肿瘤的分子生物学检验(精品课件)
合集下载
【医学课件】 肿瘤分子生物学
2021/1/10
（一）肿瘤细胞的特征
1、肿瘤是一种基因异常的疾病，也是细胞疾病 肿瘤细胞表型能稳定遗传 病因：DNA异常、发生多基因突变。 DNA诱变剂都是致癌物 体外转染癌基因可引起正常细胞变异为癌细胞
2021/1/10
（二）肿瘤细胞体外培养中的特征
1、原代细胞 脊椎动物的正常细胞 临界现象，生长数代后死亡 帖壁依赖性 生长因子依赖性 接触抑制
DCC
P53
乳腺癌相关的抑癌基因
• BRCA-1：转录因子。乳腺癌和卵巢癌50%突变 • BRCA-2：早发性乳腺癌
2021/1/10
第三节 原癌基因和抑癌基因调控细 胞增殖
一、参与信号转导 编码生长因子或其类似物
sis编码PDGF的类似物 编码生长因子受体
erbB编码EGF受体
2021/1/10
Visrus RNA
逆转录
不含癌基因 整合、重排、插入
LTR 2021/1/10
癌基因
突变 病毒癌基因
整合、恶性转化
LTR 癌基因
逆转录病毒转导原癌基因的三种模型
• 直接包装 • 整合重排剪接 • 在反转录中突变
1、直接包装了癌基因成为急性转化型 2、整合时，插入突变激活了原癌基因，或使抑癌基因失活
二、参与细胞周期调控
细胞周期调控机制 • 细胞周期蛋白Cyclin Cyclin有8类11种，含量随细胞周期而变化 • 细胞周期蛋白依赖性激酶CDK 与Cyclin结合后表现蛋白激酶活性，含量稳定，催
化不同的Cyclin磷酸化，启动调控细胞周期 • 细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白CDKI 和CDK 或Cyclin -CDK结合，抑制CDK
• ras基因:信号转导蛋白中的小G蛋白 H-ras,K-ras,N-ras
肿瘤分子生物学ppt课件
肿瘤分子生物学ppt 课件篇一：肿瘤分子生物学肿瘤（tumor）是一类疾病的总称，它们的基本特征是细胞增殖与凋亡失控，扩张性增生形成新生物。
肿瘤可分为良性肿瘤（benign tumor）和恶性肿瘤（malignant tumor ）。
良性肿瘤生长缓慢，虽可增长至相当大的体积，但仍保留正常细胞的某些特性，通常在瘤体外有完整的包膜，手术切除后患者预后良好。
绝大多数良性肿瘤基本上是无害的，不引起或很少引起宿主损伤。
恶性肿瘤统称为癌症（cancer）,它不同于良性肿瘤的最重要的特性是能侵袭周围组织，疾病晚期癌细胞发生远端转移，破坏受侵袭的脏器，最终使机体衰亡，但如能在侵袭转移前切除癌瘤，一般预后明显改善。
2、癌细胞的恶性生物学特征（1）失去了对中止细胞增殖信号和细胞分化信号的反应，并可传出自主的细胞生长、增殖信号。
（2）逃避了细胞凋亡和衰老，是细胞永生。
当正常细胞受到严重损伤和营养缺乏时，就发生凋亡并自动解体；而癌细胞并不一定会发生凋亡。
体外培养的正常细胞，即使没有受到损伤，约分裂50 后也会自动停止分裂，最终细胞死亡（细胞衰老）；而癌细胞能无限制地增殖，获得了永生化。
这可能与调控细胞凋亡基因的缺陷和端粒酶恢复活性相关。
（3）失去细胞的区域性限制，具有了侵袭和转移能力。
例如在体外培养的正常细胞中增殖至彼此接触时，就停止生长和分裂（结出抑制），故细胞呈单层生长，而癌细胞失去了接触抑制，继续分裂而呈多层重叠生长；同时癌细胞表面的识别能力和黏着性发生了改变，使癌细胞不能像不同的正常组织细胞那样保持彼此分开，而能侵入临近组织。
（4）自主的血管生成能力，这保证了肿瘤体积增大后和新形成转移肿瘤的血液供应，以维持癌细胞生长和增殖之所需。
上述这些癌细胞的恶性特性，使它们能在没有增殖信号的情况下，自主地无限制增殖，当达到一定的体积时就可能侵袭邻近组织，癌细胞还可能脱落进入血液和淋巴液，发生远端转移并扩增，最终导致宿主死亡。
分子生物学技术在肿瘤检测及治疗中的应用ppt课件
• 肿瘤基因表达研究
实时荧光定量RT-PCR方法能检测各种组 织细胞中基因的表达丰度，从而分析基因的 表达调控、监控mRNA的表达模式、检测组 织中少量存在的基因、跟踪细胞群体中的克 隆型、定量分析基因在不同组织中的转录水 平。
eg：检测黑色素瘤中的细胞因子白细胞 介素-10（IL-10）、转化生长因子β1、β2 （TGF-β1、β2）和γ干扰素（IFN-γ）的基因 表达情况。
5%BC%8F%E5%8F%8D%E5%BA%94 • 4.Application of Real-time Fluorescene Quantitative RT-PCR Technology to Cancer
Research 1671-170X(2013)01-0069-03
11
谢谢观看~
12
C目录 ONTENTS
肿瘤的防治历史
01
P3
PCR技术简介及其衍
02 生技术
P4~6
反转录·聚合酶链式扩
03 增 RT-PCR
P7
单管荧光定量PCR技
04 术
P8
实时荧光定量PCR技
05 术的优越性
P9
实时荧光定量PCR技
06 术应用于肿瘤
P10
2
肿瘤防治历史
• 半个世纪多以来，随着医学技术的发展，人类已经基本上控制了以往主要威胁人类健康的传 染病，而肿瘤、心血管等疾病逐渐成为人类健康的主要疾病，其中肿瘤的治疗尤为困难。传 统的肿瘤治疗主要以外科手术为主，后期发展的化疗、放疗成为治疗肿瘤的主要方法。但在 临床的实际应用上这些方法均有其局限性，疗效也不尽如人意。
6
单管荧光定量PCR技术
