第四章--肿瘤相关基因-课件.ppt

1、第四章 肿瘤相关基因 PPT课件第一节第一节 癌基因癌基因第二节第二节 抑癌基因抑癌基因第三节第三节 肿瘤转移相关基因肿瘤转移相关基因第四节第四节 肿瘤发生中的基因变化肿瘤发生中的基因变化第五节第五节 肿瘤相关基因的检测及评价肿瘤相关基因的检测及评价癌基因（癌基因（oncogene,onconcogene,onc）病毒癌基因（病毒癌基因（virus oncogenevirus oncogene，v-oncv-onc）细胞癌基因（细胞癌基因（cellular oncogenecellular oncogene，c-oncc-onc）第一节第一节 癌基因癌基因 病毒癌基因（病毒癌基因（virus

2、oncogenevirus oncogene，v-oncv-onc）病毒基因组中特殊的核苷酸序列，是一类存病毒基因组中特殊的核苷酸序列，是一类存在于病毒中，能使敏感宿主产生肿瘤或使体外培在于病毒中，能使敏感宿主产生肿瘤或使体外培养细胞转化的基因。养细胞转化的基因。第一节第一节 癌基因癌基因细胞癌基因（细胞癌基因（cellular oncogenecellular oncogene，c-oncc-onc）存在于正常细胞基因组中的癌基因，在正常存在于正常细胞基因组中的癌基因，在正常情况下处于静止或低表达状态，对维持细胞正常情况下处于静止或低表达状态，对维持细胞正常功能具有重要作用；但在异常表达时，

3、其产物可功能具有重要作用；但在异常表达时，其产物可使细胞无限分裂。使细胞无限分裂。第一节第一节 癌基因癌基因第一节第一节 癌基因癌基因二、细胞癌基因二、细胞癌基因三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制一、病毒癌基因一、病毒癌基因一、病毒癌基因一、病毒癌基因 RNARNA病毒的癌基因病毒的癌基因 绝大多数能使分裂信号旁路发生改变，通过绝大多数能使分裂信号旁路发生改变，通过破坏正生长调节而起作用。破坏正生长调节而起作用。DNADNA病毒的癌基因病毒的癌基因 主要通过与抑癌基因相互作用而破坏细胞的主要通过与抑癌基因相互作用而破坏细胞的负生长调节。负生长调节。一、病毒癌基因一、病毒癌基因二、细胞

4、癌基因二、细胞癌基因 正常细胞中一类编码关键性调控蛋白的基因，在正常细胞中一类编码关键性调控蛋白的基因，在细胞正常的生长、发育、分化过程中具重要生理细胞正常的生长、发育、分化过程中具重要生理功能功能 以非激活形式存在，不会自发诱导肿瘤以非激活形式存在，不会自发诱导肿瘤 当其被异常激活时，可使正常细胞发生转化而导当其被异常激活时，可使正常细胞发生转化而导致肿瘤的发生致肿瘤的发生 二、细胞癌基因二、细胞癌基因细胞癌基因又称原癌基因细胞癌基因又称原癌基因 正常情况下细胞癌基因并不致瘤正常情况下细胞癌基因并不致瘤 病毒癌基因来源于细胞癌基因病毒癌基因来源于细胞癌基因 二、细胞癌基因二、细胞癌基因细胞癌

5、基因的特点：细胞癌基因的特点：生物界普遍存在生物界普遍存在 进化上高度保守进化上高度保守 单拷贝基因，均为结构基因单拷贝基因，均为结构基因 异常时可导致细胞恶性增生异常时可导致细胞恶性增生 二、细胞癌基因二、细胞癌基因细胞癌基因的分类及表达产物细胞癌基因的分类及表达产物 二、细胞癌基因二、细胞癌基因二、细胞癌基因二、细胞癌基因癌基因产物的细胞定位癌基因产物的细胞定位 二、细胞癌基因二、细胞癌基因1.1.sis sis 家族家族2.2.erb erb 家族家族3.3.src src 家族家族4.4.ras ras 家族家族5.5.myc myc 家族家族二、细胞癌基因二、细胞癌基因1.1.sis

