肿瘤分子诊断技术课件
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期
肿瘤分子诊断技术
12
肿瘤分子诊断技术
13
• p53基因
• 抑制肿瘤生长的作用，基因定位在17p ， p53是其分子量(53 kD)
• 在人类的大肠癌中有70%因失去 p53功能 • 50%的肺癌、40%的乳癌也因p53去活化而诱发
• 人类癌症约有一半起因于p53突变缺陷或失去作用
• 发生突变的蛋白质可能原因
肿瘤的分子诊断技术
温州医学院检验医学院生命科学学院
肿瘤分子诊断技术
1
癌症的分子诊断
• 几乎癌组织都是克隆性增殖 • 患者的所有癌细胞都起源于单一的癌细胞
• 大多数癌症不能用单基因遗传方式解释 • 某些类型的癌症，亲属发生同类肿瘤的风险会增
加，但不表现孟德尔遗传 • 许多癌症与环境的物理化学因子或生物因子有关
白活化
肿瘤分子诊断技术
10
• 肿瘤抑制基因( tumor suppressor gene) • 在遗传学上，癌基因对细胞的作用是显性作用 ( dominant effect) • 可抑制oncogene作用的基因，称tumor suppressor gene • 抑癌基因的蛋白產物能抑制细胞不正常生长及 抑制细胞癌化 • 遗传学上一般属于阴性 ( recessive) • RB基因 • 视网膜母细胞瘤( retinoblastoma，RB)，一种 侵犯幼儿视网膜膜的肿瘤 • 散发性非遗传的类型最常见，会造成单侧眼睛 病变 • 约1/3的RB病人产生多发性肿瘤，且常造成双眼 的病变，及在同胞兄弟姊妹中可发生同样病变， 家族倾向遗传性
肿瘤分子诊断技术
6
• 原(致)癌基因
• 调控生长分化、信号传递、转录因子、细胞周期
• 生长因子
• 病毒来源的sis基因与细胞来源的原癌基因-血小板衍生性生长因子 次单位
• 细胞表面生长因子受体
• 表皮生长因子受体基因( epidermal growth factor receptor， EGFR)
达的调控
• 利用FISH相关技术检测染色体不稳定性 • 多色荧光FISH (multifluor-FISH) • DNA结构不稳定
微卫星不稳定定 异质性丢失
肿瘤分子诊断技术
17
细胞间期 可表现特征性的ABL-BCR融合基因
肿瘤分子诊断技术
18
肿瘤分子诊断技术
• 这二种功能保持基因组的稳定性，p53称为基因组保护者 (guardian of genome)
肿瘤分子诊断技术
15
肿瘤分子诊断技术
16
• 癌症有关的现象
• 染色体不稳定性
癌化的细胞中常见到三倍体和单倍体 染色体的缺失，还有染色体大片段的重排(插入、重复、缺失、
倒转、易位) 染色体之间或染色体本身的交互作用，可能也参与了细胞基因表
• 两个alleles都发生缺失
• 一个allele上发生错义点突变，会抑制另一个正常野生型基因的 功能
肿瘤分子诊断技术
14
• 正常细胞中，p53的量都很低 • DNA损伤时，p53就大量增加，造成
• 生长的停止或细胞凋亡( apoptosis) • p53就激活p21蛋白质关闭细胞周期
• p21蛋白质是一个CDK 的抑制因子 • 可结合CDK2、CDK4、CDK6，并抑制它们的活性 • 细胞进入S期以前，得以修护受损伤的DNA • 若细胞已将进入S期，已不能修护受损伤的DNA，则p53起动细 胞凋亡
肿瘤分子诊断技术
11
RB基因的功能
• 蛋白产物pRb是细胞周期的刹车器 • pRb 蛋白发生周期性的磷酸化反应 • pRb蛋白在GI期是细胞周期抑制信号的集合点，这个以pRb蛋白
为中心的抑制传导途径，称为RB传导途径 • 静止的细胞， pRb没有磷酸化 • Gl期之末，在有丝分裂时间是磷酸化的 • 非磷酸化的pRb在进入S期之前可与几种蛋白质结合调控细胞周
• 集落刺激因子1受体(CSF1R)基因相当， CSF1R是一种促进骨髓中多 种细胞分裂的生长因子
肿瘤分子诊断技术
7
