分子肿瘤学ppt课件.pptx

1分子分子肿瘤学肿瘤学(Molecular Oncology)22008:2008:新癌症病例新癌症病例新癌症病例新癌症病例 1270127012701270万例万例万例万例 56%56%56%56%在发展中国家在发展中国家在发展中国家在发展中国家 癌症死亡病例癌症死亡病例癌症死亡病例癌症死亡病例 760760760760万万万万 60%60%60%60%在发展中国家在发展中国家在发展中国家在发展中国家2030:2030:2030:2030:新癌症病例新癌症病例新癌症病例新癌症病例 2100210021002100万例万例万例万例 69%69%69%69%在发展中国家在发展中国家在发展中国家在发展中国家 癌症死亡病例癌症死亡病例癌症死亡病例癌症死亡病例 1320132013201320万例万例万例万例 72%72%72%72%在发展中国家在发展中国家在发展中国家在发展中国家32002年预测，实际观察到的癌症发病和死亡人数已经超超过过了预测水平。每每 1 分钟发生分钟发生 5 例悪性肿瘤！例悪性肿瘤！死亡死亡 3 例悪性肿瘤！例悪性肿瘤！我国癌症发病与死亡趋势我国癌症发病与死亡趋势4中国癌症发病和死亡率上升的主要原因之一中国癌症发病和死亡率上升的主要原因之一人口老龄化人口老龄化35岁起，癌症发病和死亡率开始上升，50岁开始加速，75-80岁达到高峰5发病率增加原因发病率增加原因n n人口增加及老龄化人口增加及老龄化人口增加及老龄化人口增加及老龄化 n n男性：男性：男性：男性：10.5%10.5%；女性：；女性：；女性：；女性：13.9%13.9%n n危险因素变化危险因素变化危险因素变化危险因素变化n n男性：男性：男性：男性：8.6%8.6%；女性：女性：女性：女性：3.8%3.8%主要可能因素主要可能因素主要可能因素主要可能因素:吸烟吸烟吸烟吸烟,肥胖肥胖肥胖肥胖,体力活动体力活动体力活动体力活动 估计遗传性大肠癌（估计遗传性大肠癌（估计遗传性大肠癌（估计遗传性大肠癌（HNPCCHNPCC及及及及FAPFAP）约）约）约）约510%510%6癌症：全球的健康问题2008年7月29日，WHO数据2007年，癌症死亡790万，占总死亡人数的13%肺癌(140万人)；胃癌(86.6万人)；肝癌(65.3万人)；结肠癌(67.7万人)和乳腺癌(54.8万人)大约80%的癌症导致的死亡发生在低收入和中等收入国家预计2030年全世界癌症死亡人数将达1200万7分子肿瘤学第一节 肿瘤是什么？第二节 致癌因素及其致癌机制第三节 肿瘤相关基因及其调控机制第四节 端粒、端粒酶与癌第五节 肿瘤的防治8第一节肿瘤是什么？1.1肿瘤的概念肿瘤：是一类疾病的总称，基本特征是细胞增殖与凋亡失控，扩张性增生形成新生物。（1）良性肿瘤：生长缓慢，保留了正常细胞的某些特性，多数是无害的。（2）恶性肿瘤：也称癌症，具有侵袭和转移的能力。分子肿瘤学：是用分子生物学的理论和技术来研究肿瘤的一门科学，是医学和生物学的交叉学科。9良性恶性肿瘤(tumor)Carcinoma癌Sarcoma 肉瘤Leukemia 白血病癌症癌症(cancer)10癌症的种类（1）实体肿瘤癌：起源于上皮细胞淋巴瘤：起源于淋巴细胞肉瘤：起源于间叶组织（2）液体肿瘤白血病：起源于骨髓造血细胞（3）常见肿瘤：乳腺癌、肺癌、肝癌、胃癌、白血病11正常人与白血病人的血液121.2癌的生物学特征1、癌症是体细胞遗传病遗传性肿瘤（胚或性细胞，12）和散发性肿瘤（体细胞，95）2、癌细胞具有恶性生物学特征无限增殖，不会分化，永生化，侵袭和转移能力，自主血管生成能力。3、癌为单克隆起源，即癌是原始的、单个癌细胞增殖的后代。13正常和转化的成纤维细胞比较14分化中的癌细胞151.4人类对癌本质的认识（1）早期对癌的认识1775年，P.Pott发现童年曾做过清扫烟囱工作的男人中阴囊癌的发生率特别高。19世纪，德国东部的沥青工人易患肺癌死亡20世纪初，常受X射线照射的人容易患白血病和皮肤癌，为夜光表涂抹镭的女工因常舔刷毛而易患舌癌。外因致癌论：癌是由身体之外的某种因素所引发的，如生活方式、饮食习惯和环境等。16（2）寻找致癌因子20世纪初，日本的山际克三郎在实验中首次重现了兔耳皮肤癌。20世纪30年代，发现煤焦油中3-甲基胆蒽和二甲苯丙蒽是致癌物质。20世纪30年代，美国的H.Muller发现X射线使果蝇发生基因突变。20世纪50年代，致癌因子使基因突变从而致癌。17（3）病毒致癌论19世纪末，癌症是一种由细菌或病毒等微生物引发的传染性疾病。1910年，P.Rous发现Rous肉瘤病毒（RSV），确立了病毒致癌的观点。