1、整理课件1肿瘤是一大类疾病，种类在肿瘤是一大类疾病，种类在100100种以上，涉及到人体种以上，涉及到人体的多个脏器和组织的多个脏器和组织 据卫生部统计中心近年据卫生部统计中心近年来的统计资料，恶性肿瘤已来的统计资料，恶性肿瘤已居我国城市居民主要死因的居我国城市居民主要死因的第一位，居农村居民死因的第一位，居农村居民死因的第二位。第二位。整理课件2肿瘤肿瘤：一群生长失去正常调控的细：一群生长失去正常调控的细胞形成的新赘生物（胞形成的新赘生物（neoplasmneoplasm）n85%85%为癌为癌(carcinoma)(carcinoma)n2%2%为肉瘤为肉瘤(sarcoma)(sarcom
2、a)n5%5%为淋巴瘤为淋巴瘤(lymphoma)(lymphoma)n3%3%为白血病为白血病(leukemia)(leukemia)What is cancer?间叶组织（结缔组织、脂肪、间叶组织（结缔组织、脂肪、肌肉、脉管、骨、软骨）肌肉、脉管、骨、软骨）造血组织造血组织脾、淋巴结脾、淋巴结整理课件3整理课件4整理课件5整理课件6整理课件7Lynch癌家族部分系谱癌家族部分系谱 典型的癌家族典型的癌家族G家族：历经家族：历经80余年余年（18951976）共共5次次调查，传调查，传7代共代共10个支系，个支系，842名后裔中有名后裔中有95名癌症患者，分别名癌症患者，分别为结肠癌、子宫内
3、膜癌、腺癌等。为结肠癌、子宫内膜癌、腺癌等。Aldred Scott WarthinHenry Lynch整理课件8整理课件9整理课件10(一一)肿瘤染色体理论的提出肿瘤染色体理论的提出19141914，肿瘤的染色体理论，肿瘤的染色体理论肿瘤细胞是具有染色体异常的有肿瘤细胞是具有染色体异常的有缺陷的细胞缺陷的细胞染色体畸变是引起正常细胞向恶染色体畸变是引起正常细胞向恶性转化的主要原因性转化的主要原因肿瘤细胞来源于正常细胞肿瘤细胞来源于正常细胞Theodor Boveri整理课件11(二二)肿瘤细胞的染色体异常肿瘤细胞的染色体异常起源细胞起源细胞4646旁系旁系突变因子突变因子肿瘤细胞肿瘤细胞8
4、585肿瘤细胞肿瘤细胞8585肿瘤细胞肿瘤细胞4949肿瘤细胞肿瘤细胞4545肿瘤细胞肿瘤细胞8585肿瘤细胞肿瘤细胞8585肿瘤细胞肿瘤细胞8585肿瘤细胞肿瘤细胞6969肿瘤细胞109 肿瘤细胞的染色体，受内、外环境因素影响不断发生肿瘤细胞的染色体，受内、外环境因素影响不断发生变异、演化，形成多种不同的核型。其中，细胞获得增长变异、演化，形成多种不同的核型。其中，细胞获得增长优势优势,并变成占主导地位的细胞系，称为并变成占主导地位的细胞系，称为干系。干系。整理课件122.2.肿瘤染色体的结构异常肿瘤染色体的结构异常肿瘤细胞肿瘤细胞断裂断裂缺失缺失环状环状染色体染色体微小体微小体双着丝粒双着
5、丝粒染色体染色体易位易位重复重复标记染色体标记染色体超二倍体超二倍体亚二倍体亚二倍体多倍体多倍体1.1.染色体数目异常类型染色体数目异常类型整理课件13费城染色体费城染色体（Philadelphia chromosome,Ph）1960年年,在美国费城的在美国费城的慢性粒细胞白血病慢性粒细胞白血病患者骨髓和外患者骨髓和外周血淋巴细胞中，发现一个周血淋巴细胞中，发现一个很小的近端着丝粒染色体很小的近端着丝粒染色体，小，小于于G组染色体组染色体,被称为被称为Ph染色体。染色体。95%原因：原因：der(22)t(9；22)(q34；q11.2)易位易位 结果导致结果导致9q+和和22q-（Ph）整
