【医学课件】 肿瘤分子生物学
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肿瘤分子生物学
• 肿瘤中整体的低甲基化 ：
肿瘤中整体的低甲基化
• 肿瘤组织相对于正常组织整体呈现低甲基 化状态
• 目前有3种机制解释基因组整体的低甲基化在肿瘤中所 扮演的作用： 1.低甲基化导致原癌基因的去甲基化失活，导致癌基 因的大量 表达 （Myc 基因） 2.整体的低甲基化是细胞染色体不稳定的易感因素 3.低甲基化使肿瘤转移增加, DNA甲基化水平愈低 肿 瘤的浸润 能力就越高，临床分期也愈晚
23
3.反转录病毒癌基因（v-onc)的起源
反转录病毒癌基因起源于细胞内的原癌基因
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。
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。
• 在真核生物DNA中，5-甲基胞嘧啶是唯一存 在的化学性修饰碱基
• 在人类基因组DNA中，约3％～4%的胞 嘧啶碱基以5-甲基胞嘧啶形式存在
• 大约70％～80％的5-甲基胞嘧啶存在于 CpG序列中，CpG二核苷酸集中的区域 称之为CpG岛
• 限制性内切酶HapII 和MspI 均能识别 CCGG, 但不能识别 Cm CmGG
7
异常生长的肿瘤细胞
8
癌症：严峻的现实
WHO报道： • 全球每年约有1000多万人新患癌症， • 每年约有670多万人死于癌症， • 几乎每5-6秒钟就有一名癌症患者死亡。 我国目前: • 每年平均约有150万人新患癌症， • 每年约有80万人死于癌症， • 癌症的死亡从1949年占总死亡原因的第十位
21
• 原病毒(provirus)： 被整合的反转录病毒DNA分子 • 它能指导病毒mRNA的合成， • 并利用宿主细胞中的蛋白质合成机器，翻 译生成病毒外壳蛋白等，最后组装成病毒 颗粒。
肿瘤中整体的低甲基化
• 肿瘤组织相对于正常组织整体呈现低甲基 化状态
• 目前有3种机制解释基因组整体的低甲基化在肿瘤中所 扮演的作用： 1.低甲基化导致原癌基因的去甲基化失活，导致癌基 因的大量 表达 （Myc 基因） 2.整体的低甲基化是细胞染色体不稳定的易感因素 3.低甲基化使肿瘤转移增加, DNA甲基化水平愈低 肿 瘤的浸润 能力就越高，临床分期也愈晚
23
3.反转录病毒癌基因（v-onc)的起源
反转录病毒癌基因起源于细胞内的原癌基因
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。
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。
• 在真核生物DNA中，5-甲基胞嘧啶是唯一存 在的化学性修饰碱基
• 在人类基因组DNA中，约3％～4%的胞 嘧啶碱基以5-甲基胞嘧啶形式存在
• 大约70％～80％的5-甲基胞嘧啶存在于 CpG序列中，CpG二核苷酸集中的区域 称之为CpG岛
• 限制性内切酶HapII 和MspI 均能识别 CCGG, 但不能识别 Cm CmGG
7
异常生长的肿瘤细胞
8
癌症：严峻的现实
WHO报道： • 全球每年约有1000多万人新患癌症， • 每年约有670多万人死于癌症， • 几乎每5-6秒钟就有一名癌症患者死亡。 我国目前: • 每年平均约有150万人新患癌症， • 每年约有80万人死于癌症， • 癌症的死亡从1949年占总死亡原因的第十位
21
• 原病毒(provirus)： 被整合的反转录病毒DNA分子 • 它能指导病毒mRNA的合成， • 并利用宿主细胞中的蛋白质合成机器，翻 译生成病毒外壳蛋白等，最后组装成病毒 颗粒。
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。