1970年，Martin从RSV中分离出病毒癌基因src。18H.Varmus和J.M.Bishop的实验含含src的的RSV无无src的的RSV鸡感染肉瘤鸡感染肉瘤病毒带有病毒带有src去除去除src感染鸡感染鸡检查检查RSV鸡的细胞里面鸡的细胞里面含有含有src19（4）癌基因激活致癌论1976年，H.Varmus和J.M.Bishop发现原癌基因，也称细胞癌基因。原癌基因的活化在癌变过程中起中心作用。1979年罗伯特年罗伯特.温伯格的实验温伯格的实验20（5）抑癌基因理论1969年，H.Harris发现抑癌现象。1986年，美国Dryla发现第一个抑癌基因Rb基因抑癌基因的失活也是致癌的重要原因21癌是原癌基因激活和抑癌基因失活综合作用的结果。人类癌症的主要风险因素是环境因素，而与此相关的代谢酶等修饰基因的遗传多态，决定了个体对这些因素的肿瘤易感性。癌的本质22癌症会传染？从5大洲收集的40只患传染性性病肿瘤的狗的肿瘤细胞。这些肿瘤细胞并非出自狗自身的细胞，而是源自共同的亲本细胞。可能来自于几百甚至上千年前亚洲的驯养犬。Clonal Origin and Evolution of a Transmissible Cancer,Cell,2006,126,477-487.23对癌症治疗现状的反思“中国健康调查报告”，T.ColinCampbell&ThomasM.CampbellII著，张宇辉译，吉林文史出版社，2006膳食和生活方式可能是导致肿瘤的主要原因。动物性食物的营养素促进肿瘤的发展，而植物性食物的营养素能抑制肿瘤的发展。最健康的食品是纯天然的素食，如纯天然的水果、蔬菜和整谷粒等。24第二节 致癌因素及其致癌机制2.1致癌因素化学因素：烷化剂、多环芳烃、芳香胺类、氨基偶氮染料、亚硝胺类物质、黄曲霉毒素、植物毒素、金属致癌物等物理因素：电离辐射、紫外线、纤维状异物、热辐射、慢性刺激与炎症等生物因素：致瘤性DNA病毒（人类乳头状瘤病毒、Epstein-Barr病毒和乙型肝炎病毒）和致瘤性RNA病毒（人类T细胞白血病病毒）2008诺贝尔医学奖25德国哈拉尔德德国哈拉尔德楚尔豪森（人乳头瘤病毒引发子宫颈癌）楚尔豪森（人乳头瘤病毒引发子宫颈癌）、法国弗朗索瓦丝、法国弗朗索瓦丝巴尔巴尔-西诺斯和吕克西诺斯和吕克蒙塔尼耶蒙塔尼耶（HIV病毒）病毒）262.2化学致癌的分子机制（1）点突变（2）染色体畸变和易位（3）DNA重排和插入诱变（4）基因扩增或缺失（5）DNA甲基化的改变（6）细胞遗传或基因组不稳定性27肿瘤中肿瘤中DNA甲基化的作用甲基化的作用n n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：肿瘤抑制基因沉默肿瘤抑制基因沉默n n肿瘤中整体的低甲基化肿瘤中整体的低甲基化：28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态肿瘤组织相对于正常组织整体呈现低甲基化状态n目前有目前有3 3种机制解释基因组整体的低甲基化在肿瘤中所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：扮演的作用：1.1.低甲基化导致原癌基因的去甲基化失活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，导致癌基因的大量 表达表达 （Myc Myc 基因）基因）2 2.整体的整体的低甲基化是细胞染色体不稳定的易感因素低甲基化是细胞染色体不稳定的易感因素 3 3.低甲基化使肿瘤转移增加低甲基化使肿瘤转移增加,DNADNA甲基化水平愈低甲基化水平愈低 肿瘤的浸润肿瘤的浸润 能力就越高，临床分期也愈晚能力就越高，临床分期也愈晚29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 n近近近近几几几几年年年年研研研研究究究究发发发发现现现现,在在在在癌癌癌癌细细细细胞胞胞胞中中中中,肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤抑抑抑抑制制制制基基基基因因因因甲甲甲甲基基基基化化化化的的的的发发发发生生生生率率率率与与与与肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤抑抑抑抑制制制制基基基基因因因因突突突突变变变变或或或或缺缺缺缺失失失失发发发发生生生生的的的的概概概概率率率率大大大大致致致致相相相相等等等等,均均均均可可可可导导导导致致致致肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤抑抑抑抑制制制制基基基基因因因因功功功功能能能能的的的的丧丧丧丧失失失失，如如如如结结结结肠肠肠肠癌癌癌癌、胃胃胃胃癌癌癌癌中中中中hMLH1hMLH1基基基基因因因因高高高高甲甲甲甲基基基基化化化化导导导导致致致致DNADNA错错错错配配配配修修修修复复复复的的的的缺缺缺缺失失失失；脑脑脑脑肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤、结结结结肠肠肠肠癌癌癌癌中中中中MGMTMGMT基基基基因因因因的的的的高高高高甲甲甲甲基化导致化疗敏感性降低。