6、理课件14Henrietta Lacks HeLa细胞细胞 HeLa细胞基因组细胞基因组整理课件15整理课件16整理课件17整理课件18整理课件19整理课件20细胞正常细胞正常正正调调信信号号负负调调信信号号抑制增殖，促进分化抑制增殖，促进分化 、成熟、衰老和凋亡成熟、衰老和凋亡促进细胞生长增促进细胞生长增殖殖,阻止分化阻止分化整理课件21细胞异常细胞异常正正调调信信号号负负调调信信号号衰老衰老退型性疾病等退型性疾病等整理课件22细胞异常细胞异常正正调调信信号号负负调调信信号号肿瘤肿瘤 心血管疾病心血管疾病等等整理课件23 癌基因癌基因(oncogene)：能引起细胞恶性转化的基因。能引起细胞
7、恶性转化的基因。细胞癌基因细胞癌基因(原癌基因原癌基因)病毒癌基因病毒癌基因病毒所携带的、能使靶病毒所携带的、能使靶细胞发生恶性转化的基细胞发生恶性转化的基因，称为病毒癌基因。因，称为病毒癌基因。正常细胞内存在病毒癌基因正常细胞内存在病毒癌基因的同源序列，这类基因被称的同源序列，这类基因被称为细胞癌基因。为细胞癌基因。正常细胞内未被激活正常细胞内未被激活的癌基因称为原癌基的癌基因称为原癌基因因(proto-oncogene)II.基因改变与肿瘤基因改变与肿瘤整理课件24如何发现癌基因的呢?整理课件251910年，洛克菲勒研究院一个年轻的研究员年，洛克菲勒研究院一个年轻的研究员Rous发现，鸡发
8、现，鸡肉瘤细胞裂解物在通过肉瘤细胞裂解物在通过以后，注射到正常鸡体内，以后，注射到正常鸡体内，可以引起肉瘤，可以引起肉瘤，首次提出鸡肉瘤可能是由病毒引起的。首次提出鸡肉瘤可能是由病毒引起的。0.2 m孔径孔径细菌过不去但病毒可以通过细菌过不去但病毒可以通过从病毒癌基因到细胞原癌基因的研究历程：从病毒癌基因到细胞原癌基因的研究历程：Rous sarcoma virus,RSVthe first cancer-causing retrovirus整理课件261958年，年，Stewart和和Eddy分离出一种病毒，注射到小鼠分离出一种病毒，注射到小鼠体内可以引起肝脏、肾脏、乳腺、胸腺、肾上腺等多种
9、体内可以引起肝脏、肾脏、乳腺、胸腺、肾上腺等多种组织器官的肿瘤，因而把这种病毒称为组织器官的肿瘤，因而把这种病毒称为5050年代末、年代末、6060年代初，癌病毒研究成了年代初，癌病毒研究成了一个极具想像力的研究领域，主流科学一个极具想像力的研究领域，主流科学家开始进入癌病毒研究领域家开始进入癌病毒研究领域polyoma virus这期间，这期间，Temin发现发现RSV有不同亚型，且引起细胞恶有不同亚型，且引起细胞恶变程度不同，推测变程度不同，推测RNA病毒将其遗传信息传递给了正病毒将其遗传信息传递给了正常细胞的常细胞的DNA。整理课件27这与这与CrickCrick提出的提出的是相违背的是
10、相违背的让事实屈从于理论还是坚持基于实验的结果？让事实屈从于理论还是坚持基于实验的结果？VSTeminCrick整理课件28修正中心法则DNA RNA ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription整理课件29Temin的实验设计：的实验设计：将合成将合成DNA所需的所需的“原料原料”，即，即 A、T、C、G四种脱氧核苷酸，与四种脱氧核苷酸，与破坏了外壳的破坏了外壳的RSV一起在体外一起在体外40的条件下温育一段时间的条件下温育一段时间结果在试管里获得了一种新合成的大分子，它不能被结果在试管里获得了一种
