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1、细胞分化与基因表达调控个体发育个体发育o从受精卵形成胚胎,而后胚胎生长发育成个体的过程称为个体发育,从形态上看,个体发育过程经历生长,分化和形态发生.受精受精o受精是成熟的精子与成熟的卵子相遇,两者互相作用后,经历顶体反应，皮层反应，原核融合等过程，受精作用结束。受精图（海胆）胚胎发生胚胎发生o受精后，受精卵经过多次有丝分裂，叫卵裂，受精后，受精卵经过多次有丝分裂，叫卵裂，它与体细胞有丝分裂不同：它与体细胞有丝分裂不同：1 1、细胞增殖，无细胞生长、细胞增殖，无细胞生长2 2、细胞的核质比例越来越大、细胞的核质比例越来越大3 3、分裂快，无明显间期，迅速形成囊胚、分裂快，无明显间期，迅速形成囊
2、胚o经过囊胚后，进入原肠胚，这是分化发展的经过囊胚后，进入原肠胚，这是分化发展的过程。过程。胚胎细胞的细胞周期胚胎细胞的细胞周期 非洲爪蟾卵母细胞发育非洲爪蟾卵母细胞发育The oocyte is 1-mm in diameterThe cytoplasm is 100,000 times more than a regular human cellsAfter fertilization, rapid cell division (cleavage ) First division:90 min 2nd 12th divisions:30 min/division Forms 4096 ce
3、lls in 7 hours (no G1 and G2)o胎儿的发育胎儿的发育 细胞分化：结构与功能的适应性细胞分化：结构与功能的适应性Human: 1014 cells, 200 cell types一、一、 细胞分化细胞分化o在个体发育中，由一种相同的细胞类在个体发育中，由一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化细胞类群的过程称为细胞分化（cell differentiation).o实质在于基因选择性表达实质在于基因选择性表达1.1 细胞分化是基因选择性表达
4、的结果细胞分化是基因选择性表达的结果o在个体发育过程中基因按照一定程序相继活化在个体发育过程中基因按照一定程序相继活化的现象，称为基因的差次表达或顺序表达。的现象，称为基因的差次表达或顺序表达。 细胞分化并不是由于在发育过程中遗传物质细胞分化并不是由于在发育过程中遗传物质选择性丢失所致；选择性丢失所致； 而是由于基因选择性的表达各自特有的专一而是由于基因选择性的表达各自特有的专一性蛋白质而导致细胞形态、结构和功能的差异。性蛋白质而导致细胞形态、结构和功能的差异。 细胞胞总DNADNA细胞胞总RNARNA输卵管卵管细胞胞成成红细胞胞胰胰岛细胞胞输卵管卵管细胞胞成成红细胞胞胰胰岛细胞胞卵清蛋白基因
5、卵清蛋白基因 + + + + +- - -珠蛋白基因珠蛋白基因 + + + +- -+ +- -胰胰岛素基因素基因 + + + +- - -+ +实验方法方法 Southern Southern杂交交 Northern Northern杂交交分子杂交技术检测基因及其表达分子杂交技术检测基因及其表达1.2 1.2 组织特异性基因与管家基因组织特异性基因与管家基因 o管家基因管家基因(house-keeping genes)(house-keeping genes)： 是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的；如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因、核糖体蛋白基因等；o组织
6、特异性基因组织特异性基因(tissue-specific genes)(tissue-specific genes)，或称奢侈奢侈基因基因(luxury genes)(luxury genes)：是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与特异的功能；如卵清蛋白基因、胰岛素基因等 o调节基因(regulatory genes)产物用于调节组织特异性基因的表达，起激活或者起阻遏作用。 o细胞分化的实质是组织特异性基因在时间和细胞分化的实质是组织特异性基因在时间和空间上的差异表达（空间上的差异表达（differential differential expre