基化导致化疗敏感性降低。基化导致化疗敏感性降低。基化导致化疗敏感性降低。n n一一一一些些些些DNADNA甲甲甲甲基基基基化化化化抑抑抑抑制制制制剂剂剂剂,例例例例如如如如5-5-氮氮氮氮杂杂杂杂胞胞胞胞苷苷苷苷和和和和5-5-氮氮氮氮杂杂杂杂脱脱脱脱氧氧氧氧胞胞胞胞苷苷苷苷可可可可以以以以使使使使失失失失活活活活的的的的肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤抑抑抑抑制制制制基基基基因因因因恢恢恢恢复复复复其其其其正正正正常常常常功功功功能能能能,为白血病和其他相关疾病的治疗提供了新的手段。为白血病和其他相关疾病的治疗提供了新的手段。为白血病和其他相关疾病的治疗提供了新的手段。为白血病和其他相关疾病的治疗提供了新的手段。30肿瘤中肿瘤中DNADNA甲基化的应用甲基化的应用n n肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤筛筛筛筛查查查查和和和和风风风风险险险险评评评评估估估估：甲甲甲甲基基基基化化化化检检检检测测测测能能能能够够够够有有有有效效效效预预预预测测测测不不不不同肿瘤中个体的风险率同肿瘤中个体的风险率同肿瘤中个体的风险率同肿瘤中个体的风险率n n肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤病病病病理理理理分分分分型型型型和和和和治治治治疗疗疗疗 ：甲甲甲甲基基基基化化化化指指指指标标标标的的的的鉴鉴鉴鉴定定定定有有有有助助助助于于于于肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤的的的的临临临临床床床床病病病病理理理理分分分分型型型型，体体体体外外外外应应应应用用用用DNADNA甲甲甲甲基基基基化化化化抑抑抑抑制制制制剂剂剂剂活活活活化沉默的高甲基化基因化沉默的高甲基化基因化沉默的高甲基化基因化沉默的高甲基化基因n n肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤治治治治疗疗疗疗监监监监测测测测：一一一一个个个个或或或或者者者者多多多多个个个个基基基基因因因因的的的的甲甲甲甲基基基基化化化化状状状状态态态态与与与与肿瘤的复发或者生存率相关肿瘤的复发或者生存率相关肿瘤的复发或者生存率相关肿瘤的复发或者生存率相关n nDNADNA甲甲甲甲基基基基化化化化研研研研究究究究是是是是肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤分分分分子子子子生生生生物物物物学学学学研研研研究究究究的的的的一一一一个个个个重重重重要要要要领域领域领域领域 31化学致癌的多阶段模式（1）启动：基因受致癌因素作用发生突变，经过细胞分裂增殖被固定下来，并能传代。快速、不可逆的过程（2）促进：促进启动形成的肿瘤细胞分裂生长的阶段。较易受干预（3）演进：细胞产生不可逆基因组，在形态上或功能代谢和行为方面逐渐表现出肿瘤的特征。32第三节肿瘤相关基因及其调控机制3.1癌基因（1）癌基因的发现1910年，Rous发现RSV。1963年，Dulbeco发现正常细胞感染病毒可恶变为癌细胞。1969年，Huebner和Todaro提出癌基因假说1970年，Baltimore和Temin发现逆转录酶1976年，Varmus和Bishop发现原癌基因33（2）癌基因的概念原癌基因：是在控制细胞生长分化中起重要作用的正常基因，当它的结构发生变化，即被激活时，其正常生物学功能受到影响，从而使细胞发生癌变。病毒癌基因：逆转录病毒所携带的致转化因子。例如：RSV中的癌基因src。