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1、OVERVIEWManygenesandfactorsoutsideofgenesisinvolvedincarcinogenesis.Theaccumulationofmanygeneticchangescausecancerotherthanmutationsofasinglegenebycausingdisordersofcellgrowthanddifferentiation,thecellproliferationoutofcontrol.Oncogene,antioncogene,tumormetastasisgene,cellapoptosis,DNAdamageandrepai
2、r,telomerase,microRNARelationshipsofoncogene,tumorsuppressorgeneandgrowthfactorsoncogenetumorsuppressorgenecellsGrowthfactorPositiveregulationNegativeregulationproductsTheregulationofgeneexpressionandcellproliferation,differentiationisinvolvedinthemechanismofoncogenesandtumorsuppressorgenesSectionIO
3、ncogeneConceptofoncogeneViraloncongeneCellularoncogeneTheproductsofoncongeneanditsfuction一、一、theconceptofoncogene vOncogene:thegenesincellsisresponsibleofcontrollingcellgrowth,proliferationanddifferentiation.Theywillcausecellularcancerationwhentheirstructureorexpressionturnsabnormal.Allofgeneswhiche
4、ncodeforgrowthfactors,growthfactorreceptors,signalmoleculesandtranscriptionfactorsrelatedtogrowth.Thewritingofoncogenerasras、srcsrc、mycmycv-v-rasrasc-c-rasrasClassificationofoncogene1、virusoncogenes,v-onc:thegenesexistinginvirus(mostly,retrovirus)whichcausethetargetcellsmaliganttransformation,suchas
5、v-src2、Proto-oncogenesorcellular-oncogene,c-onc:theoncogenesexistinginnormalgenomewhichareinquiescenceorinactivestatesuchasc-myc、c-ras、c-src。Undernormalcondition,thesegenesareinquiescenceorlowexpressionstateandnotonlynoharmfultocellsbutalsohelpfultostainnormalfunctiontocells.Thestructuralcomparisono
6、fc-src and v-src二、二、VirusoncogenestheoncogeneexistinginvirusgenomewhichdoesnotencodetheproteinofvirursandisnothelpfultoreplicationbutdomakehostcellContinuousproliferationRousPeytonRous肉瘤肉瘤thestructureofRoussarcomavirus1970,TeminandBatimore,reversetranscriptase,1975Nobel1971,Duesberg,thegenomeofRSV g
