抑癌基因在肿瘤发

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1、 抑癌基因在肿瘤发生中的研究进展 王文军D201002021 周鹏D201002036 顾晶D201002049主要内容癌基因、抑癌基因几种常见的抑癌基因抑癌基因的作用机制癌基因癌基因的概念最初是来自RNA病毒中能使正常细胞发生恶性转化的基因。 以后的研究发现癌基因是正常细胞编码关键性调 控蛋白的基因，是细胞内正常基因。 是一类与癌的生成有关的基因，其表达过分活跃 可导致细胞发生癌变，源自细胞中的正常基因 。癌基因分类细胞癌基因（原癌基因）病毒癌基因细胞癌基因(cellular-oncogene, c-onc)l存在于生物正常细胞基因组中的癌基因，或称 原癌基因 (proto-oncogene

2、s , pro-onc) 。l原癌基因具有广泛的生物学功能，不仅仅与癌 瘤有关，实际上原癌基因是以细胞生长、分化 为主要功能的正常基因组成分。l习惯上将RNA肿瘤病毒中所含的致癌基因称为 病毒癌基因（v-onc）l概念：存在于病毒基因组中的癌基因，它不编 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。病毒癌基因(virus oncogene,v-onc)抑癌基因(cancer suppressive gene, anti-oncegene)l是一类抑制细胞过度生长、繁殖从而遏制肿瘤 形成的负调节基因。它与调控生长的原癌基因 协调表达以维持细胞正常生长、增殖和分化。 抑癌基因的

3、丢失或失活不仅丧失抑癌作用，也 可能变成具有促癌作用的癌基因而导致肿瘤的 发生。 肿瘤发生机理l肿瘤发生中提出了原癌基因激活、抑癌基因失 活及DNA错配修复基因缺陷是恶性肿瘤发生的 机理。 l抑癌基因的存在抑制着恶性表型的出现，而抑 癌基因中的一个等位位点丢失并不会出现恶性 表型，必须抑癌基因的两个等位位点都丧失功 能，细胞才会恶性转化。常见的抑癌基因1.视网膜母细胞瘤基因-Rb基因lRb基因是第一个发现并被彻底研究的抑癌基 因。首先发现它与儿童视网膜母细胞瘤（ retinoblestoma）的发生相关。故称为视网膜 母细胞瘤易感基因。 lRb基因位于人13号染色体q14，含有27个外 显子，

4、产物为P105蛋白，定位于核内。 Rb蛋白磷酸化与细胞周期lRb蛋白与细胞周期调控紧密相关，其功能受 磷酸化调节。非磷酸化形式是活性型，能促进 细胞分化，抑制细胞增殖。非磷酸化Rb蛋白 主要存在于G0、G1期，磷酸化的Rb蛋白出现 在S、G2、M期。 Rb基因的抑癌机制Rb基因的抑癌机制lRb基因对肿瘤的抑制作用与转录 因子（E-2F）有关。E-2F是一类 激活转录作用的活性蛋白，在G0 、G1期，非磷酸化型的Rb蛋白 与E-2F结合成复合物，使E-2F处 于非活化状态，不能与DNA结合 ，抑制了细胞的增殖；在S期， Rb蛋白被磷酸化而与E-2F解离， 结合状态的E-2F变成游离状态， 细胞立

5、即进入增殖阶段。但Rb基 因发生缺失或突变，丧失结合、 抑制E-2F的能力，于是细胞增殖 活跃，导致肿瘤发生。 P53基因lp53肿瘤抑制基因是目前研究最多的抑癌基因 ，大约50%60%的恶性肿瘤与p53基因突变 有关 。P53基因被Science杂志评为1993年的 明星分子。P53基因卫士lP53基因定位于17P13，是一种细胞核内磷酸 化蛋白；l是与人类肿瘤相关性最高的基因；l 在体内以4聚体形式存在；半衰期很短，为20 30分钟，故细胞中含量很低；l野生型P53是一种抑癌基因；l突变型P53是一种癌基因。P53的抑癌机制作为转录因子结合DNA，活化P21基因转录 ，使细胞止于G1期；抑

6、制解链酶活性； 与复制因子A相互作用参与DNA的复制与修复 ；启动细胞凋亡。当P53发生突变后，不单失去野生型P53抑制 肿瘤增殖的作用，而且突变本身又使该基因具 备癌基因的功能。 DCC基因（Deleted in colorectal cancer gene ）lDCC基因（结直肠癌缺失基因）是Fearon等研究结 直肠肿瘤于1990年首先确定并命名的，DCC基因的 失活与胃癌、膀胱癌、乳腺癌、胰腺癌等有关。lDCC基因定位于人染色体18q21.3，含有1.4Mbp和 29个外显子。DCC基因编码的蛋白lDCC基因的表达蛋白是型跨膜糖蛋白，由 1447个氨基酸组成，相对分子质量为190KD。