34基基基基 因因因因高表达高表达高表达高表达 （1 1）异常表达（异常表达（异常表达（异常表达（2 2）ablabl妊娠中期胚胎、睪丸、脾、胸腺妊娠中期胚胎、睪丸、脾、胸腺妊娠中期胚胎、睪丸、脾、胸腺妊娠中期胚胎、睪丸、脾、胸腺慢性髓细胞白血病慢性髓细胞白血病慢性髓细胞白血病慢性髓细胞白血病erbA erbBerbA erbB胚胎胚胎胚胎胚胎鳞细胞癌、胶质母细胞瘤鳞细胞癌、胶质母细胞瘤鳞细胞癌、胶质母细胞瘤鳞细胞癌、胶质母细胞瘤fesfes骨髓骨髓骨髓骨髓髓性、淋巴性白血病髓性、淋巴性白血病髓性、淋巴性白血病髓性、淋巴性白血病fmsfms巨噬细胞、胎盘巨噬细胞、胎盘巨噬细胞、胎盘巨噬细胞、胎盘乳腺癌、肾癌乳腺癌、肾癌乳腺癌、肾癌乳腺癌、肾癌fosfos羊膜、绒毛膜、成熟巨噬细胞、羊膜、绒毛膜、成熟巨噬细胞、羊膜、绒毛膜、成熟巨噬细胞、羊膜、绒毛膜、成熟巨噬细胞、GFGF刺激后的刺激后的刺激后的刺激后的细胞细胞细胞细胞绒毛膜癌绒毛膜癌绒毛膜癌绒毛膜癌mosmos睪丸、卵细胞睪丸、卵细胞睪丸、卵细胞睪丸、卵细胞浆细胞瘤浆细胞瘤浆细胞瘤浆细胞瘤mybmyb卵黄囊、骨髓、胸腺卵黄囊、骨髓、胸腺卵黄囊、骨髓、胸腺卵黄囊、骨髓、胸腺髓性、淋巴性白血病髓性、淋巴性白血病髓性、淋巴性白血病髓性、淋巴性白血病mycmyc普遍存在普遍存在普遍存在普遍存在B B细胞淋巴瘤、早幼粒白细胞淋巴瘤、早幼粒白细胞淋巴瘤、早幼粒白细胞淋巴瘤、早幼粒白血病血病血病血病raf raf 普遍存在普遍存在普遍存在普遍存在多种肿瘤多种肿瘤多种肿瘤多种肿瘤rasras普遍存在普遍存在普遍存在普遍存在多种肿瘤多种肿瘤多种肿瘤多种肿瘤relrel脾脏脾脏脾脏脾脏rosros肾脏肾脏肾脏肾脏sissis血小板血小板血小板血小板骨肉瘤骨肉瘤骨肉瘤骨肉瘤skiski软骨、肌肉、皮肤软骨、肌肉、皮肤软骨、肌肉、皮肤软骨、肌肉、皮肤srcsrc脾脏、巨噬细胞、大脑脾脏、巨噬细胞、大脑脾脏、巨噬细胞、大脑脾脏、巨噬细胞、大脑脑肿瘤脑肿瘤脑肿瘤脑肿瘤yesyes肾脏肾脏肾脏肾脏原 癌 基 因35原癌基因的特点（1）广泛存在于生物界中，从酵母到人的细胞普遍存在。（2）在进化进程中，基因序列呈高度保守（3）其作用通过其表达产物来体现（4）在某些因素作用下被激活，形成癌性的细胞转化基因。36（3）原癌基因类型及其产物37生长因子可能变为癌基因38生长因子受体改变导致癌变39原癌基因家族原癌基因家族表达产物表达产物src蛋白酪氨酸激酶蛋白酪氨酸激酶ras信息传递分子信息传递分子mycDNA结合蛋白结合蛋白erb细胞骨架蛋白细胞骨架蛋白myb转录调节因子转录调节因子原癌基因家族40RasRas基因基因n n1980198019801980年从膀胱癌细胞株年从膀胱癌细胞株年从膀胱癌细胞株年从膀胱癌细胞株T24T24T24T24中克隆了第一个人癌基因中克隆了第一个人癌基因中克隆了第一个人癌基因中克隆了第一个人癌基因 H-ras,H-ras,H-ras,H-ras,后来又发现了后来又发现了后来又发现了后来又发现了K-ras K-ras K-ras K-ras 和和和和N-rasN-rasN-rasN-rasn n 都编码鸟苷酸结合蛋白都编码鸟苷酸结合蛋白都编码鸟苷酸结合蛋白都编码鸟苷酸结合蛋白,分子量分子量分子量分子量21000210002100021000n n 肿瘤中以肿瘤中以肿瘤中以肿瘤中以K-Ras 为主为主,H-Ras H-Ras H-Ras H-Ras,N-RasN-RasN-RasN-Ras较少见较少见较少见较少见n n Ras Ras Ras Ras蛋白在细胞增殖分化信号从激活的跨膜受体蛋白在细胞增殖分化信号从激活的跨膜受体蛋白在细胞增殖分化信号从激活的跨膜受体蛋白在细胞增殖分化信号从激活的跨膜受体 传递到下游蛋白激酶过程中起重要作用传递到下游蛋白激酶过程中起重要作用传递到下游蛋白激酶过程中起重要作用传递到下游蛋白激酶过程中起重要作用41n nRasRasRasRas基因在肿瘤中的改变以基因在肿瘤中的改变以基因在肿瘤中的改变以基因在肿瘤中的改变以点突变点突变点突变点突变为主为主为主为主n nK-ras K-ras K-ras K-ras 基因的点突变主要集中在第基因的点突变主要集中在第基因的点突变主要集中在第基因的点突变主要集中在第12121212位氨基酸残基位氨基酸残基位氨基酸残基位氨基酸残基,少数也有第少数也有第少数也有第少数也有第13131313及及及及61616161位点突变位点突变位点突变位点突变n n已在膀胱癌已在膀胱癌已在膀胱癌已在膀胱癌乳腺癌乳腺癌乳腺癌乳腺癌结肠癌结肠癌结肠癌结肠癌肾癌肾癌肾癌肾癌肝癌肝癌肝癌肝癌肺癌肺癌肺癌肺癌胰腺癌胰腺癌胰腺癌胰腺癌胃癌及造血系统肿瘤中均检测到了胃癌及造血系统肿瘤中均检测到了胃癌及造血系统肿瘤中均检测到了胃癌及造血系统肿瘤中均检测到了RasRasRasRas基因基因基因基因的异常的异常的异常的异常n n不同类型的肿瘤不同类型的肿瘤不同类型的肿瘤不同类型的肿瘤 