7、agLTRpolenv LTR5NormalvirusgeneoncogeneregulatingandinitiatingtranscriptionthecoreproteinofvirusreversetranscriptaseandIntegraseOutermembraneproteinTyrosinekinasesrc31979,H.VarmusandJ.M.BishopfoundthatsrciscarcinogenesisinRSV,butalsofoundthatthehomologsofsrcexistinanimalcellscommonlyifthecDNAofsrcis
8、hybridizedwithothergenomeDNA.Result:srcstemfromnormalcellgenome.-1989NobelVoiceover:thatiswhysuchRSVretrovirusinducehostcellcarcinogenesis.三、三、cellularoncogene(一)(一)thetraitsofcellularoncogeneUniversality:exists in biological widelyexists in biological widely;conservatism:Thegenesequencewashighlyhom
9、ologousintheprocessofevolutionImportance:the expression protein regulate the expression protein regulate cellproliferation,differentiationandapoptosispreciselyHarmfulness:the variation of structure and numbers:the variation of structure and numbers make cell carcinogenesismake cell carcinogenesisthe
10、oncogenesexistinginnormalgenomewhichareinquiescenceorinactivestatesuchasc-myc、c-ras、c-src。Undernormalcondition,thesegenesareinquiescenceorlowexpressionstateandnotonlynoharmfultocellsbutalsohelpfultostainnormalfunctiontocells.familymemberactionlocationsrc家族:家族:src、abl、fgr、fes、TPK活性活性膜内侧或跨膜膜内侧或跨膜 yes、
11、fps、lck、kek、(、(酪氨酸蛋酪氨酸蛋 fym、lyn、tkl 白激酶)白激酶)ras家族:家族:H-ras、K-ras、N-rasG蛋白蛋白(P21)膜内侧膜内侧myc家族:家族:c-myc、N-myc、L-myc 结合蛋白结合蛋白核内核内 jun、fos 转录因子(转录因子(AP-1)核内核内sis家族:家族:仅仅sis P28(类类PDGF)胞外胞外myb家族:家族:myb、myb-ets 核蛋白核蛋白(转录因子转录因子)核内核内1.Basedonfamily(二)(二)theclassficationofcellularoncogene2、basedonfunctionandl
12、ocation类类别别名名称称定定位位生物学功能生物学功能生长因子生长因子c-sis分泌到胞外分泌到胞外血小板源生长因子血小板源生长因子生长因子受体生长因子受体c-erbB细胞膜细胞膜表皮生长因子受体表皮生长因子受体c-fms细胞膜细胞膜集落刺激因子集落刺激因子-1受体受体c-trk细胞膜细胞膜神经生长因子受体神经生长因子受体胞内传递蛋白胞内传递蛋白c-src、c-abl细胞质细胞质酪氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶c-raf、c-mos细胞质细胞质Ser/Thr蛋白激酶蛋白激酶c-ras细胞膜细胞膜GTP/GDP结合蛋白结合蛋白转录调节因子转录调节因子c-myc细胞核内细胞核内DNA结合蛋白结合蛋