7、 该蛋白主要包括3个功能区，即胞外区、跨膜区 和胞内区。胞外区是结合其配体Netrin-1的区域 ，跨膜区富含疏水性氨基酸，胞内区是信号传 导区。DCC基因抗癌的机制l研究发现DCC发挥肿瘤抑制作用可能与其能 够诱导细胞发生凋亡有关。作为依赖性受体， 缺乏配体Netrin-1时，DCC诱导细胞凋亡，在 Netrin-1存在时，DCC与其结合则对细胞凋亡 起抑制作用。l研究表明过度表达的Netrin-1和APC基因的缺 失抑制了促细胞凋亡作用，并可能促进肿瘤生 长。DCC基因突变与结直肠癌l如Fearon等在41例结直肠癌中检测到29例(71 )DCC基因等位缺失。近年来位于DCC基因 3号外显

8、子的201密码子点突变较为受到关注 ，突变形式为CGA(精氨酸)-CCA(甘氨酸)。201密码子突变与结直肠癌侵袭、转移能力加 强密切相关。这对于研究DCC基因失活与结 直肠癌发生的关系有重要意义。DCC基因突变与结直肠癌lGoi等用Westernbloting法检测结肠癌及腺瘤 中的DCC蛋白表达情况，则发现癌组织中 DCC蛋白明显减少或缺失，在腺瘤组织中 DCC蛋白有明显表达，与正常组织几乎相同 ，提示DCC基因缺失或失活是结肠腺瘤向癌 转变的一个促发因素。而另外一些专家认为 DCC基因的缺失与否与结直肠癌没有直接关 系。DCC基因展望l目前对DCC基因的研究有了很大的进步，但 是关于DC

9、C基因的失活机制、DCC蛋白的功 能、DCC基因与其它基因是如何协同作用与 结直肠癌的发生、发展过程中DCC基因诱导 细胞分化的机制尚未完全清楚。DCC基因失 活及DCC蛋白表达缺失是否可以作为一个独 立的预后因素用于指导临床治疗工作等仍然有 许多问题有待于进一步解决。APC抑癌基因的发现lAPC基因是由Herrera于1986年对1例格德纳综合征患 者进行细胞遗传学研究时发现的一个新的抑癌基因。 Groden等于1991年从结肠癌中首先克隆到这一基因 ，并正式命名为DP2,5或腺瘤样结肠息肉易感基因 (Adenomatous Polyposis Coli)。Groden和Kinzler等 ，

10、应用PCR技术和特异cDNA探针分析，确定DP2,5基 因即为APC基因。早期研究发现该基因不仅与家族性 结肠腺瘤息肉病(FAP)有关，后发现其在散发性大肠 癌的发生中也起着重要作用。APC基因结构lAPC基因位于染色体5q21，其cDNA克隆序列分 析显示为8535 bp的开放阅读框架，共有15个外 显子。第114外显子长度均小于400bp，但第 15外显子长度有6571 bp，是人类已知最大的外 显子，占该基因编码区的75以上。APC蛋白的功能lAPC基因编码一个2843个氨基酸组成的蛋白 ，相对分子质量为300 kDa，定位于细胞浆， 是一亲水性蛋白。蛋白结构包含有-连环蛋白 、APC和

11、E-钙黏附蛋白的结合位点。APC蛋白 的主要作用是与-连环蛋白(-catenin)和E-钙 黏附蛋白相互作用而影响细胞黏附及细胞间信 号传递，是-连环蛋白的负性调节子。APC基因与肿瘤发生lWnt途径是调控细胞生长增殖的关键途径，在胚 胎发育和肿瘤发生中起着重要作用。l肿瘤抑制基因APC失活突变或原癌基因-catenin 激活突变等因素引起的该途径的异常激活可以启 动下游靶基因c-myc和cyclin D1，致使细胞恶性 转化，发生肿瘤，尤其是结肠癌。APC的致癌突变lAPC是肿瘤抑制基因，在大约85%的结肠癌中缺 失或失活。APC的致癌突变几乎总是使蛋白中心 区能与-连环素相互作用的串联重复

12、序列的20个 氨基酸至少丢失4个（通常为5个），从而产生截 短的没有功能的APC。APC基因的截短突变将导 致胞内游离的-连环素蛋白水平升高，Wnt途径 的信号传递异常增强，细胞过度增殖，最终导致 细胞癌变。抑癌基因作用的一般机制抑癌基因的抗癌作用可能是控制细胞分化或生长 ，其机制如下：l去磷酸化：抑癌基因的蛋白在细胞的静止期与G1期都是去磷酸化的，而在S和G2期是磷酸 化，一般认为去磷酸化形式是能抑制细胞增殖 的。抑癌基因作用的一般机制l与病毒蛋白质结合：抑癌基因通过其编码的蛋白与癌蛋白形成复合物，使癌蛋白失去致癌 活性而发挥抗癌作用。l参与细胞问粘着与联系：DCC基因的DNA序列与已知的细胞粘合分子和其它有关的细胞 表面糖蛋白相似，它参与维持细胞间的相互作 用，而细胞问粘着和联系的破坏是恶性转化的 重要条件。抑癌基因作用的一般机制l参与细胞信号转录：NF1基因序列的一部分与 GTP酶激活蛋白质基因相似，该基因与信号转 录通道有关，对肿瘤有抑制作用。