Ras Ras Ras Ras 基因的突变率明显不同基因的突变率明显不同基因的突变率明显不同基因的突变率明显不同 胰腺癌（胰腺癌（胰腺癌（胰腺癌（90%90%90%90%）结肠癌结肠癌结肠癌结肠癌(53%(53%(53%(53%）肺癌肺癌肺癌肺癌(30%(30%(30%(30%）RasRas基因的突变与肿瘤基因的突变与肿瘤42Ras基因的作用机理基因的作用机理nRasRas蛋白位于细胞膜内侧蛋白位于细胞膜内侧nRasRas蛋蛋白白对对GTP GTP 和和GDPGDP有有高高度度亲亲和力和力nRas Ras 蛋蛋白白有有活活化化和和非非活活化化两两种种形形式式，通通常常非非活活化化状状态态的的RasRas蛋蛋白白分分子子能能与与GDPGDP结结合合，在在受受到到信信号号传传递递通通道道上上游游某某因因子子的的刺刺激激时时，GDPGDP变变成成GTPGTP，随随后后蛋蛋白白发发生生构构象象改改变变，成成为为活活化化状状态态，活活化化的的Ras Ras 蛋蛋白白与与效效应应分分子子相相互作用，实现生长信号的传递互作用，实现生长信号的传递43n 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(主要有主要有主要有主要有C-Myc,N-MycC-Myc,N-MycC-Myc,N-MycC-Myc,N-Myc L-Myc,L-Myc,L-Myc,L-Myc,但以但以但以但以C-MycC-MycC-MycC-Myc为主为主为主为主)n n在人类中它的活化方式首次在在人类中它的活化方式首次在在人类中它的活化方式首次在在人类中它的活化方式首次在BurkittBurkittBurkittBurkitt淋巴瘤中发现淋巴瘤中发现淋巴瘤中发现淋巴瘤中发现,可通过可通过可通过可通过染色体易位而活化染色体易位而活化染色体易位而活化染色体易位而活化n n在某些肿瘤中在某些肿瘤中在某些肿瘤中在某些肿瘤中,MycMycMycMyc基因还受基因还受基因还受基因还受DNADNADNADNA扩增影响扩增影响扩增影响扩增影响,在肺癌中在肺癌中在肺癌中在肺癌中MycMyc家族癌基因的激活以扩增为主家族癌基因的激活以扩增为主家族癌基因的激活以扩增为主家族癌基因的激活以扩增为主Myc基因基因44n nMycMyc基因基因参与细胞的增殖、分化与凋亡参与细胞的增殖、分化与凋亡n 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、乳在胃癌、肺癌、乳腺癌及白血病等肿瘤中均有显著表达腺癌及白血病等肿瘤中均有显著表达n n体外实验证实体外实验证实c-myc基因可与其他癌基因协同基因可与其他癌基因协同转化多种细胞转化多种细胞 Myc基因基因功能功能45（4）原癌基因的鉴定DNA转染法46（5）原癌基因恶性激活的机制47点突变点突变与癌基因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l 癌基因激活的主要方式癌基因激活的主要方式l 在在基基因因的的编编码码顺顺序序上上一一个个碱碱基对被另一碱基对所置换基对被另一碱基对所置换l 乳乳腺腺癌癌 肺肺癌癌 肝肝癌癌 结结肠肠癌癌等等癌癌细细胞胞中中均均发发现现了了H-ras原癌基因的点突变原癌基因的点突变48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（restrictionendonucleasefragementlongthpolymophism,REFLP)n单链构向多态性（单链构向多态性（singlestrandconformationpolymorphism,SSCP)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（DHPLC）nPCR直接测序直接测序49原癌基因原癌基因基因扩增Over-expressionl 癌基因活化的另一种主要方式癌基因活化的另一种主要方式 l 细胞内一些基因通过不明原因细胞内一些基因通过不明原因 复制成多拷贝复制成多拷贝l 原癌基因拷贝数的增加会导致原癌基因拷贝数的增加会导致 基因产物的增加基因产物的增加,从而引起细从而引起细 胞正常功能的紊乱胞正常功能的紊乱 原癌基因原癌基因myc,erbB 和和Ras的扩的扩 增在人增在人 类肿瘤中最为常见类肿瘤中最为常见DNADNA扩增与扩增与癌基因癌基因50染色体重排Over-expression orprotein with novel activities原癌基因l 原原癌癌基基因因中中染染色色体体某某一一部部分分从从一一个个位位置置移移动动到到另另一一位位置置,使使原原癌癌基基因因的的结结构构改改变变,使使原原癌癌基基因因激激活活,这这种种改改变变称为基因重排称为基因重排l 通通过过对对肿肿瘤瘤组组织织和和细细胞胞系系的的染染色色体体分分析析，发发现现在在各各种种肿肿瘤瘤中中都都有有染染色色体体结结构构的的异异常。