全部表示蛋白质全部表示蛋白质，并分析，并分析蛋白质功效蛋白质功效及其及其模式模式一门科学一门科学。基因组学和蛋白质组学基因组学和蛋白质组学研究大大缩短了从基因研究大大缩短了从基因或蛋白质中寻找生物标志速度，为人类认识癌或蛋白质中寻找生物标志速度，为人类认识癌辟了症开新路径。辟了症开新路径。癌基因与抑癌基因第23页第二节第二节 RNARNA肿瘤病毒与病毒癌基因肿瘤病毒与病毒癌基因癌基因与抑癌基因第24页肿瘤病毒肿瘤病毒分为分为 DNA病毒病毒 RNA病毒病毒 DNA病毒病毒致癌作用发生在致癌作用发生在病毒进入细胞后复制病毒进入细胞后复制早期阶段早期阶段，相关相关癌基因多整合至宿主细胞癌基因多整合至宿主细胞DNA上。上。DNA病病毒普通毒普通没有细胞内同源物没有细胞内同源物，其编码蛋白质主要，其编码蛋白质主要为为核蛋白核蛋白，直接调整细胞周期，普通，直接调整细胞周期，普通作用于作用于抑抑癌基因癌基因。癌基因与抑癌基因第25页RNA病毒病毒 1 转导性转导性逆转录病毒逆转录病毒 有有病毒癌基因病毒癌基因 2 顺式激活顺式激活逆转录病毒逆转录病毒 3 反式激活反式激活逆转录病毒逆转录病毒 致癌作用致癌作用是经过是经过激活激活原癌基因原癌基因和和/或或病毒癌基因病毒癌基因不含病毒癌基因不含病毒癌基因癌基因与抑癌基因第26页一、逆转录病毒与细胞原癌基因活化一、逆转录病毒与细胞原癌基因活化 1、转导性逆转录病毒转导性逆转录病毒 致癌性与其基因组中致癌性与其基因组中 含有含有病毒癌基因病毒癌基因相关。相关。2、顺式激活逆转录病毒顺式激活逆转录病毒 整合至细胞基因组整合至细胞基因组 后能后能活近旁细胞活近旁细胞原癌基因。原癌基因。3、反式激活逆转录病毒反式激活逆转录病毒 编码编码转录调整蛋转录调整蛋 白白而激活同基因组细胞而激活同基因组细胞原癌基因原癌基因和和(或或)病毒基因病毒基因。如如 Bursal淋巴瘤中淋巴瘤中Myc基因由基因由慢性转化病毒慢性转化病毒Avian Leukosis Virus(ALV)激活。激活。其它一些肿瘤中被这种其它一些肿瘤中被这种RNA病毒激活细胞基因病毒激活细胞基因(见书表见书表3-1)癌基因与抑癌基因第27页二、癌基因分类和功效二、癌基因分类和功效 病毒癌基因病毒癌基因按其功效按其功效可分为可分为 1、生长因子家族；、生长因子家族；2、跨膜酪氨酸激酶；、跨膜酪氨酸激酶；3、膜相关酪氨酸激酶；、膜相关酪氨酸激酶；4、丝氨酸、丝氨酸苏氨酸激酶；苏氨酸激酶；5、RAS家族家族 6、核蛋白、核蛋白 (见书表见书表3-2)。癌基因与抑癌基因第28页经过经过20多年研究，人们已在哺乳类动物和人细多年研究，人们已在哺乳类动物和人细胞中判定出与病毒癌基因高度同源细胞胞中判定出与病毒癌基因高度同源细胞原癌基原癌基因因，并明确这些，并明确这些原癌基因原癌基因是调控细胞增殖与分是调控细胞增殖与分化一类基因。化一类基因。依据依据基因产物基因产物在在细胞内定位细胞内定位和和生物学功效生物学功效可分可分为：为：1、生长因子；、生长因子；2、生长因子受体；、生长因子受体；3、信号传导分子；、信号传导分子；4、转录因子；、转录因子；5、细胞程序性死亡及凋亡基因、细胞程序性死亡及凋亡基因 6、细胞周期蛋白等。细胞周期蛋白等。（表（表3-3）癌基因与抑癌基因第29页原癌基因原癌基因都是细胞中固有基因，正常情况下参都是细胞中固有基因，正常情况下参加细胞增殖与分化调控，只是当基因结构和功加细胞增殖与分化调控，只是当基因结构和功效效发生变异发生变异并含有使细胞发生恶性转化作用，并含有使细胞发生恶性转化作用，这么基因被称为这么基因被称为癌基因。