7、ssexpress）所致。）所致。 1.3 1.3 组合调控引发组织特异性基因的表达组合调控引发组织特异性基因的表达 pp.471 图图141： 2n (n=3, A,B,C) 即每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调节即每种类型的细胞分化是由多种调控蛋白共同调节完成的。完成的。 o生物学作用：生物学作用： o借助于组合调控，一旦某种关键性基因调控蛋白与其它借助于组合调控，一旦某种关键性基因调控蛋白与其它调控蛋白形成适当的调控蛋白组合，不仅可以将一种类调控蛋白形成适当的调控蛋白组合，不仅可以将一种类型的细胞转化成另一种类型的细胞，而且遵循类似的机型的细胞转化成另一种类型的细胞，而且遵循类似的
8、机制，甚至可以诱发整个器官的形成（如眼的发育）。制，甚至可以诱发整个器官的形成（如眼的发育）。 o分化启动机制：靠一种关键性调节蛋白通过对其他调节分化启动机制：靠一种关键性调节蛋白通过对其他调节蛋白的级联启动。蛋白的级联启动。 1.4 1.4 单细胞有机体的细胞分化单细胞有机体的细胞分化 o单细胞生物体（甚至原核细胞）也存在细胞单细胞生物体（甚至原核细胞）也存在细胞分化的现象。与多细胞有机体细胞分化的不分化的现象。与多细胞有机体细胞分化的不同之处：前者多为适应不同的生活环境，而同之处：前者多为适应不同的生活环境，而后者则通过细胞分化构建执行不同功能的组后者则通过细胞分化构建执行不同功能的组织与
9、器官。织与器官。 1.5 1.5 转分化和再生转分化和再生 o转分化（转分化（transdifferentiationtransdifferentiation）：一种类型分化）：一种类型分化的细胞转变成另一种类型的分化细胞现象称转分化。的细胞转变成另一种类型的分化细胞现象称转分化。 o去分化（去分化（dedifferentiationdedifferentiation）：指分化细胞失去）：指分化细胞失去其特有的结构和功能变成具有未分化细胞特征的过其特有的结构和功能变成具有未分化细胞特征的过程。程。 o再生再生 （RegenerationRegeneration）：指生物体缺失部分后重）：指生物
10、体缺失部分后重建的过程：生物体的的整体或器官受外力作用发生建的过程：生物体的的整体或器官受外力作用发生创伤而部分丢失，在剩余部分的基础上又生长出与创伤而部分丢失，在剩余部分的基础上又生长出与丢失部分在形态和功能上相同的结构。丢失部分在形态和功能上相同的结构。 o不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差不同的细胞有机体，其再生能力有明显的差异：一般情况下，植物强于动物，低等动物异：一般情况下，植物强于动物，低等动物强于高等动物，幼体强于成体。强于高等动物，幼体强于成体。 再生往往涉及去分化和再分化的过程，但有些细胞再生往往涉及去分化和再分化的过程，但有些细胞只是从只是从G0G0期细胞进入细胞周期（
11、如肝细胞）。期细胞进入细胞周期（如肝细胞）。 再生的形式：再生的形式：o生理性再生：即细胞更新，如人体内每秒中约有生理性再生：即细胞更新，如人体内每秒中约有600 600 万个新生的红细胞替代相同数量死亡的红细万个新生的红细胞替代相同数量死亡的红细胞。胞。 o修复性再生：许多无脊椎动物用这种方式来形成修复性再生：许多无脊椎动物用这种方式来形成失去的器官，如上述提到的壁虎的尾和螃蟹的肢。失去的器官，如上述提到的壁虎的尾和螃蟹的肢。 o重建：是人工实验条件下的特殊现象。如人为将重建：是人工实验条件下的特殊现象。如人为将水螅的一片组织分散成单个细胞。在悬液中，这水螅的一片组织分散成单个细胞。在悬液中
12、，这些细胞重新聚集，在几天至几周以后，形成一条些细胞重新聚集，在几天至几周以后，形成一条新的水螅。新的水螅。 o现在普遍认为再生是细胞去分化，细胞迁移和细胞现在普遍认为再生是细胞去分化，细胞迁移和细胞增殖的组合，而不是单纯的补充或增殖。增殖的组合，而不是单纯的补充或增殖。o如蝾螈的前肢被切除后，再生包括以下的过程：伤口处细胞的粘着性减弱，通过变形运动移向伤口。形成单层细胞封闭伤口。这层细胞称为顶帽（apicalcap）或顶外胚层帽（apical ectodermal cap）。顶帽下方的细胞，如骨细胞，软骨细胞，成纤维细胞，肌细胞，神经胶质细胞迅速去分化。形成胚芽。胚芽内部缺氧，PH 下降，提