常。l 染染色色体体易易位位在在血血液液系系统统的的肿瘤中最为常见肿瘤中最为常见染色体重排与染色体重排与癌基因癌基因51肿肿瘤瘤细细胞胞中中常常发发现现有有原原癌癌基基因因DNA片片段段缺缺失失，原原癌癌基基因因内内小小的的缺缺失失，可可使使在在正正常常情情况况下下抑抑制制蛋蛋白白活活性性的的那那部部分分蛋蛋白白缺缺失失或或诱诱导导产产生生类类似似于于正正常常的的刺刺激激信信号号，导导致致细细胞胞的的过过度度增殖增殖基因缺失与基因缺失与癌基因癌基因52（6）原癌基因在细胞转化中的作用原癌基因没有转化能力原癌基因没有转化能力单个活化的原癌基因不能转化原代细胞单个活化的原癌基因不能转化原代细胞无限增殖化基因和转化基因两类原癌基因的共同参无限增殖化基因和转化基因两类原癌基因的共同参与导致了细胞转化与导致了细胞转化癌基因可能是多种致癌因素作用的共同点癌基因可能是多种致癌因素作用的共同点约斯塔约斯塔.加尔顿：加尔顿：癌的很可能原因来自我们自身，外癌的很可能原因来自我们自身，外界因素所起的作用只是按对了电钮。界因素所起的作用只是按对了电钮。533.2抑癌基因（1）抑癌基因的发现1986年，发现第一个抑癌基因Rb；1987年，李文华证实Rb的抑癌作用54（2）抑癌基因的概念抑癌基因：也称肿瘤抑制基因，细胞中一大类对细胞增殖起负调节作用的隐性基因，其功能丧失将促成癌细胞表型。按照失活机制的不同可分为两类：（1）I类肿瘤抑制基因：DNA点突变或缺失（2）II类肿瘤抑制基因：表达调节受阻55（3）抑癌基因及其表达产物Cancer syndromeGeneGenePrincipal TumorsPrincipal TumorsProtein Product Protein Product LocalizationLocalizationMode of ActionMode of ActionRetinoblastomaRB1RB1Retinoblastoma.Retinoblastoma.Osteosarcoma OsteosarcomaNucleusNucleusTranscriptonalTranscriptonal regulator/factor regulator/factorLi-Fraumcnip53p53Sarcomas.breast andSarcomas.breast and brain tumors brain tumorsNucleusNucleusTranscriptonTranscripton factor factorFamilial adcnomatous polyposisAPCAPCAdenomatous polyps.Adenomatous polyps.colon cancer colon cancerCytoplasmCytoplasm?Regulates?Regulates -catenin function-catenin functionWilms tumorWT-1WT-1NephroblastomaNephroblastomaNucleusNucleusTranseription factorTranseription factorNeuofibromatosis type 1NF-1NF-1Neurofibromas.Neurofibromas.sarcomas.Gliomas sarcomas.GliomasCytoplasmCytoplasmp21ras-GTPasep21ras-GTPase activator activatorFamilial melanoma and pancreatic cancerp16p16Melanoma,Melanoma,pancreatic cancer.pancreatic cancer.?other?otherNucleusNucleusCyclin-dependentCyclin-dependent kinase inhibitor kinase inhibitorFamilial breast cancer BRCA1BRCA1BRCA2BRCA2Breast and ovarian Breast and ovarian cancercancerBreast and?otherBreast and?other?Nucleus?NucleusUnknownUnknownUnkownUnkownUnknownUnknown56Rb基因Rb基因编码P105蛋白，定位于核内，非磷酸化形式称活性型，能促进细胞分化，抑制细胞增殖。