6、 sis 家族家族人的人的c-c-sissis定位于第定位于第2222号染色体，与血小板衍号染色体，与血小板衍生生长因子生生长因子(PDGF)(PDGF)基因有很高的同源性（达基因有很高的同源性（达87%87%）编码产物编码产物P28P28是含是含241241个氨基酸残基的个氨基酸残基的PDGF-PDGF-链，能与链，能与PDGFPDGF受体结合受体结合 二、细胞癌基因二、细胞癌基因2.2.erb erb 家族家族 c-c-erberb-B-B编码表皮生长因子编码表皮生长因子 (EGF)(EGF)受体受体 c-c-fmsfms 编码集落刺激因子受体编码集落刺激因子受体 c-c-bitbit编码

7、编码PDGFPDGF受体受体二、细胞癌基因二、细胞癌基因3.3.src src 家族家族 编码蛋白激酶类产物编码蛋白激酶类产物 c-c-srcsrc是第一个被发现的细胞癌基因是第一个被发现的细胞癌基因 人的人的c-c-srcsrc定位于第定位于第2020号染色体号染色体 具酪氨酸蛋白激酶具酪氨酸蛋白激酶 (TPK)(TPK)活性活性mosmos、raf raf 等基因编码产物为胞浆丝氨酸等基因编码产物为胞浆丝氨酸/苏氨苏氨酸蛋白激酶酸蛋白激酶 二、细胞癌基因二、细胞癌基因4.4.ras ras 家族家族 主要包括主要包括H-rasH-ras、K-rasK-ras和和N-rasN-ras，编码的

8、氨，编码的氨基酸顺序之间有基酸顺序之间有85%85%的同源性。的同源性。编码产物为编码产物为P21P21的的RasRas蛋白，大多位于细胞膜的内蛋白，大多位于细胞膜的内侧面，属低分子量侧面，属低分子量G G蛋白，是蛋白，是MAPKMAPK途径中的重要途径中的重要成员成员 细胞外信号通过受体结合细胞外信号通过受体结合G G蛋白，作用于不同的蛋白，作用于不同的靶蛋白，参与细胞增殖信号的细胞内转导过程靶蛋白，参与细胞增殖信号的细胞内转导过程二、细胞癌基因二、细胞癌基因二、细胞癌基因二、细胞癌基因5.5.myc myc 家族家族(人人c c-myc-myc基因基因)定位于定位于8q248q24，由，由

9、3 3个外显子组成，第一外显子不个外显子组成，第一外显子不编码编码 产物位于核内的产物位于核内的MycMyc蛋白，属蛋白，属DNADNA结合蛋白类结合蛋白类 编码核内转录因子，通过与某些特定编码核内转录因子，通过与某些特定DNADNA相结合，相结合，影响影响DNADNA复制的启动过程或对转录进行调控，调复制的启动过程或对转录进行调控，调节细胞生长、增殖和分化节细胞生长、增殖和分化三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制激活的机制：激活的机制：病毒诱导的活化病毒诱导的活化，如病毒基因组内一个强大启动子，如病毒基因组内一个强大启动子插入到细胞癌基因的附近或内部，使原癌基因激活插入到细胞癌基因的

10、附近或内部，使原癌基因激活 非病毒诱导的活化非病毒诱导的活化，如原癌基因突变、扩增和染色，如原癌基因突变、扩增和染色体重排等体重排等 三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制 （二）原癌基因获得外源启动子而激活（二）原癌基因获得外源启动子而激活（三）原癌基因甲基化程度降低（三）原癌基因甲基化程度降低 （四）原癌基因的扩增（四）原癌基因的扩增 （五）染色体易位或基因重排（五）染色体易位或基因重排（一）原癌基因点突变（一）原癌基因点突变（六）基因偶联（六）基因偶联三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制 核苷酸突变导致编码产物核苷酸突变导致编码产物P21P21蛋白中氨基酸蛋白中氨基酸被置换

