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1、人类肿瘤与遗传人类肿瘤与遗传遗传的方式及研究的策略遗传的方式及研究的策略1.全球的癌症发病率，常见病多发病死因第1、2位，1000万人/年死于肿瘤，600万人/年新发病，我国140万人/年新发病。2.肿瘤研究的资金及人力投入，范围之广，研究结果之多 3.癌基因抑癌基因的发现 人类基因组计划的完成划时代的意义4.细胞癌变和整体肿瘤发生的区别 （抗病、调节、修复、自杀、代偿、新功能的获得） 微观与宏观 分子-细胞-整体肿瘤遗传的三种方试遗传性家族性肿瘤综合征（单基因遗传）多基因肿瘤遗传易感局部肿瘤细胞基因改变（后天获得性）遗传性家族性肿瘤综合征遗传性家族性肿瘤综合征基因改变发生在生命的起始阶段的g
2、ermline基因改变全身细胞均有缺陷，包括生殖细胞向后代纵向遗传多为常染色体显性遗传临床特点目前20多种遗传性家族性肿瘤基因被克隆遗传性肿瘤基因改变的特点研究方法连锁分析、定位克隆占总发病率1%检测携带者的伦理问题综合征综合征 肿瘤肿瘤 相关特征相关特征/CA /CA 染色体定位染色体定位 克隆基因克隆基因 作用机理作用机理 家族性视网膜母细胞瘤 视网膜母细胞瘤骨肉瘤 发育迟缓 13q14 Rb 调节细胞周期结合病毒癌基因转录调控E2F 家族性Wilms肿瘤 Wilms肿瘤 WAGRWilms肿瘤无虹膜泌尿生殖系统异常智力发育迟缓Deny-DrashBeckwith-Wiedemann综合征
3、Organomegaly肾上腺皮质癌肝母细胞癌 11q1311p15 WT1 锌指转录因子调节细胞周期 多发性内分泌瘤1型（Werner综合征）多发性内分泌瘤2型（Sipple综合征） 胰岛细胞癌髓样甲状腺癌 甲状旁腺增生前垂体腺瘤2型A 嗜铬细胞瘤 甲状旁腺增生2型B 嗜铬细胞瘤 粘膜神经瘤 Marfanoid habitus 家族性髓样甲状腺癌 11q1310cen-10q11.2 Ret 受体酪氨酸激酶 着色性干皮病 皮肤癌 着色异常 性腺机能减退 CNS缺陷 8个互补群 ERCC 螺旋酶核酸外切修复 Franconi贫血 AML 各种血细胞减少骨髓异常 4个互补群 FACC DNA修复
4、 46BR 淋巴网状内皮增生症 阳光过敏免疫缺陷生长迟缓 DNA连接酶1 DNA连接 家族性肿瘤综合征家族性肿瘤综合征家族性肿瘤综合征家族性肿瘤综合征综合征综合征 肿瘤肿瘤 相关特征相关特征/CA /CA 染色体定位染色体定位 克隆基因克隆基因 作用机理作用机理 Bloom 综合征 实体瘤 毛细血管扩张免疫损伤 毛细血管扩张共济失调 淋巴瘤 小脑共济失调毛细血管扩张免疫缺陷 5个互补群11q22-q23 家族性腺瘤息肉病 结肠癌 结肠息肉先天性视网膜色素上皮肥大Gardner综合征 5q21 APC 结合catenin HNPCC（Lynch综合征） 结肠癌结肠癌 HNPCC I型HNPCC
5、II型子宫内膜癌（其他） 3p212p16 hMLH1hMSH2 DNA错配修复DNA错配修复 Li-Fraumeni综合征 肉瘤 乳腺癌肾上腺皮质癌脑瘤 17q p53 调节细胞周期及其他转录因子防UV损伤 神经纤维瘤病1型（NF1）（von-Reckling-hausen病） 神经纤维瘤神经纤维肉瘤 Caf-au-lait斑Lisch小结视神经胶质瘤 17q11.2 NF1 GAP相关的p21-ras调控与微管有关 神经纤维瘤病2型 听神经瘤 脑膜瘤Schwann细胞瘤视神经胶质瘤 22q12 Merlin 连接细胞膜和细胞骨架 家族性乳腺癌 乳腺癌乳腺癌 卵巢癌 17q21.113q12