癌基因。癌基因与抑癌基因第30页三、肿瘤三、肿瘤DNA介导细胞转化与癌基因判定介导细胞转化与癌基因判定DNA转染技术转染技术首先首先用于研究和判定用于研究和判定RNA及及DNA肿瘤病毒肿瘤病毒转化转化细胞基因细胞基因。癌基因与抑癌基因第31页Tumor Cells DNA ExtractionDNA TransfectionNIH3T3 Cells(有连续分裂能力，保留接触抑制特征有连续分裂能力，保留接触抑制特征)Screening after TransformationTransformed FociTransformed Gene（活化原癌基因活化原癌基因）癌基因与抑癌基因第32页20世纪世纪80年代末年代末美国美国 Weinberg，Cooper，及，及Wigler研究小组，应用研究小组，应用DNA转染技术转染技术分别报道了分别报道了第第一个一个与肿瘤相关细胞与肿瘤相关细胞癌基因癌基因H-Ras。尽管用尽管用DNA转化技术成功地判定出一些癌基因，但转化技术成功地判定出一些癌基因，但这种方法有很大不足。以后研究方法和技术如这种方法有很大不足。以后研究方法和技术如染色染色体介导基因转移，定位克隆、代表性差异显示体介导基因转移，定位克隆、代表性差异显示(representative differential analysis RDA)、mRNA差异显差异显示、示、cDNA Array等新技术建立和应用使基因判定等新技术建立和应用使基因判定和克隆工作取得了许多新进展。和克隆工作取得了许多新进展。癌基因与抑癌基因第33页第三节第三节 基因基因变异方式变异方式与原癌基因与原癌基因活化活化 癌基因与抑癌基因第34页研究表明研究表明,原癌基因在物理、化学及生物致癌原因原癌基因在物理、化学及生物致癌原因作用下发生改变作用下发生改变,基因变异方式主要有基因变异方式主要有 1 1、点突变，、点突变，2 2、扩增，、扩增，3 3、重排，、重排，4 4、甲基化状态、甲基化状态 5 5、过分表示、过分表示基因变异改变使基因变异改变使原癌基因活化为癌基因原癌基因活化为癌基因。癌基因。癌基因在肿瘤发生、发展中起主要作用。在肿瘤发生、发展中起主要作用。癌基因与抑癌基因第35页一、点突变与癌基因一、点突变与癌基因2020世世纪纪8080年年代代初初，美美国国三三个个试试验验室室同同时时发发觉觉H-H-RasRas基基因因第第1212位位密密码码子子G GG GC C突突变变为为G GT TC C，从从而而使使编编码码甘甘氨氨酸酸变变为为缬缬氨氨酸酸，使使其其产产物物p21p21蛋蛋白白结结构构发发生改变造成生改变造成rasras基因活化基因活化。以以后后大大量量试试验验研研究究发发觉觉，基基因因点点突突变变是是造造成成癌癌基因活化基因活化主要方式主要方式，并与细胞癌变相关。，并与细胞癌变相关。癌基因与抑癌基因第36页二、二、DNADNA扩增与癌基因扩增与癌基因 细胞细胞原癌基因原癌基因普通为单拷贝普通为单拷贝，一些原癌基因经过，一些原癌基因经过不明原因复制成不明原因复制成多拷贝多拷贝，这些多拷贝，这些多拷贝DNADNA以游离以游离形式存在称形式存在称双微体双微体(double minutes，DM)或再次或再次整合人染色体形成整合人染色体形成均染区均染区(homogeneously staining regions，HSR)，HSR包含着数十万碱包含着数十万碱基对，扩增量由二十至数基对，扩增量由二十至数百倍。