• 单管荧光定量PCR（Fluorogenic Quantitative PCR, FQ-PCR）技术是融合 了PCR技术与DNA探针杂交技术的优点， 实验的整个过程只在加样时打开1次反应管， 在PCR的每个循环中可以直接监测到荧光 信号的变化，根据PCR反应酶动力学特点 分析软件会自动对DNA进行定量，因此也 有人称FQ-PCR为实时荧光定量PCR （Real-time Fluorogenic Quantitative PCR）。
肿瘤的分子生物学
Apoptosis versus Necrosis
细胞凋亡的激发因素
生理性因素 损伤刺激
肿瘤坏死因子家族 FasL、TNF P53 、PTEN 转化生长因子
神经递质 谷氨酸、多巴胺 去除细胞生长因子 基质失去粘附特性
病毒感染 细胞毒素 细胞抑癌基因 自由基
治疗因素 化疗药物 紫外线 中草药
细胞凋亡的抑制因素
②在遗传方式上，原癌基因是显性的，而抑癌基因在
细胞水平上是隐性的，
③在突变发生的细胞类型上，抑癌基因突变可以发生
在体细胞中，也可能发生在生殖细胞中并通过生殖
细胞得到遗传。原癌基因突变只发生在体细胞中。
p53直接作用于细胞周期
p53通过DNA修复酶进行DNA修复 或凋亡，维持基因组可塑性和基 因组稳定性。
癌细胞的特点:
1） 无限繁殖，癌细胞不受海弗利克界限 （Hayflick limit）的影响。 2） 接触抑制现象丧失 3） 癌细胞间粘着性减弱 4） 易被凝集素凝集 5） 粘壁性下降 6） 细胞骨架结构紊乱 7） 产生新的膜抗原 8） 对生长因子需要量降低
癌的多种类型
图 1997年美国不同癌症的发病率和死亡率 （引自 S.Simmons,2003）
视网膜 母细胞瘤
Rb(retinoblastoma)
三 细胞周期调节基因 2001年诺贝尔医学奖
Leland H. Hartwell
(1939-) Fred Hutchinson Cancer Research Center 1973年发现了控制细 胞周期的特定基因
R. Timothy Hunt
(1943 ) Royal Foundation for Cancer Research 1987年确认、克隆了 控制细胞周期基因
肿瘤的分子生物学PPT精品医学课件
正调控作用； ②在遗传方式上，原癌基因是显性的，而抑癌基因在
细胞水平上是隐性的， ③在突变发生的细胞类型上，抑癌基因突变可以发生
在体细胞中，也可能发生在生殖细胞中并通过生殖 细胞得到遗传。原癌基因突变只发生在体细胞中。
p53直接作用于细胞周期
p53通过DNA修复酶进行DNA修复 或凋亡，维持基因组可塑性和基 因组稳定性。
形成致癌性的细胞转化基因。
原癌基因的分类：
根据原癌基因产物在细胞中的位置，可分为： ●与膜结合的蛋白，如src基因产物； ●可溶性蛋白，如mos基因产物； ●核蛋白，如myc基因产物。
根据原癌基因表达产物的功能，可分为： ●蛋白激酶类，如Src家族（酪氨酸蛋白激酶类） ●生长因子类 ●生长因子受体类 ● GTP结合蛋白类，如Ras家族 ●核蛋白类（DNA结合蛋白），如Myc家族 ●未知功能类
1966年，85岁的劳斯获得诺贝尔奖。
1、反转录病毒颗粒结构
2、反转录病毒的复制
3、反转录病毒基因组结构
长末端 重复序列
正常的病毒基因
癌基因
LTR gag
pol
env src LTR
调节和 产生病毒 产生逆转录 产生病毒 产生p60src蛋白质，
启动转录
表面糖蛋白 酶和整合酶
垮膜蛋白
磷酸化蛋白。靶蛋 白磷酸化
癌细胞的特点:
1） 无限繁殖，癌细胞不受海弗利克界限 （Hayflick limit）的影响。 2） 接触抑制现象丧失 3） 癌细胞间粘着性减弱 4） 易被凝集素凝集 5） 粘壁性下降 6） 细胞骨架结构紊乱 7） 产生新的膜抗原 8） 对生长因子需要量降低
癌的多种类型
图 1997年美国不同癌症的发病率和死亡率 （引自 S.Simmons,2003）
细胞水平上是隐性的， ③在突变发生的细胞类型上，抑癌基因突变可以发生
在体细胞中，也可能发生在生殖细胞中并通过生殖 细胞得到遗传。原癌基因突变只发生在体细胞中。
p53直接作用于细胞周期
p53通过DNA修复酶进行DNA修复 或凋亡，维持基因组可塑性和基 因组稳定性。
形成致癌性的细胞转化基因。
原癌基因的分类：
根据原癌基因产物在细胞中的位置，可分为： ●与膜结合的蛋白，如src基因产物； ●可溶性蛋白，如mos基因产物； ●核蛋白，如myc基因产物。
根据原癌基因表达产物的功能，可分为： ●蛋白激酶类，如Src家族（酪氨酸蛋白激酶类） ●生长因子类 ●生长因子受体类 ● GTP结合蛋白类，如Ras家族 ●核蛋白类（DNA结合蛋白），如Myc家族 ●未知功能类
1966年，85岁的劳斯获得诺贝尔奖。
1、反转录病毒颗粒结构
2、反转录病毒的复制
3、反转录病毒基因组结构
长末端 重复序列
正常的病毒基因
癌基因
LTR gag
pol
env src LTR
调节和 产生病毒 产生逆转录 产生病毒 产生p60src蛋白质，
启动转录
表面糖蛋白 酶和整合酶
垮膜蛋白
磷酸化蛋白。靶蛋 白磷酸化
癌细胞的特点:
1） 无限繁殖，癌细胞不受海弗利克界限 （Hayflick limit）的影响。 2） 接触抑制现象丧失 3） 癌细胞间粘着性减弱 4） 易被凝集素凝集 5） 粘壁性下降 6） 细胞骨架结构紊乱 7） 产生新的膜抗原 8） 对生长因子需要量降低
癌的多种类型
图 1997年美国不同癌症的发病率和死亡率 （引自 S.Simmons,2003）