6、-13 BRCA-II 转录因子 遗传性肿瘤的特点遗传性肿瘤的特点家族聚集性家族聚集性 散发性散发性 家族聚集性 2代中有3人以上发生肿瘤 无聚集性 发病年龄 较早45岁 年龄较迟45岁 同一胚层表现 常有 无 成双器官 双侧发病 单侧发病 单个器官 常多位点发生 常单位点发生 与致病基因相关的其它缺陷 常有 无 基因病变 发生在胚系 只发生肿瘤细胞（体细胞） 遗传性肿瘤涉及的基因遗传性肿瘤涉及的基因转录调控因子（调节细胞周期）Rb、WTI、P53DNA错配修复酶基因ERCC、FACC、DNA连接酶，hmsH1、hmsH2细胞骨架和细胞粘附基因APC、 medlin判断一个个体的肿瘤是否由遗传
7、判断一个个体的肿瘤是否由遗传因素决定和是否继续遗传因素决定和是否继续遗传肿瘤是否遗传取决于肿瘤是否遗传取决于 突变发生的细胞 个体存活的年限家系发病情况个体发病年龄肿瘤发生的特性基因检测（在该致瘤基因已明确情况下）对有家族性肿瘤中尚未形成肿瘤的个体进行基因诊断的意义和问题基因连锁分析、定位克隆基基因连锁分析、定位克隆基因的原理因的原理家系连锁分析家系连锁分析原原 理理：根据生殖细胞减数分裂时染色体发生交换和重组的规律如果标记与待定基因处于不同染色体，则它们向子代传递过程中自由分离（连锁平衡），反之可呈现“共分离”现象（连锁不平衡）家系连锁分析是以两代或以上的家谱为材料通过假定一种遗传模型解释在
8、系谱中观察到的基因型与表型的遗传方式，从而确定标记基因座位是否与致病基因座位连锁，如确定连锁即可根据现成标记去克隆连锁的基因。 家系连锁分析的基本流程家系连锁分析的基本流程 适用于明显单基因遗传性、家庭聚集性的疾病对连锁连锁判断能力强，并可确定连锁程度和遗传分离（1%重组率=1cm遗传距离，1cm=1106bp）但需要完整系谱材料，工作量极大。 著名的RB基因和BRCAI基因既用此法克隆，其中后者是一班人对8个家系十年分析的结晶。数十个发病家系的二代或二代以上每个个体DNA 或其永生淋巴细胞系，提取DNA选择适当的遗传标记RFLP PCR走胶 制某一区域的遗传连锁图寻找分析共同的连锁不平衡ma
9、rker（采用lods优势对数值、LIPED、或LINKAGE软件分析Lods1支持连锁Lods3肯定连锁，Lods-2Lods需增加系谱材料微卫星微卫星DNADNA和小卫星和小卫星DNADNA主要特征比较主要特征比较 微卫星微卫星DNADNA小卫星小卫星DNADNA重复单位长度重复单位结构重复单位数目分布2-6个核苷酸 1.常见双核苷酸重复(CA)n/(GT)n 2. 每个重复单位结构相同约10-30个，人群中杂合性高1.广泛，整个基因组约有50000-1000002.均匀穿插于基因组，平均约50kb有一个几个到几百个1.不同的基因座位有不同的结构，但拥有一段共同的核心顺序 2.每个重复单位
10、组成略有变异，如单个碱基替换之类约几个到几百个 1.有限，某些染色体上还未发现2.多位于染色体端粒位置 个体序列琼脂糖胶放射自显影A等位基因1324600400bpB12345等位基因IIIIII1211221,22,53,42,32,311112222333445566789JALJALJALJALJALJALJALBCGBCGBCGBCGHFGHFGHFGHFGGEEGEEGEEGEEGEEFBKFBKFBKHDFHDFDBGHCHHCHHCHFEFFEFFEFFEFFEKFEKFEKFEKFEKFEKFEKOvOv46Ov50Ov44THRA1D17S855D17S57970754347
