第十五章肿瘤分子生物学PPT课件
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肿瘤发生的分子机制PPT课件
Wnt： -Catenin是Wnt通路核心蛋白，其基因突变导致 -Catenin无法磷酸化和乏素化降解，聚集并激活相关癌基因
（c-myc、CyclinD1）等，，， （90%结肠癌）
多阶段---
各种因素＋遗传致癌因子
↓ 激活原癌基因，抑癌基因失活
启动阶段
↓ 细胞发生转化（transformation）
➢ 整合素转导通路：也是一种跨膜蛋白，介导细胞与细
胞外基质的黏附。与肿瘤的形成、生长、分化、凋亡和转 移等过程关系密切。
➢
Wnt转导通路：
➢
JAK-STAT信号转导通路：
❖ 细胞信号转导通路异常与肿瘤
➢ 配体：“自我刺激” ，如：SIS原癌基因的编码产物与血
小板衍化生长因子链高度同源，细胞脱离外来信号调控。
遗传因素：
单基因遗传--1）常染色体显性遗传---如视网膜母细胞瘤、肾母细胞瘤等。 2）常染色体隐性遗传---如 Bloom综合征 ；
多基因遗传--3）目前发现不少肿瘤有家族史，如乳腺癌、胃肠癌、食管
癌、肝癌、鼻咽癌等属于多基因遗传。
免疫因素：
肿瘤抗原： 肿瘤免疫效应：
免疫监视：
多基因---肿瘤发生的相关基因
➢ 癌基因(Oncogene)：又称转化基因。 是一类存在于病毒或细胞基因组中、通过其表达产物在
一定条件下能使正常细胞转变为恶性细胞的核苷酸序列。 存在于病毒内的—病毒癌基因 存在于细胞内的—细胞癌基因
非活化状态的细胞癌基因---原癌基因
➢ 原癌基因(Proto-Oncogene)分类：
生长因子：血小板衍化生长因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长 因子等；
↓ 先呈多克隆性增生
↓ 经过漫长演进 其中一个克隆可相对无限扩增
（c-myc、CyclinD1）等，，， （90%结肠癌）
多阶段---
各种因素＋遗传致癌因子
↓ 激活原癌基因，抑癌基因失活
启动阶段
↓ 细胞发生转化（transformation）
➢ 整合素转导通路：也是一种跨膜蛋白，介导细胞与细
胞外基质的黏附。与肿瘤的形成、生长、分化、凋亡和转 移等过程关系密切。
➢
Wnt转导通路：
➢
JAK-STAT信号转导通路：
❖ 细胞信号转导通路异常与肿瘤
➢ 配体：“自我刺激” ，如：SIS原癌基因的编码产物与血
小板衍化生长因子链高度同源，细胞脱离外来信号调控。
遗传因素：
单基因遗传--1）常染色体显性遗传---如视网膜母细胞瘤、肾母细胞瘤等。 2）常染色体隐性遗传---如 Bloom综合征 ；
多基因遗传--3）目前发现不少肿瘤有家族史，如乳腺癌、胃肠癌、食管
癌、肝癌、鼻咽癌等属于多基因遗传。
免疫因素：
肿瘤抗原： 肿瘤免疫效应：
免疫监视：
多基因---肿瘤发生的相关基因
➢ 癌基因(Oncogene)：又称转化基因。 是一类存在于病毒或细胞基因组中、通过其表达产物在
一定条件下能使正常细胞转变为恶性细胞的核苷酸序列。 存在于病毒内的—病毒癌基因 存在于细胞内的—细胞癌基因
非活化状态的细胞癌基因---原癌基因
➢ 原癌基因(Proto-Oncogene)分类：
生长因子：血小板衍化生长因子、表皮生长因子、成纤维细胞生长 因子等；
↓ 先呈多克隆性增生
↓ 经过漫长演进 其中一个克隆可相对无限扩增
分子生物学-肿瘤
v-onc基因的起源
研究发现，反转录病毒基因组中所带有的onc基因并非来自病毒本身，而是这些 病毒在感染动物或人体之后获得的细胞原癌基因。这些动物或人原癌基因经病毒修 饰和改造后，成为病毒基因组的一部分并具有了致癌性，其作用的靶分子也往往发 生改变。已经证实，各种脊椎动物染色体DNA上都有与Src相类似的DNA序列， 说明它是正常细胞所固有的。因为正常细胞中这些基因是不表达的，只有在细胞发 生癌变时才有活性，所以称为原癌基因。一般说来，细胞原癌基因大都是断裂基因， 带有插入序列，而病毒的致癌基因往往是一个完整的没有断裂的可读框。
02
03
举例
通过杂合缺失鉴定的一个抑癌基因，在星形细胞癌、乳
癌、肺癌、肠癌及骨肉癌中都有高频率缺失现象。
p53基因的保守序列区有单一位点的突变，推测：可能
p53
由于这一突变导致p53基因产物结构与功能的改变，失去抑
