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1、n肿瘤（tumor）是指细胞在致癌因素作用下，基因发生 了改变，失去对其生长的正常调控，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，因 而得名。 n根据肿瘤的生物学特性及其对机体的危害性的不同，肿 瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类。 n良性肿瘤生长缓慢，与周围组织界限清楚，不发生转移， 对人体健康危害不大。 n恶性肿瘤生长迅速，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，威胁生命 。 癌基因、抑癌基因与生长因子的关系 癌基因 抑癌基因 细胞细胞 生长因子 正调控 负调控 产物 一、概念 癌基因：细胞内控制细胞生长和分化 的基因，它的结构异常或
2、表达异常，可 以引起细胞癌变。 第一节 癌基因 (Oncogene) 二、癌基因理论的确立 Peyton Rous and Rous sarcoma virus 1966年诺贝尔奖授奖仪式上 生理学或医学奖评定委 员会委员 G.克莱因教授致词 n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 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。 n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。这些生物称为滤过 性“毒物”或病毒。 n就在那时和那时前后，现代生物学尚未建立，人们还不
3、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么关系。 n大约就在这个时候，洛克菲勒研究所30岁的研究人员劳斯进行了一 些实验，这些实验乍看起来有点生拉硬扯。他把一只母鸡身上的恶 性结缔组织(肉瘤)制成无细胞滤液，并把它接种入健康的鸡体内。 n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。（说明：？） n1932年，Shope发现，野生棉尾兔的皮肤肿瘤也可借助无细胞 滤液传播。 n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 过若干步骤，逐渐变成独立的自行其是的癌细胞。 n劳斯把这个过程称为“肿
4、瘤进展”，在这个过程开始时，潜在的癌 细胞处于“休眠”状态。被化学因子、病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。 n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。 n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 往把各种病毒原性肿瘤解释为不可思议的例外。 n到1950年，情况有了迅速改变。由于微生物遗传学的发展，发现某 些病毒能将自己的部分遗传物质注入细胞内而不杀死细胞或抑制其增 殖。这样引入的病毒物质可以整合到受体细胞的基因中，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。
5、 n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性增生。 nRous病毒是一种急转化逆转录病毒(acute transforming retrovirus，RNA病毒 ) n追踪研究逆转录病毒致癌的线索，Bishop等人于1980年提出了癌基 因假说。 n根据这一假说，引起Rous鸡肉瘤等的逆转录病毒的基因组中存在有 致癌基因，即病毒癌基因，v-onc。 n该癌基因来源于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中从宿主细胞基因组中获得的。 1966年，87岁的劳斯获得诺贝尔奖 Virus-like particle
6、s assembled in vitro with purified Rous sarcoma virus Gag protein 反转录病毒颗粒结构 调节和调节和 启动转录启动转录 LTR gag pol env src LTR 长末端长末端 重复序列重复序列 癌基因正常的病毒基因正常的病毒基因 产生病毒产生病毒 核心蛋白核心蛋白 产生逆转录产生逆转录 酶和整合酶酶和整合酶 产生病毒产生病毒 外膜蛋白外膜蛋白 产生产生酪氨酸 激酶 * 劳氏肉瘤病毒（RSV, Rous sarcoma virus ） 基因组结构图 LTR (long terminal repeat) 序列是调节区，含有反转录
7、病毒DNA基因组 表达所需要的全部调节元件 ； 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RSV感染的动 物产生肉瘤 LTRLTRGAGPOLENV LTRLTRGAGPOLENVONC 反转录病毒癌基因（v-onc)的起源 逆转录 复制 整合 转录 感染 病毒RNA RNA-DNA 前病毒DNA 细胞基因组 DNA 病毒RNA-癌基因 RNA病 毒颗粒 宿主细胞 再感染 宿主细胞 携带癌基因 的病毒颗粒 RNA病毒与宿主细胞基 因组整合过程示意图 Proto-oncogenesProto-oncogenes 癌变 n根据来源分为病毒癌基因与细胞癌基因两类。 n病毒癌基因（v
8、irus oncogene, v-onc）：是一类 存在于肿瘤病毒中、能使靶细胞发生恶性转化的基 因。 n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，但可以使细胞持续增殖。 n细胞癌基因(cellular-oncogene, c-onc)：存在于 正常细胞基因组中的癌基因，又称原癌基因（ proto-oncogene, pro-onc）。 二、分 类 （一）原癌基因（细胞癌基因） n 特点 广泛存在于生物界 基因序列高度保守 表达产物对细胞正常生长、繁殖、发育和分化起着精确的调控 作用 基因结构发生异常或表达失控，导致细胞生长增殖和分化异常 v-onc与c-onc 的不同: v-o