肿瘤的分子生物学
第十二章 肿瘤的分子生物学
第一节 肿瘤和肿瘤细胞
一肿瘤的特征和分类
癌：上皮细胞 肉瘤：结缔组织/肌肉组织（间叶组织） 神经瘤：神经系统 白血病/淋巴瘤：白细胞和循环细胞
肿瘤细胞与正常细胞的区别
1.血清生长因子 2.锚定不依赖性 3.接触抑制 4.形态 5.生命周期 6.分化程度
三体外转化
细胞转化：P356 体外转化的分析方法：
• P368
24
第五节 癌基因和抑癌基因的功能
一、 生长因子（growth factor）
• 生长因子：是一类调节细胞生长的多肽类物质，是
导致细胞生长的信息分子。
•
内分泌
•
作用形式： 旁分泌 （主）
•
自分泌
•
种类：组织特异性
•
•
26
一、 生长因子（growth factor）
• 功能:
•
1．促细胞生长、分化
A.能不间断的进行分裂 B.限于原发部位 C.能转移并侵犯新的组织 D.能分裂产生相同的细胞
33
• 2.良性肿瘤细胞的特点是：
（C ）
• A.能产生无数与自己相同的肿瘤细胞
• B.能不间断的进行分裂
• C.能局限于原发部位
• D.肿瘤细胞能转移并侵犯新的组织
34
3.与降低恶性肿瘤的发病率关系不大的是 (B ) A.改变吸烟、偏食等不良习惯 ： B.少食用含高蛋白的食物 . C.不食用含黄曲霉素的霉变食物 D.少食用烧烤烟熏的食物
35
4.癌是身体中某部分细胞所形成的，这种 细胞是( A ) A.上皮细胞 B.肌肉细胞 C.神经细胞 D.血细胞
36
5.癌使人死亡的原因是（ D） A.癌细胞本身有毒，使人中毒死亡 B.癌细胞能释放毒素，使人中毒死亡 C.癌细胞能破坏人的组织，使之坏死而造成 人死亡 D.癌细胞不断恶性增殖，耗尽患者的营养， 使人衰竭而死亡
第一节 肿瘤和肿瘤细胞
一肿瘤的特征和分类
癌：上皮细胞 肉瘤：结缔组织/肌肉组织（间叶组织） 神经瘤：神经系统 白血病/淋巴瘤：白细胞和循环细胞
肿瘤细胞与正常细胞的区别
1.血清生长因子 2.锚定不依赖性 3.接触抑制 4.形态 5.生命周期 6.分化程度
三体外转化
细胞转化：P356 体外转化的分析方法：
• P368
24
第五节 癌基因和抑癌基因的功能
一、 生长因子（growth factor）
• 生长因子：是一类调节细胞生长的多肽类物质，是
导致细胞生长的信息分子。
•
内分泌
•
作用形式： 旁分泌 （主）
•
自分泌
•
种类：组织特异性
•
•
26
一、 生长因子（growth factor）
• 功能:
•
1．促细胞生长、分化
A.能不间断的进行分裂 B.限于原发部位 C.能转移并侵犯新的组织 D.能分裂产生相同的细胞
33
• 2.良性肿瘤细胞的特点是：
（C ）
• A.能产生无数与自己相同的肿瘤细胞
• B.能不间断的进行分裂
• C.能局限于原发部位
• D.肿瘤细胞能转移并侵犯新的组织
34
3.与降低恶性肿瘤的发病率关系不大的是 (B ) A.改变吸烟、偏食等不良习惯 ： B.少食用含高蛋白的食物 . C.不食用含黄曲霉素的霉变食物 D.少食用烧烤烟熏的食物
35
4.癌是身体中某部分细胞所形成的，这种 细胞是( A ) A.上皮细胞 B.肌肉细胞 C.神经细胞 D.血细胞
36
5.癌使人死亡的原因是（ D） A.癌细胞本身有毒，使人中毒死亡 B.癌细胞能释放毒素，使人中毒死亡 C.癌细胞能破坏人的组织，使之坏死而造成 人死亡 D.癌细胞不断恶性增殖，耗尽患者的营养， 使人衰竭而死亡
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）
肿瘤分子生物学医学课件
05Байду номын сангаас
肿瘤分子生物学展望
肿瘤分子生物学未来的发展趋势
深入探究肿瘤发生发 展的分子机制