57A.Knydson的二次打击理论58P53基因几乎在所有种类的肿瘤中，在80%以上的肿瘤组织中发现了P53基因的突变。59P53基因功能模型60p53p53HBXHBXERCC3TranscriptionForDNARepairp53p53ERCC3INACTIVATIONofp53p53p53GeneGeneMutationAllelicLossGermLinemutationp53p53proteinproteinCytoplasmicSequestrationCellularProteinMDM2(p97)TumorvirusProteinSV40TAgAd.EIBHPV.E6HBVXBindingBindingBlock6161p16p16基因基因基因基因9p219p21，8.5Kb8.5Kb，3exons3exons，p16p16蛋白，蛋白，蛋白，蛋白，MW15.8KDMW15.8KD主要几种主要几种主要几种主要几种Cyclin-CDKCyclin-CDK细胞周期复合物细胞周期复合物细胞周期复合物细胞周期复合物Cell cycle Cell cycle stagestagecyclin-CDK cyclin-CDK complexescomplexesinhibiforsinhibiforsp15p15p16p16p18p18p21p21p27p27G1G1cyclinD-cyclinD-CDK4/CDK6CDK4/CDK6G1/SG1/ScyclinE-CDK2cyclinE-CDK2S ScyclinA-CDK2cyclinA-CDK2G2/MG2/McyclinB-CDK2cyclinB-CDK2功功功功能：能：能：能：p16p16蛋蛋蛋蛋白白白白为为为为细细细细胞胞胞胞周周周周期期期期素素素素依依依依赖赖赖赖激激激激酶酶酶酶CDK4CDK4及及及及CDK6CDK6抑抑抑抑制制制制物物物物，通通通通过过过过结结结结合合合合CDK4CDK4或或或或CDK6CDK6而而而而抑抑抑抑制制制制CyclinCyclinD-CDK4/CDK6D-CDK4/CDK6复复复复合合合合物物物物，阻阻阻阻止止止止细细细细胞胞胞胞分分分分裂、增生、突变型裂、增生、突变型裂、增生、突变型裂、增生、突变型p16p16蛋白无此抑制活性，细胞分裂失控，导致癌变。蛋白无此抑制活性，细胞分裂失控，导致癌变。蛋白无此抑制活性，细胞分裂失控，导致癌变。蛋白无此抑制活性，细胞分裂失控，导致癌变。细胞周期因子细胞周期因子6262BRCA1BRCA1：基基基基因因因因全全全全长长长长100kb100kb含含含含2323个个个个外外外外显显显显子子子子，2222个个个个内内内内含含含含子子子子，11个个个个单单单单一一一一长长长长开开开开放放放放阅阅阅阅读读读读框框框框架架架架，编编编编码码码码18631863个个个个氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸，220KD220KD核核核核内内内内磷磷磷磷酸酸酸酸化化化化蛋蛋蛋蛋白白白白，有有有有锌锌锌锌指区，提示可调节基因表达。指区，提示可调节基因表达。指区，提示可调节基因表达。指区，提示可调节基因表达。肿肿肿肿瘤：瘤：瘤：瘤：家族性乳腺癌和卵巢癌家族性乳腺癌和卵巢癌家族性乳腺癌和卵巢癌家族性乳腺癌和卵巢癌功功功功能：能：能：能：DNADNA结合区：转录调控结合区：转录调控结合区：转录调控结合区：转录调控与与与与Rad51Rad51相互作用，修复双链相互作用，修复双链相互作用，修复双链相互作用，修复双链DNADNA断裂断裂断裂断裂BRCA2BRCA2：13q2113q21编码编码编码编码34183418个氨基酸个氨基酸个氨基酸个氨基酸肿肿肿肿瘤：瘤：瘤：瘤：男女性乳腺癌，胰腺癌等男女性乳腺癌，胰腺癌等男女性乳腺癌，胰腺癌等男女性乳腺癌，胰腺癌等功功功功能：能：能：能：有有有有DNADNA结合区：转录调控结合区：转录调控结合区：转录调控结合区：转录调控与与与与Rad51Rad51相互作用，修复双链相互作用，修复双链相互作用，修复双链相互作用，修复双链DNADNA断裂断裂断裂断裂Rdad51Rdad51：酵母中发现修复双链酵母中发现修复双链酵母中发现修复双链酵母中发现修复双链DNADNA断袭断袭断袭断袭人细胞中有类似物人细胞中有类似物人细胞中有类似物人细胞中有类似物63癌基因与抑癌基因特性的比较特性特性特性特性癌基因癌基因癌基因癌基因抑癌基因抑癌基因抑癌基因抑癌基因突变等位基因的突变等位基因的突变等位基因的突变等位基因的功能功能功能功能获得功能，以显获得功能，以显获得功能，以显获得功能，以显性方式起作用性方式起作用性方式起作用性方式起作用丧失功能，以隐丧失功能，以隐丧失功能，以隐丧失功能，以隐性方式起作用性方式起作用性方式起作用性方式起作用致癌所突变等位致癌所突变等位致癌所突变等位致癌所突变等位基因的数目基因的数目基因的数目基因的数目1 