13、高了溶酶体的活性，促进受伤组织的清除。胚芽细胞加快分裂和生长，最后细胞又开始分化构成一个新的肢体。 二、影响细胞分化的因素二、影响细胞分化的因素2.1 Cell totipotency (细胞全能性细胞全能性) 指细胞经分裂和分化后指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体仍具有形成完整有机体的潜能或特性，称为全的潜能或特性，称为全能性。受精卵、早期胚能性。受精卵、早期胚胎细胞、植物细胞都具胎细胞、植物细胞都具有全能性。有全能性。 植物细胞具有全能性，在适宜条件下可培育成完整植株，已广泛应用o6060年代的爪蟾核移殖年代的爪蟾核移殖 A new organism created by the p
14、rocess of nuclear transplantationTransplantation of frog red cell nucleus indicated the nucleus of animal is totipotency(全能性全能性)Dolly: A lamb with no father 克隆能给人类带来什么？克隆能给人类带来什么？克隆动物是未来的制药厂克隆动物是未来的制药厂克隆的爱因斯坦会懂克隆的爱因斯坦会懂“相对论相对论”吗吗2.2 2.2 干细胞干细胞 （Stem cellStem cell）o干细胞（干细胞（Stem cellStem cell）：）：具有多潜能
15、性的细胞具有多潜能性的细胞称为干细胞，在一定称为干细胞，在一定条件下，可以分化为条件下，可以分化为多种功能细胞。多种功能细胞。Has two abilities:(1)Self-renewing(2)Differentiating Where to get the stem cells?(1) Embryonic stem cells (2) Adult stem cellsESCESC的主要用途：的主要用途：o克隆动物克隆动物，由体细胞作为核供体进行克隆动物生，由体细胞作为核供体进行克隆动物生产，虽然易于取材，但克隆动物个体中表现出严重产，虽然易于取材，但克隆动物个体中表现出严重的生理或免疫
16、缺陷，而且多为致命性的；的生理或免疫缺陷，而且多为致命性的； o转基因动物转基因动物，以，以ESCESC细胞作为载体，可大大加快细胞作为载体，可大大加快转基因动物生产的速度，提高成功率；转基因动物生产的速度，提高成功率； o组织工程组织工程(tissue engineering)(tissue engineering)，人工诱导人工诱导ESCESC定向分化，培育出特定的组织和器官，用于医学治定向分化，培育出特定的组织和器官，用于医学治疗的目的；疗的目的； o发育生物学研究的理想体外模型发育生物学研究的理想体外模型。 Diseases that impair brain function, su
17、ch as Alzheimers disease and Parkinsons disease，Spinal cord injuries Blood diseases, including leukemias Burns 2.3 影响细胞分化的因素影响细胞分化的因素 1. 1. 胞外信号分子胞外信号分子 “ “胚胎诱导胚胎诱导”主要是通过旁分泌的方式产生信号分子，主要是通过旁分泌的方式产生信号分子，包括：成纤维细胞生长因子（包括：成纤维细胞生长因子（FGFFGF）、转化生长因子）、转化生长因子（TGFTGF）、）、hedgehoghedgehog家族、家族、WntWnt家族和家族和juxtac
18、rinejuxtacrine家族。家族。o此外，细胞外基质（此外，细胞外基质（ECMECM）也能引起特定细胞的增殖和）也能引起特定细胞的增殖和分化；细胞粘着因子（分化；细胞粘着因子（CAMCAM）对胚胎发育有一定影响。）对胚胎发育有一定影响。 2.2.细胞记忆与决定细胞记忆与决定 细胞决定（细胞决定（cell determinationcell determination）：在发育过）：在发育过程中，细胞在出现可识别的形态、结构和功能程中，细胞在出现可识别的形态、结构和功能差异之前，其分化方向已由内外因素确定的现差异之前，其分化方向已由内外因素确定的现象。象。 “决定决定”早于分化早于分化 细
