1、Chapter 16 Oncogene,Anti-oncogene and Chapter 16 Oncogene,Anti-oncogene and Growth FactorGrowth Factor第十六章 癌基因、抑癌基因与生长因子引言引言肿瘤（肿瘤（tumortumor）是指细胞在是指细胞在致癌因素致癌因素作用下，作用下，基因发生基因发生了改变，失去对其生长的正常调控了改变，失去对其生长的正常调控，导致单克隆性异，导致单克隆性异常增生而形成的新生物。这种新生物常形成局部肿块，常增生而形成的新生物。这种新生物常形成局部肿块，因而得名。因而得名。根据肿瘤的生物学特性及其对机体的危害性的不
2、同，根据肿瘤的生物学特性及其对机体的危害性的不同，肿瘤可分为肿瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤良性肿瘤和恶性肿瘤两大类。两大类。n良性肿瘤良性肿瘤生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移，对人体健康危害不大。对人体健康危害不大。n恶性肿瘤恶性肿瘤生长迅速，可转移到身体其他部位，还会产生生长迅速，可转移到身体其他部位，还会产生有害物质，破坏正常器官结构，使机体功能失调，威胁有害物质，破坏正常器官结构，使机体功能失调，威胁生命。生命。癌基因、抑癌基因与生长因子的关系癌基因、抑癌基因与生长因子的关系癌基因癌基因抑癌基因抑癌基因生长因子生长因子正调控正调控负调控负调
3、控产物产物一、概念一、概念癌基因：癌基因：细胞内细胞内控制细胞生长和分化控制细胞生长和分化的基因的基因，它的，它的结构异常或表达异常结构异常或表达异常，可，可以引起细胞癌变。以引起细胞癌变。第一节 癌基因 (Oncogene)二、癌基因理论的确立二、癌基因理论的确立 Peyton Rous and Rous sarcoma virus1966年诺贝尔奖授奖仪式上年诺贝尔奖授奖仪式上 生理学或医学奖评定委生理学或医学奖评定委员会委员员会委员 G.克莱因教授致词克莱因教授致词 那是那是1910年。那时刚刚了解，每个个体细胞都通过分裂而来自其年。那时刚刚了解，每个个体细胞都通过分裂而来自其他细胞；癌
4、细胞的分裂方式与正常细胞完全一样，不同之处仅在他细胞；癌细胞的分裂方式与正常细胞完全一样，不同之处仅在于它们往往肆无忌惮地侵入正常的组织屏障。于它们往往肆无忌惮地侵入正常的组织屏障。那时也刚刚认清，某些传染病是由一些小得在光学显微镜下看不那时也刚刚认清，某些传染病是由一些小得在光学显微镜下看不见、并能通过细菌通不过的超滤器的生物所引起。这些生物称为见、并能通过细菌通不过的超滤器的生物所引起。这些生物称为滤过性滤过性“毒物毒物”或病毒或病毒。就在那时和那时前后，现代生物学尚未建立，人们还不能设想看就在那时和那时前后，现代生物学尚未建立，人们还不能设想看不见的病毒与癌细胞的自行其是的生长之间会有什
5、么关系。不见的病毒与癌细胞的自行其是的生长之间会有什么关系。大约就在这个时候，洛克菲勒研究所大约就在这个时候，洛克菲勒研究所30岁的研究人员岁的研究人员劳斯劳斯进行了进行了一些实验，这些实验乍看起来有点生拉硬扯。他把一只母鸡身上一些实验，这些实验乍看起来有点生拉硬扯。他把一只母鸡身上的恶性结缔组织的恶性结缔组织(肉瘤肉瘤)制成无细胞滤液，并把它接种入健康的鸡制成无细胞滤液，并把它接种入健康的鸡体内。体内。结果是令人惊讶的，接受滤液的个体也患上了与上述母鸡完全一结果是令人惊讶的，接受滤液的个体也患上了与上述母鸡完全一样的肿瘤。样的肿瘤。（说明：？）（说明：？）1932年，年，Shope发现，野生