12 2通过种系遗传通过种系遗传通过种系遗传通过种系遗传 现尚无例子现尚无例子现尚无例子现尚无例子 常用遗传的形式常用遗传的形式常用遗传的形式常用遗传的形式 体细胞突变的致体细胞突变的致体细胞突变的致体细胞突变的致癌作用癌作用癌作用癌作用 有有有有有有有有突变有无组织特突变有无组织特突变有无组织特突变有无组织特异性异性异性异性 有一些，能在许有一些，能在许有一些，能在许有一些，能在许多组织中起作用多组织中起作用多组织中起作用多组织中起作用 遗传型常显示组遗传型常显示组遗传型常显示组遗传型常显示组织优先选择性织优先选择性织优先选择性织优先选择性 643.3肿瘤转移相关基因（1）癌转移：癌细胞从原发瘤上脱落下来，转移到远处，在新的解剖学部位形成继发性的“群体”（继发瘤）的过程。（2）癌转移是级联反应基底膜的破裂基底膜的破裂癌细胞脱落癌细胞脱落侵袭侵袭穿越血管和淋巴系统穿越血管和淋巴系统癌细胞在循环系统中运动癌细胞在循环系统中运动外渗、转移灶生长和转移灶转移外渗、转移灶生长和转移灶转移65（3）肿瘤转移相关基因影响肿瘤侵袭和转移过程的相关分子的编码基因。（1）涉及细胞黏附、蛋白质水解酶类、细胞运动和血管生成等有关分子的编码基因（2）某些癌基因或抑癌基因在肿瘤发生和进展中也对肿瘤的转移起着各自一定的重要作用。66肿瘤转移相关基因促进基因：EF1A基因（与细胞的增殖和运动有关）；S100A4基因（与癌细胞的侵袭和转移特性有关）；MTA1基因（与乳腺癌的发生和转移的增强相关）。抑制基因：NM23基因家族；Wdnm2基因；H2-K基因67（4）肿瘤转移基因的临床意义以不同的基因及其产物作为不同类型肿瘤的诊断和预后标志物。开辟有关肿瘤免疫治疗和基因治疗的新途径。针对转移过程的不同环节的靶标分子开发治疗的新药物。68第四节端粒、端粒酶与癌4.1端粒的结构与功能（1）端粒的发现20世纪30年代，B.McClintock和H.J.Muller发现。端粒是位于真核细胞内染色体末端的具有能稳定染色体结构和功能的特殊成分。端粒帽端粒帽 染色体染色体 端粒帽端粒帽69（2）端粒DNA1978年，美国的Blackburn和Gall发现，四膜虫的端粒DNA是由一种极短的简单重复序列TTGGGG多次重复而成。后来发现，其它动物、植物和微生物端粒的结构也类似。n n n n（CCCCAACCCCAACCCCAACCCCAA）n n n n（GGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGGTT）3 3 5 5（TTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGG）n n n n（AACCCCAACCCCAACCCCAACCCC）n n n nn n n n（CCCCCCCCCCCCT T T TAAAAAAAA）n n n n（GGGGGGGGGGGGA A A ATTTTTTTT）3 3 5 5（TTTTTTTTA A A AGGGGGGGGGGGG）n n n n（AAAAAAAAT T T TCCCCCCCCCCCC）n n n n四四膜膜虫虫人人70（3）端粒结合蛋白1986年，从尖毛虫属的巨核DNA中首次分离出了分子质量为55kD和26kD的两种端粒结合蛋白n n n n（CCCCAACCCCAACCCCAACCCCAA）（TTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGG）n n n n3 3 3 3 5 5 5 5 端粒帽端粒帽 染色体染色体DNA DNA 端粒帽端粒帽71（4）端粒的功能保护染色体结构和功能的完整性对外对外:抵御核酸酶等抵御核酸酶等 对内对内:染色体染色体DNADNA的的 外界因素的袭击外界因素的袭击 末端复制问题末端复制问题端粒帽端粒帽 染色体染色体 端粒帽端粒帽72端粒长短与细胞生命历程密切相关细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂染色体染色体端粒端粒端粒端粒细胞将停止分裂而趋于老化细胞将