11、新合成的大分子，它不能被RNA酶破坏，酶破坏，但却可以被但却可以被DNA酶所分解，证明这种新合成的大分子是酶所分解，证明这种新合成的大分子是DNA用用RNA酶预先破坏酶预先破坏RSV的的RNA，再重复上述的试验，则不能获得这，再重复上述的试验，则不能获得这种大分子，说明种大分子，说明 这个这个DNA大分子是以大分子是以RSV的的RNA为模板合成的为模板合成的19691969年，一个日本学者里子水谷来到年，一个日本学者里子水谷来到TeminTemin的实验室，这的实验室，这 是一个非常擅长实验的年轻科学家。按是一个非常擅长实验的年轻科学家。按TeminTemin的设想，他的设想，他们开始寻找们开
12、始寻找RSVRSV中存在中存在“逆转录酶逆转录酶”的证据的证据整理课件30据说，据说，19751975年年TeminTemin因发现逆转录酶而获诺贝尔奖时，因发现逆转录酶而获诺贝尔奖时，BishopBishop懊恼不已，因为早在懊恼不已，因为早在19691969年他就认为年他就认为TeminTemin的的RNARNADNADNA的的“前病毒理论前病毒理论”有可能是正确的，并有可能是正确的，并且也进行了一些实验，但不久由于资深同事的规劝且也进行了一些实验，但不久由于资深同事的规劝而放弃了这方面的努力。而放弃了这方面的努力。但但BishopBishop马上意识到：马上意识到：逆转录酶的发现为逆转录
13、逆转录酶的发现为逆转录病毒致癌的研究提供了一条新途径。病毒致癌的研究提供了一条新途径。1989年，年，UCSF的的Bishop和和Varmus根据逆转录病毒的根据逆转录病毒的复制机制发现了复制机制发现了细胞癌基因细胞癌基因，并获诺贝尔奖。，并获诺贝尔奖。Cellular oncogene整理课件31启示：启示：Bishop说说:“许多人引以为豪的是一天工作许多人引以为豪的是一天工作1616小时，工作安排小时，工作安排要以分秒计要以分秒计可是工作狂是思考的大敌，而可是工作狂是思考的大敌，而思考则是科学思考则是科学发现的关键发现的关键”科学的本质和艺术一样，都需要直觉和想像力科学的本质和艺术一样，
14、都需要直觉和想像力整理课件321.癌基因的分类及功能癌基因的分类及功能整理课件33 癌基因的激活机制可分为三种：癌基因的激活机制可分为三种：基因突变基因突变基因扩增基因扩增染色体重排染色体重排2.癌基因的激活机制癌基因的激活机制 整理课件34 各种类型基因突变如各种类型基因突变如碱基替换、缺失或插入碱基替换、缺失或插入，都能，都能导致原癌基因表达异常，引起细胞癌变。导致原癌基因表达异常，引起细胞癌变。基因突变基因突变整理课件35失活的失活的RAS GDP活性的活性的RAS GTP细胞细胞cAMP水水平增高，平增高，导致细导致细胞增殖胞增殖细胞细胞cAMP水水平降低，平降低，细胞增殖细胞增殖停止
15、停止信息传导的蛋白类信息传导的蛋白类ras基因基因与膜结合的与膜结合的GTP结合蛋白结合蛋白机体内的正常机体内的正常过程。过程。整理课件36突变：导致突变：导致GTPGTP无法转化为无法转化为GDPGDP，从而引起细胞持续分裂。，从而引起细胞持续分裂。失活的失活的RAS GDP活性的活性的RAS GTP细胞细胞cAMPcAMP水水平增高，平增高，导致细导致细胞增殖胞增殖细胞细胞cAMPcAMP水水平降低，平降低，细胞增细胞增殖停止殖停止阻断阻断rasras基因基因整理课件37 基因组内原癌基因基因组内原癌基因自身扩增自身扩增导致导致过度表达过度表达；由于相应基因产物增加，使细胞恶性转化。由于相