6、棉尾兔的皮肤肿瘤也可借助无细胞滤发现，野生棉尾兔的皮肤肿瘤也可借助无细胞滤液传播。液传播。把这些实验联系在一起，劳斯第一个想到正常细胞之变成癌细胞把这些实验联系在一起，劳斯第一个想到正常细胞之变成癌细胞不一定是个突然的过程；那些原来作为整体一部分的细胞可能通不一定是个突然的过程；那些原来作为整体一部分的细胞可能通过若干步骤，逐渐变成独立的自行其是的癌细胞。过若干步骤，逐渐变成独立的自行其是的癌细胞。劳斯把这个过程称为劳斯把这个过程称为“肿瘤进展肿瘤进展”，在这个过程开始时，潜在的，在这个过程开始时，潜在的癌细胞处于癌细胞处于“休眠休眠”状态。被化学因子、病毒或激素刺激唤醒之状态。被化学因子、病
7、毒或激素刺激唤醒之后，他们就采取一种更加无法无天的生活方式。后，他们就采取一种更加无法无天的生活方式。劳斯关于肿瘤进展的发现很快在许多实验系统内得到证实。劳斯关于肿瘤进展的发现很快在许多实验系统内得到证实。另一方面，他的病毒理论则备受怀疑。一般认为，病毒病都具有另一方面，他的病毒理论则备受怀疑。一般认为，病毒病都具有传染性，而癌症不能传染；这种说法如此根深蒂固，所以人们往传染性，而癌症不能传染；这种说法如此根深蒂固，所以人们往往把各种病毒原性肿瘤解释为不可思议的例外。往把各种病毒原性肿瘤解释为不可思议的例外。到到19501950年，情况有了迅速改变。由于微生物遗传学的年，情况有了迅速改变。由于
8、微生物遗传学的发展，发现发展，发现某些病毒能将自己的部分遗传物质注入细某些病毒能将自己的部分遗传物质注入细胞内胞内而不杀死细胞或抑制其增殖。这样引入的病毒物而不杀死细胞或抑制其增殖。这样引入的病毒物质可以质可以整合到受体细胞的基因整合到受体细胞的基因中，并且其行为就如同中，并且其行为就如同新的遗传因素一样，引起某些细胞特性的永久性改变。新的遗传因素一样，引起某些细胞特性的永久性改变。重新估计了病毒概念之后，就有可能了解病毒怎么会重新估计了病毒概念之后，就有可能了解病毒怎么会将正常细胞循规蹈矩的行为改变为特见于癌细胞的恶将正常细胞循规蹈矩的行为改变为特见于癌细胞的恶性增生。性增生。RousRou
9、s病毒是一种急转化逆转录病毒病毒是一种急转化逆转录病毒(acute(acute transforming retrovirustransforming retrovirus，RNA病毒病毒)Rous 肉瘤肉瘤1966年，87岁的劳斯获得诺贝尔奖。追踪研究逆转录病毒致癌的线索，追踪研究逆转录病毒致癌的线索，BishopBishop等人等人于于19801980年提出了年提出了癌基因假说。癌基因假说。根据这一假说，引起根据这一假说，引起RousRous鸡肉瘤等的逆转录病鸡肉瘤等的逆转录病毒的基因组中存在有毒的基因组中存在有致癌基因致癌基因，即，即病毒癌基因，病毒癌基因，v-oncv-onc。该癌基因
10、来源于该癌基因来源于正常细胞基因组中的部分序列正常细胞基因组中的部分序列，即逆转录病毒中的致癌基因序列是在进化过程即逆转录病毒中的致癌基因序列是在进化过程中从宿主细胞基因组中获得的。中从宿主细胞基因组中获得的。Virus-like particles assembled in vitro with purified Rous sarcoma virus Gag protein反转录病毒颗粒结构 LTR gag pol env src LTR癌基因癌基因酪氨酸酪氨酸 激酶激酶*劳氏肉瘤病毒（劳氏肉瘤病毒（RSV,Rous sarcoma virus）基因组结构图基因组结构图 LTR(long t
