1、良性恶性肿瘤()癌 肉瘤 白血病癌症()肿瘤的特点肿瘤的特点1不受控制的异常生长不受控制的异常生长(新生物一旦形成，不因病因消除而停止增生新生物一旦形成，不因病因消除而停止增生)2侵袭转移侵袭转移3威胁生命难以治愈威胁生命难以治愈4 通过许多年变异和自然选择，癌细胞学会了多变，能规避人体精通过许多年变异和自然选择，癌细胞学会了多变，能规避人体精复杂的生长控制系统复杂的生长控制系统5 打破消灭异常细胞的细胞自杀机制打破消灭异常细胞的细胞自杀机制6 进化出对免疫系统监视的抵抗力。进化出对免疫系统监视的抵抗力。目前肿瘤治疗的现状目前肿瘤治疗的现状n诊断：中、晚期诊断：中、晚期 n治疗：放射治疗、化学
2、治疗、手术治疗（盲目、治疗：放射治疗、化学治疗、手术治疗（盲目、被动）被动）n近近40余年余年,美国政府耗资美国政府耗资1000亿用于肿瘤的亿用于肿瘤的研究和治疗研究和治疗n原因原因:基因组改变基因组改变信号转导异常信号转导异常细胞转细胞转化化细胞恶性增殖等的机制不确定细胞恶性增殖等的机制不确定肿瘤发病机理的研究历史肿瘤发病机理的研究历史n1775年年:英国内科医生英国内科医生 发现肿瘤的发生与环境因素有关发现肿瘤的发生与环境因素有关n1838年年:首次提出肿瘤发生是由于正常细胞结构破坏的首次提出肿瘤发生是由于正常细胞结构破坏的 累积所致累积所致,导致实导致实验肿瘤学的诞生验肿瘤学的诞生n 1
3、952年年:第一次证明了致癌物主要作用于而非酶和蛋白质第一次证明了致癌物主要作用于而非酶和蛋白质n1964年年:用实验证明致癌物可以使发生突用实验证明致癌物可以使发生突n 变变,同时也明确了某些致癌物的致癌性与亲合性之间有直接关系同时也明确了某些致癌物的致癌性与亲合性之间有直接关系n1969年年:提出恶性肿瘤中可能有一种抑制肿瘤恶性生长的基因提出恶性肿瘤中可能有一种抑制肿瘤恶性生长的基因n1970年年:认为肿瘤的发生发展是环境和遗传因素相互作用的结果，认为肿瘤的发生发展是环境和遗传因素相互作用的结果，确立确立了环境致癌和遗传因素与细胞癌变关系了环境致癌和遗传因素与细胞癌变关系(一）外界因素一）
4、外界因素化学因素化学因素:(1)烷化剂：如有机农药、硫芥等烷化剂：如有机农药、硫芥等(2)多环芳香烃化合物：多环芳香烃化合物：34-苯并芘苯并芘(3)氨基偶氮类：染料类氨基偶氮类：染料类(4)亚硝胺类亚硝胺类(5)真菌毒素和植物毒素：黄曲霉菌、苏铁素等真菌毒素和植物毒素：黄曲霉菌、苏铁素等(6)其他：重金属其他：重金属2.物理因素物理因素(1)电离辐射电离辐射(2)紫外线紫外线(3)其他：石棉纤维其他：石棉纤维滑石粉滑石粉3.生物因素生物因素 主要是病毒感染：如病毒主要是病毒感染：如病毒乙型肝炎病毒、人乳头状瘤病毒乙型肝炎病毒、人乳头状瘤病毒(二）内在因素二）内在因素1.遗传因素（损伤修复功能
5、）遗传因素（损伤修复功能）2.内分泌因素内分泌因素3.免疫因素免疫因素基因组遗传型、表型和环境的相互作用环境因素环境因素物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素体内微环境体内微环境做做“人人”很难很难人类基因组人类基因组 分子肿瘤学n 应用分子生物学理论阐明肿瘤发生发展及其本质应用分子生物学理论阐明肿瘤发生发展及其本质,运用分子运用分子生物学技术研究肿瘤相关基因及其表达产物在肿瘤发生、发展生物学技术研究肿瘤相关基因及其表达产物在肿瘤发生、发展中的作用中的作用,为肿瘤的预防诊断和治疗提供新措施的一门学科为肿瘤的预防诊断和治疗提供新措施的一门学科n从根本上揭示肿瘤发生发展的机制，是目前肿瘤
6、学研究的基石从根本上揭示肿瘤发生发展的机制，是目前肿瘤学研究的基石目前国际上对于肿瘤发生分子机制的目前国际上对于肿瘤发生分子机制的基础研究主要集中在以下三大领域基础研究主要集中在以下三大领域:1.肿瘤相关基因的克隆和功能分析肿瘤相关基因的克隆和功能分析2.细胞信号传导通路细胞信号传导通路3.细胞周期调控细胞周期调控肿瘤产生的分子基础肿瘤产生的分子基础n1953年沃森和克里克提出了年沃森和克里克提出了 的双螺旋结构，的双螺旋结构，他们在上写道他们在上写道:这种结构具有在生物学上相这种结构具有在生物学上相当重要的新特征当重要的新特征n结构和中心法则的发现，使肿瘤分子生物结构和中心法则的发现，使肿瘤