百倍。基因扩增基因扩增是是癌基因活化癌基因活化另一个主要方式另一个主要方式，往往会，往往会造成表示水平增加。基因扩增和过量表示其结果造成表示水平增加。基因扩增和过量表示其结果均可影响细胞生理功效，引发细胞癌变。均可影响细胞生理功效，引发细胞癌变。癌基因与抑癌基因第37页三、染色体重排与癌基因三、染色体重排与癌基因经经过过对对肿肿瘤瘤组组织织和和细细胞胞系系染染色色体体分分析析，已已确确定定在在许许多多肿肿瘤瘤都都有有染染色色体体结结构构异异常常，这这种种现现象象为为许许多多癌癌基基因因判判定定和和克克隆隆提提供供了了主主要要线线索索。尤尤其其是是许许多多肿肿瘤瘤或或细细胞胞系系都都有有特特定定染染色色体体改改变变称称为为表标志染色体表标志染色体。如如几几乎乎全全部部Burkitt淋淋巴巴瘤瘤都都有有8q24染染色色体体易易位位，90%为为8号号和和14号号染染色色体体易易位位，75%85%淋淋巴巴瘤瘤有有类类似似易易位位，C-Myc基基因因位位于于8q24，染染色色体体易位使易位使8q24上上C-Myc基因活化基因活化。癌基因与抑癌基因第38页90%以上慢性粒细胞白血病和以上慢性粒细胞白血病和一些成人和小一些成人和小儿淋巴细胞白血病儿淋巴细胞白血病有染色体第有染色体第9号和第号和第22号易号易位，形成位，形成Ph染色体染色体，是由，是由9号染色体号染色体上上原癌原癌基因基因Abl易位到易位到22号染色体号染色体Bcr基因基因上形成上形成Bcr-Abl融合基因融合基因，产生含有，产生含有酪氨酸激酶活性酪氨酸激酶活性融合蛋白，从而造成细胞恶变。融合蛋白，从而造成细胞恶变。格列卫格列卫靶向治疗位点。靶向治疗位点。癌基因与抑癌基因第39页1717例组织肺癌组织细胞例组织肺癌组织细胞例组织肺癌组织细胞例组织肺癌组织细胞染色体畸变特征染色体畸变特征染色体畸变特征染色体畸变特征 （都有染色体畸变（都有染色体畸变（都有染色体畸变（都有染色体畸变，而且每个病例包括，而且每个病例包括，而且每个病例包括，而且每个病例包括多条染色体畸变多条染色体畸变多条染色体畸变多条染色体畸变 。）。）。）。）：代表缺失，：代表缺失，：代表缺失，：代表缺失，：代表扩增，：代表扩增，：代表扩增，：代表扩增，：代表高拷贝扩增：代表高拷贝扩增：代表高拷贝扩增：代表高拷贝扩增癌基因与抑癌基因第40页四、癌基因甲基化改变四、癌基因甲基化改变在在一一部部分分肿肿瘤瘤患患者者癌癌细细胞胞中中，其其主主要要基基因因是是完完整整，并并没没有有发发觉觉任任何何突突变变或或缺缺失失等等基基因因变变异异。经经过过对对几几个个癌癌、癌癌旁旁组组织织和和正正常常组组织织DNA分分析析，确确定定一一些些癌癌基基因因(H-Ras、C-Myc)低低甲甲基基化化和和抑抑癌癌基基因因(Rb、p16)高高甲甲基基化化改改变变是是细细胞胞癌癌变变一一个个主主要要特特征征。同同时时甲甲基基化化状状态态改改变变与与基基因因点点突突变变、基因缺失及基因表示异常基因缺失及基因表示异常发生有亲密关系发生有亲密关系。DNA甲甲基基化化状状态态改改变变可可造造成成基基因因结结构构和和功功效效异异常，可能是细胞癌变过程中主要一步。常，可能是细胞癌变过程中主要一步。癌基因与抑癌基因第41页真核生物中真核生物中最主要甲基化碱基最主要甲基化碱基是是胞嘧啶胞嘧啶，通常发生在，通常发生在CpG双核苷酸区域双核苷酸区域(被称为被称为 CpG岛岛)。