病毒学病毒和肿瘤专家讲座.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第九章：病毒与肿瘤,第一节：肿瘤病毒概述,第二节：原癌基因与抑癌基因,第三节：细胞转化与肿瘤,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第1页,本章重点,1.,反转录病毒癌基因起源,2.,原癌基因与抑癌基因,3.,癌基因激活机制,4.,抑癌基因作用机理,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第2页,第一节：肿瘤病毒概述,肿瘤是指动物体内由一些异常生长，不受普通生长控制细胞增殖形成赘生物，临床医学上有良性和恶性之别，称良性肿瘤为,“,瘤,”,，恶性肿瘤为,“,癌,”,。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第3页,一、肿瘤发生原因,对整个机体而言，肿瘤形成是因为缺乏有效免疫防御功效；对细胞而言，则是正常细胞周期出现障碍。,1,、遗传原因：,日本人胃癌死亡率比美国人高,7,倍，美国人肺癌残废率又比日本人高,2,倍多，而苏格兰人又比美国人高,2,倍。,美国黑人前列腺癌残废率高于美国白人,2,倍多。,广东人移居上海,10,年以后，鼻咽癌发生率仍高于上海当地居民,2.64,倍。食管癌高发区河南省林县居民，移居山西省黎城后,80-100,年，移民食管癌死亡率仍高于当居民,5.7-8.6,倍。,2,、环境原因：,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第4页,二、肿瘤发生分子基础,1,、基因突变：肿瘤抑制基因,p53,2,、,DNA,损伤,3,、细胞分裂：致癌剂加速细胞分裂,4,、细胞分化过程中各种关卡：这些关卡能够预防含有,DNA,损伤过多细胞进行分化，从而抑制突变基因产生。,5,、防卫系统：谷胱甘肽移酶能够保护细胞,DNA,免受各种破坏剂损伤。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第5页,三、病毒与肿瘤,1917,年美国学者,Rous,首先发觉鸡肉瘤病毒，还有几个鸟肿瘤病毒。,1934,年在家兔疣和乳头状瘤中分离出病毒，并用肿瘤滤过液接种于家兔，诱发了乳头状瘤生长。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第6页,在已发觉动物病毒中,1/4,含有致肿瘤特征。,动物中，病毒是癌症病原之一。,病毒诱发肿瘤与各种原因相关：宿主遗传特征、性别、内分泌、免疫状态以及病毒致癌强度等。,有肿瘤病毒可在同一动物引发各种肿瘤，如多瘤病毒可使小鼠产生,23,种不一样部位与不一样组织类型肿瘤。,有病毒可使各种动物发生肿瘤，如鸡肉瘤病毒不但诱发禽类肿瘤，还诱发哺乳类包含猴发生肿瘤。,病毒核酸或核酸片段也可诱发肿瘤。,同一病毒诱发肿瘤含有共同抗原,性。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第7页,1.DNA,肿瘤病毒,主要包含,5,类：,多瘤病毒、乳头瘤病毒、腺病毒、嗜肝病毒、疱疹病毒等可使动物发生肿瘤。当前与人类恶性肿瘤关系亲密主要有些人类乳头瘤病、,EB,病毒、乙型肝炎病毒。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第8页,1),多瘤病毒科,猴病毒,40(SV40)(,猴,),多瘤病毒,(py)(,小鼠,),BKV,和,JCV(,人类,),2),乳头状瘤病毒科,人类乳头状瘤病毒,(HPV),Shope,乳头状瘤病毒,(,兔,),牛乳头状瘤病毒,(5,个亚型,),马、牛、羊、麋鹿等乳头状瘤病毒。,3),腺病毒科,人类腺病毒,(Ad)(,最少已经有,37,个亚型,),A,组,(Ad12,、,18,、,31),B,组,(Ad3,、,7,、,11,、,14,、,16,、,21),C,组,(Ad1,、,2,、,5,、,6),D,组,(Ad8-10,、,13,、,15,、,17,、,19,、,20,、,22-3,E,组,(Ad4),猴,(24)*,、牛,(9),、小鼠,(2),、狗,(2),、禽,(8),、,羊,(5),、猪,(14),以及马、绵、羊和树鼠勾等病毒。