随着科学技术的发展，肿瘤分子生物 学将更加深入地探究肿瘤发生发展的 分子机制，为肿瘤的预防和治疗提供 更多理论依据。
精准医疗与个体化治 疗
基于基因组学、蛋白质组学等多学科 的交叉融合，肿瘤精准医疗和个体化 治疗将成为未来发展的重要趋势。
肿瘤免疫治疗与疫苗 研发
肿瘤免疫治疗和疫苗研发是未来肿瘤 治疗的重要方向之一，将进一步发掘 肿瘤免疫应答的机制和肿瘤疫苗的潜 力。
肿瘤分子生物学在医学领域的挑战
要点一
肿瘤异质性与耐药性
要点二
肿瘤早期诊断与预防
肿瘤异质性和耐药性的存在给肿瘤治 疗带来了极大的挑战，需要深入探究 其发生机制和克服耐药性的方法。
诊断准确性
基因检测技术能够提高肿瘤诊断的准确性，特别是对于难以确诊的病例和罕 见肿瘤，有助于制定更为精准的治疗方案。
肿瘤靶向治疗与药物研发
靶向治疗
通过针对肿瘤特异的分子靶点，设计和应用具有抑制肿瘤细胞生长和杀伤作用的 药物，提高治疗效果和减少副作用。
药物研发
针对肿瘤的特定分子机制和信号转导通路，不断研发新的靶向药物，提高治疗效 果和降低耐药性。
荧光原位杂交的优势
高特异性、高灵敏度、可多重标记和自动化操作等。
激光共聚焦显微镜技术
激光共聚焦显微镜技术
利用激光束激发组织或细胞中的荧光标记，实现高分辨率和高清晰度的细胞及亚 细胞结构观察。
激光共聚焦显微镜技术的应用
观察肿瘤细胞的形态学特征、定位细胞器和生物大分子，研究肿瘤细胞的代谢和 信号转导等。
肿瘤基因组学与蛋白质组学的相关性研究
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。
肿瘤分子生物学.01
第一章什么是癌症1.癌症的特征1)基因组不稳定性2)促进肿瘤的炎症3)获得独立生长信号的能力4)逃避生长抑制信号5)逃避细胞凋亡6)无限制的复制潜能7)血管新生8)侵袭和转移9)能量代谢的重建10)逃避免疫攻击2.转化细胞(癌细胞)的表型1)癌细胞不表现为接触抑制，并呈团样生长2)癌细胞可在低血清条件下生长3)癌细胞形态学上呈圆形而不是扁平和伸展的外形4)癌细胞生长不需要黏附在基质，即表现为“锚定不依赖”3.克隆进化由于基因突变累积而导致的逐步改变会赋予细胞一种比周围细胞更有利的生长条件，这种方式类似于达尔文的进化论：偶然事件产生突变，突变导致表型的改变，并适应环境，最终导致亚克隆形成和最适者优势4.生长、凋亡和分化调控细胞数量1)细胞增殖：最显著的过程，细胞分裂产生两个子代细胞2)程序性细胞死亡：清除细胞3)分化：分化过程中，细胞可进入静止期改变细胞生长、凋亡和分化等相关正常基因的功能的DNA突变可影响机体内细胞数量的平衡并导致生长失控5.癌基因通常被描述为编码蛋白大量产生或蛋白活性增强，从而以一种显性方式发挥作用启动肿瘤形成的一种突变基因6.抑癌基因1)抑癌基因编码的蛋白可抑制细胞生长和肿瘤形成。
抑癌基因突变本质上主要是隐形，只有当等位基因的两个位点都发生突变才会导致其功能丧失2)单倍体不足：仅一个等位基因突变便可导致癌症表型。
譬如调空DNA损伤应答和DNA修复的基因单倍体不足使其表达产物活性下降，导致基因不稳定第二章DNA结构及稳定性：突变与修复1. Kataegis/Chromothripsis1)Kataegis：在基因组小范围内发生高频突变。
许多肿瘤基因组中发现该突变方式2)Chromothripsis：一次性细胞危机使染色体碎裂，导致成百上千的基因重排2. 突变1)转换：即Transition，一种嘌呤对另外一种嘌呤的替换2)颠换：即Transversion，嘌呤和嘧啶之间的互换3)框移突变：包括插入或缺失，可能改变阅读框。
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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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