癌活性。另外，在一些人体某些肿瘤细胞中也可观察到p53 等位基因的缺失。（这种缺失同样影响肿瘤的发生） 抑癌作用：（可能）通过其蛋白与DNA的结合（这种
与bcr基因相融合， 图 abl原癌基因通过选择性染色体重排转变成细胞癌基因
表达量大为提高。
癌基因的缺失与扩增
很多原癌基因5' 上游区存在负调控序列， 一旦该序列发生缺失或突变、就丧失抑制
基因表达调控的能力。如Brukitt 淋巴瘤 中c-myc可因负调控序列的缺失或LTR 插 入破坏其结构而增强表达。
ras基因的点突变及转化活性分析
某某单位、公司是一家专注于某产品及服务的 综合性公司，在行业内拥有领先地位。在此录入上 述图表的综合描述说明，在此录入上述图表的综合 描述说明。在此录入上述图表的综合描述说明。 在此录入上述图表的综合描述说明，在此录入 上述图表的综合描述说明。在此录入上述图表的综 合描述说明。
【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。
分子生物学恶性肿瘤发生的分子机制ppt课件
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33
①P53基因
❖与人类肿瘤相关性研究得最多的一个基因，
约50%以上的肿瘤P53均突变。
❖有称p53是G1/S检查站的分子警察（正常
p53,称野生型p53）
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P53是G1期能否进入
S期的分子警察
DNA损伤
p53
修复
复制
无法修复 诱导 凋亡
p21 （P21 ） WAF1/CIP1
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④原癌基因的激活机理 1、病毒启动子的插入。 2、基因突变。 3、基因扩增。 4、基因重排。 5、基因间的相互作用。 6、甲基化改变。
c-onc只有在异常表达时才有致癌作用。原癌基因变 为癌基因，癌基因为显性正调控基因
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反义治疗：人工合成针对癌基因的特异寡核苷酸， 转导入肿瘤细胞，如 myc、myb、fos等转入白血 病细胞进行治疗，已取得一定的效果 抑癌基因治疗：有报道将RB、p53和APC等基因 分别导入肿瘤细胞，代替已失活的抑癌基因，以恢 复和增强抑癌功能
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分
组织转化
Ras
子
Met
Ras
结
构
异型增生
模
型
癌
erbB2 Qkt2
P53 扩增
erB2 EGFR
缺失
APC P53
Mdm2
P16
转移
Met akt2
Nm23 Rb
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（2）抑癌基因的普查价值
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）
肿瘤分子生物学讲义
肿瘤分子生物学第一节概述一、肿瘤及肿瘤分子生物学的概念肿瘤（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。
不过有极少数良性肿瘤因其靠近生命中枢或能合成大量生物活性物质也可能杀伤宿主。
例如，脑膜上生长缓慢的良性肿瘤通过压迫使得生命中枢萎缩破坏，最终导致宿主死亡；胰岛细胞良性肿瘤可以分泌大量胰岛素而引起体内胰岛素过量，导致低血糖和死亡。
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。
由于技术水平的限制，目前临床诊断的癌症患者多处于中晚期。
加上不良生活方式如吸烟、过度饮酒、不合理饮食习惯，以及环境污染增加等因素，在刚过去的20世纪，世界各国许多常见癌症的发病率在总体上呈上升趋势，或维持在高水平，在我国的情况亦大致如此。
目前除几种较少见的癌症如妇科的宫颈癌、绒癌等的死亡率有明显下降外，多数常见恶性肿瘤死亡率还处于令人忧心的高位态势下。
有研究者预测，在21世纪癌症仍将是危害人类健康的主要疾病之一，故应引起预防、临床和基础研究者的高度关注。