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第9页,4),疱疹病毒科,亚科,:,单纯疱,型,(HSV-)(,人类,),单纯疱疹,型,(HSV-)(,人类,),马疱疹病毒,(EHV-)(,马,),亚科,:,Saimiri,疱疹病毒,(,松鼠猴,),ateles,疱疹病毒,(,蜘蛛猴,),Marek,病病毒,(MDV)(,鸡,),EB,病毒,(EBV)(,人类,),还未分类疱疹病病毒,Lucke,疱疹病毒,(,蛙,),Sylvilagus,疱疹病毒,(,棉尾兔,),5),乙型肝炎样病毒科,乙型肝炎病毒,(HBV)(,人类,),土拨鼠肝炎病毒,(WHV),地松鼠肝炎病毒,(GSHV),鸭乙型肝炎病毒,(DHBV)(,北京鸭和麻鸭等,),病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第10页,DNA,肿瘤病毒致癌机制：,DNA,病毒感染细胞后出现两种后果：,(1),溶解性感染：病毒,DNA,未能被整合到宿主基因组中，大量病毒复制，最终使细胞死亡。,(2),病毒基因整合到宿主,DNA,：,DNA,病毒带有转化基因，使正常细胞转化为肿瘤细胞。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第11页,2.RNA,肿瘤病毒,RNA,肿瘤病毒在分类上属于,逆转录科病毒（,retroviridae,）。该科分三个亚科：,RNA,肿瘤病毒亚科、慢病毒亚科、泡沫病毒亚科。,这类病毒在自然界普遍分布，其动物致瘤作用非常广泛，包含从爬行类（蛇）、禽类直到哺乳类和灵长类动物，可诱发白血病、肉瘤、淋巴瘤和乳腺瘤等。,RNA,肿瘤病毒依其形态、抗原性和酶特征分为,A,、,B,、,C,、,D4,个型,，它们结构和形态基本相同，多呈圆形或类圆形，成熟病毒颗粒有一个电子密度较深关键，由核衣壳所包围。,以,C,型病毒最常见，,B,型病毒次之,。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第12页,按病毒传输方式和致癌作用相对速度，可将其分为内源性病毒（,endogenious virus,）和外源性病毒（,exogenious virus,）。,内源性病毒以整合前病毒形式存在于细胞,DNA,中，随细胞分裂而扩增，并可遗传。特点是：病毒基因整合于细胞,DNA,中，垂直传递,；受细胞调整系统控制，通常不表示；普通情况下不引发细胞转化或机体发病，但因辐射、化学诱变、生物学原因（如其它肿瘤病毒感染）可诱发内源性病毒部分表示甚至复制、增殖。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第13页,外源性病毒特点：病毒基因组存在于被感染细胞内，从体细胞到体细胞、从机体到机体水平传输。,依据外源性病毒转化细胞能力及致瘤时间快慢，又可分为急性,RNA,肿瘤病毒和慢性,RNA,肿瘤病毒。,动物中绝大部分肉瘤病毒和少部分白血病病毒都属于外源性急性,RNA,肿瘤病毒。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第14页,外源性肿瘤病毒分组及特征比较,比较项目,急性,RNA,肿瘤病毒,慢性,RNA,肿瘤病毒,癌基因,有,未见,体外转化成纤维细胞,有,未见,诱发动物肿瘤时间,约,3-4,周,约,4-12,个月,编码转化蛋白,+,-,基因组完整性,不完整、有缺点,完整、无缺点,复制独立性,无、需辅助病毒,有,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第15页,3.,反转录病毒致癌基因,Rous,于,1911,年首先发觉鸡肉瘤病毒（后称劳斯肉瘤病毒,RSV,），研究证实它是一个反转录病毒，在接种给鸡后诱发肉瘤。,1966,年，,85,岁劳斯取得诺贝尔奖。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第16页,反转录病毒颗粒结构,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第17页,调整和,开启转录,LTR,gag,pol,env,src,LTR,长末端,重复序列,癌基因,正常病毒基因,产生病毒,衣壳蛋白,产生逆转录,酶和整合酶,产生病毒,垮膜蛋白,产生,p60,src,蛋白质，磷酸化蛋白。