DNA甲甲基基化化作作用用表表现现在在控控制制基基因因表表示示、维维护护染染色色体体完完整整性性和和调调整整DNA重重组组一一些些步步骤骤，在在抵抵抗抗外外来来入入侵侵寄寄生生DNA中也起主要作用。中也起主要作用。低低甲甲基基化化造造成成一一些些在在正正常常情情况况下下受受到到抑抑制制癌癌基基因因或或相相关关因因子子得得到到大大量量表表示示。另另外外，低低甲甲基基化化会会造造成成整整个个基基因因组组不稳定性增加不稳定性增加。在基因开启子区域在基因开启子区域CpG岛发生岛发生过分甲基化过分甲基化，可使该基因，可使该基因失活。到当前为止，已发觉在大量肿瘤细胞中失活。到当前为止，已发觉在大量肿瘤细胞中抑癌基因抑癌基因失活失活与基因开启子区域与基因开启子区域过分甲基化相关过分甲基化相关。癌基因与抑癌基因第42页五、癌基因过量表示五、癌基因过量表示 基基因因表表示示是是指指基基因因转转录录与与翻翻译译以以及及它它们们控控制制，基基因因转转录录在在细细胞胞核核内内进进行行，翻翻译译在在细细胞胞浆浆中中进进行行。癌癌基基因因大大多多参参加加细细胞胞增增殖殖与与分分化化过过程程。癌癌基基因因过过量表示量表示是造成细胞增殖是造成细胞增殖过分、产生癌变主要原因。过分、产生癌变主要原因。c-ErbB2基基因因其其表表示示产产物物p185是是一一个个跨跨膜膜蛋蛋白白，其其结结构构类类似似于于表表皮皮生生长长因因子子受受体体(epidermal growth factor receptor，EGFR)膜膜受受体体，能能够够接接收收EGF样样物物质质信信息息，刺刺激激细细胞胞增增殖殖。在在乳乳腺腺癌癌、卵卵巢巢癌癌和和胃胃癌癌等等各各种种肿肿瘤瘤有有c-ErbB2 RNA和和蛋蛋白白质质过过分分表表示示。有过分表示肿瘤普通预后不良。有过分表示肿瘤普通预后不良。癌基因与抑癌基因第43页c-Met基因基因编码糖蛋白属于编码糖蛋白属于酪氨酸激酶生长因酪氨酸激酶生长因子受体家族子受体家族。在体外细胞在体外细胞恶性转化过程恶性转化过程中能够出现中能够出现c-Met基基因过量表示因过量表示。临床病理组织临床病理组织研究表明研究表明c-Metc-Met基因基因在在胃癌和异胃癌和异型增生、肠上皮化生型增生、肠上皮化生胃粘膜上胃粘膜上有有过表示为主过表示为主。提醒与胃粘膜癌变过程发生和发展亲密相提醒与胃粘膜癌变过程发生和发展亲密相关，关，可能是胃癌发生早期基因改变之一。可能是胃癌发生早期基因改变之一。癌基因与抑癌基因第44页第四节第四节 癌基因变异与人类肿瘤癌基因变异与人类肿瘤 癌基因与抑癌基因第45页经过对急性转化逆转录病毒与癌基因关系研究，经过对急性转化逆转录病毒与癌基因关系研究，已判定出了已判定出了许多与细胞增殖和分化亲密相关癌许多与细胞增殖和分化亲密相关癌基因基因，但在人类肿瘤中到底有多少癌基因当前，但在人类肿瘤中到底有多少癌基因当前还不清楚。还不清楚。下面经过对下面经过对几个常见癌基因几个常见癌基因与与肿瘤生物学行为肿瘤生物学行为关系关系讨论，深入阐述癌基因在细胞癌变和肿瘤讨论，深入阐述癌基因在细胞癌变和肿瘤发生发展中作用发生发展中作用。癌基因与抑癌基因第46页一、一、Ras基因变异与肿瘤基因变异与肿瘤1、生物学特征生物学特征Ras基因基因在正常细胞中有主要作用，每一个在正常细胞中有主要作用，每一个Ras基因都分别编码一个基因都分别编码一个鸟苷酸结合蛋白鸟苷酸结合蛋白(GTP结合结合蛋白蛋白)，分子量为，分子量为21KD，通常称为，通常称为p21。