11、erminal repeat)序列序列是调节区，含有反转录病毒是调节区，含有反转录病毒DNA基因基因组表达所需要的全部调节元件组表达所需要的全部调节元件；在劳氏肉瘤病毒基因组中，在劳氏肉瘤病毒基因组中，src是额外的肿瘤式基因，它能诱发是额外的肿瘤式基因，它能诱发RSV感染的动物产生肉瘤感染的动物产生肉瘤 LTRLTRGAGPOLENVLTRLTRGAGPOLENVONC 反转录病毒癌基因（反转录病毒癌基因（v-oncv-onc)的起源的起源逆转录逆转录复制复制整合整合转录转录感染感染病毒病毒RNARNA-DNA前病毒前病毒DNA细胞基因组细胞基因组 DNA病毒病毒RNA-癌基因癌基因RNA病
12、病毒颗粒毒颗粒宿主细胞宿主细胞再感染再感染宿主细胞宿主细胞携带癌基因携带癌基因的病毒颗粒的病毒颗粒RNARNA病毒与宿主细胞基病毒与宿主细胞基因组整合过程示意图因组整合过程示意图癌变癌变根据根据来源来源分为分为病毒癌基因与细胞癌基因病毒癌基因与细胞癌基因两类。两类。n病毒癌基因病毒癌基因（virus oncogene,v-oncvirus oncogene,v-onc）：是一类）：是一类存在于肿瘤病毒中、能使靶细胞发生恶性转化的存在于肿瘤病毒中、能使靶细胞发生恶性转化的基因。基因。n病毒癌基因不编码病毒的结构成分，对病毒复制也病毒癌基因不编码病毒的结构成分，对病毒复制也没有作用，但可以使细胞持
13、续增殖。没有作用，但可以使细胞持续增殖。n细胞癌基因细胞癌基因(cellular-oncogene,c-onc(cellular-oncogene,c-onc)：存在：存在于正常细胞基因组中的癌基因，又称于正常细胞基因组中的癌基因，又称原癌基因原癌基因（proto-oncogene,pro-oncproto-oncogene,pro-onc）。）。二、分二、分 类类 原癌基因的特点原癌基因的特点广泛存在于生物界中；广泛存在于生物界中；基因序列高度保守，为基因序列高度保守，为持家基因持家基因(house-(house-keeping gene)keeping gene)；作用通过其产物蛋白质来体
14、现作用通过其产物蛋白质来体现n 正常情况下表达水平很低正常情况下表达水平很低;n 被激活后，形成致癌性的细胞转化基因。被激活后，形成致癌性的细胞转化基因。v-onc与与c-onc 的不同的不同v-onc不含内含子不含内含子v-onc与与c-onc的核苷酸序列不完全相同的核苷酸序列不完全相同v-onc丢失了原癌基因两端的某些调控序列，丢失了原癌基因两端的某些调控序列，而在病毒高效启动子作用下有较高的转录活性。而在病毒高效启动子作用下有较高的转录活性。断裂基因断裂基因完整的没有断完整的没有断裂的可读框裂的可读框癌基因的癌基因的命名命名 以以三个斜体小写字母三个斜体小写字母表示，通常源于它们的首次发
15、表示，通常源于它们的首次发现，如：现，如：(1)srcavian Rous sarcoma virus（鸡（鸡Rous肉瘤病毒）肉瘤病毒）erbavian erythroblastosis virus（鸡成红细胞增多症病毒）（鸡成红细胞增多症病毒）sissimian sarcoma virus（猴肉瘤病毒）猴肉瘤病毒）rasrat sarcomas 大鼠肉瘤大鼠肉瘤 (2)3个字母后跟一个字母或数字，说明这些基因是密切相个字母后跟一个字母或数字，说明这些基因是密切相关的成员关的成员 erbA-甲状腺激素受体的病毒类似物甲状腺激素受体的病毒类似物 erbB-表皮生长因子受体的同源类似物表皮生长因