肿瘤的分子生物学检验技术ppt课件
通用遗传密码和线粒体遗传密码的差异
密码子
线粒体DNA编码
核DNA编码
UGA
色氨酸
终止
AUA
起始
异亮氨酸
AGG
终止
精氨酸
2、mtDNA复制特点
D环复制为主要模式，重链以逆时针方向复 制，轻链以顺时针方向复制。
nDNA只在细胞分裂时复制，mtDNA一直 处于分裂状态，并由nDNA编码的调控因子 控制。
因
T12338C
ND4
同质性
Wong et al.（2002）
可以调节ND4
25号染色体
一、线粒体基因组及其表达系统
（一）人类线粒体基因组
1、基因组小, 16569 bp 2、双链环状DNA外环富含鸟 嘌呤称为重链，内环富含胞 嘧啶称轻链 3、1）编码区
13 结构基因 / mRNA 22 tRNA 基因 2 rRNA 基因 2）非编码区 D-loop（约1120bp） L链复制起始区（约30～ 50bp，tRNAAsn-tRNACys）
1、 DHPLC检测的样本要求
（1）片段大小：最好在200-500bp.敏感性最好 。
（2）样品质量：检测前不许纯化，核苷酸和引物 会很早被洗脱，模板大分子在样品峰后洗脱。引 物二聚体和非特异性扩增及碱基数类似的污染物 需优化PCR去除。
（3）样品含量：PCR浓度必须足够大，要求2微 升产物经琼脂糖凝胶电泳可见清晰条带，相当于 浓度至少20ng/ul.
，T4216C ，C4019T C4171A
ND1
同质性/异质性
Kim et al.(2002)
，G5244A ，C4777T T4216C
ND1
同质性
Torroni et al.(1994）
密码子
线粒体DNA编码
核DNA编码
UGA
色氨酸
终止
AUA
起始
异亮氨酸
AGG
终止
精氨酸
2、mtDNA复制特点
D环复制为主要模式，重链以逆时针方向复 制，轻链以顺时针方向复制。
nDNA只在细胞分裂时复制，mtDNA一直 处于分裂状态，并由nDNA编码的调控因子 控制。
因
T12338C
ND4
同质性
Wong et al.（2002）
可以调节ND4
25号染色体
一、线粒体基因组及其表达系统
（一）人类线粒体基因组
1、基因组小, 16569 bp 2、双链环状DNA外环富含鸟 嘌呤称为重链，内环富含胞 嘧啶称轻链 3、1）编码区
13 结构基因 / mRNA 22 tRNA 基因 2 rRNA 基因 2）非编码区 D-loop（约1120bp） L链复制起始区（约30～ 50bp，tRNAAsn-tRNACys）
1、 DHPLC检测的样本要求
（1）片段大小：最好在200-500bp.敏感性最好 。
（2）样品质量：检测前不许纯化，核苷酸和引物 会很早被洗脱，模板大分子在样品峰后洗脱。引 物二聚体和非特异性扩增及碱基数类似的污染物 需优化PCR去除。
（3）样品含量：PCR浓度必须足够大，要求2微 升产物经琼脂糖凝胶电泳可见清晰条带，相当于 浓度至少20ng/ul.
，T4216C ，C4019T C4171A
ND1
同质性/异质性
Kim et al.(2002)
，G5244A ，C4777T T4216C
ND1
同质性
Torroni et al.(1994）
肿瘤分子生物学(共46张PPT)
③染色体易位和基因重排
Ⅲ体外不能使培养的细胞发生转化。
C-myb：白血病，淋巴瘤，卵巢癌
易位是指某一段基因从染色体正常位置转移到另 若等为基因中一个基因突变与腺瘤形成有关，另一个也突变，则发生结肠癌。
主要通过阻止细胞生长繁殖，抑制瘤细胞进入S期，是细胞周期固有的抑制成分，一旦异常，引发多种肿瘤。 ⑥表达调控细胞凋亡的Bcl-2癌蛋白
中，C-sis的活性蛋白PDGF对C-myc表达起协同作用。
，重排后形成bcr-abl融合基因，使P145变为P210 ⑴与肿瘤细胞锚定黏附能力有关的分子机制
通过GTP到GDP的转换释放磷酸和能量，可将细胞表面的刺激信号（生长因子、激酶或神经递质）传到细胞内效应器上。
，表达酪氨酸激酶，从而异常激活。（ ⒊细胞寿命长，有的在体外可长期培养、传代建系
④GTP酶类的癌蛋白
H-rab、K-rab、N-ras、C-gip2、C-gsp的表达产物 为GTP酶、信号传递蛋白。通过GTP到GDP的转换 释放磷酸和能量，可将细胞表面的刺激信号（生 长因子、激酶或神经递质）传到细胞内效应器上 。
GTP转换成GDP需与GAP结合，上述原癌基因点突 变后的产物p21含改变GAP与GTP结合，影响GTP向 GDP转换，使细胞刺激信号传递到效应器的时间大 为延长而致癌。
⑤表达核内转录调控的癌蛋白
C-enbA、C-ets-1、C-ets-2、C-fos、C-jun 、C-mgc等这些基因有一些区域具有与蛋 白质结合的功能结构域，其基因产物可 与DNA结合，也可先与蛋白质结合形成 二聚体后，再与DNA结合，然后调控下 游靶基因转录。如C-myc产物在核内与 DNA结合后，可调控DNA复制，使细胞 持续增生，不能进入终末分化，呈幼稚 类型，即癌。
肿瘤的分子生物学检验
肿瘤分子生物学的历史与发展
肿瘤分子生物学的发展始于20世纪50年代，随着基因组学、蛋白质组学和代谢组学 等技术的快速发展，肿瘤分子生物学的研究成果不断涌现。
目前，肿瘤分子生物学的研究已经深入到单细胞水平，通过高通量测序、质谱分析 等技术，可以更全面地揭示肿瘤细胞的分子特征和变化规律。
未来，肿瘤分子生物学将继续发挥重要作用，推动肿瘤诊断和治疗技术的不断进步 和创新。
肿瘤标志物动态监测