16、应基因产物增加，使细胞恶性转化。基因扩增基因扩增整理课件38 由于癌基因扩增发生在某一特定染色体区域由于癌基因扩增发生在某一特定染色体区域,因此在肿瘤细胞内可见到因此在肿瘤细胞内可见到均质染色区均质染色区或或双微体双微体。均质染色区均质染色区(HSR)：由于癌基因扩增使染色体由于癌基因扩增使染色体的某一染色区域产生重复的某一染色区域产生重复DNA片段，缺少正片段，缺少正常深、浅染色区，也称特殊的复制染色体区带。常深、浅染色区，也称特殊的复制染色体区带。整理课件39 双微体(double minute,DM)扩增的重复扩增的重复DNA片段从染色体断裂下来，因无着片段从染色体断裂下来，因无着丝粒随
17、机释放至胞浆，呈环状，经染色后成一对连在丝粒随机释放至胞浆，呈环状，经染色后成一对连在一起的双点状结构。一起的双点状结构。整理课件40 染色体重排主要是染色体重排主要是染色体易位染色体易位和和插入插入，常，常导致导致原癌基因易位原癌基因易位至一个强大的启动子、增强子或至一个强大的启动子、增强子或转录调节元件附近，或转录调节元件附近，或形成融合基因形成融合基因，使原来，使原来无活性或低表达的基因激活变为高表达，细胞无活性或低表达的基因激活变为高表达，细胞发生恶性转化。发生恶性转化。Ph染色体染色体t(9q34；22q11)burkitt淋巴瘤淋巴瘤t(8q24；14 q32)染色体重排染色体重排
18、整理课件41慢性髓细胞性白血病慢性髓细胞性白血病(CML)：染色体染色体9(C-ABL)染色体染色体22(BCR)，形成，形成融合基融合基因因BCR-ABL。q349535322q11.2ABLder 9PhABL9q3422q11.222q11.29q34Der(22)DNA RNA ProteinBCRBCR整理课件42免疫球蛋白基因免疫球蛋白基因染色体染色体14E染色体染色体8C-MYC不表达不表达C-MYC基因基因EC-MYC高表达高表达易位易位C-MYC基因基因被免疫球蛋白增强子所激活被免疫球蛋白增强子所激活整理课件43原癌基因激活的可能途径原癌基因激活的可能途径 整理课件44 又称
19、为抑癌基因或抗癌基因，它们的又称为抑癌基因或抗癌基因，它们的功能功能是抑制细胞是抑制细胞的生长和促进细胞的分化。当两个等位基因都因突变的生长和促进细胞的分化。当两个等位基因都因突变或缺失而丧失功能，即处于或缺失而丧失功能，即处于纯合失活纯合失活状态时，细胞就状态时，细胞就会因正常抑制的解除而恶性转化。会因正常抑制的解除而恶性转化。目前已发现的肿瘤抑制基因有十几种。目前已发现的肿瘤抑制基因有十几种。许多人类遗传性肿瘤综合征常常有肿瘤抑制基因的缺许多人类遗传性肿瘤综合征常常有肿瘤抑制基因的缺失或失活。失或失活。整理课件45整理课件46 RbRb基因是在研究基因是在研究RbRb家系时发现的，是最早发
20、现的肿瘤家系时发现的，是最早发现的肿瘤抑制基因，其发病符合二次突变学说。抑制基因，其发病符合二次突变学说。RbRb基因定位于基因定位于13q14.113q14.1，编码蛋白质，编码蛋白质（prb）有有928928个个氨基酸组成，其分子量为氨基酸组成，其分子量为110KD110KD。PrbPrb是一种核磷酸蛋白质。是一种核磷酸蛋白质。PrbPrb的主要作用是调节细胞周期。其调节细胞周期的能的主要作用是调节细胞周期。其调节细胞周期的能力与力与prbprb磷酸化状态有关。磷酸化状态有关。整理课件47(1)脱磷酸化脱磷酸化Rb蛋白（活性）与转录因蛋白（活性）与转录因子子E2F结合，抑制基因的转录活性结