7、分子生物学的研究取得了突破性的进展学的研究取得了突破性的进展,为研究基因为研究基因缺陷与肿瘤的关系开创了一个新时代缺陷与肿瘤的关系开创了一个新时代 A T A T G G G T A C G G T T A T A C C C A T G C C AA T G C G T A G TT A C G A T C A 分子的结构改变分子的结构改变n 分子的自发断裂和碱基的丢失分子的自发断裂和碱基的丢失n的自我复制造成的错误的自我复制造成的错误n各种各样的致癌剂对分子的损伤各种各样的致癌剂对分子的损伤n病毒的分子可整合到细胞的中去病毒的分子可整合到细胞的中去,引起结构引起结构的改变的改变分子结构改变
8、最基本的方式分子结构改变最基本的方式碱基对的改变的主要形式有碱基对的改变的主要形式有:替代、替代、缺失、缺失、插入、插入、颠换颠换致癌剂对分子的损伤致癌剂对分子的损伤n碱基二聚体形成碱基二聚体形成n碱基加合物形成碱基加合物形成n碱基缺失碱基缺失n碱基取代和碱基错配碱基取代和碱基错配致癌剂对的损伤致癌剂对的损伤加合物的形成是分子结构改变的重要方式之一加合物的形成是分子结构改变的重要方式之一致癌物转化为加合物及其后果致癌物转化为加合物及其后果病毒对分子的损伤病毒对分子的损伤n病毒基因整合到细胞的基因组上,引起基因的突变n损伤使分子的结构性质和功能发生改变损伤使分子的结构性质和功能发生改变n维持损伤
9、的存在和积累维持损伤的存在和积累,存在于分子上的基因存在于分子上的基因就会改变就会改变n n 基因的改变基因的改变 细胞癌变细胞癌变n肿瘤是一种环境因素与遗传因素相互作用导致的疾肿瘤是一种环境因素与遗传因素相互作用导致的疾病病,大多数的环境致病因素的致癌作用都是通过影响大多数的环境致病因素的致癌作用都是通过影响遗传基因起作用的遗传基因起作用的n肿瘤的发生是由于细胞中基因改变积累的结果，包肿瘤的发生是由于细胞中基因改变积累的结果，包括括n （1）癌基因的激活、过度表达）癌基因的激活、过度表达n （2）抑癌基因的突变、丢失）抑癌基因的突变、丢失n (3）微卫星不稳定，出现核苷酸异常的串联重微卫星不
10、稳定，出现核苷酸异常的串联重复分复分n 布于基因组布于基因组n （4）错配修复基因突变，导致细胞遗传不稳定或）错配修复基因突变，导致细胞遗传不稳定或致致n 肿瘤易感性肿瘤易感性癌基因癌基因()(),.,原癌基因（)细胞中固有的基因，在正常情况下参与细胞的增殖与分化的调控,是调控细胞增殖与分化的一类基因,当基因结构和功能发生变异并使细胞发生恶性转化时，这样的基因才叫癌基因().由于细胞癌基因在正常细胞中以非激活形式存在，故又称为原癌基因.原癌基因的特点原癌基因的特点n广泛存在于生物界中，从酵母到人的细胞普遍存在广泛存在于生物界中，从酵母到人的细胞普遍存在n在进化进程中，基因序列呈高度保守性在进化
11、进程中，基因序列呈高度保守性n它的作用是通过其表达产物蛋白质来体现的；它们的存它的作用是通过其表达产物蛋白质来体现的；它们的存在对正常细胞不仅无害，而且对维持正常生理功能、调在对正常细胞不仅无害，而且对维持正常生理功能、调控细胞生长和分化起重要作用，是细胞发育、组织再生、控细胞生长和分化起重要作用，是细胞发育、组织再生、创伤愈合等所必需创伤愈合等所必需n在某些因素（如放射线、某些化学物质等）作用下，一在某些因素（如放射线、某些化学物质等）作用下，一旦被激活，发生数量上或结构上的变化时，就会形成癌旦被激活，发生数量上或结构上的变化时，就会形成癌性的细胞转化基因性的细胞转化基因癌基因研究的发展历史
12、癌基因研究的发展历史n1969年年,医生等在研究鸡肉瘤时发现罗氏肉瘤病毒（医生等在研究鸡肉瘤时发现罗氏肉瘤病毒（,)n1975年年,从中分离到第一个病毒癌基因（从中分离到第一个病毒癌基因（)，基因编码，基因编码60 的的酪氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶n1976年年,以实验证明正常鸡成纤维细胞基因组中存在有病毒以实验证明正常鸡成纤维细胞基因组中存在有病毒癌基因的同源序列癌基因的同源序列 ,.U S A.1969,64(3):1087-94.n19821982年等通过基因转染技术从不同的人膀胱癌年等通过基因转染技术从不同的人膀胱癌细胞系中分离到具有致癌活性的活化癌基因，细胞系中分离到具有致癌活性的活