16、子受体的同源类似物二、癌基因的产物与功能二、癌基因的产物与功能1 1、生长因子（、生长因子（GFGF）：）：PDGF、EGF、TGF-22 2、生长因子受体、生长因子受体3 3、细胞内信号转导体、细胞内信号转导体4 4、核内转录因子、核内转录因子目前认为广义的目前认为广义的“癌基因癌基因”应当是：凡能编码应当是：凡能编码生长因子、生长因子受体、细胞内生长信息传生长因子、生长因子受体、细胞内生长信息传递分子，及与生长有关的转录调节因子的基因递分子，及与生长有关的转录调节因子的基因均应归属癌基因的范畴。均应归属癌基因的范畴。三、原癌基因激活的机制三、原癌基因激活的机制 1982年，美国年，美国 3
17、 家研究机构（麻省理工大学、国立癌症家研究机构（麻省理工大学、国立癌症研究所和哥伦比亚大学）几乎同时发表这样的实验结果：研究所和哥伦比亚大学）几乎同时发表这样的实验结果：人膀胱癌细胞人膀胱癌细胞EJ株的恶性转化是由于其原癌基因株的恶性转化是由于其原癌基因 c-H-ras（356个碱基）个碱基）的的点突变点突变所致。所致。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14正常细胞正常细胞H-ras碱基序列碱基序列 ATG ACG GAA TAT AAG CTG GTG GTG GTG GGC GCC G C GGT GTG肿瘤细胞肿瘤细胞H-ras碱基序列碱基序列 ATG ACG
18、GAA TAT AAG CTG GTG GTG GTG GGC GCC G C GGT GTG正常正常p21蛋白氨基酸序列蛋白氨基酸序列 Met Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala Ala Val肿瘤肿瘤p21蛋白氨基酸序列蛋白氨基酸序列 Met Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala Ala Valv 突变的突变的Ras癌基因蛋白质被锁定在激活状态癌基因蛋白质被锁定在激活状态GDPGDPGTPGTPPi无活性的无活性的Ras蛋白蛋白有活性的有活性的Ras蛋白蛋白输入的信号刺激输入的信号刺激GDP-GTP交换交
19、换内源性内源性GTP酶活性酶活性输出信号输出信号突变的突变的Ras癌癌基因蛋白质基因蛋白质被锁定在激被锁定在激活状态活状态 Harrey和和Kirfen鼠肉瘤病毒上发现，称鼠肉瘤病毒上发现，称H-ras、K-ras，人神经母细胞瘤上发现，人神经母细胞瘤上发现N-ras，基因突变往往发生在基因突变往往发生在12、13和和61密码子，以密码子，以12密码子最常见。密码子最常见。突变原理：突变原理：一些化学诱变剂，如一些化学诱变剂，如亚硝酸盐亚硝酸盐能够引起鸟嘌呤甲能够引起鸟嘌呤甲基化。如不能被修复，则在复制时，鸟嘌呤被腺嘌呤基化。如不能被修复，则在复制时，鸟嘌呤被腺嘌呤取代，则其取代，则其 p21
20、 蛋白的序列发生点突变，导致甘氨酸蛋白的序列发生点突变，导致甘氨酸 天冬氨酸。天冬氨酸。12 位甘氨酸甘氨酸天冬氨天冬氨 酸酸GC GC GCGC AC ATCG CG CG O6 甲基化甲基化 复制复制（二）获得启动子与增强子（二）获得启动子与增强子指指来源于病毒等的来源于病毒等的启动子或增强子启动子或增强子插入到细胞插入到细胞癌基因的附近或内部而使其开放并异常转录。癌基因的附近或内部而使其开放并异常转录。如如鸡白细胞增生病毒鸡白细胞增生病毒引起的淋巴瘤，就是由于引起的淋巴瘤，就是由于病毒的病毒的DNA序列整合到宿主细胞序列整合到宿主细胞c-myc基因基因附附近，成为该基因的强启动子，导致近