恶性肿瘤几乎在所有类型的细胞中均可发生。
根据组织学来源，癌症的起源可分为三种：癌（carcinoma）起源于上皮细胞，大部分成人癌症属此类；淋巴瘤起源于脾和淋巴结等的淋巴细胞；肉瘤（sarcoma）起源于间叶组织如结缔组织、骨和肌肉等。
以上在各种实质性组织、脏器中发生的癌症属实体肿瘤（solid tumor）。
白血病起源于骨髓造血细胞，恶性细胞存在于流动的血液中，属液体肿瘤（liquid tumor）。
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。
肿瘤的分子生物学检验PPT实用版
• 1981年 Bast
CA125（OC125）
• 第3阶段（1990以后）基因标志
• 肿瘤基因标志
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（vonc） 和细胞癌基因（conc）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。
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。
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
(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
mutation
(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
负调控信号：促进细胞成熟，向终末分化，最 在设计引物时应使被扩增的靶基因片段的两端含有不同的Tm值，一端较高，另一端相对较低。 (四)原癌基因的拷贝数增加
《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
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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。
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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
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间接致癌物（indirect carcinogen） 这类化合物进 入机体后需经细胞内微粒体混合功能氧化酶代谢 活化后才具有致癌性。
多环芳烃类、芳香胺类、亚硝胺类、致癌 性霉菌毒素和某些食物的热裂解产物等。
3
以氧化过程为主，形成的终致癌物具 有亲电子性，能与DNA结合，造成 DNA损伤，引起突变，诱发肿瘤。
的一类在一定条件下能使正常细胞发生恶 性转化的核苷酸序列。 根据其来源不同分病毒癌基因(viral oncogene,v-onc)和细胞癌基因(cellular oncogene,c-onc)
16
1.病毒癌基因
致瘤病毒中存在的某些核苷酸序列称为癌基因,
即病毒癌基因(v-onc)
病毒癌基因：
RNA病毒癌基因 人类T淋巴性病毒Ⅰ(HTLV-
4
2.物理致癌分子机制 （1）离子辐射:x、γ射线→染色体易位点
突变→白血病. （2）紫外线照射:形成嘧啶二聚体，皮肤癌
5
3.病毒致癌
（1）DNA致瘤病毒：人乳头状病毒（HPV） 生殖器区域鳞癌 EBV:淋巴瘤、鼻咽癌 HBV:肝细胞性肝癌
通过活化细胞癌基因、灭活抑癌基因或 调节细胞信号转导而发挥致癌作用。
肿瘤遗传易感性反映了遗传变异对环境致癌因素 的敏感程度，彰显出肿瘤发生是环境因素和遗传因素 共同作用的结果。
8
1.二次突变假说
1971年， Alfred Knudson提出二次突变假说。
连续两次基因突变使正常细胞转化为癌细胞。
生殖细胞突变+体细胞突变 遗传性肿瘤
正常体细胞两次突变
散发性肿瘤
9
20世纪80年代后期，人们发现Rb患者外 周血淋巴细胞和肿瘤细胞存在13号染色体 长臂部分缺失的基础上成功分离到Rb1的 mRNA并完成了序列分析。取得了癌变机 理研究的重大突破。
Ⅰ)
DNA病毒癌基因 EBV,HSV,HCMV,Ad
