肿瘤与遗传ppt课件

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1、第八章肿瘤遗传学,肿瘤泛指由一群生长失去正常调控的细胞形成的新生物，通常，肿瘤细胞是一个积累了不同基因突变的体细胞，这些突变共同导致了细胞增殖的失控，最终形成大量细胞的集合。大部分肿瘤与基因突变相关；肿瘤易感性与多基因相关。,这是一种体细胞遗传病，各种环境因素作用于体细胞的遗传物质，引起DNA或染色体改变，在此基础上，一个体细胞才能去分化并无限制地增殖而形成肿瘤细胞，又经过促进和进展等过程，才形成各种恶性肿瘤。,第一节癌家族综合征,1癌家族 :癌家族（cancer family）是指一个家系中恶性肿瘤的发病率高（约20），发病年龄较早，通常按常染色体显性方式遗传。即在一个家系几代中有多个成员发

2、生同一器官或不同器官的恶性肿瘤。,不同人群、不同个体的遗传结构不同，呈现出肿瘤易感性的差异，表现在肿瘤发生率的种族差异、环境因素致癌的个体差异、肿瘤发生的家族聚集现象等。,7代842个成员95个患者，共发113个癌，以结肠癌为主(48人)，此外有子宫内膜癌18人 、胃癌等等，符合AD遗传特点,但遗传因素仅仅是一种遗传倾向而已，不一定有癌家族史的人都一定会患癌。,2家族性癌 家族性癌（familial carcinoma）是指一个家族内多个成员患同一类型的肿瘤。如结肠癌病人有12%-25%有家族史，因此结肠癌可认为是家族性癌。 家族性癌大多不表现孟德尔式遗传，但患者的一级亲属的发病风险高于人群3

3、-5倍。 双生子调查中发现，同卵双生发病的一致率非常高。,二、肿瘤发病率的种族差异,新加破的中国人 马来人 印度人,鼻咽癌发病率的比例为13.3 : 3 : 0.4,移居到美国的华人鼻咽癌的发病率美国白人高34倍 黑人很少患Ewing骨瘤、睾丸癌、皮肤癌； 日本妇女患乳腺癌白人，松果体瘤其它民族10多倍,第二节 染色体异常与肿瘤,1941年，Boveri提出了肿瘤的染色体理论，证明肿瘤细胞来源于正常细胞，染色体畸变是引起细胞恶性转化的主要原因。 一、肿瘤的染色体异常 （一）肿瘤的染色体数目异常 一个肿瘤的瘤细胞染色体常有许多共同的异常，这可以用它们都来源于一个共同的突变细胞，即肿瘤发生单克隆学

4、说 ；但是癌细胞群体又受内外环境的影响而处于不变异之中，因此这些细胞的核型常常不完全相同，而且在同一肿瘤的发展过程中，核型也可以不演变。,肿瘤组织既可以单克隆起源，也可以多克隆起源。单克隆起源的肿瘤可以演变为多克隆性。一些染色体畸变致死性的，而另一些畸变却能使细胞获得生长优势，故肿瘤细胞群体经常处于选择和演变之中。肿瘤细胞群通过淘汰和生长优势，逐渐形成占主导地位的细胞群体，即干系（stem line）。干系的染色体数称为众数（modal number）。干系以外有时还有非主导细胞系，称为旁系（side line）。然而由于条件改变，旁系可以发展为干系。有的肿瘤没有明显的干系，有的则可以有两个或

5、两个以上的干系。,非整倍体有两种情况： 染色体虽然不是46但在46上下，超二倍体（hyperdiploid），亚二倍体（hypodiploid）。瘤细胞染色体的增多或减少并不是随机的。比较常见到的是8、9、12和21号染色体的增多或7、22、Y染色体的减少。 染色体数成倍地增加（3倍、4倍）称为高异倍性，但通常不是完整的倍数，故称为高异倍性（hyperaneuploid）。许多实体肿瘤染色体数或者在二倍体数上下，或在34倍数之间，而癌性胸腹水的染色体数变化更大。,肿瘤的染色体数目异常多数为非整倍体。,（二）肿瘤的染色体结构异常,大多数肿瘤细胞染色体数目异常的同时，还有结构异常。异常类型表现出“