13、化癌基因，并发现其相对应的细胞原癌基因之间只有一个并发现其相对应的细胞原癌基因之间只有一个碱基对的区别碱基对的区别n目前已发现目前已发现100100多种癌基因包括、多种癌基因包括、2 2等等原癌基因的种类n生长因子受体生长因子受体n信号转导分子信号转导分子n转录因子转录因子n细胞程序性死亡及凋亡细胞程序性死亡及凋亡n 蛋白蛋白n细胞周期蛋白细胞周期蛋白n细胞核细胞核n细胞浆细胞浆n细胞膜细胞膜n分泌到胞外分泌到胞外生物学功能存在位置人类肿瘤中原癌基因的激活途径人类肿瘤中原癌基因的激活途径Over-expression原癌基因原癌基因基因扩增Over-expression点突变Structura
14、l/functionalchange染色体重排Over-expression orprotein with novel activities1.1.点突变与癌基因点突变与癌基因原癌基因原癌基因点突变结构功能的改变结构功能的改变癌基因变异方式和活化癌基因变异方式和活化n点突变经常可以在原癌基因家族点突变经常可以在原癌基因家族()()中检测到中检测到n人类肿瘤中主要是第人类肿瘤中主要是第1212位密码子变为位密码子变为,编码的氨编码的氨基酸由甘氨酸变为颉氨酸，这样其产物基酸由甘氨酸变为颉氨酸，这样其产物p21p21蛋白蛋白的结构发生变化而导致基因的活化的结构发生变化而导致基因的活化n30%30%的
15、肺癌、的肺癌、50%50%结肠癌、结肠癌、90%90%胰腺癌中有突变胰腺癌中有突变点突变的检测方法点突变的检测方法n限制性内切酶长度多态性（限制性内切酶长度多态性（,)n单链构向多态性（单链构向多态性（,)n寡核苷酸探针杂交寡核苷酸探针杂交n变性高压液相色谱（）变性高压液相色谱（）n直接测序直接测序2.2.扩增和癌基因扩增和癌基因原癌基因原癌基因基因扩增Over-expression染色体重排Over-expression orprotein with novel activities原癌基因 .9 22 ,t(9;22)9 22()21;8536-8540(2002)4.4.基因缺失与癌基因
16、基因缺失与癌基因 肿瘤细胞中常发现有原癌基因片段缺失，原癌基因内小的缺失，可使在正常情况下抑制蛋白活性的那部分蛋白缺失或诱导产生类似于正常的刺激信号，导致细胞的过度增殖甲基化甲基化n甲基化是一种表观遗传修饰，它是由甲基转移酶甲基化是一种表观遗传修饰，它是由甲基转移酶（,）催化腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，将胞）催化腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，将胞嘧啶转变为嘧啶转变为5-5-甲基胞嘧啶（）的一种反应甲基胞嘧啶（）的一种反应n在真核生物中，在真核生物中，5-5-甲基胞嘧啶是唯一存在的化学甲基胞嘧啶是唯一存在的化学性修饰碱基性修饰碱基n在人类基因组中，约在人类基因组中，约3 34%4%的胞嘧啶碱基以的胞嘧
17、啶碱基以5-5-甲基胞嘧啶形式存在甲基胞嘧啶形式存在n大约大约70708080的的5-5-甲基胞嘧啶存在于序列中，甲基胞嘧啶存在于序列中，二核苷酸集中的区域称之为岛二核苷酸集中的区域称之为岛n限制性内切酶限制性内切酶 和和 均能识别均能识别,但不能识别但不能识别 甲基化的生物学功能甲基化的生物学功能n通过基因启动子区及附近区域岛胞嘧啶的甲通过基因启动子区及附近区域岛胞嘧啶的甲基化可以在转录水平调节基因的表达，从而基化可以在转录水平调节基因的表达，从而引起相应基因沉默，去甲基化又可恢复其表引起相应基因沉默，去甲基化又可恢复其表达达n的甲基化对维持染色体的结构和肿瘤的发生的甲基化对维持染色体的结构
18、和肿瘤的发生发展都起重要的作用发展都起重要的作用,是细胞癌变过程中的重是细胞癌变过程中的重要一步要一步肿瘤中甲基化的作用n 肿瘤局部相关基因的高甲基化：n 肿瘤抑制基 因沉默n 肿瘤中整体的低甲基化：肿瘤中整体的低甲基化肿瘤中整体的低甲基化 n肿瘤组织相对于正常组织整体呈现低甲基化状肿瘤组织相对于正常组织整体呈现低甲基化状态态 n目前有目前有3种机制解释基因组整体的低甲基化在肿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：瘤中所扮演的作用：n 1.低甲基化导致原癌基因的去甲基化失活，导低甲基化导致原癌基因的去甲基化失活，导致癌基因的大量致癌基因的大量n 表达表达（基因）基因）n 2.整体