11、，表达异常产物。被置换，表达异常产物。P21P21蛋白自身的蛋白自身的GTPaseGTPase活性明显下降，在传递生长信号时，难以催化活性明显下降，在传递生长信号时，难以催化GTPGTP快速水解，从而不能适时从活化状态改变为快速水解，从而不能适时从活化状态改变为非活化状态，导致与非活化状态，导致与GTPGTP持续结合，促进细胞增持续结合，促进细胞增殖。殖。（一）原癌基因点突变（一）原癌基因点突变三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制三三、原癌基因的激活机制、原癌基因的激活机制（二）原癌基因获得外源启动子而激活（二）原癌基因获得外源启动子而激活 原癌基因的上游插入外源性启动子或增强子，原癌

12、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。可激活原癌基因，使其表达产物增多。例：例：ALVALV感染细胞后诱发鸡感染细胞后诱发鸡B B细胞淋巴瘤细胞淋巴瘤 ALVALV本身不含病毒癌基因，其病毒两端的长本身不含病毒癌基因，其病毒两端的长末端重复序列可作为启动子启动末端重复序列可作为启动子启动 c-c-myc myc 的转录。的转录。该启动子使该启动子使 c-c-myc myc 基因持续转录，比正常表达基因持续转录，比正常表达增高几十甚至上百倍。增高几十甚至上百倍。三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制（三）原癌基因甲

13、基化程度降低（三）原癌基因甲基化程度降低 DNADNA分子中的甲基化对阻抑基因的转录具有重分子中的甲基化对阻抑基因的转录具有重要作用。要作用。例：例：在结肠腺癌和小细胞肺癌的细胞中在结肠腺癌和小细胞肺癌的细胞中rasras基因的基因的DNADNA甲基化水平比其邻近的正常细胞明显偏低，提甲基化水平比其邻近的正常细胞明显偏低，提示某些原癌基因是由于甲基化程度降低而激活。示某些原癌基因是由于甲基化程度降低而激活。三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制（四）原癌基因的扩增（四）原癌基因的扩增 原癌基因扩增使基因拷贝数增加，产物过量表原癌基因扩增使基因拷贝数增加，产物过量表达。达。例：例：人视网膜

14、母细胞瘤中人视网膜母细胞瘤中N-myc N-myc 扩增了扩增了1010200200倍，相应的倍，相应的mRNAmRNA和蛋白质产物大量增加。肿瘤细胞和蛋白质产物大量增加。肿瘤细胞中的双微体和染色体上的均染区就是原癌基因中的双微体和染色体上的均染区就是原癌基因 DNADNA片段扩增的表现。片段扩增的表现。三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制 （五）染色体易位或基因重排（五）染色体易位或基因重排 染色体易位往往导致基因重排，可导致原癌基染色体易位往往导致基因重排，可导致原癌基因序列缺失或表达异常蛋白。因序列缺失或表达异常蛋白。1 1表达融合蛋白表达融合蛋白 慢性粒细胞性白血病慢性粒细胞性

15、白血病:bcr-ablbcr-abl融合基因融合基因 2 2异常异位表达异常异位表达 BurkittBurkitt淋巴瘤淋巴瘤:定位于定位于8 8号染色体的号染色体的mycmyc基基因与因与1414号染色体的免疫球蛋白重链基因融合而激号染色体的免疫球蛋白重链基因融合而激活，启动活，启动c c-myc-myc转录，使转录，使c c-myc-myc基因表达增强。基因表达增强。三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制三、原癌基因的激活机制（六）基因偶联（六）基因偶联rasras或或mycmyc转染细胞，可使细胞增殖，但不能转化转染

16、细胞，可使细胞增殖，但不能转化成癌细胞成癌细胞rasras和和mycmyc同时转染细胞，能使细胞转化成癌细胞同时转染细胞，能使细胞转化成癌细胞 提示至少需要提示至少需要2 2种或以上的原癌基因在不同通路种或以上的原癌基因在不同通路上发挥协同作用上发挥协同作用 第二节第二节 抑癌基因抑癌基因第二节第二节 抑癌基因抑癌基因 肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因 (tumor-suppressing gene)(tumor-suppressing gene)存在于正常细胞内的一类可抑制细胞过度生存在于正常细胞内的一类可抑制细胞过度生长与增殖的基因，从而有潜在抑癌作用。当这类长与增殖的基因，从而有潜在抑癌作用。当