靶蛋白磷酸化,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第18页,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第19页,LTR,LTR,GAG,POL,ENV,LTR,LTR,GAG,POL,ENV,ONC,反转录病毒癌基因（,v-onc),起源,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第20页,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第21页,断裂基因,完整没有断裂可读框,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第22页,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第23页,细胞正常生长与增殖受两大类基因来调控：一类为正调控信号，促进细胞生长和增殖，并阻止其发生终末分化，调控失常时表现为肿瘤细胞恶性生长，现已知多数癌基因,(oncogene),起这一作用；另一类为负调整信号，抑制增殖，促进分化、成熟和衰老，最终凋亡（,apoptosis,），抑癌基因（,cancer suppressive gene,；,anti-oncogene,）则在这方面发挥作用。,第二节：原癌基因与抑癌基因,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第24页,一、癌基因概念,在致瘤病毒、人体和动物肿瘤中发觉能够造成细胞恶性转化核酸片断。称为癌基因。依据其起源能够分为两类。,病毒癌基因、原癌基因（或者细胞癌基因）,不论病毒癌基因还是细胞癌基因被激活后都有诱导肿瘤发生作用，所以有时候我们又将肿瘤细胞中癌基因称为肿瘤癌基因。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第25页,病毒癌基因,(virus-oncogene,；,v-onco),指病毒核酸能够使细胞恶性转化片断。,原癌基因,(proto-oncogene,，,pro-onco),在人类、哺乳动物如大鼠、小鼠，乃至酵母、果蝇中发觉与肿瘤病毒癌基因同源次序,。这种基因是正常细胞基因，其表示产物功效在于维持细胞正常生长发育，在进化上高度保守。,当原癌基因结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过分增殖，从而形成肿瘤。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第26页,细胞癌基因概述,细胞癌基因是细胞正常生长、分化所必需，是生长发育过程中所不可缺乏。,这些细胞癌基因在发育过程中一定时间、一定组织中定量表示，产生生命活动中所必需蛋白质，促进一些生命过程进行，使生长发育得以实现。,这些细胞癌基因在机体生长发育过程完成后多处于关闭状态，即不表示或低表示。,一旦在错误时间，不恰当地点，不适量表示即可能造成细胞无限制增加而趋于恶性转化。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第27页,病毒癌基因与细胞癌基因非常相同，主要不一样之处于于：,细胞癌基因：含有内含子或者插入次序。,病毒癌基因：不含有内含子。,二者在外显子序列中仅有非常微小差异，他们外显子在进化过程非常保守，表明他们编码蛋白质产物在进化上主要性。,（一）病毒癌基因与细胞癌基因差异,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第28页,依据癌基因编码蛋白质功效、性质进行分类。,1.,蛋白激酶类,酪氨酸蛋白激酶：,src,、,fgr,、,yes,。,丝氨酸,/,苏氨酸蛋白激酶：,raf,、,mos,、,2.,生长因子类,sis PDGF-2,；,int-2 EGf,相同物；,erb-B EGf,受体,3.GTP,结合蛋白类,产物含有,GTP,酶活性,ras(H-ras,；,K-ras),4.,核蛋白类,产物与,DNA,结合，与复制开启相关,myc,；,fos,；,jun,；,erb-A,（二）病毒癌基因分类,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第29页,原癌基因分类,原癌基因分类与病毒癌基因一样，依据其蛋白质产物功效、性质能够分为以下几类：,蛋白质激酶类：,c-raf,；,c-mos,；,生长因子类：,c-sis,信息传递蛋白类：,c-ras,家族,核蛋白类：,c-myc,；,c-fos,（三）原癌基因,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第30页,（四）癌基因激活机制,细胞中原癌基因能够经过一些机制被激活，造成基因表示或过表示，从而使细胞癌变，不一样癌基因激活机制与路径不一样，普通分为,4,类：,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第31页,1,、取得开启子与增强子,当逆转录病毒感染细胞后，病毒基因组所携带长末端重复序列（,LTR,内含较强开启子和增强子）插人到细胞原癌基因附近或内部，能够开启下游邻近基因转录和影响附近结构基因转录水平。