21、，成为该基因的强启动子，导致c-myc基因基因过强表达。过强表达。鸡（禽）白细胞病毒鸡（禽）白细胞病毒（avian leucosis virus，ALV）逆转录病毒逆转录病毒正常宿主细胞正常宿主细胞病毒病毒DNA的的LTR被整合到被整合到宿主细胞宿主细胞c-myc癌基因附近癌基因附近成为其启动子和增强子成为其启动子和增强子c-myc癌基因表达为正常的癌基因表达为正常的30-100倍倍exon-1exon-2 exon-3c-myc 基因基因exon-1exon-2 exon-3LTRexon-1exon-2 exon-3LTRALVALVLTRexon-1exon-2 exon-3ALVLTR
22、缺乏癌基因的逆转录病毒致癌模式缺乏癌基因的逆转录病毒致癌模式 （三）癌基因的甲（三）癌基因的甲基化程度降低基化程度降低 真核真核DNA约有约有5%的胞嘧啶被的胞嘧啶被甲基化甲基化DNA甲基化的生物学意义甲基化的生物学意义控制基因表达控制基因表达n甲基化范围与基因表达程度呈甲基化范围与基因表达程度呈反比反比。nDNADNA甲基化甲基化能能关闭关闭某些基因的活性某些基因的活性n去甲基化去甲基化则则诱导诱导了基因的重新活化和表达了基因的重新活化和表达抵御外来入侵的寄生抵御外来入侵的寄生DNADNA近年来近年来DNADNA甲基化已成为肿瘤研究的热点，甲甲基化已成为肿瘤研究的热点，甲基化状态分析可作为判
23、断肿瘤生物学特征及临基化状态分析可作为判断肿瘤生物学特征及临床预后的重要指标之一床预后的重要指标之一 蛋白质结构未变化，但总量大大提高蛋白质结构未变化，但总量大大提高基因基因扩增扩增 原癌基因原癌基因 使每个细胞中基因拷贝数增加，从而直接增加可用的转录模板数以增加基因表达。c-myc基因基因c-mycc-myc基因基因是禽类白血病增生病毒（是禽类白血病增生病毒（ALVALV）癌基因的）癌基因的同系物。同系物。在细胞静止期，在细胞静止期，c-mycc-myc几乎不表达，但在有丝分裂几乎不表达，但在有丝分裂原刺激下迅速表达促使细胞由原刺激下迅速表达促使细胞由G G0 0期进入期进入G G1 1期，
24、增加期，增加细胞数量。因此，细胞数量。因此，c-mycc-myc原癌基因与细胞周期调控原癌基因与细胞周期调控有关。有关。c-mycc-myc原癌基因激活的主要机制原癌基因激活的主要机制：扩增、重排和异扩增、重排和异常高表达常高表达。另外，。另外，c-mycc-myc基因基因低甲基化低甲基化可能为其激可能为其激活的另一重要机制。活的另一重要机制。19851985年，年，ShibuyaShibuya首次在部分胃癌细胞中发现首次在部分胃癌细胞中发现c-mycc-myc基因扩增和高表达。基因扩增和高表达。由于染色体重排而导致细胞癌基因从正常位置由于染色体重排而导致细胞癌基因从正常位置转移到另一位置，常
25、常是插入一启动子后而使转移到另一位置，常常是插入一启动子后而使其转录活性增加。其转录活性增加。费城染色体费城染色体。n1960年，年，Nowell和和Hungefora，在美国费城，发现，在美国费城，发现慢慢性粒细胞白血病性粒细胞白血病的患者中，有一个的患者中，有一个很小的近端着丝粒染很小的近端着丝粒染色体色体，称为，称为费城染色体费城染色体（Philadelphia chromosome,Ph）nPh染色体已被公认为染色体已被公认为慢性粒细胞性白血病慢性粒细胞性白血病的的特异标记染特异标记染色体色体。（五五）基因易位）基因易位或重排或重排c-ablc-abl原癌基因的易位激活原癌基因的易位激
26、活c-ablc-bcr c-abl原癌基因，经重排后插入到原癌基因，经重排后插入到bcr基因基因的启动子后，使其转录活性增加，从而引的启动子后，使其转录活性增加，从而引起慢性粒细胞性白血病。起慢性粒细胞性白血病。双星拱月双星拱月 夜空现巨大笑脸夜空现巨大笑脸 2008年年12月月1日，夜幕降临日，夜幕降临后，夜空中最明亮的三颗天后，夜空中最明亮的三颗天体体月亮、金星和木星在西月亮、金星和木星在西南方的低空齐汇人马座。南方的低空齐汇人马座。在西方神话中，金星是主管在西方神话中，金星是主管爱情和美丽的爱情和美丽的“维纳斯维纳斯”女神。女神。而木星则是而木星则是“行星之王行星之王”。第二节 抑癌基因