13、白c-jun、c-fos细胞核内细胞核内转录因子(转录因子(AP-1)c-erbA细胞核内细胞核内甾体激素受体类蛋白甾体激素受体类蛋白四、四、activationofoncogenevActivationfactors:oncogeneisactivatedandabnormalexpressedundersomeconditionssuchasvirusinfection,exposuretochemicalcarcinogenorionizingradiation,leadingtocellmalignanttransformationandcarcinogenesis.Different
14、cellularoncogenesunderdifferentconditioncanbeactivatedbydifferentpathwayandbecomeactiveoncogene.vTheresultsofoncogeneactivationwillbe(1)Theexpressionproductisabnormalortruncated(2)theproductsarenormalbutexcessive(3)newproductsappearvActivationmechanism:Genemutation,geneamplification,chromosomalrearr
15、angements,variationofoncogenemethylationgeneoverexpressionetc.(一)(一)pointmutationTheproto-oncogenesarepointmutatedbyexposureofradiationandcarcinogens,theaminoacidorthestructureofproteinischangedandtheproteinisincontinuousactivestate,whichleadtocarcinogenesis.1982,MITUniversity,NationalCancerInstitut
16、eandColumbiaUniversity:humanbladdercancerresultsfromthepointmutationofc-H-rasH-rasnormalcellsGGC(12Gly)turmorcellsGTC(12Val)vtheproteinofmutatedrasislockedinactivestateGDPGDPGTPGTPPiInactiveRasproteinTheinputsignalstimulateGDP-GTPswitchOutputsignaltheproteinofmutatedrasislockedinactivestateactiveRas
17、proteinGTPaseactivatingprotein,GAP(二)二)GeneAmplicationGenestructureitselfisnormal,butbecauseapartofchromosomeisreplicatedexcessively,thegenecopiesincreaseandtheproductsoverexpress.TumoroccurBreastcancererb-B2SmallcelllungcancermycfamilyneuroblastomaN-mycThecopiesisrelatedtoprogress、prognosisandmetas
18、tasis (1)When the amplified DNA is inserted into one of the chromosomes,it is termed homogeneous staining regions(HSR)(2)the amplified DNA are sometimes visible on a chromosome spread as a separate DNA fragments,referrred to as”double minutes(DM)”GeneAmplification:NeuroblastomaHSRDM(三)(三)chromosomeg
19、enetranslocationandrearrangementschromosomegenetranslocationandrearrangementsmakesomeproto-oncogenetoneartostongpromoterorenhancer.Mostly,FoundinthebloodsystemtumorsTheheadofageneisjoinedtothetailofanothergenebecauseofchromosomerearrangementsandanewfusionproteinproduces.Thefusionproteinpromotescellt