通过连续监测肿瘤标志物的变化，评估治疗效果和复发风险，为 调整治疗方案提供依据。
病理组织学评估
通过对肿瘤组织进行病理学评估，了解肿瘤的生长方式、浸润深 度和淋巴结转移情况，预测患者的预后。
肿瘤的个体化治疗
靶向治疗
通过检测肿瘤细胞中的基因突变和相关蛋白表达，针对特定靶点设 计药物，提高治疗的针对性和有效性。
新技术和新方法的研发
随着生物技术的不断发展，新的检测方法和检测技术将不断涌现，如基因测序、蛋白质组 学、代谢组学等，这些技术将有助于提高检测的灵敏度和特异性。
个体化精准医疗
基于分子生物学特征的个体化精准医疗将成为未来肿瘤治疗的重要方向。通过分子生物学 检验，可以深入了解每个患者的肿瘤特征，为其提供定制化的治疗方案。
评估具有重要意义。
02
案例分析
通过分子生物学检验，可以检测肺癌患者是否存在EGFR基因突变、
ALK基因重排等基因异常，为靶向治疗提供依据。
03
案例结论
肺癌的分子生物学检验有助于精准诊断和个性化治疗，提高患者的生存
率和生活质量。
乳腺癌的分子生物学检验案例
案例概述
乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤 之一，其分子生物学特征对于治 疗和预后具有重要影响。
《肿瘤分子生物学》课件
《肿瘤分子生物学》PPT 课件
肿瘤分子生物学探索了肿瘤发展和治疗的关键过程。本课件将为您介绍肿瘤 分子生物学的背景知识以及其在诊断与治疗中的重要作用。
肿瘤的发生与分子机制
1
癌基因的突变
了解肿瘤的基因突变对于揭示肿瘤发生的分子机制具有重要意义。
2
肿瘤抑制基因的失活
肿瘤抑制基有 重要意义。
3
肿瘤微环境的影响
了解肿瘤微环境对肿瘤细胞生长和转移的影响对于开发新的治疗策略具有重要意 义。
肿瘤标志物与诊断
常见的肿瘤标志物
了解常见的肿瘤标志物能够帮助我们更早地发 现和诊断肿瘤。
诊断肿瘤的方法
掌握不同的肿瘤诊断方法，可以提高肿瘤早期 检测和准确诊断的能力。
肿瘤的预后与治疗
1
肿瘤分期与预后预测
了解肿瘤分期的意义以及预后预测对于制定个体化治疗方案具有重要作用。
2
常用的肿瘤治疗方法
掌握肿瘤的常用治疗方法，包括手术切除、放射治疗和化学治疗等，对于提高治疗效果至关 重要。
肿瘤免疫学与未来展望
探索肿瘤免疫学的最新进展，包括免疫检查点抑制剂的应用和个体化免疫治 疗的前景。
肿瘤分子生物学探索了肿瘤发展和治疗的关键过程。本课件将为您介绍肿瘤 分子生物学的背景知识以及其在诊断与治疗中的重要作用。
肿瘤的发生与分子机制
1
癌基因的突变
了解肿瘤的基因突变对于揭示肿瘤发生的分子机制具有重要意义。
2
肿瘤抑制基因的失活
肿瘤抑制基有 重要意义。
3
肿瘤微环境的影响
了解肿瘤微环境对肿瘤细胞生长和转移的影响对于开发新的治疗策略具有重要意 义。
肿瘤标志物与诊断
常见的肿瘤标志物
了解常见的肿瘤标志物能够帮助我们更早地发 现和诊断肿瘤。
诊断肿瘤的方法
掌握不同的肿瘤诊断方法，可以提高肿瘤早期 检测和准确诊断的能力。
肿瘤的预后与治疗
1
肿瘤分期与预后预测
了解肿瘤分期的意义以及预后预测对于制定个体化治疗方案具有重要作用。
2
常用的肿瘤治疗方法
掌握肿瘤的常用治疗方法，包括手术切除、放射治疗和化学治疗等，对于提高治疗效果至关 重要。
肿瘤免疫学与未来展望
探索肿瘤免疫学的最新进展，包括免疫检查点抑制剂的应用和个体化免疫治 疗的前景。
基础医学肿瘤的分子诊断PPT课件
assay,ELISA ） • 蛋白印迹（Western blot） • 流式细胞仪测试法
第5页/共69页
（二）基因扩增的检测
基因拷贝数的增加和转录产物的mRNA 的增加
分子诊断检测方法:
原位杂交 （in situ hybridization,ISH） 荧光原位杂交
（fluorescence in situ hybridization, FISH） 原 位 PCR （ in situ polymerase chain reaction） Southern杂交（第D6页N/共A69杂页 交）
第31页/共69页
该法检出率很高，也是检测片段最长的方法。应用荧光检测系统可增 强敏感度。该法中的化学试剂有毒，故又发展了碳化二亚胺检测法 （Carbodiimide，CDI），CDI为无毒物质。
第32页/共69页
（六）等位基因特异性寡核苷酸分析法 (allele-specific oligonucleotide ASO) 设计一段20bp左右的寡核苷酸片段，其中包含了发生突变
用连续二次的巢式PCR来扩增包括存在酶位点编码子的DNA片段，在两次 扩增反应之间用相应的内切酶消化扩增的DNA片段，野生型因被酶切而不 能进入第二次PCR扩增，而突变型则能完整进入第二次PCR扩增并得到产物 的富集。
第28页/共69页
（四）变性梯度凝胶电泳法
（
denaturing
gradient
原位杂交（in situ hybridization,ISH） 将分子杂交与组织化学相结合的一项技术，属固相核酸分子杂交范围，
它用标记的DNA或RNA为探针在原位检测组织细胞内特异的DNA或RNA 序列。
第7页/共69页
优点：
1、具有分子杂交的特异性强、灵敏高特点， 同
第5页/共69页
（二）基因扩增的检测
基因拷贝数的增加和转录产物的mRNA 的增加
分子诊断检测方法:
原位杂交 （in situ hybridization,ISH） 荧光原位杂交