9、nc不含内含子 v-onc与c-onc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，而在病毒高效 启动子作用下有较高的转录活性 断裂基因 完整的没有断 裂的可读框 n功能上相关的癌基因家族分类 1. src家族：产物多具有酪氨酸蛋白激酶活性， 能促进增殖信号的转导。 2. ras家族：编码小G 蛋白p21，参与cAMP水平 的调节。 3. myc家族：编码核内DNA结合蛋白，调节其 他基因转录的作用。 4. sis家族：编码的p28，能刺激间叶组织的细胞 分裂繁殖。 5. myb家族：核内转录因子 类别癌基因名称作用 生长因子类SISPDGF-2 INT-2FGF同类物，
10、促进细胞增殖 蛋白酪氨酸激酶类生长因 子受体 EGFREGF受体，促进细胞增殖 HER-2EGF受体类似物，促进细胞增殖 FMS、KITM-CSF受体、SCF受体，促增殖 膜结合的蛋白酪氨酸激酶SRC、ABL与受体结合转导信号 细胞内蛋白酪氨酸激酶TRK在细胞内转导信号 细胞内蛋白丝/苏氨酸激 酶 RAF MAPK通路中的重要分子 与膜结合的GTP结合蛋白RASMAPK通路中的重要分子 核内转录因子MYC促进增殖相关基因表达 FOS、JUN促进增殖相关基因表达 人体内细胞癌基因的分类及功能举例 癌基因最早发现于逆转录病毒中。1911年 ，F. Rous医生首次提出病毒引起肿瘤，但直到 上一世纪
11、50年代才得到实验证实，命名为罗氏 肉瘤病毒（Rous Sarcoma Virus，RSV）。 （二）病毒癌基因 调节和 启动转录 LTR gag pol env src LTR 长末端 重复序列 癌基因正常的病毒基因 产生病毒 核心蛋白 产生逆转录 酶和整合酶 产生病毒 外膜蛋白 产生酪氨酸 激酶 n病毒基因组结构 病毒癌基因v-src来源于宿主细胞的C-SRC基因 Oncogene - Epstein-Barr virus （一）获得启动子与增强子 二、癌基因活化的机制 逆转录病毒感染细胞后，病毒基因组所携带的长 末端重复序列（LTR内含较强的启动子和增强子）插 入到细胞原癌基因附近或内部
12、, 启动下游邻近基因的转 录和影响附近结构基因的转录水平，使原癌基因过度 表达或由不表达变为表达，从而导致细胞发生癌变。 鸡（禽）白细胞病毒 （avian leucosis virus，ALV） 逆转录病毒 正常宿主细胞 病毒DNA的LTR被整合到 宿主细胞c-myc癌基因附近 成为其启动子和增强子 c-myc癌基因表达为正常的30-100倍 exon-1exon-2 exon-3 c-myc 基因 exon-1 exon-2 exon-3 LTR exon-1exon-2 exon-3 LTR ALV ALV LTR exon-1exon-2 exon-3 ALV LTR 缺乏癌基因的逆转录
13、病毒致癌模式 （二）染色体易位 在染色体易位的过程中发生了某些基因的易位和重排 ，使原来无活性的原癌基因移至强的启动子或增强子附近而 被活化，原癌基因表达增强，导致肿瘤的发生。 费城染色体： p 1960年，在美国费城，Nowell和Hungerford发现慢性粒 细胞白血病的患者中，有一个很小的近端着丝粒染色体 ，称为费城染色体（Philadelphia chromosome, Ph）。 p Ph染色体现已被公认为是慢性粒细胞性白血病的特异 标记染色体。 c-abl原癌基因的易位激活 c-abl c-bcr c-abl原癌基因，经重排后插入到bcr基因的启动 子后，使其转录活性增加，从而引起
14、慢性粒细胞 性白血病。 （三）基因扩增 原癌基因可通过基因扩增（gene amplification）使基因拷贝数可 升高几十甚至上千倍不等，发生扩增的机制目前尚不清楚。基因扩增 可致编码产物过量表达，细胞发生转化。 蛋白质结构未变化，但总量大大提高 基因扩增 原癌基因 c-myc基因 nc-myc基因是禽类白血病增生病毒（ALV）癌基因的同系物 。 n在细胞静止期，c-myc几乎不表达，但在有丝分裂原刺激下 迅速表达促使细胞由G0期进入G1期，增加细胞数量。因此 ，c-myc原癌基因与细胞周期调控有关。 nc-myc原癌基因激活的主要机制：扩增、重排和异常高表达 。另外，c-myc基因低甲基
15、化可能为其激活的另一重要机制 。 n1985年，Shibuya首次在部分胃癌细胞中发现c-myc基因扩增 和高表达。 （四）点突变 原癌基因在射线或化学致癌剂作用下，发生单个碱基的替换 点突变(point mutation), 从而改变了表达蛋白的氨基酸组成，造成 蛋白质结构的变异。 基因点突变是癌基因活化的主要方式。 1982年，美国 3 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：人膀胱癌细胞EJ株 的恶性转化是由于其原癌基因 c-H-ras（356个碱基） 的点突变所致。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 正常细胞
16、H-ras碱基序列 ATG ACG GAA TAT AAG CTG GTG GTG GTG GGC GCC GG GC GGT GTG 肿肿瘤细细胞H-ras碱基序列 ATG ACG GAA TAT AAG CTG GTG GTG GTG GGC GCC GT TC GGT GTG 正常p21蛋白氨基酸序列 Met Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala GlyGly Ala Val 肿肿瘤p21蛋白氨基酸序列 Met Thr Glu Tyr Lys Leu Val Val Val Gly Ala ValVal Ala Val v 突变的Ras癌基因蛋白质被锁定在激