19、胞能将短暂的细胞能将短暂的“决定决定”储存下来，形成长储存下来，形成长时间的时间的“记忆记忆”。 3. 3. 受精卵细胞质的不均一性受精卵细胞质的不均一性 卵细胞具有极性，可分为动物极（核靠近的一极）卵细胞具有极性，可分为动物极（核靠近的一极）和植物极。其次，卵细胞中的蛋白质、和植物极。其次，卵细胞中的蛋白质、mRNAmRNA并非均匀分并非均匀分布的，而是定位于特定的空间。布的，而是定位于特定的空间。o 在卵裂过程中，不同的细胞质被分配到不同的在卵裂过程中，不同的细胞质被分配到不同的子细胞中子细胞中（分得的家底不同），从而对子细胞（分得的家底不同），从而对子细胞的分化命运产生影响。的分化命运产
20、生影响。4. 细胞的相互作用（胚胎诱导）与位置效应细胞的相互作用（胚胎诱导）与位置效应o胚胎发育过程中，一部分细胞诱导其它细胞向胚胎发育过程中，一部分细胞诱导其它细胞向特定方向分化的现象特定方向分化的现象, ,也称也称“近端组织的相互作近端组织的相互作用用” ” 。 o当改变细胞在胚胎上所处位置可导致细胞分化当改变细胞在胚胎上所处位置可导致细胞分化方向的改变，这种现象称为位置效应方向的改变，这种现象称为位置效应（position effectposition effect）。）。 o5. 5. 环境对性别决定的影响环境对性别决定的影响 环境因素只是条件，基础建立在细胞的环境因素只是条件，基础建
21、立在细胞的内部内部o6. 6. 染色质变化与基因重排染色质变化与基因重排 基因重排适细胞分化的特殊方式基因重排适细胞分化的特殊方式14.2 14.2 癌癌 细细 胞胞 比喻比喻比喻比喻：动物体（人）：动物体（人）：动物体（人）：动物体（人） 一个特殊的一个特殊的一个特殊的一个特殊的“社会社会社会社会”（societysocietysocietysociety）; ; ; ; 细胞细胞细胞细胞 “ “ “ “社会社会社会社会”中的个体（中的个体（中的个体（中的个体（individualsindividualsindividualsindividuals）; ; ; ; 原则原则原则原则 “ “
22、“ “个体个体个体个体”的自我牺牲的自我牺牲的自我牺牲的自我牺牲(self-sacrifice);(self-sacrifice);(self-sacrifice);(self-sacrifice); 癌细胞癌细胞癌细胞癌细胞 “ “ “ “社会社会社会社会”中的中的中的中的“不轨分子不轨分子不轨分子不轨分子”（违反上述原（违反上述原（违反上述原（违反上述原则，则，则，则， “ “ “ “疯狂增殖疯狂增殖疯狂增殖疯狂增殖”）癌细胞是一种突变的体细胞，脱离了细胞社会关于增殖和癌细胞是一种突变的体细胞，脱离了细胞社会关于增殖和存活的控制，可以无限制的增殖产生肿瘤。存活的控制，可以无限制的增殖产生肿
23、瘤。癌的类群癌的类群o癌癌(carcinoma)(carcinoma) 从组织的外表面和内表面从组织的外表面和内表面( (上皮组织上皮组织) )生长的癌生长的癌; ;o瘤瘤(sarcoma) (sarcoma) 源于中胚层形成的支持组织（骨、软源于中胚层形成的支持组织（骨、软骨、脂肪、结缔组织和肌组织等）中形成的癌。骨、脂肪、结缔组织和肌组织等）中形成的癌。 o淋巴瘤淋巴瘤(lymphoma)(lymphoma)和白血病和白血病(leukemia)(leukemia) 是由淋巴和是由淋巴和血液产生的癌，白血病主要是指癌细胞已经大量进血液产生的癌，白血病主要是指癌细胞已经大量进入血液中。入血液中
24、。一、一、癌细胞的特征癌细胞的特征 oo良性肿瘤（良性肿瘤（benignbenign）：不转移（分裂失控）：不转移（分裂失控） oo恶性肿瘤（恶性肿瘤（malignantmalignant）: : 转移、侵润转移、侵润 特征：特征：1. 1. 1. 1. 生长和分裂失控生长和分裂失控生长和分裂失控生长和分裂失控 “ “ “ “永生永生永生永生”细胞（细胞（细胞（细胞（immortalimmortalimmortalimmortal）；细胞核增大；）；细胞核增大；）；细胞核增大；）；细胞核增大； 分裂快分裂快分裂快分裂快；低分化低分化低分化低分化，宫颈癌细胞特征宫颈癌细胞特征宫颈癌细胞特征宫颈癌