（fluorescence in situ hybridization, FISH） 原 位 PCR （ in situ polymerase chain reaction） Southern杂交（第D6页N/共A69杂页 交）
第31页/共69页
该法检出率很高，也是检测片段最长的方法。应用荧光检测系统可增 强敏感度。该法中的化学试剂有毒，故又发展了碳化二亚胺检测法 （Carbodiimide，CDI），CDI为无毒物质。
第32页/共69页
（六）等位基因特异性寡核苷酸分析法 (allele-specific oligonucleotide ASO) 设计一段20bp左右的寡核苷酸片段，其中包含了发生突变
用连续二次的巢式PCR来扩增包括存在酶位点编码子的DNA片段，在两次 扩增反应之间用相应的内切酶消化扩增的DNA片段，野生型因被酶切而不 能进入第二次PCR扩增，而突变型则能完整进入第二次PCR扩增并得到产物 的富集。
第28页/共69页
（四）变性梯度凝胶电泳法
（
denaturing
gradient
原位杂交（in situ hybridization,ISH） 将分子杂交与组织化学相结合的一项技术，属固相核酸分子杂交范围，
它用标记的DNA或RNA为探针在原位检测组织细胞内特异的DNA或RNA 序列。
第7页/共69页
优点：
1、具有分子杂交的特异性强、灵敏高特点， 同
肿瘤生化与分子生物学基础PPT
如给小鼠背上涂布微量二甲基苯并蒽再继续涂布 佛波醇酯（TPA）可使几乎所有小鼠都发生肿瘤。
（二）物理因素的致癌作用
物理因素有电磁波辐射，以及电子、质子、中子等
二战中广岛，原子弹 建筑材料中的c-Jun 、k-ras被异常激活、过表达
（三）病毒的致癌作用
1909年， Rous实验发现，含有鸡肉瘤病毒的无细胞滤液 能诱发小鸡长肉瘤，这种病毒被称为Rous肉瘤病毒。
调控序列（LTR）,具有增强子样功能。 当其插入宿主细胞DNA分子中后，可促进宿主细
胞基因表达。
MMTV的插入→生长因子int基因过表达 →促进细胞增殖。
（3） 病毒癌基因与细胞癌基因的同源性
在进化过程中，病毒感染宿主细胞后，可从宿主 细胞获得一部分细胞癌基因序列，即称为病毒癌基因 （V-onc）。
与Cyclin相反，Cdk抑制蛋白（CKI）抑 制Cdk活性。
cyclin
(+)
Rb-P
cyclin/CDK
P53
(+)
CDI (P21、p16)
(--)
Rb不被磷酸化
Rb-P不与E2F结合 E2F发挥转录 因子作用
促进细胞增殖
Rb-E2F（E2F失活）
细胞周期 停止在G1期
1) Cyclin促进CDK活性Rb-P而失活E2F活化细胞进程
2. 糖异生及糖原合成能力均下降
肝细胞癌变过程中： 糖异生的4个关键酶 难以维持正常血糖浓度 糖原合酶活性 肝内糖原含量低下 更难以维持正常血糖浓度
这可能是晚期肝癌患者出现低血糖的重要 原因。
3．氨基酸分解下降而蛋白质合成增强
肿瘤组织：
1）谷氨酸脱氢酶、ALT、AST等酶活性、联合脱氨基作 用氨基酸分解
（二）物理因素的致癌作用
物理因素有电磁波辐射，以及电子、质子、中子等
二战中广岛，原子弹 建筑材料中的c-Jun 、k-ras被异常激活、过表达
（三）病毒的致癌作用
1909年， Rous实验发现，含有鸡肉瘤病毒的无细胞滤液 能诱发小鸡长肉瘤，这种病毒被称为Rous肉瘤病毒。
调控序列（LTR）,具有增强子样功能。 当其插入宿主细胞DNA分子中后，可促进宿主细
胞基因表达。
MMTV的插入→生长因子int基因过表达 →促进细胞增殖。
（3） 病毒癌基因与细胞癌基因的同源性
在进化过程中，病毒感染宿主细胞后，可从宿主 细胞获得一部分细胞癌基因序列，即称为病毒癌基因 （V-onc）。
与Cyclin相反，Cdk抑制蛋白（CKI）抑 制Cdk活性。
cyclin
(+)
Rb-P
cyclin/CDK
P53
(+)
CDI (P21、p16)
(--)
Rb不被磷酸化
Rb-P不与E2F结合 E2F发挥转录 因子作用
促进细胞增殖
Rb-E2F（E2F失活）
细胞周期 停止在G1期
1) Cyclin促进CDK活性Rb-P而失活E2F活化细胞进程
2. 糖异生及糖原合成能力均下降
肝细胞癌变过程中： 糖异生的4个关键酶 难以维持正常血糖浓度 糖原合酶活性 肝内糖原含量低下 更难以维持正常血糖浓度
这可能是晚期肝癌患者出现低血糖的重要 原因。
3．氨基酸分解下降而蛋白质合成增强
肿瘤组织：
1）谷氨酸脱氢酶、ALT、AST等酶活性、联合脱氨基作 用氨基酸分解
肿瘤的分子生物学检验
免疫治疗
通过检测肿瘤细胞的免疫 表型和相关基因表达，为 患者提供免疫治疗策略， 提高治疗效果。
个体化用药指导
根据患者的基因型和表型 ，为患者提供个体化的用 药指导，降低毒副作用和 提高疗效。
肿瘤的预后评估与复发监测
要点一
预后评估
要点二
复发监测
通过检测肿瘤细胞的基因表达、染色体异常和蛋白质组学 特征，评估患者的预后情况，为制定治疗方案提供依据。
基因表达谱的应用
通过比较正常组织和肿瘤组织之间的基因表达差异，可以发现与肿瘤发生、发展相关的 关键基因，为肿瘤的诊断、治疗和预后评估提供依据。
蛋白质组学分析
蛋白质组学分析
利用质谱等技术，检测肿瘤组织中蛋白 质的表达和修饰情况，以揭示肿瘤的生 物学特征和功能机制。
VS
蛋白质组学分析的应用
通过研究肿瘤组织中蛋白质的表达模式和 相互作用网络，可以深入了解肿瘤的分子 机制，为药物靶点的发现瘤分子生物学检验数据库，整合不同来源 的数据，实现数据共享与挖掘。
临床应用的普及与推广
培训与教育