27、Section 2 Anti-oncogene抑癌基因抑癌基因又称为抗癌基因（又称为抗癌基因（anti-oncogene）或肿瘤抑制基因或肿瘤抑制基因，是指存在于正常细胞中，其，是指存在于正常细胞中，其编码产物能编码产物能抑制细胞生长、增殖抑制细胞生长、增殖的一组结构基的一组结构基因。因。抑癌基因大多编码抑癌基因大多编码与细胞周期调控有关的抑制与细胞周期调控有关的抑制蛋白蛋白，当抑癌基因缺失或突变，细胞增值失控，当抑癌基因缺失或突变，细胞增值失控，导致肿瘤。导致肿瘤。一、抑癌基因的基本概念一、抑癌基因的基本概念抑癌基因与原癌基因在生物学上有以下几点差异：在功能上，抑癌基因起负调控作用，而原癌基
28、因起正调控作用；在遗传方式上，原癌基因是显性的，而抑癌基因在细胞水平上是隐性的抑癌基因是抑癌基因是隐性基因隐性基因，两份等位基因都突变或失，两份等位基因都突变或失活时才能使细胞转化，发现与分离难度较大活时才能使细胞转化，发现与分离难度较大抑癌基因的表示方法抑癌基因的表示方法通常用通常用2或或3个字母编码，有时也介入蛋白质产物个字母编码，有时也介入蛋白质产物的大小的大小nRbretinoblastoma 视网膜母细胞瘤视网膜母细胞瘤nBcl-2B-cell lymphoma B淋巴细胞瘤淋巴细胞瘤np53编码的蛋白质分子量编码的蛋白质分子量53KD 基因的蛋白产物的表示基因的蛋白产物的表示n在其
29、分子量前面加在其分子量前面加p，或与基因相同的代码加蛋白，或与基因相同的代码加蛋白字样字样nras产生的蛋白产生的蛋白:Ras蛋白蛋白,p21 与癌基因相比，抑癌基因数量有限，说明抑癌基因比与癌基因相比，抑癌基因数量有限，说明抑癌基因比癌基因具有更普遍的作用。癌基因具有更普遍的作用。retinoblastoma gene,视网膜母细胞瘤（视网膜母细胞瘤（retinoblastoma，Rb）儿童期就发病的眼科恶性肿瘤，猫眼。儿童期就发病的眼科恶性肿瘤，猫眼。遗传型多为双侧发病，发病早，有家族史。遗传型多为双侧发病，发病早，有家族史。非遗传型多为单侧发病，且在非遗传型多为单侧发病，且在2岁以后才发
30、病。岁以后才发病。Rb（retinoblastoma gene）是是第一个被克第一个被克隆的抑癌基因。隆的抑癌基因。1986年，美国的三个实验室分别独立的克年，美国的三个实验室分别独立的克隆了该基因。隆了该基因。Rb基因，基因，定位于定位于13q14，全长约，全长约200kb，含含27个个外显子外显子，26个个内含子内含子，转录的，转录的mRNA有有4.7kb,编码分子量是编码分子量是105-110kD的的核内磷酸化核内磷酸化蛋白蛋白，又称，又称p105-RB。G0 G1期期Rb蛋白蛋白E2FmRNADNA（转录因子，与细胞增值有关）（转录因子，与细胞增值有关）（活性型）（活性型）S期期E2F
31、DNARb蛋白蛋白（无活性型）（无活性型）周期蛋白依赖的蛋白激酶周期蛋白依赖的蛋白激酶（cyclin dependence protein kinase,CDK)P105-P105-RbRb的作用机制（演示）的作用机制（演示）G0 G1期期Rb蛋白蛋白E-2FS期期E-2FDNADNARb蛋白蛋白mRNARBRB基因的失活基因的失活某些某些DNA病毒癌基因表达蛋白病毒癌基因表达蛋白可与可与RB蛋白结蛋白结合形成复合物，使合形成复合物，使RB蛋白丧失抑制细胞增殖蛋白丧失抑制细胞增殖的生物特性。的生物特性。n如腺病毒的如腺病毒的E1A蛋白、蛋白、SV40的的T抗原、人乳头抗原、人乳头瘤病毒的瘤病毒