细胞内信号传递系统( Intracellular signal transduction systems)
• RAS家族是信号传递通路G-protein的成份，藉由跨膜蛋白与Gprotein的结合将信号传至核内
肿瘤分子诊断技术
5
• 致癌基因(oncogene)
• 1911年Rous发现的鸡的肿瘤传染因子是一种病毒，为 反转录病毒
• 癌化作用是因為病毒基因组内特殊致癌基因(v-onc)
• 哺乳类的基因组上，也存在有同源的序列 (e-onc)
• 调控胚胎的发展、细胞的增殖、分化和凋亡
• 调控失常，会使细胞发展为恶性表型，正常细胞中具有这样潜 能的基因称为原(致)癌基因( proto-oncogene)
• 只有少数人类反转录病毒引起人类癌症
• HIV 可以促进细胞增殖和增加体细胞突变的机会，或插入基因 组促使邻近基因活化引起免疫缺陷而间接促进肿瘤的产生
• 病毒癌基因插入宿主癌化的原因
• 有些的癌基因产物作用如同细胞癌基因产物 • 有时插入的病毒癌基因是断裂的，這些断裂的序列可能是基因
内的调控序列 • 有些病毒癌基因的产物与细胞癌基因产物共存，可能调节癌蛋
• 受细胞周期素及相对应的细胞周期素依赖激酶 (cyclindependent kinase，CDK)严格调控
• 细胞胞周期的每阶段都有一组 CDKs与cyclins 交互作用 来调控
• CDK的磷酸化及cyclin-CDK抑制剂(CKIs)的活化都会影 响细胞周期
肿瘤分子诊断技术
4
• 癌症相关基因
肿瘤分子诊断技术
2
造成癌症的因素列举
遗传因素 一些特殊的基因突变会造成特定的癌症
性别
乳腺癌以女性为主
源自文库
环境因素 石棉、辐射线、抽烟、油烟
压力
持续的工作压力
食品添加剂 亚硝酸的添加
病毒感染 HPV与子宫颈癌
药物
雌激素替代疗法与乳腺癌
生活方式 运动不足和不当饮食
肿瘤分子诊断技术
3
• 细胞周期的调控因素
• 蛋白质-酪胺酸激酶( protein tyrosine kinase) ABL是细胞内信 号传递蛋白与信号传递至核内有关
• 核内转录因子
• MYC是DNA结合蛋白，而JUN是转录因子
• 细胞周期有关的蛋白
• 调控细胞周期相关的激酶和激酶抑制物
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• 病毒性癌基因
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• p53基因
• 抑制肿瘤生长的作用，基因定位在17p ， p53是其分子量(53 kD)
• 在人类的大肠癌中有70%因失去 p53功能 • 50%的肺癌、40%的乳癌也因p53去活化而诱发
• 人类癌症约有一半起因于p53突变缺陷或失去作用
• 发生突变的蛋白质可能原因
肿瘤的分子诊断技术
温州医学院检验医学院生命科学学院
肿瘤分子诊断技术
1
癌症的分子诊断
• 几乎癌组织都是克隆性增殖 • 患者的所有癌细胞都起源于单一的癌细胞
• 大多数癌症不能用单基因遗传方式解释 • 某些类型的癌症，亲属发生同类肿瘤的风险会增
加，但不表现孟德尔遗传 • 许多癌症与环境的物理化学因子或生物因子有关
白活化
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• 肿瘤抑制基因( tumor suppressor gene) • 在遗传学上，癌基因对细胞的作用是显性作用 ( dominant effect) • 可抑制oncogene作用的基因，称tumor suppressor gene • 抑癌基因的蛋白產物能抑制细胞不正常生长及 抑制细胞癌化 • 遗传学上一般属于阴性 ( recessive) • RB基因 • 视网膜母细胞瘤( retinoblastoma，RB)，一种 侵犯幼儿视网膜膜的肿瘤 • 散发性非遗传的类型最常见，会造成单侧眼睛 病变 • 约1/3的RB病人产生多发性肿瘤，且常造成双眼 的病变，及在同胞兄弟姊妹中可发生同样病变， 家族倾向遗传性