17、这类基因发生突变、缺失或失活时，可引起细胞恶性基因发生突变、缺失或失活时，可引起细胞恶性转化而导致肿瘤的发生。转化而导致肿瘤的发生。抑癌基因的功能抑癌基因的功能:诱导终末分化诱导终末分化 维持基因稳定维持基因稳定 触发衰老，诱导细胞程序性死亡触发衰老，诱导细胞程序性死亡 抑制蛋白酶活性或改变抑制蛋白酶活性或改变DNADNA甲基化酶活性甲基化酶活性 调节血管形成调节血管形成 促进细胞间联系促进细胞间联系第二节第二节 抑癌基因抑癌基因 在肿瘤的相应正常组织中必须有正常的表达在肿瘤的相应正常组织中必须有正常的表达 在恶性肿瘤中相应基因应有所改变，包括点在恶性肿瘤中相应基因应有所改变，包括点 突变、片

18、段缺失或表达缺陷突变、片段缺失或表达缺陷 导入该基因缺陷的恶性肿瘤细胞中可部分或导入该基因缺陷的恶性肿瘤细胞中可部分或 全部抑制恶性表型全部抑制恶性表型 第二节第二节 抑癌基因抑癌基因抑癌基因的生物特性：抑癌基因的生物特性：第二节第二节 抑癌基因抑癌基因一、抑癌基因与肿瘤一、抑癌基因与肿瘤二、抑癌基因失活机制二、抑癌基因失活机制一、抑癌基因与肿瘤一、抑癌基因与肿瘤第二节第二节 抑癌基因抑癌基因二、抑癌基因失活机制二、抑癌基因失活机制 抑癌基因突变抑癌基因突变 染色体丢失染色体丢失 同源性重组同源性重组 基因重排基因重排 第二节第二节 抑癌基因抑癌基因（一）视网膜母细胞瘤基因（一）视网膜母细胞瘤

19、基因（RbRb基因）基因）第一个分离到的抑癌基因第一个分离到的抑癌基因 人人RbRb基因定位于基因定位于1313号染色体，编码号染色体，编码P105P105蛋白，蛋白，定位于核内。具有结合定位于核内。具有结合DNADNA的活性，有序调控的活性，有序调控细胞分裂周期，控制细胞的生长细胞分裂周期，控制细胞的生长 Rb Rb 蛋白有磷酸化和非磷酸化两种形式，活性蛋白有磷酸化和非磷酸化两种形式，活性型为非磷酸化形式型为非磷酸化形式第二节第二节 抑癌基因抑癌基因抑癌基因抑癌基因 隐性癌基因隐性癌基因 只有一个等位基因发生突变时，未突变的另只有一个等位基因发生突变时，未突变的另一个等位抑癌基因仍能产生足够

20、量的野生型一个等位抑癌基因仍能产生足够量的野生型蛋白质产物，故通常不会引起致癌效应蛋白质产物，故通常不会引起致癌效应 只有两个等位基因都发生突变才能引发抑癌只有两个等位基因都发生突变才能引发抑癌基因的失活，失去对细胞增殖的监控作用，基因的失活，失去对细胞增殖的监控作用，引起致癌效应引起致癌效应第二节第二节 抑癌基因抑癌基因(二二)抑癌基因抑癌基因 p53p53 基因基因 几乎所有人类肿瘤中都存在几乎所有人类肿瘤中都存在p53p53基因的突变基因的突变 人类人类p53p53基因转录产物为基因转录产物为P53P53核蛋白，属反式核蛋白，属反式作用因子，在体内以四聚体形式存在，活性作用因子，在体内以

21、四聚体形式存在，活性受磷酸化受磷酸化/非磷酸化的调节非磷酸化的调节第二节第二节 抑癌基因抑癌基因P53P53蛋白主要功能：蛋白主要功能：抑制细胞增殖，可阻断细胞进入抑制细胞增殖，可阻断细胞进入S S期期 促进促进DNADNA损伤的修复损伤的修复 诱导细胞凋亡诱导细胞凋亡 第二节第二节 抑癌基因抑癌基因显性阴性显性阴性 (dominant negative)(dominant negative)一个一个p53p53等位基因发生突变时，突变的等位基因发生突变时，突变的P53P53蛋白可与野生型蛋白结合，使其不能结合蛋白可与野生型蛋白结合，使其不能结合DNADNA而失活。而失活。显性致癌（显性致癌（