32、的E7蛋白等。蛋白等。（二）（二）p53 基因基因“基因组的卫士基因组的卫士”l是是cancer suppressive gene 一颗明珠一颗明珠;l Pubmed有超过有超过4万篇论文，篇篇内容不同万篇论文，篇篇内容不同;l 临床上，临床上，超过超过50%的肿瘤其的肿瘤其p53有异常有异常;l 曾被误认为是癌基因，直到曾被误认为是癌基因，直到1989年，才被证实为年，才被证实为抑癌基因抑癌基因.n p53基因全长基因全长20kb，定位于人类染色体，定位于人类染色体17p13，由，由11个外显子组成，编码个外显子组成，编码393个氨基个氨基酸组成的酸组成的53kd的核内磷酸化蛋白的核内磷酸化
33、蛋白;n P53蛋白可分为三个结构域：蛋白可分为三个结构域：N端的酸性区、端的酸性区、中段疏水核心区与中段疏水核心区与C端的碱性区，分子中有一端的碱性区，分子中有一核定位信号核定位信号，所以它一般都位于，所以它一般都位于核内核内。酸性区核心区碱性区P53蛋白蛋白转录激活作用转录激活作用结合结合DNA核定位、结合核定位、结合DNA等等 p53 是细胞生长周期中的是细胞生长周期中的负调节因子负调节因子，与细胞周期的调控、与细胞周期的调控、DNA修复、细胞分修复、细胞分化、细胞凋亡等重要的生物学功能有关。化、细胞凋亡等重要的生物学功能有关。抑制细胞周期抑制细胞周期p53蛋白促进蛋白促进p21基因表达
34、产生分子量为基因表达产生分子量为21kD的蛋白质（的蛋白质（p21WAF1/CIP1），），p21是是CDK的抑制剂的抑制剂，诱导细胞生长停滞于诱导细胞生长停滞于G1期期。监测监测DNA损伤损伤DNA 损伤后，损伤后，p53蛋白表达急剧上调，蛋白表达急剧上调，使细胞分裂停止于使细胞分裂停止于G1期，启动期，启动DNA修修复系统复系统。p53蛋白的生物学功能蛋白的生物学功能 抑制抑制DNA复制：复制：p53蛋白可蛋白可与复制蛋白与复制蛋白A(RPA)结合结合p53蛋白与蛋白与RPA结合后可抑制结合后可抑制RPA与与DNA复制起复制起始点的结合，阻止细胞进入始点的结合，阻止细胞进入S期。期。p53
35、蛋白还可通过蛋白还可通过抑制解链酶的活性抑制解链酶的活性，以抑制，以抑制DNA复制。复制。参与程序性细胞凋亡参与程序性细胞凋亡：p53 蛋白使损伤细胞停留在蛋白使损伤细胞停留在G1期，使期，使DNA损伤损伤修复后再进入细胞周期。修复后再进入细胞周期。若损伤不能修复，则启动细胞进入程序性凋亡若损伤不能修复，则启动细胞进入程序性凋亡（细胞自杀）。（细胞自杀）。p53p53蛋白的作用机制（演示）蛋白的作用机制（演示）p53p53蛋白蛋白解链酶解链酶复制因子复制因子A Ap21p21蛋白蛋白细胞停滞于细胞停滞于G G1 1期期细胞自杀细胞自杀 DNA损伤损伤p21p21基因基因p53p53蛋白蛋白抑抑
36、 制制p53p53蛋白蛋白成功修复成功修复修复失败修复失败 肿瘤中肿瘤中p53p53的突变的突变 三、肿瘤发生是多因素、多基因和多阶段三、肿瘤发生是多因素、多基因和多阶段相互协调作用的癌变过程相互协调作用的癌变过程多种遗传缺陷：点突变、易位、基因重排、移多种遗传缺陷：点突变、易位、基因重排、移码突变、缺失突变和插入突变等码突变、缺失突变和插入突变等癌基因产物之间协同：核内癌基因产物与胞浆癌基因产物之间协同：核内癌基因产物与胞浆癌基因产物发生协调作用，癌基因产物发生协调作用，如如Myc与与Ras。癌基因与抑癌基因以及其它相关基因之间的协癌基因与抑癌基因以及其它相关基因之间的协调调正 常肠上皮高增