19、的低甲基化是细胞染色体不稳定的易感整体的低甲基化是细胞染色体不稳定的易感因素因素n 3.低甲基化使肿瘤转移增加低甲基化使肿瘤转移增加,甲基化水平愈低甲基化水平愈低 肿瘤的浸润肿瘤的浸润n 能力就越高，临床分期也愈晚能力就越高，临床分期也愈晚肿瘤局部相关基因的高甲基化肿瘤局部相关基因的高甲基化n近几年研究发现近几年研究发现,在癌细胞中在癌细胞中,肿瘤抑制基因甲基化的肿瘤抑制基因甲基化的发生率与肿瘤抑制基因突变或缺失发生的概率大致发生率与肿瘤抑制基因突变或缺失发生的概率大致相等相等,均可导致肿瘤抑制基因功能的丧失，如结肠癌均可导致肿瘤抑制基因功能的丧失，如结肠癌、胃癌中、胃癌中1基因高甲基化导致错
20、配修复的缺失；脑肿基因高甲基化导致错配修复的缺失；脑肿瘤、结肠癌中基因的高甲基化导致化疗敏感性降低瘤、结肠癌中基因的高甲基化导致化疗敏感性降低。n一些甲基化抑制剂一些甲基化抑制剂,例如例如5-氮杂胞苷和氮杂胞苷和5-氮杂脱氧胞氮杂脱氧胞苷可以使失活的肿瘤抑制基因恢复其正常功能苷可以使失活的肿瘤抑制基因恢复其正常功能,为白为白血病和其他相关疾病的治疗提供了新的手段。血病和其他相关疾病的治疗提供了新的手段。肿瘤中甲基化的应用肿瘤中甲基化的应用 n肿瘤筛查和风险评估：甲基化检测能够有效预肿瘤筛查和风险评估：甲基化检测能够有效预测不同肿瘤中个体的风险率测不同肿瘤中个体的风险率n肿瘤病理分型和治疗肿瘤病
21、理分型和治疗 ：甲基化指标的鉴定有助：甲基化指标的鉴定有助于肿瘤的临床病理分型，体外应用甲基化抑制于肿瘤的临床病理分型，体外应用甲基化抑制剂活化沉默的高甲基化基因剂活化沉默的高甲基化基因n肿瘤治疗监测：一个或者多个基因的甲基化状肿瘤治疗监测：一个或者多个基因的甲基化状态与肿瘤的复发或者生存率相关态与肿瘤的复发或者生存率相关n甲基化研究是肿瘤分子生物学研究的一个重要甲基化研究是肿瘤分子生物学研究的一个重要领域领域nn6.原癌基因获得活化因子n 慢性转化逆转录病毒感染细胞后,分别通过整合进宿主染色体导致染色体易位，或通过插入突变激活原癌基因，使原癌基因获得活化，造成此处原癌基因被激活，异常转录或表
22、达。n原癌基因1,2,1,等均是通过插入突变的鉴定而发现的n不同的癌基因有不同的激活方式，一种癌基因不同的癌基因有不同的激活方式，一种癌基因也可有几种激活方式也可有几种激活方式n例如的激活就有基因扩增和基因重排两种方式，例如的激活就有基因扩增和基因重排两种方式，很少见的突变；而的激活方式则主要是突变很少见的突变；而的激活方式则主要是突变 大部分肿瘤的基因改变都是后天获得的，即体细胞发生基因改变 癌基因一般为显性基因，即两个等位基因中只要有一个等位基因发生激活，其功能即表现出来 大多数抑癌基因作用方式为负隐性人类肿瘤中常见的癌基因人类肿瘤中常见的癌基因基因基因n 1980年从膀胱癌细胞株T24中
23、克隆了第一个人癌基因n ,后来又发现了 和n 都编码鸟苷酸结合蛋白,分子量21000n 肿瘤中以 为主,较少见n 蛋白在细胞增殖分化信号从激活的跨膜受体n 传递到下游蛋白激酶过程中起重要作用基因的突变与肿瘤基因的突变与肿瘤n基因在肿瘤中的改变以点突变为主基因在肿瘤中的改变以点突变为主n 基因的点突变主要集中在第基因的点突变主要集中在第1212位氨基酸残基位氨基酸残基,少数少数也有第也有第1313及及6161位点突变位点突变n已在膀胱癌乳腺癌结肠癌肾癌肝癌肺癌已在膀胱癌乳腺癌结肠癌肾癌肝癌肺癌胰腺癌胃癌及造血系统肿瘤中均检测到了基因的异胰腺癌胃癌及造血系统肿瘤中均检测到了基因的异常常n不同类型的
24、肿瘤不同类型的肿瘤 基因的突变率明显不同基因的突变率明显不同n 胰腺癌（胰腺癌（90%90%）结肠癌）结肠癌(53%(53%）肺癌肺癌(30%(30%）基因的作用机理基因的作用机理n蛋白位于细胞膜内侧蛋白位于细胞膜内侧n蛋白对蛋白对 和有高度亲和力和有高度亲和力n 蛋白有活化和非活化两种形式，蛋白有活化和非活化两种形式，通常非活化状态的蛋白分子能通常非活化状态的蛋白分子能与结合，在受到信号传递通道与结合，在受到信号传递通道上游某因子的刺激时，变成，上游某因子的刺激时，变成，随后蛋白发生构象改变，成为随后蛋白发生构象改变，成为活化状态，活化的活化状态，活化的 蛋白与效应蛋白与效应分子相互作用，实
25、现生长信号分子相互作用，实现生长信号的传递的传递2(B 2)基因基因n从从B细胞淋巴瘤中鉴定出来的癌基因细胞淋巴瘤中鉴定出来的癌基因,由由染色体易位而激活染色体易位而激活n 编码编码25的线粒体膜蛋白的线粒体膜蛋白,n是一种重要的抗凋亡基因是一种重要的抗凋亡基因,能抑制多种因能抑制多种因素引起的细胞凋亡素引起的细胞凋亡2家族与肿瘤发生及转移家族与肿瘤发生及转移n2 2在前列腺癌、乳腺癌、结肠癌和黑色素瘤中在前列腺癌、乳腺癌、结肠癌和黑色素瘤中有高频率的表达有高频率的表达n2 2家族成员的异常表达还参与肿瘤的转移过程家族成员的异常表达还参与肿瘤的转移过程2 2高表达可导致转移潜能的增加高表达可导