6、无规律性”。 结构异常包括易位、缺失、重复、环状染色体和双着丝粒染色体等。 肿瘤细胞中形成的特殊结构异常的染色体,能稳定遗传，称为标记染色体（marker chromosome） .,非特异性的 特异性的,:它只见于少数肿瘤细胞，对整个肿瘤来说不具有代表性 :它经常出现在某一类肿瘤，对该肿瘤具有代表性。,（一）特异性的标记染色体 Ph1染色体（费城1号染色体）由于首先在美国费城（Philadelphia）发现，故命名为Ph染色体 .95%慢性粒细胞性白血病(CML)细胞中存在Ph染色体(费城染色体) 。为9号染色体与22号染色体易位后重组的22号染色体。,t(9;22)(9pter9q34:2

7、2q1122qter)(22pter22q11:9q349qter),Ph1染色体首次证明了一种染色体畸变与一种特异性肿瘤的恒定关系。Ph染色体是慢性粒细胞性白血病典型的特异性标记染色体。,易位形式：,易位使9号染色体长臂（9q34）上的原癌基因c- abl和22号染色体(22q11)上的bcr(break point cluster region)基因重新组合成融合基因。,Ph染色体致病的分子机制：,9q,22q,C-bcr基因(130kb),C-abl基因(280kb)(145kD蛋白）,（二）非特异性的标记染色体,Burkett淋巴瘤 t(8;14)(q24;q32) 脑膜瘤22q-;

8、-22 视网膜母细胞瘤13q14- Wilms瘤del(11p1314) 甲状腺瘤inv(10)(q11q21) 大多数染色体异常不属于某种肿瘤所特有。 某种染色体异常可出现在不同肿瘤中。 大多数实体瘤中很少有恒定的标记染色体。,(三)肿瘤染色体的脆性位点,脆性部位在人类染色体上还有一些易发生断裂的部位，称为可遗传的脆性部位（fragile sites）。其中一些与瘤细胞染色体异常的断裂点一致或相邻，另一些与已知癌基因的部位一致或相邻。 染色体异常将导致不同分子事件的发生，包括基因激活、失活、转录异常、扩增等，继而导致细胞代谢、生长、分化、增殖等功能的失常而引发肿瘤。,第三节 癌基因与抑癌基因

9、,肿瘤发生相关的基因可分为两大类： 癌基因（oncogenes）,它们能促进细胞的生长和增殖。 肿瘤抑制基因（tumor-suppresor gene）或抑癌基因，它们能调节细胞的生长和分化而抑制肿瘤的发生。 这两类基因的作用正好相反。它们的异常，或增强细胞生长和增殖，或去除正常的生长抑制，结果都会导致肿瘤发生。,一、癌基因,癌基因：在致瘤病毒、人体和动物肿瘤都发现了能导致细胞恶性转化的核酸片段，称之为癌基因。 来自病毒的称为病毒癌基因（v-onc）。 来自细胞的称为细胞癌基因（c-onc）或原癌基因（proto-oncogene），它们具有转化的潜能，可被激活成为癌基因。 后来发现从酵母菌到

10、人类的正常细胞几乎都有与之类似的片段。这种进化上的高度保守性表明它们具有重要的生物学意义。,正常鸡细胞的细胞癌基因（c-src）。 许多癌基因都以最先见于的病毒来命名： 如见于猴肉瘤病毒（Simian sarcoma）的称为sis基因 见于鸟类髓细胞增多症病毒（Myelocytomatosis）的称为myc基因等。 最早发现的人类癌基因是H-ras基因，它是通过用人膀胱癌细胞系提取的DNA片段转染小鼠细胞，引起后者恶性转化而证实。,最早发现的病毒癌基因是鸡Rous肉瘤病毒的v-src基因,（一）癌基因的功能和分类,按原癌基因的产物将其分为： 以src为代表的酪氨酸激酶类 以ras 为代表的G蛋

11、白类 以myc为代表的核蛋白类 以sis为代表的生长因子类 以reb为代表的生长因子受体类等 原癌基因与细胞的生长、增殖等基本功能有关。它们或编码生长因子、生长因子受体和蛋白激酶而在生长信号的传递和细胞分裂中发挥作用；或者编码DNA结合蛋白而参与基因的表达或复制的调控。,原癌基因在个体发育或细胞分裂的一定阶段十分重要，但在成体或平时却不表达或表达受到严格的控制，当其发生突变或被异常激活时，产生的癌蛋白在性质或数量上异于正常，就可能导致细胞发生恶性转化。 （1）突变激活：体细胞内的原癌基因可以因点突变而成为癌基因，产生异常的基因产物；也可由于点突变使基因摆脱正常的调控而过度表达。因此，突变激活又