37、殖肠上皮早期腺瘤中期腺瘤晚期腺瘤腺腺癌癌转转移移癌癌染染色色体体改改 变变基基 因因5q突变FAP、APC、MCC？或缺 失12q突变Kras18q 缺DCC？失17q 和突变p53缺 失DNA低甲 基化MSH2和MLH1基因失活其他基因的改变(如TGF-II受体)nm23突变（ER FearonER Fearon和和B Vogelstein,1990B Vogelstein,1990年）年）结直肠癌发生发展过程中的基因改变模式图 APC基因基因APCAPC基因，基因，19861986年由年由HerreraHerrera等发现，位于染色等发现，位于染色体体5q215q21上，表达产物由上，表达
38、产物由28432843个氨基酸残基组成。个氨基酸残基组成。DihlmannDihlmann等对等对500500多个多个家族性多发性腺瘤病家族性多发性腺瘤病(familial adenomatous polyposis(familial adenomatous polyposis，FAP)FAP)家家族进行族进行APCAPC基因检测，约基因检测，约8O8O个家族有个家族有APCAPC基因突基因突变。这些突变大多为变。这些突变大多为无义突变、小插入或缺失无义突变、小插入或缺失。因此，因此，APCAPC基因被认为是结直肠癌发生的早期基因被认为是结直肠癌发生的早期标志之一标志之一。K-ras基因基因K
39、-rasK-ras基因基因是一种原癌基因，它的激活能导致是一种原癌基因，它的激活能导致肿瘤发生。肿瘤发生。激活有多种形式：表达增加，基因突变，内在激活有多种形式：表达增加，基因突变，内在的的GTPGTP酶活性下降等。酶活性下降等。超过超过5O%5O%的结直肠腺瘤患者出现的结直肠腺瘤患者出现K-rasK-ras的过表达。的过表达。K-rasK-ras基因在结直肠癌中具有高频率的突变基因在结直肠癌中具有高频率的突变，并且突变出现在结直肠癌的早期，并且突变出现在结直肠癌的早期，可以作为结可以作为结直肠癌早期检测的标志直肠癌早期检测的标志。p53基因基因p53p53基因基因是重要的抑癌基因，位于染色体
40、是重要的抑癌基因，位于染色体17pl317pl3。研究发现，结直肠癌患者研究发现，结直肠癌患者l7l7号染色体短臂等位号染色体短臂等位缺失缺失，断裂点位于，断裂点位于p53p53基因位点，同时发现另基因位点，同时发现另一等位基因上一等位基因上p53p53基因的编码区存在突变基因的编码区存在突变。由于由于1717号染色体短臂等位缺失号染色体短臂等位缺失多发生在结直肠多发生在结直肠癌患者中癌患者中，而在，而在腺瘤患者中发现较少腺瘤患者中发现较少，所以它，所以它被认为是腺瘤发展成为癌瘤的重要标志被认为是腺瘤发展成为癌瘤的重要标志。本章要点（本章要点（point）概念概念：癌基因，抑癌基因，病毒癌基因
41、，：癌基因，抑癌基因，病毒癌基因，细胞癌基因（或原癌基因）细胞癌基因（或原癌基因）病毒癌基因与原癌基因的不同病毒癌基因与原癌基因的不同原癌基因激活的机制原癌基因激活的机制n点突变，获得启动子与增强子，甲基化点突变，获得启动子与增强子，甲基化程度降低，基因扩增，基因的易位或重程度降低，基因扩增，基因的易位或重排排抑癌基因抑癌基因nRbRb基因，基因，p53p53基因基因 思考题思考题名词解释：癌基因、抑癌基因、病毒癌基名词解释：癌基因、抑癌基因、病毒癌基因、细胞癌基因（或原癌基因）因、细胞癌基因（或原癌基因）试解释病毒癌基因与与对应原癌基因的不试解释病毒癌基因与与对应原癌基因的不同。同。试述原癌基因激活的机制。试述原癌基因激活的机制。为什么说为什么说p53p53是是“基因卫士基因卫士”？