加强对临床医生、实验室技术人员的 培训与教育，提高他们对肿瘤分子生 物学检验的认识与应用能力。
政策支持
制定相关政策，鼓励医疗机构引进和 应用肿瘤分子生物学检验技术，提高 临床诊疗水平。
代谢组学分析
代谢组学分析
利用核磁共振、质谱等技术，检测肿瘤组织 中代谢产物的变化情况，以揭示肿瘤的代谢 特征和能量代谢机制。
代谢组学分析的应用
通过研究肿瘤组织中代谢产物的变化，可以 了解肿瘤的生长、侵袭和转移能力，为肿瘤 的诊断、治疗和预后评估提供依据。
表观遗传学分析
表观遗传学分析
利用染色质免疫沉淀、高通量测序等技术， 检测肿瘤组织中DNA甲基化、组蛋白修饰 等表观遗传学变化情况，以揭示肿瘤的表观 遗传学特征和调控机制。
肿瘤的分子生物学检验
• p53大多数点突变是引起蛋白功能改变的错义突变，少数是无义 突变或终止码突变
14
p16 基因
• 又叫MTS（multiple tumor suppressor 1）基因
• p16基因定位于人染色体9p21，由2个内含子及3个外显子
组成
• p16基因是细胞周期中的一种基本基因，其表达产物直接参
与细胞增殖的负调节 • 有人把它比作细胞周期中的刹车装置，一旦失灵则会导致
9
细胞周期调节基因
10
细胞凋亡相关基因
11
Rb磷酸化对细胞周期的影响
•在 G0、 G1期，低磷酸 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；
•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 胞立即进入增殖阶段。
•当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。
表12-1：大致了解
5
6
7
c-abl原癌基因的易位激活
（Philadelphia chromosome,Ph）Ph染色体 已被公认为慢性粒细胞性白 血病的特异标记染色体
c-abl原癌基因，经重排后插入到另一称为bcr (break point cluster region)基因的启动子之后， 9号和22号染色体长臂易位的结果。易位 使9号染色体长臂（9q34）上的原癌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ因abl和22号染色体(22q11)上的 bcr基因重新组合成融合基因。后者具有增高了的酪氨酸激酶活性， 而使其转录活性增加，从而引起慢性粒细胞性白血病的发生
18
19
维持细胞基因组稳定的相关基因 ---DNA修复基因
14
p16 基因
• 又叫MTS（multiple tumor suppressor 1）基因
• p16基因定位于人染色体9p21，由2个内含子及3个外显子
组成
• p16基因是细胞周期中的一种基本基因，其表达产物直接参
与细胞增殖的负调节 • 有人把它比作细胞周期中的刹车装置，一旦失灵则会导致
9
细胞周期调节基因
10
细胞凋亡相关基因
11
Rb磷酸化对细胞周期的影响
•在 G0、 G1期，低磷酸 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；
•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 胞立即进入增殖阶段。
•当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。
表12-1：大致了解
5
6
7
c-abl原癌基因的易位激活
（Philadelphia chromosome,Ph）Ph染色体 已被公认为慢性粒细胞性白 血病的特异标记染色体
c-abl原癌基因，经重排后插入到另一称为bcr (break point cluster region)基因的启动子之后， 9号和22号染色体长臂易位的结果。易位 使9号染色体长臂（9q34）上的原癌ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ因abl和22号染色体(22q11)上的 bcr基因重新组合成融合基因。后者具有增高了的酪氨酸激酶活性， 而使其转录活性增加，从而引起慢性粒细胞性白血病的发生
18
19
维持细胞基因组稳定的相关基因 ---DNA修复基因
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生长因子、某些蛋白激酶类活性密切相关，只是抑癌 基因给予细胞的信号与原癌基因相反
17
（二）抑癌基因失活机理 1、视网膜母细胞瘤(retino-blastoma，Rb) （1）特点： ★基因组成：27个外显子，3-17外显子区域是基
因重组和突变的热点 ★编码：p105的蛋白质，其有结合DNA的活性，
20
基因1 基因2 原癌基因 M W 肿瘤 抑癌基因 M W
M M 肿瘤
抑癌基因又称为隐性癌基因
21
（2）p53基因 ★特点：17p13，11个外显子，10个内含子 ★编码：393个氨基酸，p53
22
★作用：产物能结合DNA和被磷酸化。 （1）抑制肿瘤细胞停滞在修复前期不能进入S期复制DNA 而促使细胞凋亡
CA125（OC125）
• 第3阶段（1990以后）：基因标志
– 肿瘤基因标志
2
一、原癌基因(oncogene，onc)及其表达产物的作用
1、定义： 原癌基因是指人类或其他动物细胞（以及致癌病毒）