22、dominant carcinogenesisdominant carcinogenesis）突变后的突变后的p53p53基因具有癌基因的作用，能协基因具有癌基因的作用，能协 助助rasras基因致癌。基因致癌。第二节第二节 抑癌基因抑癌基因（三）其它抑癌基因（三）其它抑癌基因 WT1(11p13):WT1(11p13):肾母细胞瘤易感基因，编码肾母细胞瘤易感基因，编码 锌指蛋白锌指蛋白 DCC(18q21):DCC(18q21):编码与细胞粘附作用有关的编码与细胞粘附作用有关的 表面蛋白分子表面蛋白分子 APC(5q21):APC(5q21):突变后与直肠癌的发生相关突变后与直肠癌的发生相关

23、第二节第二节 抑癌基因抑癌基因 BRCA1BRCA1和和BRCA2BRCA2 乳腺癌易感基因，产物含锌指结构，以转乳腺癌易感基因，产物含锌指结构，以转录因子形式起作用，与遗传性高发乳腺癌和卵录因子形式起作用，与遗传性高发乳腺癌和卵巢癌的发生紧密相关巢癌的发生紧密相关 NF-1NF-1（17q11.217q11.2）编码编码GTPGTP酶激活剂，失活可致神经纤维增生酶激活剂，失活可致神经纤维增生第二节第二节 抑癌基因抑癌基因!肿瘤浸润转移是一个复杂而有序的过程，肿瘤浸润转移是一个复杂而有序的过程，包括肿瘤细胞从原发肿瘤脱落，进入细胞外基包括肿瘤细胞从原发肿瘤脱落，进入细胞外基质，游走至血管、淋巴

24、管，与之产生粘附并进质，游走至血管、淋巴管，与之产生粘附并进入管腔，再至远端适宜组织中克隆生长。入管腔，再至远端适宜组织中克隆生长。第三节第三节 肿瘤转移相关基因肿瘤转移相关基因第三节第三节 肿瘤转移相关基因肿瘤转移相关基因 肿瘤细胞转移基因的激活和转移抑制基因的失肿瘤细胞转移基因的激活和转移抑制基因的失活，可诱发肿瘤细胞转移表型而导致转移。活，可诱发肿瘤细胞转移表型而导致转移。原发部位肿瘤组织中具有转移潜在性的细胞群原发部位肿瘤组织中具有转移潜在性的细胞群是肿瘤转移的细胞生物学基础。是肿瘤转移的细胞生物学基础。一、肿瘤转移基因一、肿瘤转移基因促进或导致肿瘤转移的基因：促进或导致肿瘤转移的基因

25、：mts1mts1(metastasin 1)(metastasin 1)mts1mts1蛋白可能通过蛋白可能通过S100S100蛋白家族中的蛋白家族中的CaCa2+2+结合蛋结合蛋白发挥作用白发挥作用 两者对细胞的微管聚合有抑制作用两者对细胞的微管聚合有抑制作用mts1mts1基因可作为预测某些肿瘤是否会发生转移的基因可作为预测某些肿瘤是否会发生转移的指标指标二、肿瘤转移抑制基因二、肿瘤转移抑制基因 主要抑制肿瘤细胞的转移表型主要抑制肿瘤细胞的转移表型 目前发现的有目前发现的有wdnm1wdnm1、wdnm2wdnm2、金属蛋白酶组织、金属蛋白酶组织抑制剂抑制剂 (TIMPTIMP)基因、基