习惯上,将逆转录病毒上所含的致癌基因称为v-
onc，而将宿主细胞基因组中的同源基因称为原
癌基因或细胞癌基因。
17
2. 细胞癌基因
1972年Bishop通过核酸分子杂交法证实： 几乎在所有高等动物细胞基因组中，都 有和v-onc相似的DNA序列 这些序列是细胞基因组的成员之一，其 编码的产物具有重要的功能
10
这一理论突破的重要意义 1、证明克努森提出二次突变假说的正确性。 2、为肿瘤易感基因的染色体定位提供了理论 与实验依据 3、开创了抑癌基因参与肿瘤发生研究的先例 4、使Rb疾病预防、预测和早期诊断成为可能
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2、肿瘤易感基因
肿瘤易感基因是指通过遗传获得的，在 细胞癌变中起关键作用，对环境致癌因素敏 感性增高，以及利于癌变克隆选择和生长的 突变基因。
第十五章 肿瘤分子生物学
第一节 肿瘤发生的分子机制 肿瘤发生是内因和外因相互作用的结果。 是一个受多因素作用、涉及多基因、表现为 多阶段的十分复杂的过程。
1
一、概述
（一）环境因素致癌 1.化学物质致癌机制 化学致癌物分直接致癌物和间接致癌物。 直接致癌物（direct carcinogen）进入机体后，不 需体内代谢活化而直接与细胞生物大分子（DNA， RNA，蛋白质）作用而诱导细胞癌变。 各种致癌性烷化剂和金属致癌物
18
细胞癌基因是指真核细胞中存在的一段核苷酸 序列，这段核苷酸序列在正常细胞中以非激活形式 存在，故又称原癌基因(proto-onc)。
细胞癌基因在正常情况下的表达有时间、空间限 制，表达产物参与细胞分化、增殖。
在某些特定条件下激活可致癌变。 原癌基因具有内含子和外显子
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3. 癌基因的命名
用3个斜体小写字母表示，如、src、abl、 ras等
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（2）RNA致瘤病毒: T细胞白血病/淋巴瘤病毒（HTLV-1）→淋 巴瘤。
主要通过转导细胞癌基因和插入活化细 胞癌基因等机制使宿主细胞癌变。
7
（二）肿瘤发生的遗传机制
肿瘤的发生不仅与环境因素有关，也与遗传因素 有关。
存在某些遗传缺陷即生殖细胞突变或基因多态性 改变的个体在相同条件下具有更易发生肿瘤的倾向性 称为肿瘤遗传易感性。
其功能主要包括四个方面：
1.生长因子功能：通过癌编码生长因子样活性物 质，刺激细胞分裂，直接参与细胞信号转导和生 长调节。 2.生长因子受体功能：癌基因分别与一些受体基 因具有不同程度的同源性，其表达产物具有相似 的功能。
22
3.信号转导因子功能： ①非受体酪氨酸蛋白激酶：某些酶蛋白磷酸化(ser) ② GTP结合蛋白:细胞增殖、信号转导中起枢纽作 用。 ③丝/苏氨酸蛋白激酶:与信号转导密切相关。 4.转录因子功能: 结合DNA发挥转录调控作用,甚至 影响复制。
这类基因导致携带者对肿瘤发生的易感性 增强。研究较清楚的、数量较多的是一些抑 癌基因。至今已克隆30个肿瘤础
癌变过程大致分激发、促进、进展和转移等 “多阶段”；肿瘤病理学将癌变病理过程的 增生、不典型增生、原位癌、侵润癌等序贯 性、演进性变化列为“多阶段”证据；癌基 因、抑癌基因、DNA错配修复基因的时序性 变化和交替作用则从分子水平阐明了癌变的 “多阶段”发展的本质。
病毒癌基因：在其名称前冠以前缀“v”，
如v-ras，
细胞癌基因：在其名称前冠以前缀“c”，
如c-ras。
20
（二）癌基因的分类与功能
按癌基因的结构、性质、亚细胞定位以及功 能的相似性分六类： 生长因子类 生长因子受体 非受体酪氨酸蛋白激酶类 GTP结合蛋白类 丝氨酸/苏氨酸激酶类 核内蛋白质类
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13
结肠癌发生演进分子模型
突变
ＡＰＣ ＤＮＡ ＬＯＨ 甲基化
（5q）
Ｋ－ras 突变
（12p）
结肠腺 早期腺瘤 中期腺瘤
上皮增生 <1cm >1cm无灶
突变 ＤＣＣ
ＬＯＨ
（18q）
晚期腺瘤 >1cm有灶
突变
p５３
转移
ＬＯＨ 相关基因
（17p）
结肠癌 转移
14