20、ransformationandinducecarcinogenesis Example:Burkitlymphoma,c-mycinchromosome8movetochromosome14,IgH,strongenhancerImmunoglobulingeneChromosome14Chromosome8c-mycdoesnotexpressc-myc基因基因EEc-mycoverexpressestranslocationBurkittsLymphomaChronicMyelogenousLeukemiaReciprocaltranslocationbetweenlongarmsof2
21、2&9t(9;22),PHILADELPHIACHROMOSOME(Ph1)MUTATIONANDACTIVATIONOFoncogeneabltobcr=hybridgenewithtyrosinekinaseactivityChronicMyelogenousLeukemiabcr-abl gene productthePhiladelphia(Ph)chromosomeIdeogramandbandedchromosomesshowingthenormalchromosomes9and22plusthetwoderivatingchromosomesresultingfromthet(9
22、;22)(q34;q11)ThePhchromosomewasthefirstconsistentabnormalitynotedinahumancancer,arisingfromareciprocaltranslocation,t(9;22)(q34;q11.2),andmolecularlybythefusionoftheproto-oncogeneABL,locatedonthelongarmofchromosome9,withtheBCRgeneofchromosome22,knownasthebreakpointclusterregion(bcr).DNA甲基化状态的改变可导致基因
23、结构和功能的异常,是细胞癌变过程中重要一步。在真核细胞中最重要的甲基化碱基是C,通常发生在双核苷酸区域(CpG岛)。某些癌基因低甲基化和抑癌基因的高甲基化改变是细胞癌变的一个重要特征。(四)(四)oncogenesmethylation甲基化的功能意义:抑制基因表达,维护染色体完整性,调节DNA重组。抵御外来入侵的寄生DNA。低甲基化易致基因组中重复子同源重组,而导致基因组的不稳定性增加。mutations at promoter controlling gene expression基因表达是指基因的转录与翻释以及它们的调控。基因表达水平的改变是细胞癌变的早期事件,过量表达与细胞的异常增生有
24、关Met、c-ErbB2、ras(五)基因过量表达(五)基因过量表达(overexpressionofoncogenes)与人类肿瘤相关的特征性基因有三种,H-ras、K-ras和N-ras,分别定位于11、12、1号染色体,前二者是大鼠肉瘤病毒的转化基因,后者是从人神经母细胞瘤中分离得到(一)ras基因家族常见癌基因共有特征(1)基因组中均含4个编码的外显子和1个5端非编码外显子.(2)外显子所编码的蛋白为188-189个氨基酸残基,分子量为21KD即P21蛋白,具有高度特异性和同源性,尤其在氨基酸序列的前80个氨基酸残基中,几乎无种属间差别,具有高度保守性。ModelofActionofr
25、asGene(1)P21ras位于细胞膜内侧,以软脂酸共价键形式固定于脂质双层膜的内表面(2)对GTP和GDP具有高度亲和力,并有同源性GTP酶的活性.生化性质与G蛋白非常类似,提示ras蛋白可能也具有信号传导通路的作用,但目前尚未发现ras蛋白作用的特异受体和靶细胞.(三)(三)erberb家族家族 表达产物:细胞骨架蛋白表达产物:细胞骨架蛋白表达产物:细胞骨架蛋白表达产物:细胞骨架蛋白在细胞运动、分裂、信息传递、能量转换、在细胞运动、分裂、信息传递、能量转换、在细胞运动、分裂、信息传递、能量转换、在细胞运动、分裂、信息传递、能量转换、代谢调控以及维持细胞形态方面具有重要作用。代谢调控以及维