GTP p21+将细胞增殖分化信号经过活将细胞增殖分化信号经过活 化跨膜受体传递到细胞内效应器化跨膜受体传递到细胞内效应器 GDPp21蛋白还含有蛋白还含有GTP酶活性酶活性。当。当Ras基因基因突变突变时，时，降低降低p21蛋白与蛋白与GTP酶活化蛋白结合能力，同时酶活化蛋白结合能力，同时也降低本身内源性也降低本身内源性GTP酶活性，结果造成酶活性，结果造成p21蛋蛋白与白与GTP连续结合连续结合并促进细胞生长。并促进细胞生长。癌基因与抑癌基因第47页2、Ras基因变异与肿瘤基因变异与肿瘤Ras基因家族属主要有三种基因家族属主要有三种K-Ras、N-Ras和和H-Ras。研究表明研究表明10%15%肿瘤中最少有三种肿瘤中最少有三种Ras基因基因点突变一个，其中点突变一个，其中K-Ras更易成为突变靶基因。更易成为突变靶基因。K-Ras点突变主要集中在第点突变主要集中在第12位密码子，少数病位密码子，少数病例也在第例也在第13位及第位及第61位突变。位突变。Ras基因变异主要为基因变异主要为突变突变，在一些肿瘤中还表现，在一些肿瘤中还表现为为过分表示过分表示。癌基因与抑癌基因第48页人类肿瘤人类肿瘤中被中被激活激活Ras基因基因肿瘤类型肿瘤类型 发生率（发生率（%）主要癌基因主要癌基因胰腺癌胰腺癌 90 90 K-RasK-Ras甲状腺癌甲状腺癌6060 K-RasK-Ras结直肠癌结直肠癌 50 K-Ras50 K-Ras精原细胞癌精原细胞癌 40 K-Ras40 K-Ras肺腺癌肺腺癌 40 K-Ras40 K-Ras急性非淋巴细胞白血病急性非淋巴细胞白血病 30 N-Ras30 N-Ras黑色素瘤黑色素瘤 30 N-Ras30 N-Ras膀胱癌膀胱癌 15 H-Ras15 H-Ras癌基因与抑癌基因第49页在在结直肠癌结直肠癌研究中发觉，研究中发觉，Ras基因点突变不但常基因点突变不但常见于见于结直肠癌结直肠癌和和部分癌前病变部分癌前病变组织中，而且在一组织中，而且在一些非癌性病变如些非癌性病变如多发性息肉多发性息肉也可检测到也可检测到 Ras基因基因点突变点突变，这让人们怀疑，这让人们怀疑Ras基因在结直肠癌或肿基因在结直肠癌或肿瘤中终究起何作用。瘤中终究起何作用。在许多试验模型中发觉，在许多试验模型中发觉，Ras基因需同其它被激基因需同其它被激活基因协同作用才能使细胞完全转化活基因协同作用才能使细胞完全转化。Ras基因基因激活可能是激活可能是结直肠癌发生过程中结直肠癌发生过程中一个相一个相对早期事件对早期事件。癌基因与抑癌基因第50页二、二、MycMyc基因变异与肿瘤基因变异与肿瘤 1、生物学特征、生物学特征Myc基因基因家族属家族属核蛋白类核蛋白类，当前已知，当前已知Myc家族家族组员有三个：组员有三个：C-Myc、N-Myc和和L-Myc。其中。其中C-Myc是髓细胞性白血病病毒病毒癌基因（是髓细胞性白血病病毒病毒癌基因（V-Myc）细胞同源物，其作用在三种）细胞同源物，其作用在三种Myc基因中基因中最强最强。C-Myc是一个功效甚多核内癌基因，自是一个功效甚多核内癌基因，自C-Myc发觉以来，一直是人们研究热点，发觉以来，一直是人们研究热点，C-Myc基因基因在在促进细胞增殖，永生化及去分化和转化促进细胞增殖，永生化及去分化和转化过程过程中起主要作用。近年来人们发觉中起主要作用。近年来人们发觉C-Myc在在诱导诱导细胞凋亡细胞凋亡中也起主要作用。