26、致转移潜能的增加,表现为转移出表现为转移出现的时间缩短和发生转移的器官数增加现的时间缩短和发生转移的器官数增加2基因与肿瘤治疗基因与肿瘤治疗n2家族成员在细胞凋亡调控中的重要作用家族成员在细胞凋亡调控中的重要作用,成成为肿瘤治疗的新靶点为肿瘤治疗的新靶点n多数人类肿瘤中均有多数人类肿瘤中均有2 的高表达的高表达,以此为靶点以此为靶点的药物将具有较广的抗癌谱的药物将具有较广的抗癌谱 基因基因n最初是从鸡白血病病毒中发现最初是从鸡白血病病毒中发现(主要有主要有n ,但以为主但以为主)n在人类中它的活化方式首次在淋巴瘤中发现在人类中它的活化方式首次在淋巴瘤中发现,可通过可通过染色体易位而活化染色体易
27、位而活化n在某些肿瘤中基因还受扩增影响在某些肿瘤中基因还受扩增影响,在肺癌中家族癌基在肺癌中家族癌基因的激活以扩增为主因的激活以扩增为主 基因的功能基因的功能 n基因参与细胞的增殖、分化与凋亡基因参与细胞的增殖、分化与凋亡n与多种肿瘤的发生发展有关与多种肿瘤的发生发展有关,在胃癌、肺癌、在胃癌、肺癌、乳腺癌及白血病等肿瘤中均有显著表达乳腺癌及白血病等肿瘤中均有显著表达 n体外实验证实基因可与其他癌基因协同转化多体外实验证实基因可与其他癌基因协同转化多种细胞种细胞 2基因基因n最初在自发转化的鼠最初在自发转化的鼠3T3细胞系中因扩增而被细胞系中因扩增而被发现发现n2 是一种进化保守基因是一种进化
28、保守基因n在多种肿瘤中都发现有在多种肿瘤中都发现有2扩增扩增n是是p53转录调节的靶基因之一转录调节的靶基因之一,也是也是p53重要重要的调节因子的调节因子2 2基因的致癌机制基因的致癌机制n依赖于依赖于p53 的致癌机制的致癌机制:n 2基因的扩增和转录的增加均可导致基因的扩增和转录的增加均可导致2蛋白的过表达蛋白的过表达,阻止了阻止了p53基因的表达使其抑癌作用被抑制基因的表达使其抑癌作用被抑制n不依赖不依赖p53 的致癌机制的致癌机制:n 1.2基因转录产物的选择性剪接基因转录产物的选择性剪接:五种选择性剪切蛋五种选择性剪切蛋白中白中,只有一种只有一种(2)与与p53结合结合,其他都有细
29、胞转化的能其他都有细胞转化的能力力n 2.2基因的突变基因的突变:白血病白血病,肝癌肝癌,骨肉瘤骨肉瘤抑癌基因抑癌基因 ()是一类正常的基因是一类正常的基因,这类基因作为细胞的刹车这类基因作为细胞的刹车而起作用。它们编码的蛋白能够抑制细胞的而起作用。它们编码的蛋白能够抑制细胞的生长，阻止细胞恶性转变。生长，阻止细胞恶性转变。如果其功能失活或出现基因缺失、突变等如果其功能失活或出现基因缺失、突变等异常，将导致细胞无限制地生长和分裂异常，将导致细胞无限制地生长和分裂,形成形成肿瘤。肿瘤。如果其功能失活或出现基因缺失、突变等异常，如果其功能失活或出现基因缺失、突变等异常，将导致细胞无限制地生长和分裂
30、将导致细胞无限制地生长和分裂,形成肿瘤。形成肿瘤。抑癌基因在理论上需符合的三个基本条件抑癌基因在理论上需符合的三个基本条件n在恶性肿瘤的相应正常组织中该基因必须正常在恶性肿瘤的相应正常组织中该基因必须正常表达表达n在恶性肿瘤中这种基因应有功能或结构改变或在恶性肿瘤中这种基因应有功能或结构改变或表达缺陷表达缺陷n将这种基因的野生型导入基因异常的肿瘤细胞将这种基因的野生型导入基因异常的肿瘤细胞内内,可部分或全部改变其恶性表型可部分或全部改变其恶性表型抑癌基因的功能抑癌基因的功能n调节细胞生长增殖调节细胞生长增殖n诱导细胞分化诱导细胞分化n诱导细胞凋亡诱导细胞凋亡n调节血管生成调节血管生成n维持其他
31、基因的功能维持其他基因的功能抑癌基因与癌基因的差别抑癌基因与癌基因的差别n在细胞水平抑癌基因表现为隐性，原癌基因是显性的在细胞水平抑癌基因表现为隐性，原癌基因是显性的n在功能上抑癌基因对细胞生长起负调节作用，癌基因在功能上抑癌基因对细胞生长起负调节作用，癌基因则相反则相反n抑癌基因的隐性突变不影响遗传物质的正常传递抑癌基因的隐性突变不影响遗传物质的正常传递,带带n 有单一等位基因突变的抑癌基因能够被传给下一代有单一等位基因突变的抑癌基因能够被传给下一代,n 使这些个体具有相应疾病的易感性使这些个体具有相应疾病的易感性.抑癌基因的研究历史抑癌基因的研究历史n1960年在研究儿童视网膜母细胞瘤的基