从而使原癌基因过分表示或由不表示变为表示，造成细胞发生癌变。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第32页,2,、基因易位,染色体易位在肿瘤组织中屡见不鲜，基因定位研究证实，在染色体易位过程中发生了一些基因易位（,translocation,）和重排，使原来无活性原癌基因移至一些强开启基因或增强子附近而被活化，因而原癌基因表示增强，造成肿瘤发生。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第33页,3,、原癌基因扩增,原癌基因扩增（,amplification,）是原癌基因数量增加或表示活性增强，产生过量表示蛋白也会造成肿瘤发生。,4,、点突变,原癌基因在射线或化学致癌剂作用下，可能发生单个碱基替换,-,点突变（,point mutation,），从而改变了表示蛋白氨基酸组成，造成蛋白质结构变异。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第34页,癌基因激活机制,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第35页,抑癌基因又称为抗癌基因（,anti-oncogene,）或肿瘤抑制基因，是指存在于正常细胞中，其编码产物能抑制细胞生长、增殖一组结构基因。,最初，经过细胞杂交试验，发觉并判定了抑癌基因。,二、抑癌基因基本概念,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第36页,细胞杂交试验,正常细胞,肿瘤细胞,非肿瘤型杂交细胞,杂交融合,肿瘤细胞,1,肿瘤细胞,2,杂交融合,非肿瘤型杂交细胞,正常细胞,失去一些基因,肿瘤细胞,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第37页,常见抑癌基因有,Rb,基因，,p53,基因，,p16,基因等。,其中，,Rb,基因编码,P105,Rb,转录因子，,p53,基因编码,P53,转录因子，,p16,基因编码一个,P16,蛋白。,（一）、常见抑癌基因,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第38页,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第39页,（二）抑癌基因作用机制,Rb,基因失活主要与视网膜母细胞瘤发生相关。,Rb,基因表示产物为,P105,Rb,，在细胞内存在低磷酸化型（活性型）和高磷酸化型（非活性型）两种类型。,不一样类型,P105,Rb,对转录因子,E2F,有不一样亲和力。,（一）,Rb,基因作用机制,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第40页,低磷酸化型,P105,Rb,可与转录因子,E2F,结合形成复合物，从而阻止,E2F,开启一些在细胞增殖过程中起主要作用基因转录，如,c-myc,基因等。,高磷酸化型,P105,Rb,则可促使其与,E2F,转录因子分离，从而使其展现活性，细胞即由,G,1,期进入,S,期。,Rb,基因失活后，其表示产物不能与,E2F,形成复合物，,E2F,处于连续激活状态，造成细胞增殖。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第41页,p105,Rb,作用机制（演示）,G,0,G,1,期,Rb,蛋白,E-2F,S,期,E-2F,DNA,DNA,Rb,蛋白,P,mRNA,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第42页,人,P53,基因位于,17P13.1,，全长,16-20kb,，含有,11,个外显子，蛋白分子量,53kD,（,393aa,）。,P53,基因是迄今为止发觉与人类肿瘤相关性最高基因。过去一直将,P53,基因认为癌基因，以后证实野生型,P53,基因是一个抑癌基因。,P53,蛋白可分为三个结构域：,N,端酸性区、中段疏水关键区与,C,端碱性区，分子中有一核定位信号，所以它普通都位于核内。,（二）,p53,（基因卫士）基因作用机制,酸性区,关键区,碱性区,P53,蛋白,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第43页,P53,蛋白可与特异,DNA,片段结合，其酸性区域含有许多转录因子共同特征，并与寡聚体形成相关。