25、细胞特征 A: normal; A: normal; B: precancerous; B: precancerous; C: invasive C: invasive carcinoma carcinoma 2. 2. 侵润性和扩散性侵润性和扩散性 侵润性侵润性侵润性侵润性(invasive);(invasive);(invasive);(invasive);扩散性扩散性扩散性扩散性(diffusible);(diffusible);(diffusible);(diffusible);转移性转移性转移性转移性（metastasismetastasismetastasismetastasis）
26、良性肿瘤（良性肿瘤（良性肿瘤（良性肿瘤（benignbenign） 和和和和 恶性肿瘤（恶性肿瘤（恶性肿瘤（恶性肿瘤（malignantmalignant）恶性肿瘤的转移（恶性肿瘤的转移（恶性肿瘤的转移（恶性肿瘤的转移（metastasismetastasis）3. 3. 蛋白表达谱系或蛋白活性改变蛋白表达谱系或蛋白活性改变o往往有胚胎细胞蛋白表达，端粒酶活性升高；往往有胚胎细胞蛋白表达，端粒酶活性升高；而纤连蛋白减少。而纤连蛋白减少。 o去分化现象，已知肿瘤细胞中表达的胎儿同功去分化现象，已知肿瘤细胞中表达的胎儿同功酶达酶达2020余种。胎儿甲种球蛋白（甲胎蛋白）是余种。胎儿甲种球蛋白（甲胎
27、蛋白）是胎儿所特有的。但在肝癌细胞中表达，因此可胎儿所特有的。但在肝癌细胞中表达，因此可做肝癌早期检定的标志特征。做肝癌早期检定的标志特征。 4.遗传的不稳定性（遗传的不稳定性（genetic genetic instabilityinstability） DNA DNA损伤修复能力降低损伤修复能力降低损伤修复能力降低损伤修复能力降低 DNA DNA复制中纠错能力降低复制中纠错能力降低复制中纠错能力降低复制中纠错能力降低 异常高的突变率异常高的突变率异常高的突变率异常高的突变率 染色体畸变发生机率增加染色体畸变发生机率增加染色体畸变发生机率增加染色体畸变发生机率增加5. 5.癌细胞接触抑制性的
28、丧失癌细胞接触抑制性的丧失癌细胞接触抑制性的丧失癌细胞接触抑制性的丧失正正常常细细胞胞原癌基因原癌基因抑癌基因抑癌基因细胞癌变细胞癌变致癌因子致癌因子内因内因外因外因突变突变二、致癌因素（二、致癌因素（Carcinogenic factorsCarcinogenic factors） 过程过程过程过程：致癌因子（致癌因子（致癌因子（致癌因子（carcinogenscarcinogenscarcinogenscarcinogens）：环境的，遗传的，内源的）：环境的，遗传的，内源的）：环境的，遗传的，内源的）：环境的，遗传的，内源的 相关基因（相关基因（相关基因（相关基因（cancer-crit
29、ical genescancer-critical genes）的突变）的突变）的突变）的突变基因突变的积累基因突变的积累基因突变的积累基因突变的积累基因表达谱式的改变基因表达谱式的改变基因表达谱式的改变基因表达谱式的改变细胞活动的异常（周期，粘附性，凋亡，移动性，细胞活动的异常（周期，粘附性，凋亡，移动性，细胞活动的异常（周期，粘附性，凋亡，移动性，细胞活动的异常（周期，粘附性，凋亡，移动性，）癌细胞的产生癌细胞的产生癌细胞的产生癌细胞的产生 本质本质：体细胞基因组的改变（突变的积累）；：体细胞基因组的改变（突变的积累）； 癌症是由众多因素引发的癌症是由众多因素引发的癌症是由众多因素引发的癌
30、症是由众多因素引发的“基因病基因病基因病基因病”（gene gene gene gene disorderdisorderdisorderdisorder）（体细胞）；有别于通过性细胞传递的）（体细胞）；有别于通过性细胞传递的）（体细胞）；有别于通过性细胞传递的）（体细胞）；有别于通过性细胞传递的“遗传遗传遗传遗传病病病病”（genetic disordergenetic disordergenetic disordergenetic disorder）。）。）。）。 复杂性：美国复杂性：美国“攻克癌症攻克癌症”的十年计划的失败的十年计划的失败 二、二、癌基因和抑癌基因癌基因和抑癌基因（can