中也起主要作用。癌基因与抑癌基因第51页、MycMyc基因变异与肿瘤基因变异与肿瘤在正常情况下，当在正常情况下，当细胞增殖细胞增殖时时C-Myc mRNA量量显著增加显著增加，伴随，伴随细胞增殖停顿细胞增殖停顿，C-Myc mRNA量又有猛烈降低量又有猛烈降低。在许多肿瘤中，人们常发觉。在许多肿瘤中，人们常发觉C-Myc基因有不一样程度基因有不一样程度扩增扩增和活化，使其表和活化，使其表示失控。提醒示失控。提醒C-Myc在肿瘤形成中有主要作用。在肿瘤形成中有主要作用。C-Myc异常激活机制异常激活机制有染色体移位、基因扩增、有染色体移位、基因扩增、点突变、开启子插入激活和点突变、开启子插入激活和C-Myc mRNA水平水平异常升高。异常升高。癌基因与抑癌基因第52页人类肿瘤中人类肿瘤中MycMyc基因变异基因变异肿瘤类型肿瘤类型 发生率（发生率（%）基因变异基因变异BurkittBurkitt淋巴瘤淋巴瘤 近近100 100 C-Myc 易位易位结直肠癌结直肠癌 7070 C-Myc 过表示过表示胃癌胃癌 40 40 C-Myc 过表示过表示小细胞肺癌小细胞肺癌 30-40 30-40 主要为主要为C-Myc 扩增或过表示扩增或过表示宫颈癌宫颈癌 3535 C-Myc 扩增或过表示扩增或过表示乳腺癌乳腺癌 3030 主要为主要为C-Myc 扩增或过表示扩增或过表示粒系粒系白血病白血病(M3)(M3)常见常见主要为主要为C-Myc 扩增或过表示扩增或过表示癌基因与抑癌基因第53页三、三、Bcl-2基因变异与肿瘤基因变异与肿瘤1、生物学特征、生物学特征Bcl-2基因位于基因位于18q21，编码蛋白分子量约为，编码蛋白分子量约为25KD。Bcl-2蛋白位于核膜、部分内质网及线蛋白位于核膜、部分内质网及线粒体外膜上。粒体外膜上。Bcl-2生物学作用生物学作用是是阻止细胞凋亡，延长细胞生阻止细胞凋亡，延长细胞生命期命期，其调整机制当前仍不清楚。，其调整机制当前仍不清楚。癌基因与抑癌基因第54页、Bcl-2基因变异与肿瘤基因变异与肿瘤Bcl-2基因基因是是B细胞淋巴瘤细胞淋巴瘤中判定出来癌基因。中判定出来癌基因。由染色体由染色体t(14;18)(q32;q21)易位而激活。在易位而激活。在其它肿瘤中其它肿瘤中Bcl-2基因表示也有增加，但这些基因表示也有增加，但这些肿瘤中未发觉染色体易位等特异性改变，所肿瘤中未发觉染色体易位等特异性改变，所以以Bcl-2基因活化原因还不清楚。基因活化原因还不清楚。约约85%滤泡样淋巴瘤滤泡样淋巴瘤病人有病人有14和和18号染色体号染色体易位易位，使，使18q21上上Bcl-2激活。激活。小细胞肺癌和宫颈癌小细胞肺癌和宫颈癌等常见有等常见有Bcl-2 过分表示过分表示。癌基因与抑癌基因第55页四、四、Neu基因变异与肿瘤基因变异与肿瘤 1、生物学特征、生物学特征Neu基因基因也称为也称为Her-2或或C-erbB2基因，是从化学基因，是从化学致癌物诱导新生大鼠致癌物诱导新生大鼠神经胶质母细胞瘤神经胶质母细胞瘤中提取中提取DNA进行转化试验而分离判定出来。位于第进行转化试验而分离判定出来。位于第17号号染色体长臂。染色体长臂。Neu基因编码蛋白质与基因编码蛋白质与上皮生长因子受体上皮生长因子受体EGFR非非常相同，常相同，分子量约分子量约185KD，所以又被称为，所以又被称为p185，为一磷酸化蛋白质。为一磷酸化蛋白质。Neu蛋白结构分为蛋白结构分为三个区域三个区域：细胞