,P53,蛋白能以四聚体形式与,DNA,结合，调整其它基因表示。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第44页,P53,蛋白生物学功效较为复杂，当前已知功效有：,1,、基因卫士，监控基因完整性，尤其是阻止,DNA,损伤未修复就进入细胞周期，它可激活一抑癌基因,P21,转录，阻止细胞进入,G1S,关卡点,2,、促进细胞凋亡（参加,DNA,修复性复制，一旦修复失败，开启程序性细胞死亡。）,3,、,P53,蛋白还可经过抑制解链酶活性，以抑制,DNA,复制。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第45页,P53,蛋白作用机制（演示）,P53,蛋白,解链酶,复制因子,A,P21,蛋白,细胞停滞于,G,1,期,细胞自杀,DNA,损伤,P21,基因,P53,蛋白,抑 制,P53,蛋白,成功修复,修复失败,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第46页,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第47页,第三节：细胞转化与肿瘤,一、正常细胞增殖周期,细胞周期指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历过程，所需时间叫细胞周期时间。可分为四个阶段：,G1,期,(gap1),，指从有丝分裂完成到,DNA,复制之前间隙时间。,S,期,(synthesis phase),，指,DNA,复制时期。,G2,期,(gap2),，指,DNA,复制完成到有丝分裂开始之前一段时间。,M,期又称,D,期,(mitosis or division),，细胞分裂开始到结束。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第48页,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第49页,细胞周期检测点（,cell cycle checkpoint,）是指控制细胞增殖周期中限速位点，在,DNA,复制和有丝分裂前，负责确定,DNA,合成完整性、监控,DNA,复制、,DNA,损伤修复和阻断细胞进入有丝分裂期，准确调整细胞周期进行，以预防增殖周期中发生错误。细胞应答,DNA,损伤，使细胞周期检测点被激活，造成细胞周期阻断，以修复损伤,DNA,，或者经过细胞凋亡或终止生长方式诱导细胞死亡。细胞周期阻断经常发生在,G1/S,或,G2/M,交界处。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第50页,二、转化细胞性质,正常细胞向恶性细胞过分称为肿瘤转化,1,、生长特征改变,（,1,）无限生长性,（,2,）饱和密度增加,（,3,）支持依赖性降低,2,、表面性质改变,几乎全部肿瘤细胞都比正常细胞更易被血凝素所凝集。,3,、侵袭性,转化细胞能穿入鸡胚绒毛尿曩膜，肿瘤细胞最主要特征之一,。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第51页,肿瘤病毒致细胞转化共同特点：,1.,病毒对敏感靶细胞一次成功感染即可致细胞转化，此即所谓“单次打击”（,single hit,）；,2.,肿瘤病毒转化细胞，因病毒基因组部分或全部整合于细胞基因组，浑然一体，使本身与细胞表示及调整显著改变；,3.,转化细胞产毒问题，因病毒而异。普通认为,DNA,病毒转化细胞基本不产生子代病毒，,RNA,病毒转化细胞可产生子代病毒。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第52页,三、转化细胞中病毒信息,全部由病毒转化细胞均含有病毒基因物质。除,EB,病毒在转化淋巴细胞中以质粒形式维持本身外，病毒,DNA,是共价整合于宿主染色体中。对于反转录病毒，前病毒整合作用是病毒生活周期一个自然部分。转化细胞中也能找到病毒特异,RNA,和蛋白质。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第53页,T antigen,：含有各种功效乳多空病毒早期表示蛋白，其功效是开启病毒,DNA,复制，抑制细胞抑癌基因，开启病毒晚期转录。,t antigen,：多瘤病毒感染中与,T,抗原,N,端连接蛋白，病毒在培养细胞中复制非必须。,病毒学病毒和肿瘤专家讲座,第54页,