31、cer-critical genescancer-critical genes）1. 1. 1. 1. 原癌基因原癌基因原癌基因原癌基因(proto-oncogenes)(proto-oncogenes)(proto-oncogenes)(proto-oncogenes)和癌基因和癌基因和癌基因和癌基因(oncogenes)(oncogenes)(oncogenes)(oncogenes) 原癌基因原癌基因原癌基因原癌基因：为细胞的正常基因，多编码控制为细胞的正常基因，多编码控制为细胞的正常基因，多编码控制为细胞的正常基因，多编码控制细胞周期、细胞凋亡、细胞增殖的各种调控因子和细胞周期、细胞凋
32、亡、细胞增殖的各种调控因子和细胞周期、细胞凋亡、细胞增殖的各种调控因子和细胞周期、细胞凋亡、细胞增殖的各种调控因子和活性蛋白，是细胞正常功能所必需；活性蛋白，是细胞正常功能所必需；活性蛋白，是细胞正常功能所必需；活性蛋白，是细胞正常功能所必需； 癌基因癌基因癌基因癌基因：为原癌基因的突变形式，或改变了为原癌基因的突变形式，或改变了为原癌基因的突变形式，或改变了为原癌基因的突变形式，或改变了表达方式（过量、产物活性的改变等），其结果是表达方式（过量、产物活性的改变等），其结果是表达方式（过量、产物活性的改变等），其结果是表达方式（过量、产物活性的改变等），其结果是引起正常细胞的癌变。引起正常细胞
33、的癌变。引起正常细胞的癌变。引起正常细胞的癌变。癌基因的发现：癌基因的发现： o19111911年年RousRous发现鸡肉瘤无细胞滤液能引起鸡发现鸡肉瘤无细胞滤液能引起鸡产生新的肉瘤，几十年后，他证实了病原体产生新的肉瘤，几十年后，他证实了病原体为劳氏肉瘤病毒（为劳氏肉瘤病毒（Rouss sarcoma virus, Rouss sarcoma virus, RSVRSV），为此获得），为此获得19661966年的诺贝尔奖（是年年的诺贝尔奖（是年RousRous已已8787岁）。岁）。o19701970年年Temin Temin 和和BatimoreBatimore证实证实RSVRSV是反转
34、录病是反转录病毒，获毒，获19751975年诺贝尔奖。年诺贝尔奖。 1976年发现，正常鸡细胞核年发现，正常鸡细胞核DNA中，具有与中，具有与V-onc的同源序的同源序列，称正常细胞中的同源序列为原癌基因列，称正常细胞中的同源序列为原癌基因（protooncogene）,或或C-oncogene.v-onc和和c-onc的关系：的关系：c-onc来自来自v-onc. 理由如下理由如下1、v-onc对病毒复制和生存都是不必要的；而对病毒复制和生存都是不必要的；而c-onc对细胞对细胞重要功能和活动不可缺少；提示重要功能和活动不可缺少；提示c-onc是进化中保存下来的是进化中保存下来的细胞重要结构
35、元件。细胞重要结构元件。2、发现的、发现的30种种c-onc是依靠病毒的是依靠病毒的v-onc探针找到的；并不探针找到的；并不是所有是所有c-onc都有对应的同源都有对应的同源v-onc。3、v-src缺失缺失3/4不能致癌的不能致癌的RSV,注入鸡体内，发现缺失的注入鸡体内，发现缺失的v-src与与c-src发生重组，发生重组，v-src回复并致癌。回复并致癌。2. 2. 抑癌基因抑癌基因（tumor-suppressor genestumor-suppressor genes） 发现发现发现发现：有一类基因的失活也能引起癌变。：有一类基因的失活也能引起癌变。：有一类基因的失活也能引起癌变。
36、：有一类基因的失活也能引起癌变。 a. a. a. a. 视网膜母细胞瘤是由于视网膜母细胞瘤是由于视网膜母细胞瘤是由于视网膜母细胞瘤是由于RbRbRbRb 基因突变失活而引起的；基因突变失活而引起的；基因突变失活而引起的；基因突变失活而引起的； b. p53 b. p53 b. p53 b. p53基因：基因：基因：基因：50505050的肿瘤中发现的肿瘤中发现的肿瘤中发现的肿瘤中发现p53 p53 p53 p53 的突变；的突变；的突变；的突变； 作用：细胞周期调控；作用：细胞周期调控；作用：细胞周期调控；作用：细胞周期调控； 促进细胞凋亡；促进细胞凋亡；促进细胞凋亡；促进细胞凋亡； 维持遗