32、因突变时年在研究儿童视网膜母细胞瘤的基因突变时,发现了抑癌基因的功能发现了抑癌基因的功能n1986年等克隆出了与视网膜母细胞瘤有关的抑癌年等克隆出了与视网膜母细胞瘤有关的抑癌基因基因n目前已克隆的抑癌基因和未被克隆的候选抑癌基因目前已克隆的抑癌基因和未被克隆的候选抑癌基因已超过已超过40余种余种 基因n视网膜细胞癌基因视网膜细胞癌基因(,)是第一个被克隆的抑癌基因，是第一个被克隆的抑癌基因，发现于儿童的视网膜母细胞瘤发现于儿童的视网膜母细胞瘤.n1986年美国的三个实验室分别独立克隆了该基因年美国的三个实验室分别独立克隆了该基因n在肺癌骨肉瘤和乳腺癌中也发现有基因的缺失和在肺癌骨肉瘤和乳腺癌中
33、也发现有基因的缺失和失活（小细胞肺癌中异常为失活（小细胞肺癌中异常为50%骨肉瘤骨肉瘤47%乳腺癌乳腺癌32%)基因缺失基因缺失 基因比较大，全长约200,编码核内磷酸化蛋白（蛋白），定位于核内有磷酸化和非磷酸化两种形式，非磷酸化形式称活性型，能抑制细胞增殖 的肿瘤抑制作用是通过其对细胞增殖,分化和细胞凋亡的调节来进行的 基因和细胞周期调控基因和细胞周期调控1.的磷酸化状态为的磷酸化状态为 基基因调节细胞生长分化因调节细胞生长分化的主要形式的主要形式2.2.调节功能最为重要调节功能最为重要的磷酸化事件在的磷酸化事件在G1和和S期交界处期交界处3.3.磷酸化可以使与细磷酸化可以使与细胞内蛋白形成
34、复合物胞内蛋白形成复合物的能力丧失的能力丧失4.4.在在G1期，期，为去磷为去磷酸化的状态，当细胞酸化的状态，当细胞开始进入开始进入S期，磷酸期，磷酸化状态急剧化状态急剧基因的磷酸化基因的磷酸化 基因调控细胞周期的机制基因调控细胞周期的机制基因异常与肿瘤基因异常与肿瘤n基因的异常主要表现为等位基因缺失和基因突变基因的异常主要表现为等位基因缺失和基因突变n在视网膜细胞瘤小细胞肺癌非小细胞肺癌膀在视网膜细胞瘤小细胞肺癌非小细胞肺癌膀胱癌乳腺癌软组织肉瘤肝癌等肿瘤中发现有胱癌乳腺癌软组织肉瘤肝癌等肿瘤中发现有高频率的等位基因丢失和基因突变高频率的等位基因丢失和基因突变n在肿瘤的发生中，在肿瘤的发生中
35、，基因与基因与p53 等还存在相互等还存在相互调节的关系调节的关系n 与其他相关基因间的调节机制尚需进一步阐明与其他相关基因间的调节机制尚需进一步阐明 是是 一明珠，有超过一明珠，有超过3万篇论文，万篇论文，1979年，年，发现发现40转化的细胞中与转化的细胞中与40 T抗原结合，抗原结合，而被误认为癌基因，直到而被误认为癌基因，直到1989年才被证实为抑癌基因年才被证实为抑癌基因,G,E,.a .U S A.1979;76(5):2420-4.,S,B.p53.1990 24;249(4971):912-5.p53和肿瘤和肿瘤 p53基因异常与肿瘤np53 基因的缺失或突变已被证实是人类肿瘤
36、中基因的缺失或突变已被证实是人类肿瘤中p53功能丧失的主要原因，突变形式可表现为点突变功能丧失的主要原因，突变形式可表现为点突变缺失突变缺失突变 插入突变插入突变 移码突变移码突变n目前已知的突变位点约有目前已知的突变位点约有3500种，多集中于第种，多集中于第5-8外显子外显子np53基因甲基化状态的变化也是较为常见的基因异基因甲基化状态的变化也是较为常见的基因异常常n在胃癌结直肠癌膀胱癌乳腺癌头颈在胃癌结直肠癌膀胱癌乳腺癌头颈部鳞状细胞癌肺癌前列腺癌肝癌软部鳞状细胞癌肺癌前列腺癌肝癌软组织肉瘤淋巴造血系统肿瘤等都发现有组织肉瘤淋巴造血系统肿瘤等都发现有p53 的点突变的点突变n在乳腺癌肺癌
37、骨肉瘤结肠癌中发现有在乳腺癌肺癌骨肉瘤结肠癌中发现有 p53的基因缺失异常的基因缺失异常 p53基因全长20，定位于人类染色体17p13.1，由11个外显子组成 编码393个氨基酸组成的53的核内磷酸化蛋白具有蛋白质和蛋白质-蛋白质结合的功能p53的细胞生物学功能的细胞生物学功能n细胞周期中的负调节因子，与细胞周期的调控细胞周期中的负调节因子，与细胞周期的调控修复细胞分化细胞凋亡等重要的生物学修复细胞分化细胞凋亡等重要的生物学功能相关功能相关np53 在细胞内的核心作用是介导损伤后的细胞在细胞内的核心作用是介导损伤后的细胞应激反应应激反应,维持细胞的遗传稳定性维持细胞的遗传稳定性n 对细胞周期