结肠癌发生的分子事件
二、癌基因
（一）基本概念 癌基因是存在于病毒或细胞基因组中
23
(三) 癌基因的活化机制
原癌基因正常情况下行使正常的调控功能,在某 些特定因素作用下,其结构或调控发生异常,使之激活 才具有致癌活性 活化机制： 1.基因突变 膀胱癌细胞株EJ和T24中, 点突变激活 C-rasH癌基因,造成细胞癌基因大量表达 2.基因重排 染色体异位 burkitt淋巴瘤 t(8;14) 8q24→14q32 C-myc被激活
间接致癌物（indirect carcinogen） 这类化合物进 入机体后需经细胞内微粒体混合功能氧化酶代谢 活化后才具有致癌性。
多环芳烃类、芳香胺类、亚硝胺类、致癌 性霉菌毒素和某些食物的热裂解产物等。
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以氧化过程为主，形成的终致癌物具 有亲电子性，能与DNA结合，造成 DNA损伤，引起突变，诱发肿瘤。
的一类在一定条件下能使正常细胞发生恶 性转化的核苷酸序列。 根据其来源不同分病毒癌基因(viral oncogene,v-onc)和细胞癌基因(cellular oncogene,c-onc)
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1.病毒癌基因
致瘤病毒中存在的某些核苷酸序列称为癌基因,
即病毒癌基因(v-onc)
病毒癌基因：
RNA病毒癌基因 人类T淋巴性病毒Ⅰ(HTLV-
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2.物理致癌分子机制 （1）离子辐射:x、γ射线→染色体易位点
突变→白血病. （2）紫外线照射:形成嘧啶二聚体，皮肤癌
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3.病毒致癌
（1）DNA致瘤病毒：人乳头状病毒（HPV） 生殖器区域鳞癌 EBV:淋巴瘤、鼻咽癌 HBV:肝细胞性肝癌
通过活化细胞癌基因、灭活抑癌基因或 调节细胞信号转导而发挥致癌作用。
肿瘤遗传易感性反映了遗传变异对环境致癌因素 的敏感程度，彰显出肿瘤发生是环境因素和遗传因素 共同作用的结果。
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1.二次突变假说
1971年， Alfred Knudson提出二次突变假说。
连续两次基因突变使正常细胞转化为癌细胞。
生殖细胞突变+体细胞突变 遗传性肿瘤
正常体细胞两次突变
散发性肿瘤
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20世纪80年代后期，人们发现Rb患者外 周血淋巴细胞和肿瘤细胞存在13号染色体 长臂部分缺失的基础上成功分离到Rb1的 mRNA并完成了序列分析。取得了癌变机 理研究的重大突破。
Ⅰ)
DNA病毒癌基因 EBV,HSV,HCMV,Ad
习惯上,将逆转录病毒上所含的致癌基因称为v-
onc，而将宿主细胞基因组中的同源基因称为原
癌基因或细胞癌基因。
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2. 细胞癌基因
1972年Bishop通过核酸分子杂交法证实： 几乎在所有高等动物细胞基因组中，都 有和v-onc相似的DNA序列 这些序列是细胞基因组的成员之一，其 编码的产物具有重要的功能
10
这一理论突破的重要意义 1、证明克努森提出二次突变假说的正确性。 2、为肿瘤易感基因的染色体定位提供了理论 与实验依据 3、开创了抑癌基因参与肿瘤发生研究的先例 4、使Rb疾病预防、预测和早期诊断成为可能
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2、肿瘤易感基因
肿瘤易感基因是指通过遗传获得的，在 细胞癌变中起关键作用，对环境致癌因素敏 感性增高，以及利于癌变克隆选择和生长的 突变基因。
第十五章 肿瘤分子生物学
第一节 肿瘤发生的分子机制 肿瘤发生是内因和外因相互作用的结果。 是一个受多因素作用、涉及多基因、表现为 多阶段的十分复杂的过程。
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一、概述