固有的一类基因，能诱导细胞正常转化并使之获得新生 物特征的基因总称。原癌基因包括病毒癌基因（v-onc） 和细胞癌基因（c-onc）两种，它们在正常情况下以非激 活的形式存在，故称原癌基因。负责调控正常细胞的生 命活动，包括细胞增生、生长因子信号传递、细胞周期 进展、细胞存活以及DNA转录等。一旦这类基因发生某 些错误或功能丧失时，极易导致原癌基因转变为可使正 常细胞转化为肿瘤的转化基因或癌基因。
5
细胞癌基因的作用： 通过其表达产物蛋白质来体现的，负责调控正常细胞的生 命活动，包括细胞增生、生长因子信号传递、细胞周期进 展、细胞存活以及DNA转录等。
6
二、癌基因
定义：原癌基因在进化上高度保守，负责调控正常细胞的生命 活动，包括细胞增生、生长因子信号传递、细胞周期进展、细 胞存活以及DNA转录等。一旦这类基因发生某些错误或功能丧失 时，极易导致原癌基因转变为可使正常细胞转化为肿瘤的转 化基因或癌基因
23
野生型p53的蛋白质
p53下调bcl-2而上 调bax，促进细胞凋 亡过程。向丢失p53 等位基因的肿瘤细胞 中导入野生型p53就 会使肿瘤细胞凋亡
10
(三)原癌基因甲基化程度降低而激活 DNA分子中的甲基化(methylation)对阻抑基因的转
录具有重要作用
11
现已发现在结肠腺癌和小细胞肺癌的细胞中，ras基因 的DNA甲基化水平比其邻近的正常细胞明显偏低，提 示某些原癌基因是由于甲基化程度降低而激活
12
(四)原癌基因的拷贝数增加 基因扩增(amplification)：
肿瘤的分子生物学检验
肿瘤标志物的研究历史
• 第1阶段（1963-1978）：癌胚性抗原
– 1963年 Abelev
AFP
– 1965年 Gold & Freeman CEA
• 第2阶段（1979-1989）：糖链抗原为主
– 1980年 Koprowski
CA19-9（1116-NS-19-9）
– 1981年 Bast
mutation
9
(二)原癌基因获得外源启动子而激活 肿瘤细胞中原癌基因的表达水平可以其转录的
mRNA或翻译产物蛋白质的含量来表示 在原癌基因的上游插入外源性启动子或增强子可激
活原癌基因，使其表达产物增多 病毒的增强子常位于5’端的长末端重复序列(1ong
terminal repeat，LTR)内。如果增强子插入到原癌基 因的附近或远处，均使之激活，促使癌基因的表达比 正常表达增高几十甚至上百倍
某些癌基因通过一些机制在原来的染色体上复制多 个拷贝，超出了正常细胞的癌基因剂量，导致基因产 物的增加，从而使细胞正常功能紊乱 例如：
人视网膜母细胞瘤：N-myc扩增了10-200倍，相应的 mRNA和蛋白质产物也都大量增加
13
(五)基因易位或重排使原癌基因激活 基因易位（translocation） 基因重排（rearrangemant）：
7
三、原癌基因的激活机制 原癌基因具有正常的生理功能，被激活时又具有
致癌能力，因此研究原癌基因如何被激活是很重要的。 现已证实 射线辐射 化学致癌剂 病毒感染
8
(一)原癌基因点突变(point mutation) 癌基因在编码顺序的特定位置上的某一个核苷酸发
生突变，使其表达蛋白质中相应的氨基酸发生变化， 从而获得了转化细胞的活性
3
2、特点： （1）v-onc是病毒基因组中特殊的核苷酸序列，能
引起细胞转化 （2）c-onc是存在于正常细胞基因组中的癌基因，
在正常情况下处于静止或低表达的状态，不 仅对细胞无害，而且对维持细胞正常功能具 有重要作用，但在异常表达时，其产物可使 细胞无限制分裂
4
细胞癌基因与病毒癌基因核酸序列有同源性即它 们的DNA序列是相对应的，表达产物也基本相 同
可受多种激酶系统催化而发生磷酸化
18
（2）作用： 不同程度磷酸化后，都可使p105活性缺乏或完全Байду номын сангаас
消失。非磷酸化的Rb可防止细胞增殖，当DNA肿 瘤病毒抗原结合了非磷酸化的Rb时，Rb的活性就 受到抑制，使细胞转化为无限增殖状态，形成肿瘤
19
对于大量来自视网膜母细胞瘤的Rb基因序列进行分析， 发现Rb基因完全或部分发生缺失；另一些Rb肿瘤中， 基因完整，但序列分析显示有一个突变，它常发生于 剪接点上，由于这一变异导致Rb mRNA组装时有外显 子被漏掉，因而产生异常Rb蛋白质
有些癌基因从其染色体的正常位置转移到另一染色 体的某个位置，由于调控环境发生变化，导致从相对 静止状态变成激活状态，使原癌基因表达产物显著增 加而导致肿瘤的发生
14
染色体易位使位于9q34的c-abl基因转移到第22对染 色体上，重排形成bcr-abl融合基因，使表达增高，蛋 白质产物也由p145变成p210，其酪氨酸蛋白激酶活性 大为增加，导致慢性粒细胞白血病的发生
15
四、抑癌基因
抑癌基因(suppresser gene)又称抗癌基因(anti-onc)，
是存在于正常细胞内的一类可抑制细胞生长的基因，并有潜 在抑癌作用。当这类基因发生突变、缺失或失活时，可引起 细胞恶性转化而导致肿瘤的发生
16
（一）抑癌基因及其表达产物 抑癌基因与调控细胞分裂和分化过程相关，可能与
17
（二）抑癌基因失活机理 1、视网膜母细胞瘤(retino-blastoma，Rb) （1）特点： ★基因组成：27个外显子，3-17外显子区域是基
因重组和突变的热点 ★编码：p105的蛋白质，其有结合DNA的活性，
20
基因1 基因2 原癌基因 M W 肿瘤 抑癌基因 M W
M M 肿瘤
抑癌基因又称为隐性癌基因
21
（2）p53基因 ★特点：17p13，11个外显子，10个内含子 ★编码：393个氨基酸，p53