21、合，抑制基因的转录活性(2)磷酸化磷酸化Rb蛋白（失活）与蛋白（失活）与E2F解离，解离，释放释放E2F(3)E2F启动基因转录启动基因转录(4)细胞进入增生阶段细胞进入增生阶段(G1S)因此，因此，Rb蛋白在控制细胞生长方面发蛋白在控制细胞生长方面发挥重要作用挥重要作用一旦一旦Rb基因突变可使细胞进入基因突变可使细胞进入过度增生状态过度增生状态RB基因的功能整理课件48 P53P53在人类在人类50%50%的肿瘤都存在突变，如结肠癌、乳腺癌、肝的肿瘤都存在突变，如结肠癌、乳腺癌、肝癌、肺癌等。癌、肺癌等。P53P53基因定位于基因定位于17p13.117p13.1，长，长20kb20kb，含
22、有，含有1111个外显子，编个外显子，编码码393393个氨基酸，其分子量为个氨基酸，其分子量为53KD53KD。野生型的野生型的P53P53蛋白是核内一种磷酸化蛋白，作为转录因子蛋白是核内一种磷酸化蛋白，作为转录因子可与特异的可与特异的DNADNA序列结合。序列结合。P53P53是基因组保卫者：是基因组保卫者：一定的外界刺激如一定的外界刺激如DNADNA损伤、应急等可引起细胞内损伤、应急等可引起细胞内p53p53蛋蛋白水平升高，激活一系列下游靶基因的转录，诱导白水平升高，激活一系列下游靶基因的转录，诱导细胞周细胞周期期G1G1期阻断期阻断、诱导、诱导细胞调亡细胞调亡、诱导、诱导细胞分化细胞分
23、化、保护基因组保护基因组的完整性的完整性以及以及抑制肿瘤细胞的生长抑制肿瘤细胞的生长等。等。整理课件49整理课件50III.肿瘤发生的遗传学理论肿瘤发生的遗传学理论 单克隆起源假说单克隆起源假说 二次突变假说二次突变假说 多步骤损伤假说多步骤损伤假说整理课件51单克隆起源假说单克隆起源假说(monoclonal origin hypothesis)肿瘤细胞是单个突变细胞增殖而来的单克肿瘤细胞是单个突变细胞增殖而来的单克隆增殖细胞群。隆增殖细胞群。整理课件52c-myc-IgL-IgLc-myc整理课件53视网膜母细胞瘤视网膜母细胞瘤 （RBRB）遗传性遗传性 非遗传性（散发型）非遗传性（散发型
24、）家族史家族史 无无 双侧双侧 单侧单侧(约约90%90%）早发早发 晚发晚发 同是一种肿瘤同是一种肿瘤,为什么既有遗传型又有散发型为什么既有遗传型又有散发型?发病年龄又不同呢发病年龄又不同呢?整理课件54 1971年年,Knudson提出提出二次突变学说(two hits theory)，用来解释肿瘤发生中遗传因素的作用方式。用来解释肿瘤发生中遗传因素的作用方式。1.遗传性病例中，遗传性病例中，第一次突变第一次突变发生于发生于生殖细胞生殖细胞或由父母或由父母遗传而来，遗传而来，结果结果患儿出生时患儿出生时每一个细胞均带有一个突每一个细胞均带有一个突变，成为变，成为突变的杂合子突变的杂合子；2
25、.在此基础上，在此基础上，若在出生后若在出生后体细胞体细胞发生发生第二次突第二次突变，两变，两次突变累加，即可完成次突变累加，即可完成始动始动（initiation)，而从良性细，而从良性细胞变成恶性细胞。胞变成恶性细胞。整理课件553.恶性细胞在一定条件下，形成增殖优势，即可完成恶性细胞在一定条件下，形成增殖优势，即可完成促进促进阶段阶段，形成恶性细胞克隆。，形成恶性细胞克隆。4.在在非遗传性病例非遗传性病例中，两次突变都是中，两次突变都是体细胞突变体细胞突变，而且，而且必须在同一个体细胞中两次发生独立才能完成始动的过必须在同一个体细胞中两次发生独立才能完成始动的过程。这种机会比较少，需要经