11、50453028Br31Br39Br42IIIIIIIV肿瘤的遗传易感（一）1.易感的概念易患某种疾病的素质2.特点： a.表现为环境与遗传相交作用 b. 上一代传给下一代的不是疾病本身 c.多基因的复杂过程 d.基因的改变是轻微的，以SNP为主 e.有轻微的家族聚集现象和特殊人群高发现象肿瘤的遗传易感（二）环境环境遗传遗传肿瘤的遗传易感（三）环境致癌物的特性a 非致命即刻损伤b 作用的时间、空间、方式、持续性、剂量c 强烈依赖于个体易感：代谢、修复、免疫1.1.三大环境致癌物三大环境致癌物： a 化学b 物理c 生物2.2.致癌物作用的共同特征致癌物作用的共同特征：肿瘤的遗传易感（四）肿瘤病
12、毒（DNA、RNA）的回顾表达逆转录酶RNA逆转录为DNA整合入宿主DNA表达新的病毒RNA包整成新的病毒颗粒发芽形式吐出细胞LTR序列的内源存在a.病毒的一般特性病毒的一般特性最小生命体、核酸+蛋白衣壳、寄生生长附着宿主细胞脱外壳早期蛋白表达激活宿主细胞核酸复制外壳蛋白表达裂解细胞释放新病毒b.DNA肿瘤病毒肿瘤病毒多瘤病毒（SV40）乳头状瘤病毒（HPV）泡疹病毒（EBV）肝炎病毒（HBV）腺病毒（Ad12）共同特点共同特点：人类非完美天然宿主病毒进入细胞后因自然复制需要而启动细胞增殖病毒复制后多数细胞不能裂解死亡，而携带病毒病毒有早期表达的基因常为癌基因：T、EIA、E6、E7、LMP病
13、毒可以整合入宿主DNA而长期滞留在细胞内c.RNA肿瘤病毒、肿瘤病毒、HHTLV-I、II、HIV肿瘤的遗传易感（五） 取决于发生的部位：intron、exon、promotor 发生的性质：aa的改变、高级结构改变 1.SNP（SingleNucleotidePolymorphism）点突变2.人群分布频率1,1000bp存在一个3.其中一部分与疾病易感相关肿瘤的遗传易感（六）研究的策略及方法1.易感基因只能在已知基因中筛查2.筛查的范畴建立在对病因和癌变机制的理解之上（多层面、多基因）3.要科学地、严格地设立实验组与对照组4.主要方法为PCR-SSCP,DHPLC，测序，等等5.要将流行病
14、学的相关分析与实验实验室的功能验证相结合肿瘤的遗传易感（七）易感基因筛查可能的范畴 1.化学物质代谢酶系统 2.DNA损伤修复酶系统 3.免疫识别、调节、反应系统 4.生物因素在细胞内的相互作用因子 5.细胞凋亡基因肿瘤的遗传易感（八）确定易感基因的步骤1.限定和提出candidates2.SNP discovery and analysis3.特异SNP在高发人群中的频率test4.基因的功能研究的验证，特异SNP与疾病易感的关系肿瘤的遗传易感（九）确定易感基因的意义1.高危人群预报2.干预与预防3.早诊与早治4.癌变步骤和机制的理论问题5.对人类基因组计划的补充肿瘤细胞中癌基因与抑癌基因（
15、一）癌基因与抑癌基因的本质（癌基因与抑癌基因的本质（100 30100 30） 主管增殖、静止、分化复杂信号网络中的 各个分子站点肿瘤细胞中癌基因与抑癌基因（二）研究的分类研究的分类继续寻找新的未知基因对已知基因进行研究克隆功能研究研究的策略手段研究的策略手段正常与异常的两两比较SL DD RDA CGH Chips(MA)对肿瘤样本基因状况的测定点突变：PCR-SSCP, DHPLC, 测序重排、缺失：Southern blot表达正常：RT-PCR、Northern、Chips(MA)肿瘤细胞中癌基因与抑癌基因（三） 1.细胞增殖分化分子机制、癌变机制。 2.分子诊断和治疗的新靶点。 3.发展分子病理学。研研 究究 意意 义义