rasD癌基因：点突变为主要激活方式 肿瘤检出率为10%-15% RasD水解GTP下降，处于激活状态， 不与信号物质结合也传递生长信号
• myc基因：核转录因子，与DNA结合 • bcl-2基因：膜蛋白，抑凋亡，与myc协同抑制p53
结直肠癌相关的抑癌基因
• APC：一个等位基因突变在腺瘤阶段
两个等位基因突变在腺癌阶段
• DCC：多发性肠腺瘤后期50%突变
结直肠癌70%突变
与细胞黏附和通讯有关
• MCC：与结直肠癌、肺小细胞癌相关
• 早期腺瘤→中期腺瘤→后期腺瘤→腺癌→转移
APC/ MCC R-ras MMR 2021/1/10
2021/1/10
2021/1/10
1、逆转录
逆转录病毒
Virus RNA 逆转录酶RT
RNA-DNA 杂交体
dsDNA
整合到宿主细胞DNA中随细胞 分裂复制,传到下一代
转录 宿主RNA、 Virus RNA
翻译
合成宿主自身蛋白质
病毒蛋白质
2021/1/10
2、逆转录病毒转化类型
• 急性转化型 感染短期内致癌 癌基因在病毒基因组内，但不插在结构基因中 有体外使细胞转化能力
高度保守，看家基因，在生长分化发育中起重要作 用
表达受严格调控和时空限制 未激活时无致癌活性，对正常细胞无害，在某些因 素作用下，发生数量上或结构上的变化时，才引起细胞 癌性转化
• 生理功能 调节细胞生长增殖，常为生长因子或其受体基因 调节细胞发育分化，调节胚胎器官发育，调节细胞凋 亡2021/1/10
bax促凋亡基因
2021/1/10
五、原癌基因的激活与癌
1.基因突变（gene mutation） 点突变、基因扩增、基因重排、插入/缺失、DNA
甲基化和去甲基化 2、基因突变结果 结构异常：表达癌蛋白 表达异常：原癌基因的编码基因正常但表达过高
， 获得强启动子与增强子
2021/1/10
六、几种主要的原癌基因
2021/1/10
一、癌基因的发现
（一）病毒癌基因v-onc
• 1910年Rous发现鸡肉 瘤病毒RSV的致癌作用
• 1975年从RSV中分离 到src癌基因
• 致癌病毒分RNA病毒、 DNA病毒
• 致癌病毒以RNA病毒即 逆转录病毒为主
2021/1/10
DNA肿瘤病毒
主要DNA肿瘤病毒类型: • 多瘤病毒：使小鼠致瘤 • 人类乳头瘤病毒HPV：可引起子宫颈癌 • 腺病毒：致瘤性弱，改造后是基因治疗载体
【医学课件】 肿瘤分子生物学
背景知识回顾
一、遗传信息传递过程中DNA复制的高保真性： （一）遵循严格的碱基配对规律，A-T，G-C配对
. DNA聚合酶在复制延长中严格选择配对碱基 （二）复制出错时DNA聚合酶有即时校读. DNA
聚合酶有3’-5’外切酶活性
2021/1/10
严格选择配对碱基
2021/1/10
2021/1/10
• p16在细胞衰老中起重要作用，它在衰老时为何表达异常 增强。以人成纤维细胞为对象究其原因，发现位于p16基 因翻译起始信号ATG以远上游—491——485 bp处，存在 序列为GAAGGT，命名为ITSE的负调控元件．年轻细胞 存在24kD的负转录因子与ITSE结合，抑制表达，衰老时 趋于消失．ITSE及24kD蛋白均属新发现．
；或因病毒有强大的启动子\增强子， 从而大大提高整合 位置附近的原癌基因表达水平；或包装了原癌基因，重排 剪接激活原癌基因 3、在逆转录中原癌基因突变为癌基因,因为逆转录酶合成 DNA的 差错率很高；或包装时使旁边的原癌基因或抑癌 基因缺失部分序列
2021/1/10
二、癌基因和原癌基因
原癌基因 • 特点：广泛存在于正常真核细胞基因组中的正常基因，
• 由此阐明细胞衰老主导基因p16在衰老过程中高表达的原 因之一，是基因负调控机制减弱，表现为负转录因子减少 ．