22
★作用：产物能结合DNA和被磷酸化。 （1）抑制肿瘤细胞停滞在修复前期不能进入S期复制DNA 而促使细胞凋亡
CA125（OC125）
• 第3阶段（1990以后）：基因标志
– 肿瘤基因标志
2
一、原癌基因(oncogene，onc)及其表达产物的作用
1、定义： 原癌基因是指人类或其他动物细胞（以及致癌病毒）
固有的一类基因，能诱导细胞正常转化并使之获得新生 物特征的基因总称。原癌基因包括病毒癌基因（v-onc） 和细胞癌基因（c-onc）两种，它们在正常情况下以非激 活的形式存在，故称原癌基因。负责调控正常细胞的生 命活动，包括细胞增生、生长因子信号传递、细胞周期 进展、细胞存活以及DNA转录等。一旦这类基因发生某 些错误或功能丧失时，极易导致原癌基因转变为可使正 常细胞转化为肿瘤的转化基因或癌基因。
5
细胞癌基因的作用： 通过其表达产物蛋白质来体现的，负责调控正常细胞的生 命活动，包括细胞增生、生长因子信号传递、细胞周期进 展、细胞存活以及DNA转录等。
6
二、癌基因
定义：原癌基因在进化上高度保守，负责调控正常细胞的生命 活动，包括细胞增生、生长因子信号传递、细胞周期进展、细 胞存活以及DNA转录等。一旦这类基因发生某些错误或功能丧失 时，极易导致原癌基因转变为可使正常细胞转化为肿瘤的转 化基因或癌基因
23
野生型p53的蛋白质
p53下调bcl-2而上 调bax，促进细胞凋 亡过程。向丢失p53 等位基因的肿瘤细胞 中导入野生型p53就 会使肿瘤细胞凋亡
10
(三)原癌基因甲基化程度降低而激活 DNA分子中的甲基化(methylation)对阻抑基因的转
录具有重要作用
11
现已发现在结肠腺癌和小细胞肺癌的细胞中，ras基因 的DNA甲基化水平比其邻近的正常细胞明显偏低，提 示某些原癌基因是由于甲基化程度降低而激活
12
(四)原癌基因的拷贝数增加 基因扩增(amplification)：
肿瘤的分子生物学检验
肿瘤标志物的研究历史
• 第1阶段（1963-1978）：癌胚性抗原
– 1963年 Abelev
AFP
– 1965年 Gold & Freeman CEA
• 第2阶段（1979-1989）：糖链抗原为主
– 1980年 Koprowski
CA19-9（1116-NS-19-9）
– 1981年 Bast
mutation
9
(二)原癌基因获得外源启动子而激活 肿瘤细胞中原癌基因的表达水平可以其转录的
mRNA或翻译产物蛋白质的含量来表示 在原癌基因的上游插入外源性启动子或增强子可激
活原癌基因，使其表达产物增多 病毒的增强子常位于5’端的长末端重复序列(1ong
terminal repeat，LTR)内。如果增强子插入到原癌基 因的附近或远处，均使之激活，促使癌基因的表达比 正常表达增高几十甚至上百倍
某些癌基因通过一些机制在原来的染色体上复制多 个拷贝，超出了正常细胞的癌基因剂量，导致基因产 物的增加，从而使细胞正常功能紊乱 例如：
人视网膜母细胞瘤：N-myc扩增了10-200倍，相应的 mRNA和蛋白质产物也都大量增加
13
(五)基因易位或重排使原癌基因激活 基因易位（translocation） 基因重排（rearrangemant）：
7
三、原癌基因的激活机制 原癌基因具有正常的生理功能，被激活时又具有
致癌能力，因此研究原癌基因如何被激活是很重要的。 现已证实 射线辐射 化学致癌剂 病毒感染
8
(一)原癌基因点突变(point mutation) 癌基因在编码顺序的特定位置上的某一个核苷酸发
生突变，使其表达蛋白质中相应的氨基酸发生变化， 从而获得了转化细胞的活性
3
2、特点： （1）v-onc是病毒基因组中特殊的核苷酸序列，能
引起细胞转化 （2）c-onc是存在于正常细胞基因组中的癌基因，
在正常情况下处于静止或低表达的状态，不 仅对细胞无害，而且对维持细胞正常功能具 有重要作用，但在异常表达时，其产物可使 细胞无限制分裂
4
细胞癌基因与病毒癌基因核酸序列有同源性即它 们的DNA序列是相对应的，表达产物也基本相 同
可受多种激酶系统催化而发生磷酸化
18
（2）作用： 不同程度磷酸化后，都可使p105活性缺乏或完全Байду номын сангаас
消失。非磷酸化的Rb可防止细胞增殖，当DNA肿 瘤病毒抗原结合了非磷酸化的Rb时，Rb的活性就 受到抑制，使细胞转化为无限增殖状态，形成肿瘤
19
对于大量来自视网膜母细胞瘤的Rb基因序列进行分析， 发现Rb基因完全或部分发生缺失；另一些Rb肿瘤中， 基因完整，但序列分析显示有一个突变，它常发生于 剪接点上，由于这一变异导致Rb mRNA组装时有外显 子被漏掉，因而产生异常Rb蛋白质
有些癌基因从其染色体的正常位置转移到另一染色 体的某个位置，由于调控环境发生变化，导致从相对 静止状态变成激活状态，使原癌基因表达产物显著增 加而导致肿瘤的发生
14
染色体易位使位于9q34的c-abl基因转移到第22对染 色体上，重排形成bcr-abl融合基因，使表达增高，蛋 白质产物也由p145变成p210，其酪氨酸蛋白激酶活性 大为增加，导致慢性粒细胞白血病的发生
15
四、抑癌基因
抑癌基因(suppresser gene)又称抗癌基因(anti-onc)，
是存在于正常细胞内的一类可抑制细胞生长的基因，并有潜 在抑癌作用。当这类基因发生突变、缺失或失活时，可引起 细胞恶性转化而导致肿瘤的发生
16
（一）抑癌基因及其表达产物 抑癌基因与调控细胞分裂和分化过程相关，可能与