37、传稳定性（维持遗传稳定性（维持遗传稳定性（维持遗传稳定性（p53p53p53p53突变使突变使突变使突变使细胞逃脱细胞逃脱细胞逃脱细胞逃脱DNADNADNADNA 损伤的监控系统而进入分裂）损伤的监控系统而进入分裂）损伤的监控系统而进入分裂）损伤的监控系统而进入分裂）3 3、小结、小结 癌基因和抑癌基因的对比：癌基因和抑癌基因的对比：癌基因和抑癌基因的对比：癌基因和抑癌基因的对比： _ _ 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 细胞增殖的细胞增殖的细胞增殖的细胞增殖的正正正正调控因子调控因子调控因子调控因子 细胞增殖的细胞增殖的细胞增殖的细胞增殖的负负负负调控因子调控因子
38、调控因子调控因子 gaingain-of-function -of-function lossloss-of-function-of-function 显显显显性（性（性（性（dominantdominant） 隐隐隐隐性（性（性（性（recessiverecessive） _ _三、三、三、三、基因突变积累基因突变积累基因突变积累基因突变积累 癌的发生癌的发生癌的发生癌的发生 癌的癌的癌的癌的发生是由多个相关基因突变的共同作用引起的；发生是由多个相关基因突变的共同作用引起的；发生是由多个相关基因突变的共同作用引起的；发生是由多个相关基因突变的共同作用引起的； 并不是基因组的每一次突变都被积累
39、下来，细胞中并不是基因组的每一次突变都被积累下来，细胞中并不是基因组的每一次突变都被积累下来，细胞中并不是基因组的每一次突变都被积累下来，细胞中有有有有DNADNADNADNA损伤修复机制及纠错机制，阻止突变细胞继续分损伤修复机制及纠错机制，阻止突变细胞继续分损伤修复机制及纠错机制，阻止突变细胞继续分损伤修复机制及纠错机制，阻止突变细胞继续分裂；裂；裂；裂； 当细胞逃脱了纠错机制的监控进入分裂，就有可能当细胞逃脱了纠错机制的监控进入分裂，就有可能当细胞逃脱了纠错机制的监控进入分裂，就有可能当细胞逃脱了纠错机制的监控进入分裂，就有可能转变为癌细胞；而癌细胞的快速增殖助长了有害突变转变为癌细胞；而
40、癌细胞的快速增殖助长了有害突变转变为癌细胞；而癌细胞的快速增殖助长了有害突变转变为癌细胞；而癌细胞的快速增殖助长了有害突变的积累；的积累；的积累；的积累； 癌症是一种典型的老年性疾病癌症是一种典型的老年性疾病癌症是一种典型的老年性疾病癌症是一种典型的老年性疾病结肠癌的发生过程（基因突变的积累）结肠癌的发生过程（基因突变的积累）结肠癌的发生过程（基因突变的积累）结肠癌的发生过程（基因突变的积累）“抗癌婴儿抗癌婴儿”在美国出世在美国出世美国芝加哥生育遗传研究所的科学家宣布，他们利用美国芝加哥生育遗传研究所的科学家宣布，他们利用“胚胚胎植入前的基因诊断胎植入前的基因诊断” ” 帮助来自纽约的一对夫妇
41、怀孕，帮助来自纽约的一对夫妇怀孕，并生育一个没有并生育一个没有“利弗劳梅尼综合症利弗劳梅尼综合症”的健康男婴。这名的健康男婴。这名婴儿后来被称之为婴儿后来被称之为“抗癌婴儿抗癌婴儿”。利弗劳梅尼综合症是一种家族性遗传病，它对多种癌症，利弗劳梅尼综合症是一种家族性遗传病，它对多种癌症，包括乳腺癌和白血病有遗传倾向。利弗劳梅尼综合症基因包括乳腺癌和白血病有遗传倾向。利弗劳梅尼综合症基因携带者通常会把这种基因遗传给孩子，在孩子活到携带者通常会把这种基因遗传给孩子，在孩子活到4545岁时，岁时，将有将有5050的可能患上与利弗劳梅尼综合症有关的癌症；而的可能患上与利弗劳梅尼综合症有关的癌症；而孩子活到
42、孩子活到6060岁时，这种可能性就增加为岁时，这种可能性就增加为9090。这种这种“定制定制”婴儿技术，实际上就是试管婴儿技术和婴儿技术，实际上就是试管婴儿技术和胚胎植入前的遗传诊断技术的联合应用胚胎植入前的遗传诊断技术的联合应用。先通过试管。先通过试管婴儿技术使精子、卵子在体外结合后形成多个胚胎，婴儿技术使精子、卵子在体外结合后形成多个胚胎，待每个胚胎长到一定重量时，从胚胎中取出待每个胚胎长到一定重量时，从胚胎中取出1 1至至2 2个细个细胞，对其进行细胞学检查，判断胚胎中是否存在遗传胞，对其进行细胞学检查，判断胚胎中是否存在遗传疾病的基因，再把经过筛查确认为健康的胚胎放回母疾病的基因，再把