• 为检验ITSE是否确是负调控元件，用缺失突变，删除该 元件，观察p16表达状况．定点缺失突变证明：p16基因 调控区在删除包括ITSE的区段后(测序证明其确实已删除) ，启动活性反而增强．由此证明ITSE确实是负调控元件 ．
S期
P105-磷酸化
P105－P
Eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2F 活性
2021/1/10
细胞增殖
P53基因——基因组的保护神
• 与肿瘤相关性最高的基因 • 野生型为抑癌基因，突变型为癌基因 • 11个外显子，5、8外显子发生点突变 • 野生型半衰期很短，免疫化学测出来的都
是突变型 • 作用是抑制增殖，诱导分化凋亡 • P53突变的肿瘤预后差
3’-5’外切酶活性
2021/1/10
（三）突变与修复
（1）引起突变的因素 化学、物理、生物
2021/1/10
（2） 基因突变（gene mutation）
1.点突变（point mutation） 转换（ transition） 颠换 （transversion） 2. 缺失（deletion）、插入 （insertion ）
• 慢性转化型 感染后长时间才致癌 病毒基因组不含癌基因 无体外转化细胞的能力
2021/1/10
（二）细胞癌基因（原癌基因）
• 发现 用 Ras基因突变体转染NIH3T3，使之成为 转化细胞
• 原癌基因 能激活为癌基因的正常细胞基因
2021/1/10
（三）病毒癌基因的来源与特点
• 来源： 细胞癌基因 例如RSV的Src癌基因，所有脊椎动物DNA都含有近似 病毒癌基因的基因
三、癌基因的命名 四、癌基因的分类
• 表达产物的定位 • 基因结构 • 表达产物生理功能 1.src家族 2.ras家族 3myc家族 4.erb家族 5.bcl-2家族
2021/1/10
癌蛋白的生理功能
癌蛋白：癌基因的表达产物，使细胞增殖分化失常 而癌变
1.与生长因子或生长因子受体有关——erbB 2.与信号转导途径相关： 与酪氨酸蛋白激酶信号转导途径相关——src 与鸟苷酸结合蛋白（G蛋白）相关—— ras\P21 3.转录因子：myc家族 4.细胞周期、细胞凋亡调控：bcl-2抑凋亡基因
插入绿色荧光蛋白的 小鼠黑色素瘤细胞
2021/1/10
接种H22肝癌细胞的小鼠
2021/1/10
第一节 原癌基因
• 癌基因oncogene :能使靶细胞发生恶性转化 的基因
• 病毒癌基因v- onc: 病毒基因组中能诱发肿瘤的核酸片段.如vSrc
• 原癌基因（细胞癌基因）c-onc： 与癌基因同源、正常细胞内调控生长和分化的 基因，变异后成为癌基因。
2、永生化细胞系
没有临界点，永生化 帖壁依赖性 生长因子依赖性 接触抑制 无致癌性
2021/1/10
3、转化的细胞或 肿瘤细胞株
无临界点，永生化 无帖壁依赖性 无生长因子依赖性 无接触抑制 有致癌性
2021/1/10
人胃癌细胞MGC7901
2021/1/10
H22小鼠肝癌细胞
2021/1/10
• P16基因与端粒长度决定细胞衰老的关键上游因素
2021/1/10
nm23
• 肿瘤转移抑制基因，最有应用前景 • nm23蛋白
参与微管聚合，影响细胞骨架形态，细胞 运动与黏附，参与信号转导
• Nm23变异 使微管聚合，形成非整倍体肿瘤细胞，影响
细胞骨架引起细胞运动，参与浸润转移，
2021/1/10
• 重组修复 （recombination repairing） • SOS修复 （SOS repairing）：
应急性修复，允许差错， 保留错误多，引起广泛、长期突 变
2021/1/10
（4）整体修复
多基因突变
细胞转化
启动整体修复
• 细胞凋亡: 程序化死亡.生理性死亡 • 免疫系统
2021/1/10
与框移突变/移码突变 （frame-shift mutation ） 3. 重排（ rearrangement）