38、的调节主要在对细胞周期的调节主要在G1控制点起作用控制点起作用,以以决定细胞是否启动合成或决定细胞是否进行细决定细胞是否启动合成或决定细胞是否进行细胞凋亡胞凋亡p16 基因基因n属于属于4()基因家族基因家族(p16,p15,p18,p19)，为主要成员为主要成员n1994年由年由 等人在观察黑色素瘤细胞中发现等人在观察黑色素瘤细胞中发现n是一种重要的多肿瘤抑制基因是一种重要的多肿瘤抑制基因p16基因的结构和生物学特性基因的结构和生物学特性n基因定位于人类染色体基因定位于人类染色体9p21位，编码一种已知的细位，编码一种已知的细胞周期素依赖性激酶（胞周期素依赖性激酶（4)的抑制蛋白的抑制蛋白n
39、p16基因产物是细胞周期的直接抑制因子，能通过与基因产物是细胞周期的直接抑制因子，能通过与1 竞争性结合竞争性结合4（细胞周期依赖蛋白激酶）而特异性（细胞周期依赖蛋白激酶）而特异性抑制其活性，从而调节抑制其活性，从而调节R b 的活性，阻止细胞于的活性，阻止细胞于G1期，发挥抑癌基因的作用期，发挥抑癌基因的作用np16蛋白在保持蛋白的非磷酸化状态，抑制细胞周期蛋白在保持蛋白的非磷酸化状态，抑制细胞周期的进行中扮演了重要角色的进行中扮演了重要角色 p16基因异常与肿瘤基因异常与肿瘤np16基因的缺失和突变与多种肿瘤的发生密切相关基因的缺失和突变与多种肿瘤的发生密切相关(食管癌、胰腺癌、非小细胞肺
40、癌、头颈部肿瘤、卵食管癌、胰腺癌、非小细胞肺癌、头颈部肿瘤、卵巢癌、肾细胞癌、前列腺癌、神经胶质瘤等巢癌、肾细胞癌、前列腺癌、神经胶质瘤等)n突变方式及频率在各种肿瘤中极不均一突变方式及频率在各种肿瘤中极不均一,在非小细胞在非小细胞肺癌细胞系中的突变高达肺癌细胞系中的突变高达70%，而在小细胞肺癌的，而在小细胞肺癌的细胞系中却很少突变细胞系中却很少突变np16基因启动子基因启动子5岛的异常甲基化也是基因异常的主岛的异常甲基化也是基因异常的主要机制要机制(早期肺癌早期肺癌)p21基因基因n属于基因家族（属于基因家族（p21,p27,p57）n存在于染色体存在于染色体6p21.2区带区带n编码编码
41、164个氨基酸残基的蛋白质个氨基酸残基的蛋白质n可抑制多种复合物的活性可抑制多种复合物的活性n参与由参与由p53 介导的细胞损伤反应，当细胞损伤介导的细胞损伤反应，当细胞损伤时时p53作为转录因子启动作为转录因子启动p21 的表达的表达,抑制抑制 2复复合物的活性，使低磷酸化，细胞不能进入合物的活性，使低磷酸化，细胞不能进入S期期而停滞于而停滞于G1期期np21与与 肿瘤的关系主要是与其他相关基因间的肿瘤的关系主要是与其他相关基因间的协同作用协同作用,大多数肿瘤组织中未发现大多数肿瘤组织中未发现p21的突变的突变 基因n1997年分离鉴定，定位于人染色体年分离鉴定，定位于人染色体10q23n为
42、为p53，P16，P27基因后与肿瘤关系密切的一个新基因后与肿瘤关系密切的一个新的抑癌基因的抑癌基因n编码的蛋白具有特异性蛋白磷酸酶和脂磷酸酶活性编码的蛋白具有特异性蛋白磷酸酶和脂磷酸酶活性n在诱导细胞周期阻滞及细胞凋亡，参与胚胎的正常在诱导细胞周期阻滞及细胞凋亡，参与胚胎的正常发育，抑制端粒酶活性，抑制肿瘤的迁移，铺展和发育，抑制端粒酶活性，抑制肿瘤的迁移，铺展和局部粘附中具有重要的作用。局部粘附中具有重要的作用。n已在多种恶性肿瘤的早期和进展期发现有基因已在多种恶性肿瘤的早期和进展期发现有基因的体细胞突变的体细胞突变(子宫内膜癌脑胶质瘤肾癌子宫内膜癌脑胶质瘤肾癌卵巢癌膀胱癌乳腺癌头颈部鳞状
43、细胞癌卵巢癌膀胱癌乳腺癌头颈部鳞状细胞癌肺癌甲状腺癌前列腺癌淋巴瘤肺癌甲状腺癌前列腺癌淋巴瘤)n是至今在子宫内膜肿瘤中鉴定的最常见的突变是至今在子宫内膜肿瘤中鉴定的最常见的突变基因基因(33-55%)肿瘤转移抑制基因()肿瘤转移肿瘤转移n肿瘤细胞在病人的体内从原发部位向远地播散肿瘤细胞在病人的体内从原发部位向远地播散,到达继发组织或器官后得以继续增殖生长到达继发组织或器官后得以继续增殖生长,形形成与原发肿瘤相同性质的继发肿瘤的全过程成与原发肿瘤相同性质的继发肿瘤的全过程n恶性肿瘤的基本特征和重要标志恶性肿瘤的基本特征和重要标志n对癌转移的分子机制的研究能够为癌症预后与对癌转移的分子机制的研究能
44、够为癌症预后与治疗提供很好分子标记与治疗方法治疗提供很好分子标记与治疗方法肿瘤转移肿瘤转移n肿瘤转移与转移促进基因肿瘤转移与转移促进基因()激活或转移抑制激活或转移抑制基因基因()失活有关，是多种转移相关基因及转移失活有关，是多种转移相关基因及转移抑制相关基因综合作用的结果抑制相关基因综合作用的结果n肿瘤转移抑制基因的失活、突变或肿瘤转移抑制基因的失活、突变或/和表达异常和表达异常导致对肿瘤表型的调控异常，最终引起肿瘤转导致对肿瘤表型的调控异常，最终引起肿瘤转移移肿瘤转移抑制基因肿瘤转移抑制基因n目前比较明确的转移抑制基因共有目前比较明确的转移抑制基因共有14个个:n 231 1,3,1,1,