26、持细胞形态方面具有重要作用。代谢调控以及维持细胞形态方面具有重要作用。代谢调控以及维持细胞形态方面具有重要作用。人人人人erb-Berb-Berb-Berb-B编码的蛋白与编码的蛋白与编码的蛋白与编码的蛋白与EGFEGFEGFEGF受体相似,是受体相似,是受体相似,是受体相似,是“掐头掐头掐头掐头”的的的的EGFEGFEGFEGF受体,这个受体,这个受体,这个受体,这个“截短截短截短截短”受体和其配体受体和其配体受体和其配体受体和其配体-表皮生表皮生表皮生表皮生长因子长期结合,从而可永远向细胞内传导促进长因子长期结合,从而可永远向细胞内传导促进长因子长期结合,从而可永远向细胞内传导促进长因子长
27、期结合,从而可永远向细胞内传导促进生长的信号。生长的信号。生长的信号。生长的信号。与野生型受体相比,跨膜区域无变化,但受与野生型受体相比,跨膜区域无变化,但受与野生型受体相比,跨膜区域无变化,但受与野生型受体相比,跨膜区域无变化,但受体的两端变短,尤其是全部细胞外结构区域都被体的两端变短,尤其是全部细胞外结构区域都被体的两端变短,尤其是全部细胞外结构区域都被体的两端变短,尤其是全部细胞外结构区域都被删除。删除。删除。删除。TheErbBsignallingnetworkc-erbB-2/HER2/neuMoleculardiagnosisofbreastcancer.a|Immunohisto
28、chemistryandb|fluorescencein situ hybridization(FISH)analysisofErbB2inhumanbreastcancer.ImmunohistochemistrywasperformedusingHercepTestandFISHusingaPathVysionErbB2DNAprobekit.TheErbB2geneisseenasredfluorescenceandthechromosome-17centromeric-satelliteprobeasgreenfluorescence.(四)(四)c-Met染色体7q31,编码190K
29、D跨膜糖蛋白,链(50KD)在胞外,链(145KD)含胞外配体结合区、跨膜区、胞内酪氨酸激酶区。蛋白表达位于腺样结构细胞的边缘。肝细胞因子(HGF)或离散因子(SF)作为c-Met受体的配体,形成HGF/SF-c-Met内分泌信号系统。配体结合可使受体酪氨酸激酶磷酸化,促进细胞有丝分裂、细胞动力和向腺上皮的形态分化扩增和过表达肠型胃癌基因重排:1号chr的易位启动子区(tpr)与c-Metgene5区融合形成tpr-metgene。在浅表性胃炎、萎缩性胃炎、肠化和胃癌组织中均存在tpr-metmRNA高表达。(五)(五)Bcl-2 从B细胞淋巴瘤中鉴定出来,由染色体t(14;18)(q32;q
30、21)易位而激活,导致易位细胞中Bcl-2表达失控。Proliferation:MalignancyP53:Molecular PolicemanBcl-2(六)(六)Mdm-2位于12q13-14。进化保守基因,高表达时现癌基因功能基因产物是90kDa的蛋白质,氨基酸序列分析发现具有一个核定位信号和两个锌指蛋白,提示是一种DNA结合蛋白,具有转录调节作用.Mdm-2蛋白可与p53&Rb蛋白结合而使其功能失活。基因产物可和wtp53和mtp53结合,起到对p53的负调节作用。抑制抑制p53p53介导的反式介导的反式激活,阻止激活,阻止p53p53抑制细胞增殖和诱抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡的功能
31、,解除细胞导细胞凋亡的功能,解除细胞G1G1期期的阻滞并重新进入细胞周期。的阻滞并重新进入细胞周期。mdm2癌基因已在多种肿瘤中发现其突变与扩增,而且mdm2突变与P53突变不共存,mdm2扩增与肿瘤转移密切相关第二节第二节抑癌基因抑癌基因(anti-oncogenes,tumorsuppressorgenes)抑癌基因的基本概念抑癌基因的基本概念抑癌基因作用机制抑癌基因作用机制RbRb基因基因“控制细胞周期的重要基因控制细胞周期的重要基因”p53p53基因基因“基因组卫士基因组卫士”一、抑癌基因的基本概念一、抑癌基因的基本概念概念:概念:是一类抑制细胞过度生长、增殖从而遏制是一类抑制细胞过度