43、经过筛查确认为健康的胚胎放回母亲子宫内，孕育成健康的胎儿。亲子宫内，孕育成健康的胎儿。事实事实： 移民群体中（各种）癌的发生率接近居住国的平均水平，移民群体中（各种）癌的发生率接近居住国的平均水平，移民群体中（各种）癌的发生率接近居住国的平均水平，移民群体中（各种）癌的发生率接近居住国的平均水平，而不是其本民族的水平。而不是其本民族的水平。而不是其本民族的水平。而不是其本民族的水平。 暗示癌症发生中，环境因素的作暗示癌症发生中，环境因素的作暗示癌症发生中，环境因素的作暗示癌症发生中，环境因素的作用大于遗传因素。用大于遗传因素。用大于遗传因素。用大于遗传因素。 据认为，据认为，据认为，据认为，8
44、0809090的癌症是可以避免的，至少是可以延迟的癌症是可以避免的，至少是可以延迟的癌症是可以避免的，至少是可以延迟的癌症是可以避免的，至少是可以延迟的！的！的！的！建议建议建议建议： 始终注意避免环境中能够诱发，始终注意避免环境中能够诱发，始终注意避免环境中能够诱发，始终注意避免环境中能够诱发， 或促进癌症发生的因素。（或促进癌症发生的因素。（或促进癌症发生的因素。（或促进癌症发生的因素。（积累！积累！积累！积累！）致癌物致癌物化学因素化学因素物理因素物理因素病毒因素病毒因素遗传因素遗传因素物理因素：物理因素：o电离辐射；电离辐射； o紫外线，可引起细胞紫外线，可引起细胞DNADNA断裂、交
45、联和染色断裂、交联和染色体畸变，抑制皮肤的免疫功能，诱发皮肤癌、体畸变，抑制皮肤的免疫功能，诱发皮肤癌、基底细胞癌和黑色素瘤。基底细胞癌和黑色素瘤。 化学因素：化学因素：o亚硝胺类，能引起消化系统肿瘤；亚硝胺类，能引起消化系统肿瘤； o多环芳香烃类，如苯并芘。多环芳香烃类，如苯并芘。 o芳香胺类，如乙萘胺、诱发泌尿系统的癌症；芳香胺类，如乙萘胺、诱发泌尿系统的癌症； o烷化剂类，如芥子气、环磷酰胺等；烷化剂类，如芥子气、环磷酰胺等； o氨基偶氮类，如奶油黄，可引起肝癌；氨基偶氮类，如奶油黄，可引起肝癌； o碱基类似物，如碱基类似物，如5-5-溴尿嘧啶、溴尿嘧啶、5-5-氟尿嘧啶；氟尿嘧啶； o
46、氯乙烯，与塑料工人的肝血管肉瘤有关。氯乙烯，与塑料工人的肝血管肉瘤有关。 o元素，如铬、镍、砷。元素，如铬、镍、砷。 生物性因素生物性因素：o肿瘤病毒：逆转录病毒肿瘤病毒：逆转录病毒、乙型肝炎病毒、乙型肝炎病毒（HBVHBV）、人乳头瘤状病毒（）、人乳头瘤状病毒（HPVHPV）等）等 o霉菌：目前已知有数十种霉菌毒素对动物有霉菌：目前已知有数十种霉菌毒素对动物有致癌性。致癌性。 如黄曲霉毒素（如黄曲霉毒素（aflatoxinaflatoxin），是一类杂），是一类杂环化合物，其中黄曲霉毒素环化合物，其中黄曲霉毒素B1B1是已知最强的是已知最强的化学致癌物之一，可引起肝癌。化学致癌物之一，可引起
47、肝癌。 健康小贴士健康小贴士1 1、不要图便宜买不新鲜或腐烂的蔬菜和水果、不要图便宜买不新鲜或腐烂的蔬菜和水果2 2、咸菜、咸肉等食物中含有致癌物质亚硝酸盐，应少吃、咸菜、咸肉等食物中含有致癌物质亚硝酸盐，应少吃3 3、熏烤的鱼、肉、香肠等食物中含有致癌的烟焦油，应少吃、熏烤的鱼、肉、香肠等食物中含有致癌的烟焦油，应少吃4 4、多吃富含纤维素的食物，如芹菜、韭菜、鲜枣、红薯等、多吃富含纤维素的食物，如芹菜、韭菜、鲜枣、红薯等5 5、炒菜时油不要放多，研究表明，乳腺癌、大肠癌、卵巢癌的发生都、炒菜时油不要放多，研究表明，乳腺癌、大肠癌、卵巢癌的发生都与脂肪过量摄取有关与脂肪过量摄取有关吸烟和被动
48、吸烟、厨房烟雾、汽车尾气、装修涂料中溢散的有害气体、过量的防腐剂、化妆品中的添加剂、色素香精、黄曲霉素、各种喷雾剂、制冷剂等等都是致癌因子。Can we treat cancer?1. Conventional approaches to combating cancerSurgery Chemotherapy/RadiationCan not rid of all cancer cells2. Inhibiting the formation of blood vesselsAngiogenesis:Cancer cells growth factors endothelial cells form new vessels2. Gene therapyTumor cells lack functional tumor-suppressor genesp53-bearing virusesEngineered adenovirusImmune response