45、1,4,2,1,，1和和在体内可以特异性地抑制转移的形成在体内可以特异性地抑制转移的形成,而不影响原发肿瘤生长的一类基因而不影响原发肿瘤生长的一类基因 23基因n1988年由年由 等从等从7个转移潜能不同的个转移潜能不同的 1735鼠的黑鼠的黑色素瘤细胞中分离鉴定的第一个转移抑制基因色素瘤细胞中分离鉴定的第一个转移抑制基因(23 )n产物为产物为152氨基酸组成的氨基酸组成的17胞浆蛋白质胞浆蛋白质n人类人类23基因有四个亚型即基因有四个亚型即231，232,23,234,其中其中231 与肿瘤细胞转移关系更为密切与肿瘤细胞转移关系更为密切n231基因产物基因产物 具有磷酸核苷激酶（）的活性，
46、参与具有磷酸核苷激酶（）的活性，参与核内三磷酸核苷（）的形成核内三磷酸核苷（）的形成23的作用机制的作用机制n参与微管的聚合，影响有丝分裂：参与微管的聚合，影响有丝分裂：n 23蛋白与高度同源，而是存在于胞浆和质蛋白与高度同源，而是存在于胞浆和质膜上的激酶，能促使（二磷酸核苷）磷酸化成膜上的激酶，能促使（二磷酸核苷）磷酸化成（三磷酸核苷）（三磷酸核苷）n 的改变可以引起的改变可以引起 产生不足，影响细胞骨产生不足，影响细胞骨架系统中微管蛋白的聚合，抑制细胞有丝分裂架系统中微管蛋白的聚合，抑制细胞有丝分裂中纺锤体的形成，从而导致染色体的畸变，促中纺锤体的形成，从而导致染色体的畸变，促使肿瘤发生使
47、肿瘤发生23的作用机制的作用机制n影响细胞信号传导系统：影响细胞信号传导系统：n 231基因转染能阻断人高转移大细胞肺癌细基因转染能阻断人高转移大细胞肺癌细胞株（胞株（L9981）和的信号传导通路，能上调人）和的信号传导通路，能上调人高转移大细胞细胞株（高转移大细胞细胞株（L9981）信号通路关键）信号通路关键激酶激酶3的表达和活性，靶向阻断人大细胞肺癌的表达和活性，靶向阻断人大细胞肺癌细胞株细胞株(L9981)信号传导通路信号传导通路 23的作用机制的作用机制n与其它癌基因相互调控，共同影响肿瘤细胞的增与其它癌基因相互调控，共同影响肿瘤细胞的增殖与转移潜能殖与转移潜能:n 在在“肺癌转移抑制
48、级联肺癌转移抑制级联”中上调中上调，1基因基因的和蛋白转录表达的和蛋白转录表达,下调下调2，9，44V6，基因的，基因的和蛋白转录表达和蛋白转录表达.231与肺癌与肺癌n231基因的表达水平降低基因的表达水平降低、基因的缺失和突变与肺、基因的缺失和突变与肺癌的发生发展转移和预后存在一定的内在联系癌的发生发展转移和预后存在一定的内在联系n用用 杂交的方法检测肺癌组织和非癌性组织杂交的方法检测肺癌组织和非癌性组织,发现人肺发现人肺癌组织癌组织231基因表达明显下降基因表达明显下降n用杂交的方法检测用杂交的方法检测52列肺癌中列肺癌中231等位基因缺失，等位基因缺失，发现发现231基因缺失以杂合性缺
49、失为主基因缺失以杂合性缺失为主,有转移的缺失有转移的缺失率明显高于无转移的率明显高于无转移的n在乳腺癌，肝癌，胃癌，恶性黑色素瘤，卵巢在乳腺癌，肝癌，胃癌，恶性黑色素瘤，卵巢癌中其表达也与抑制肿瘤转移相关癌中其表达也与抑制肿瘤转移相关n 231的发现为人类探索肿瘤转移发生的细胞分的发现为人类探索肿瘤转移发生的细胞分子生物学机制研究开辟了一条新的途径子生物学机制研究开辟了一条新的途径n为肿瘤转移在预防和转移的基因治疗研究方面为肿瘤转移在预防和转移的基因治疗研究方面提供了线索提供了线索 1基因基因n1是继是继 231 后发现的又一个肿瘤转移抑制基因后发现的又一个肿瘤转移抑制基因n1995年在人前列
50、腺癌细胞的第年在人前列腺癌细胞的第1号染色体中分离到号染色体中分离到n 1定位于染色体定位于染色体11p11.2区带，由区带，由10个外显子组成个外显子组成n编码细胞膜糖蛋白编码细胞膜糖蛋白n具有充当调节黏附生长、分化、迁移运动的大分子蛋白具有充当调节黏附生长、分化、迁移运动的大分子蛋白质复合物的组织者的功能质复合物的组织者的功能.1基因n1 1基因与肿瘤的转移呈负相关基因与肿瘤的转移呈负相关,其表达降低可促进肿其表达降低可促进肿瘤的侵袭和转移瘤的侵袭和转移(肝癌乳腺癌胰腺癌黑色素瘤肝癌乳腺癌胰腺癌黑色素瘤结肠癌喉癌和肺癌结肠癌喉癌和肺癌)n基因在肿瘤中的异常表现为基因突变，等位基因缺失基因在