32、生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。肿瘤形成的基因。它的丢失或失活与肿瘤的发生有关。它的丢失或失活与肿瘤的发生有关。反之,其被反之,其被导入或激活可抑制细胞的恶性表现。导入或激活可抑制细胞的恶性表现。发现:发现:19861986年,美国加州大学的年,美国加州大学的GeiserGeiser等用等用正常正常细胞与肿瘤细胞杂交实验细胞与肿瘤细胞杂交实验发现并提出抑癌基因发现并提出抑癌基因正常细胞与肿瘤细胞杂交实验正常细胞与肿瘤细胞杂交实验正常正常细胞细胞融合融合非肿瘤型杂非肿瘤型杂交细胞交细胞(正常,但不稳定)(正常,但不稳定)传代传代肿瘤细胞肿瘤细胞肿瘤肿瘤细胞细胞1111号染色体号染色体某片段丢失
33、某片段丢失导入第导入第1111号染号染色体丢失片段色体丢失片段细胞转变为正常细胞转变为正常抑癌基因的产物是抑制细胞增殖,促进细胞分化,和抑制细胞迁移,因此起负调控作用,通常认为抑癌基因的突变是隐性的。判断抑癌基因的3个标准:1)正常组织中存在并表达2)恶性组织中突变而失活3)该基因的野生型导入该基因缺陷的恶性组织中能部分或全部抑制其恶性表型review常见的抑癌基因常见的抑癌基因基基因因定定位位相关肿瘤相关肿瘤作作用用跨膜受体类:跨膜受体类:DCC18q21结直肠癌结直肠癌编码表面糖蛋白(细胞粘附分子)编码表面糖蛋白(细胞粘附分子)PTCH9q22.3HEDGEHOG受体受体胞质调节因子或结构
34、蛋白:胞质调节因子或结构蛋白:APC5p21结直肠癌结直肠癌可能编码可能编码G蛋白蛋白 NF17q12.2神经纤维瘤神经纤维瘤GTP酶激活剂酶激活剂 NF222q神经鞘膜瘤、脑膜瘤神经鞘膜瘤、脑膜瘤连接膜与细胞骨架连接膜与细胞骨架转录因子和转录调节因子:转录因子和转录调节因子:P5317P多种肿瘤多种肿瘤编码编码P53蛋白(转录因子)蛋白(转录因子)Rb13q14视网膜母细胞瘤、骨视网膜母细胞瘤、骨编码编码P105Rb1蛋白(转录因子)蛋白(转录因子)肉瘤、肺癌、乳癌肉瘤、肺癌、乳癌 DPC418q21.1胰腺癌胰腺癌TGF-调节的调节的MAD相关蛋白相关蛋白 MADR218q21结直肠癌结直
35、肠癌TGF-调节的调节的MAD相关蛋白相关蛋白 VHL3P小细胞肺癌、宫颈瘤小细胞肺癌、宫颈瘤转录调节蛋白转录调节蛋白 WT111P13肾母细胞瘤肾母细胞瘤编码锌指蛋白(转录因子)编码锌指蛋白(转录因子)细胞周期因子:细胞周期因子:P169p21黑色素瘤黑色素瘤编码编码P16蛋白,蛋白,CDK4,6抑制剂抑制剂 P159p21交质母细胞瘤交质母细胞瘤编码编码P15蛋白,蛋白,CDK4,6抑制剂抑制剂 P216q21前列腺癌前列腺癌编码编码P21蛋白,蛋白,CDK2,3,4,6抑制剂抑制剂抑癌基因失活机制:1.抑癌基因纯合型缺失2.二个等位基因中的一个缺失,另一个等位基因突变(LOH)化学致癌物
36、、病毒等引起体细胞中的基因突变3.基因突变导致抑癌基因失活4.基因5端CPG岛胞嘧啶(C-5)高度甲基化,抑制抑癌基因的转录5.癌蛋白的作用Knudsons两次打击论mutmutMeMemutmutmutmutMeMeMeMeMeMeMeMeMutationMethylationFirstFirsthithitLOHMethylationLOHMethylationLOHMethylationLOHMethylationSecondSecondhithitSecondSecondhithitMutationMutationMethylationBialielicMutationMutation
37、MethylationBialielic+LOHmethylationLOHmethytaoonLOHmethylationLOHmethytaoon抑癌基因在细胞信号传导的通路的多个层次发挥作用跨膜受体:跨膜受体:PTCH基因基因DCC基因基因胞浆调节或结构蛋白:胞浆调节或结构蛋白:NF1PTENAPCNF2等等转录因子或转录调节因子:转录因子或转录调节因子:p53WT1RB1VHL等等细胞周期因子:细胞周期因子:p16p21p15等等DNA损伤修复蛋白:损伤修复蛋白:MSH2MLH1PMS2ATMBRCA1BRCA2等等二、抑癌基因作用机制二、抑癌基因作用机制(一)(一)Rb基因基因“控制