12、称为激活的质变模式（qualitative model）。 例如：膀胱癌，癌基因ras12位密码子GGCGTC， 甘氨酸缬氨酸，结果导致细胞具有转化细胞的特征。现今已在膀胱癌、结肠癌等许多肿瘤发现了ras基因，后者编码一种膜蛋白，称为p21蛋白。,（二）癌基因的激活,易位导致癌基因的重排或融合，产生异常的蛋白而使细胞转化。 例如慢性粒细胞白血病9；22易位，形成了一种结构与功能异常的融合基因bcr-abl。它编码的蛋白能促成细胞的恶性转化。 原癌基因通过易位插到强力的启动子附近也可导致激活。 （3）癌基因扩增：原癌基因还可因某种原因自身扩增而过度表达。 在肿瘤细胞尤其是胚胎神经组织肿瘤细胞中有

13、时见到的双微体（double minutes）和染色体上的均染区 （homogenously staining region）就是原癌基因DNA片段扩增的表现。 例如，在肿瘤细胞中c-myc癌基因可扩增数百到数千倍。,（2）易位激活：,（4）染色体断裂与重排形成融合基因,二、肿瘤抑制基因 肿瘤抑制基因又称为抑癌基因或抗癌基因（anti-oncogenes）。它们的功能是抑制细胞的生长和促进细胞的分化。 肿瘤抑制基因概念的提出： 正常细胞与肿瘤细胞融合后的杂种细胞失去了肿瘤细胞表型。正常染色体可以逆转肿瘤细胞表型。 癌基因和肿瘤抑制基因的突变都有可能导致肿瘤发生。 但癌基因为激活；肿瘤抑制基因为

14、失活。 肿瘤细胞中肿瘤抑制基因的导入将抑制肿瘤，癌基因导入无此作用。,最有名气的肿瘤抑制基因是p53基因，与许多肿瘤的发生相关。 1、Rb基因 Rb基因名称来自Retinoblastoma,视网膜母细胞瘤. Rb基因位于13q14.1，全长约200kb,有 27个外显子，编码928个氨基酸的核蛋白(Rb蛋白)，分子量为110kD。 30%的视网膜母细胞瘤中可见包括Rb基因在内的DNA缺失，甚至染色体片段的缺失。 Rb基因的缺失或功能丧失不仅见于视网膜母细胞瘤，而且还见于骨肉瘤、小细胞肺癌、乳腺癌等肿瘤中。,第1个发现的肿瘤抑制基因是Rb基因，位于13q14，通过视网膜母细胞瘤的研究发现。,Rb

15、蛋白功能是通过与转录因子E2F结合而抑制细胞周期。多种病毒的产物能够与Rb蛋白结合而释放E2F因子。E2F也是转录因子，它具有促进其他细胞分裂相关基因表达的作用。,p53基因定位于17p13.1，含11个外显子，编码53kD蛋白，393个氨基酸。 P53基因的变异与50%的肿瘤发生相关。 P53基因的4个功能区： (1)N-端调控活性区行使功能的区域，既介导蛋白质相互作用的区域，由73个氨基酸构成。 (2)序列特异性结合区核心区，具有特异性DNA结合功能，此区域含有大量的突变热点。 (3)寡聚区介导P53蛋白自身形成4聚体。 (4)C-端DNA非特异性结合区 P53为核内磷酸化蛋白，作为转录因

16、子调控其他蛋白的活性，达到细胞周期和细胞凋亡的控制。P53蛋白的失活导致细胞保护功能的丧失而导致细胞周期的紊乱。,2、p53基因,第四节 肿瘤发生的遗传学说,1、单克隆起源学说： 肿瘤细胞群体来自单一细胞的克隆。,最初一个关键基因或一系列事件导致某一细胞向肿瘤方向转化，形成不可控制的细胞增殖，最后形成肿瘤。 学说的证实： 1、女性G6PD基因在肿瘤中表现出均失活或均不失活。 2、同一肿瘤所有细胞具有相同的标记染色体。,细胞必须发生两次突变才能形成肿瘤。遗传性肿瘤的第一次突变发生在生殖细胞内，并遗传给后代，后代体细胞又一次发生突变，使细胞转化。 学说的证实： 遗传性视网膜母细胞瘤 散发性视网膜母细胞瘤 双侧 单侧 早发 晚发 家族性 散发性 二次突变论在其他肿瘤的研究中也得到证实。,2、二次突变论学说：,第五节 临床上的遗传性肿瘤,一些肿瘤是按孟德尔方式遗传的，亦即由单个基因的异常决定的。它们通常以AD，并有不同程度的恶变倾向，故也称为遗传性癌前改变。 如视网膜母细胞瘤(AD)，神经母细胞瘤(AD)，神经纤维瘤