26、因、nm23nm23基因等基因等 人类基因组中存在两个人类基因组中存在两个nm23nm23基因，即基因，即nm23-H1nm23-H1和和nm23-H2nm23-H2，均定位于，均定位于17q17q 肿瘤的发生是一个多基因多步骤的基因变化效肿瘤的发生是一个多基因多步骤的基因变化效应，是多阶段或多次打击而发生的疾病。应，是多阶段或多次打击而发生的疾病。第四节第四节 肿瘤发生中的基因变化肿瘤发生中的基因变化1 1启动阶段：细胞的启动阶段：细胞的DNADNA分子已发生改变，但分子已发生改变，但 表型仍正常表型仍正常2 2促癌阶段：癌前细胞在启动因子和促癌因子促癌阶段：癌前细胞在启动因子和促癌因子 的

27、协同作用下，细胞表型发生变的协同作用下，细胞表型发生变 化，表现出癌细胞的特征化，表现出癌细胞的特征 3 3转化阶段：已恶变的细胞进入自主分裂增殖转化阶段：已恶变的细胞进入自主分裂增殖 状态并发生病灶浸润、转移状态并发生病灶浸润、转移 第四节第四节 肿瘤发生中的基因变化肿瘤发生中的基因变化肿瘤发展的典型模式人结肠直肠癌肿瘤发展的典型模式人结肠直肠癌 家族性多发性腺癌家族性多发性腺癌FAPFAP基因发生突变，变为过度增生性上基因发生突变，变为过度增生性上皮，并逐渐发展为腺瘤皮，并逐渐发展为腺瘤 DNADNA甲基化程度降低，甲基化程度降低，k-rask-ras发生突变，早期腺瘤发展为发生突变，早期

28、腺瘤发展为中期腺瘤中期腺瘤 抑癌基因抑癌基因DCCDCC发生缺失、发生缺失、c-c-mycmyc基因过度表达，使腺瘤进基因过度表达，使腺瘤进入晚期入晚期 抑癌基因抑癌基因p53p53丢失，使晚期腺瘤发展为肿瘤丢失，使晚期腺瘤发展为肿瘤 在适宜条件下可继发肿瘤的转移在适宜条件下可继发肿瘤的转移肿瘤发展的典型模式人结肠直肠癌肿瘤发展的典型模式人结肠直肠癌第五节第五节 肿瘤相关基因的检测及评价肿瘤相关基因的检测及评价 二、常用检测方法二、常用检测方法 三、原癌基因与抑癌基因的检测三、原癌基因与抑癌基因的检测 一、基因诊断策略与主要检测技术一、基因诊断策略与主要检测技术一、基因诊断策略与主要检测技术一

29、、基因诊断策略与主要检测技术 常用的肿瘤基因诊断策略包括：常用的肿瘤基因诊断策略包括：染色体异位及融合基因的检测染色体异位及融合基因的检测 原癌基因或抑癌基因的检测原癌基因或抑癌基因的检测 肿瘤相关病毒的检测肿瘤相关病毒的检测 肿瘤标志物基因的检测等肿瘤标志物基因的检测等 肿瘤的基因分析包括：肿瘤的基因分析包括：基因结构、基因表达和调控的分析基因结构、基因表达和调控的分析 一、基因诊断策略与主要检测技术一、基因诊断策略与主要检测技术 二、常用检测方法二、常用检测方法三、原癌基因与抑癌基因的检测三、原癌基因与抑癌基因的检测 融合基因、肿瘤相关病毒核酸检测：融合基因、肿瘤相关病毒核酸检测：PCRP

30、CR扩增扩增 原癌基因或抑癌基因的基因突变检测：原癌基因或抑癌基因的基因突变检测：PCR-ASOPCR-ASO、PCR-RFLPPCR-RFLP、PCR-SSCPPCR-SSCP及序列分析等及序列分析等 原癌基因扩增和表达检测：原癌基因扩增和表达检测：定量定量PCRPCR、Southern(Southern(或或Northern)Northern)印迹杂交等印迹杂交等肿瘤标志物肿瘤标志物(tumor marker)(tumor marker)由肿瘤组织细胞产生、与肿瘤形成和发由肿瘤组织细胞产生、与肿瘤形成和发展相关的物质，包括肿瘤抗原、激素、酶和展相关的物质，包括肿瘤抗原、激素、酶和同工酶等。同工酶等。二、常用检测方法二、常用检测方法三、原癌基因与抑癌基因的检测三、原癌基因与抑癌基因的检测