38、细胞周期的重要基因控制细胞周期的重要基因”视网膜母细胞瘤是由视网膜母细胞瘤是由Rb基因失活基因失活所致。所致。基因结构:基因结构:200kb,27外显子,2.7kbmRNA,编码928残基,分子量为105kDa的蛋白(P105-Rb)P105-Rb功能功能:参与调节:参与调节E2F等多等多种转录因子来控制细胞周期,影种转录因子来控制细胞周期,影响细胞增殖和分化响细胞增殖和分化P105-Rb活性调节:活性调节:高磷酸化无活高磷酸化无活性型和非或低磷酸化活性型性型和非或低磷酸化活性型,由,由Cyclin-CDK来调节;被多种病毒来调节;被多种病毒蛋白结合抑制蛋白结合抑制(如:如:SV40大大T抗原
39、,抗原,腺病毒腺病毒E1A蛋白,人乳头瘤病毒蛋白,人乳头瘤病毒E7蛋白蛋白)retinoblastomaPathogenesisofRetinoblastomaHit#1(inherited)Hit#2FamilialHit#1Hit#2Sporadic原发肿瘤:视网膜母细胞瘤(两个等位基因原发肿瘤:视网膜母细胞瘤(两个等位基因的缺失或失活)的缺失或失活)相关肿瘤:骨肉瘤、小细胞肺癌、乳腺癌、相关肿瘤:骨肉瘤、小细胞肺癌、乳腺癌、膀胱癌膀胱癌CyclinACyclinAcdk2cdk2CyclinDCyclinDcdk4cdk4CyclinECyclinEcdk2cdk2E2FP PP PP
40、PP PP PE2FRbRb+Ser780Ser780Ser796Ser796Thr373Thr373Ser249/252Ser249/252Ser870/811Ser870/811G1SG1SRestrictionPointRestrictionPointDNADNASynthesisSynthesisRB1-0RB1-0 结合结合SV40TSV40TE1AE1AHPV7HPV7靶蛋白中包括一组E2F转录因子,它们所激活转录的靶基因其产物是S期所必须的。和RB结合后E2F的激活转录能力受到抑制,表明RB可以阻遏那些依赖E2F的基因表达。通过这种途径RB可直接阻止细胞进入S期。RB-E2F的复
41、合体也可直接阻遏某些靶基因。E2F从RB上解离以后这些基因才能表达。1、p53基因的发现基因的发现曾错误把曾错误把P53基因定为癌基因基因定为癌基因因当初从肿瘤因当初从肿瘤细胞分离得到的细胞分离得到的P53基因如同基因如同myc基因一样,能和基因一样,能和ras基因协同转化胚胎成纤维细胞,又依据癌基因为细基因协同转化胚胎成纤维细胞,又依据癌基因为细胞显性表型的原则而被定癌基因,后发现实为其胞显性表型的原则而被定癌基因,后发现实为其突突变型变型。1989年,才确认为年,才确认为“抑癌基因抑癌基因”。p53基因与人基因与人类类50%的肿瘤有关。的肿瘤有关。P53基因突变型在血液系统肿瘤、基因突变型
42、在血液系统肿瘤、膀胱癌、肝癌、肺癌、结肠癌以及口腔癌等的细胞膀胱癌、肝癌、肺癌、结肠癌以及口腔癌等的细胞中发现。中发现。(二)(二)p53基因基因“基因组卫士基因组卫士”2、p53的结构的结构基因:基因:20kb,11外显子,外显子,mRNA:2.5kb,编码,编码393氨基酸残基,分子量为氨基酸残基,分子量为53kDa的多肽链。的多肽链。p53蛋白中央核心蛋白中央核心区结合特定的区结合特定的DNA序列,序列,N未端未端序列有转录活化序列有转录活化的功能,的功能,C未端未端可使可使p53蛋白自身蛋白自身形成二聚体或四形成二聚体或四聚体。聚体。3、p53的功能的功能p53是是细细胞胞内内重重要要
43、的的转转录录因因子子,调调节节p21、GADD45、BAX等等基基因因的的转转录录表表达达来来实实现现其其功功能能。当当射射线线或或其其它它因因素素引引起起DNA损损伤伤时时,p53蛋蛋白就被激活,执行如下功能:白就被激活,执行如下功能:v调节细胞周期、促进调节细胞周期、促进DNA损伤修复:损伤修复:如果细胞如果细胞处于处于G1期期,p53蛋白通过蛋白通过p21蛋白抑制蛋白抑制cdk活性,活性,封闭细胞周期关卡封闭细胞周期关卡,使细胞生长停止,并激活使细胞生长停止,并激活GADD45,加速,加速DNA修复。修复。v诱导细胞凋亡:诱导细胞凋亡:如果细胞已经处于如果细胞已经处于S期期,p53蛋蛋白
44、促进相关细胞凋亡蛋白基因(白促进相关细胞凋亡蛋白基因(bax等)表达,等)表达,启动细胞凋亡。启动细胞凋亡。P53蛋蛋白作用白作用示意图示意图GADD45P21CDK2,4,6BAX等等生长停止生长停止DNA修复修复细胞凋亡细胞凋亡p53&Mdm2p21又是又是p53下游的转录激活产物,其上游调节区含有下游的转录激活产物,其上游调节区含有p53的结合位点,可的结合位点,可抑制细胞周期素(抑制细胞周期素(cyclinD)/细胞周期素依赖性激酶(细胞周期素依赖性激酶(CDK)的底物磷)的底物磷酸化,导致酸化,导致G1期阻滞,使细胞在进入期阻滞,使细胞在进入S期之前有充足的时间进行损伤期之前有充足的