26、过程。这种机会比较少，需要经过漫长过程的积累漫长过程的积累。整理课件56散发性和遗传性散发性和遗传性Rb功能丧失的机理功能丧失的机理 整理课件57肿瘤发生的多步骤损伤学说肿瘤发生的多步骤损伤学说 H-rasH-rasv-myc整理课件58整理课件59APC,MCCKi-rasras突变突变10q缺失缺失DCC17q缺失缺失p53其中其中ras为癌基因，为癌基因，p53、APC和和MCC为抑癌基因。为抑癌基因。整理课件60 APC-结肠癌基因结肠癌基因 原癌基因原癌基因DCC-结肠癌缺失的基因，抑癌基因结肠癌缺失的基因，抑癌基因整理课件61整理课件62 Bloom综合征患者具有显著的综合征患者具
27、有显著的染色体染色体或或基基 因组不稳定性因组不稳定性的遗传学特征的遗传学特征。主要表主要表现在现在：微核率增高微核率增高姐妹染色单体交换率增高姐妹染色单体交换率增高染色体结构畸变增加染色体结构畸变增加(二二)Bloom综合征患者的综合征患者的 细胞遗传学改变细胞遗传学改变整理课件63 微核是位于细胞质中的边缘清晰的浓染微核是位于细胞质中的边缘清晰的浓染小体，内含小体，内含DNA，是无着丝粒的染色体断，是无着丝粒的染色体断片丢失在胞质中形成的结构。片丢失在胞质中形成的结构。1.微核微核(micronuclear)率增加率增加整理课件64 姐妹染色单体交换姐妹染色单体交换(sister chro
28、matid exchange,SCE)：指姐妹染色单体同源部位发指姐妹染色单体同源部位发生的片段互换生的片段互换。姐妹染色单体交换率增高姐妹染色单体交换率增高整理课件65 体外培养的体外培养的Bloom综合征细胞株染色体综合征细胞株染色体易发生断裂并形成结构畸变，易发生断裂并形成结构畸变，4-27的培养细胞中可以看到染色体断裂和重的培养细胞中可以看到染色体断裂和重排，如排，如四射体四射体。3.3.染色体结构畸变增加染色体结构畸变增加整理课件66 图图 示染色体断裂与重排示染色体断裂与重排 图图 示四射体示四射体整理课件67 Bloom综合征基因定位综合征基因定位 Bloom综合征是一种综合征是
29、一种AR遗传病遗传病，致病基，致病基因因BLM定位在定位在15q26.1。(三三)Bloom综合征的分子遗传学基础综合征的分子遗传学基础 整理课件68 BLM基因产物及其生物学功能基因产物及其生物学功能 BLM基因产物是基因产物是RecQ DNA解链酶解链酶家族中的一员家族中的一员。参与参与DNA复制与修复过程的多个环节复制与修复过程的多个环节。如稳定如稳定复制叉，去除诱导复制叉，去除诱导DNA重排的因素，以维持基重排的因素，以维持基因组的稳定性与完整性。因组的稳定性与完整性。整理课件69 BLM基因突变基因突变 BLM基因突变基因突变RecQ DNA解链酶活性解链酶活性降低或缺乏，降低或缺乏，细胞表现为有丝分裂过程细胞表现为有丝分裂过程中的中的染色体重排增加染色体重排增加，染色体，染色体错误分离错误分离率升高率升高，对，对DNA诱变剂敏感诱变剂敏感，减数分裂，减数分裂异常等。异常等。整理课件70 目前已在10个Bloom综合征患者中发现了7种不同的BLM基因突变碱基替换碱基替换：4种种碱基缺失碱基缺失：2种种碱基插入碱基插入：1种种错义突变错义突变：3种种无义突变无义突变：2种种移码突变移码突变：2种种导致导致整理课件71The end!