（一）环境因素致癌 1.化学物质致癌机制 化学致癌物分直接致癌物和间接致癌物。 直接致癌物（direct carcinogen）进入机体后，不 需体内代谢活化而直接与细胞生物大分子（DNA， RNA，蛋白质）作用而诱导细胞癌变。 各种致癌性烷化剂和金属致癌物
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细胞癌基因是指真核细胞中存在的一段核苷酸 序列，这段核苷酸序列在正常细胞中以非激活形式 存在，故又称原癌基因(proto-onc)。
细胞癌基因在正常情况下的表达有时间、空间限 制，表达产物参与细胞分化、增殖。
在某些特定条件下激活可致癌变。 原癌基因具有内含子和外显子
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3. 癌基因的命名
用3个斜体小写字母表示，如、src、abl、 ras等
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（2）RNA致瘤病毒: T细胞白血病/淋巴瘤病毒（HTLV-1）→淋 巴瘤。
主要通过转导细胞癌基因和插入活化细 胞癌基因等机制使宿主细胞癌变。
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（二）肿瘤发生的遗传机制
肿瘤的发生不仅与环境因素有关，也与遗传因素 有关。
存在某些遗传缺陷即生殖细胞突变或基因多态性 改变的个体在相同条件下具有更易发生肿瘤的倾向性 称为肿瘤遗传易感性。
其功能主要包括四个方面：
1.生长因子功能：通过癌编码生长因子样活性物 质，刺激细胞分裂，直接参与细胞信号转导和生 长调节。 2.生长因子受体功能：癌基因分别与一些受体基 因具有不同程度的同源性，其表达产物具有相似 的功能。
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3.信号转导因子功能： ①非受体酪氨酸蛋白激酶：某些酶蛋白磷酸化(ser) ② GTP结合蛋白:细胞增殖、信号转导中起枢纽作 用。 ③丝/苏氨酸蛋白激酶:与信号转导密切相关。 4.转录因子功能: 结合DNA发挥转录调控作用,甚至 影响复制。
这类基因导致携带者对肿瘤发生的易感性 增强。研究较清楚的、数量较多的是一些抑 癌基因。至今已克隆30个肿瘤础
癌变过程大致分激发、促进、进展和转移等 “多阶段”；肿瘤病理学将癌变病理过程的 增生、不典型增生、原位癌、侵润癌等序贯 性、演进性变化列为“多阶段”证据；癌基 因、抑癌基因、DNA错配修复基因的时序性 变化和交替作用则从分子水平阐明了癌变的 “多阶段”发展的本质。
病毒癌基因：在其名称前冠以前缀“v”，
如v-ras，
细胞癌基因：在其名称前冠以前缀“c”，
如c-ras。
20
（二）癌基因的分类与功能
按癌基因的结构、性质、亚细胞定位以及功 能的相似性分六类： 生长因子类 生长因子受体 非受体酪氨酸蛋白激酶类 GTP结合蛋白类 丝氨酸/苏氨酸激酶类 核内蛋白质类
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结肠癌发生演进分子模型
突变
ＡＰＣ ＤＮＡ ＬＯＨ 甲基化
（5q）
Ｋ－ras 突变
（12p）
结肠腺 早期腺瘤 中期腺瘤
上皮增生 <1cm >1cm无灶
突变 ＤＣＣ
ＬＯＨ
（18q）
晚期腺瘤 >1cm有灶
突变
p５３
转移
ＬＯＨ 相关基因
（17p）
结肠癌 转移
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结肠癌发生的分子事件
二、癌基因
（一）基本概念 癌基因是存在于病毒或细胞基因组中
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(三) 癌基因的活化机制
原癌基因正常情况下行使正常的调控功能,在某 些特定因素作用下,其结构或调控发生异常,使之激活 才具有致癌活性 活化机制： 1.基因突变 膀胱癌细胞株EJ和T24中, 点突变激活 C-rasH癌基因,造成细胞癌基因大量表达 2.基因重排 染色体异位 burkitt淋巴瘤 t(8;14) 8q24→14q32 C-myc被激活