45、时间进行损伤DNA的修复。的修复。CyclinD-CDK4复合体正常情况下可促进复合体正常情况下可促进Rb蛋白磷酸化,蛋白磷酸化,低磷酸化或非磷酸化的低磷酸化或非磷酸化的Rb与与E2F(通过(通过G1限制点必需的转录因子)结合。限制点必需的转录因子)结合。Rb磷酸化可导致磷酸化可导致E2F的游离和释放,并使的游离和释放,并使E2F转位至核,诱发多种基因的转位至核,诱发多种基因的蛋白转录,进而促使细胞进入蛋白转录,进而促使细胞进入S期期.4、p53的功能特点的功能特点v在复制和转录水平上抑制细胞增殖在复制和转录水平上抑制细胞增殖vP53可可被被一一些些癌癌基基因因产产物物结结合合而而失失活活(如
46、如:SV40大大T抗原,腺病毒抗原,腺病毒E1B蛋白,蛋白,HPVE6蛋白蛋白)vP53突变突变具有显性失活的效应。具有显性失活的效应。5、P53突变与肿瘤突变与肿瘤P53基因与人类基因与人类50%的肿的肿瘤有关,人类肿瘤中瘤有关,人类肿瘤中P53突变主要在高度保守区突变主要在高度保守区内,以内,以175、248、249、273、282位点突变最高,位点突变最高,不同种类肿瘤不同不同种类肿瘤不同Thep53familyp53familymemberspathways(三)(三)细胞周期因子细胞周期因子CellcycleCellcyclestagestagecyclin-CDKcomplexes
47、cyclin-CDKcomplexesinhibiforsinhibiforsp15p15p16p16p18p18p21p21p27p27G1G1cyclinD-CDK4/CDK6cyclinD-CDK4/CDK6G1/SG1/ScyclinE-CDK2cyclinE-CDK2S ScyclinA-CDK2cyclinA-CDK2G2/MG2/McyclinB-CDK2cyclinB-CDK2p21(cip1/wAF1),p27(Kip1)和p15/p16(ink4)合称为Cki蛋白,它们结合在cdk-cyclin二聚体上,使其失活。如在静止期通过这种途径阻止RB的磷酸化,使细胞周期不能进入S
48、期。主要几种主要几种Cyclin-CDK细胞周期复合物细胞周期复合物三、P16基因与肿瘤P16基因已在多种肿瘤中发现缺失,突变Kamb等已经从肺癌、乳腺癌、皮肤癌、膀胱癌、肾癌、卵巢癌、淋巴瘤等中检测出50%以上P16纯合子缺失,在黑色素瘤中还检出无义错义,移码突变.表明P16参予各种组织的肿瘤形成.因此检测P16基因的突变与缺失,是判断肿瘤性质及预后的一项重要指标.(四)(四)DNA损伤修复蛋白损伤修复蛋白BRCA1:基因全长基因全长100kb含含23个外显子,个外显子,22个内含子,个内含子,1个单一长开放个单一长开放阅读框架,编码阅读框架,编码1863个氨基酸,个氨基酸,220KD核内磷
49、酸化蛋白,有锌指区,核内磷酸化蛋白,有锌指区,提示可调节基因表达。提示可调节基因表达。肿肿瘤:瘤:家族性乳腺癌和卵巢癌家族性乳腺癌和卵巢癌功功能:能:DNA结合区:转录调控结合区:转录调控与与Rad51相互作用,修复双链相互作用,修复双链DNA断裂断裂BRCA2:13q21编码编码3418个氨基酸个氨基酸肿肿瘤:瘤:男女性乳腺癌,胰腺癌等男女性乳腺癌,胰腺癌等功功能:能:有有DNA结合区:转录调控结合区:转录调控与与Rad51相互作用,修复双链相互作用,修复双链DNA断裂断裂BRCA1andBRCA2BRCA1 functionsTranscriptionfactor:involvedinth
50、eregulationofoestrogenreceptoractivityandrelatedtothecontrolofoestrogeninducedproliferationofbreasttissue.DNArepair:homologousrecombinationandrepairoftranscription-coupledoxidation-inducedDNAdamage.Cell-cyclecheckpointcontrol:interactswithRB,ESF1andp53.Chromatinremodelling.BRCA1 domainsTheRING-finge