肿瘤分子诊断技术
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• 原(致)癌基因
• 调控生长分化、信号传递、转录因子、细胞周期
• 生长因子
• 病毒来源的sis基因与细胞来源的原癌基因-血小板衍生性生长因子 次单位
• 细胞表面生长因子受体
• 表皮生长因子受体基因( epidermal growth factor receptor， EGFR)
达的调控
• 利用FISH相关技术检测染色体不稳定性 • 多色荧光FISH (multifluor-FISH) • DNA结构不稳定
微卫星不稳定定 异质性丢失
肿瘤分子诊断技术
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细胞间期 可表现特征性的ABL-BCR融合基因
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肿瘤分子诊断技术
• 这二种功能保持基因组的稳定性，p53称为基因组保护者 (guardian of genome)
肿瘤分子诊断技术
15
肿瘤分子诊断技术
16
• 癌症有关的现象
• 染色体不稳定性
癌化的细胞中常见到三倍体和单倍体 染色体的缺失，还有染色体大片段的重排(插入、重复、缺失、
倒转、易位) 染色体之间或染色体本身的交互作用，可能也参与了细胞基因表
• 两个alleles都发生缺失
• 一个allele上发生错义点突变，会抑制另一个正常野生型基因的 功能
肿瘤分子诊断技术
14
• 正常细胞中，p53的量都很低 • DNA损伤时，p53就大量增加，造成
• 生长的停止或细胞凋亡( apoptosis) • p53就激活p21蛋白质关闭细胞周期
• p21蛋白质是一个CDK 的抑制因子 • 可结合CDK2、CDK4、CDK6，并抑制它们的活性 • 细胞进入S期以前，得以修护受损伤的DNA • 若细胞已将进入S期，已不能修护受损伤的DNA，则p53起动细 胞凋亡
肿瘤分子诊断技术
11
RB基因的功能
• 蛋白产物pRb是细胞周期的刹车器 • pRb 蛋白发生周期性的磷酸化反应 • pRb蛋白在GI期是细胞周期抑制信号的集合点，这个以pRb蛋白
为中心的抑制传导途径，称为RB传导途径 • 静止的细胞， pRb没有磷酸化 • Gl期之末，在有丝分裂时间是磷酸化的 • 非磷酸化的pRb在进入S期之前可与几种蛋白质结合调控细胞周
• 集落刺激因子1受体(CSF1R)基因相当， CSF1R是一种促进骨髓中多 种细胞分裂的生长因子
肿瘤分子诊断技术
7
细胞内信号传递系统( Intracellular signal transduction systems)
• RAS家族是信号传递通路G-protein的成份，藉由跨膜蛋白与Gprotein的结合将信号传至核内
肿瘤分子诊断技术
5
• 致癌基因(oncogene)
• 1911年Rous发现的鸡的肿瘤传染因子是一种病毒，为 反转录病毒
• 癌化作用是因為病毒基因组内特殊致癌基因(v-onc)
• 哺乳类的基因组上，也存在有同源的序列 (e-onc)
• 调控胚胎的发展、细胞的增殖、分化和凋亡
• 调控失常，会使细胞发展为恶性表型，正常细胞中具有这样潜 能的基因称为原(致)癌基因( proto-oncogene)
• 只有少数人类反转录病毒引起人类癌症
• HIV 可以促进细胞增殖和增加体细胞突变的机会，或插入基因 组促使邻近基因活化引起免疫缺陷而间接促进肿瘤的产生
• 病毒癌基因插入宿主癌化的原因
• 有些的癌基因产物作用如同细胞癌基因产物 • 有时插入的病毒癌基因是断裂的，這些断裂的序列可能是基因
内的调控序列 • 有些病毒癌基因的产物与细胞癌基因产物共存，可能调节癌蛋
• 受细胞周期素及相对应的细胞周期素依赖激酶 (cyclindependent kinase，CDK)严格调控
• 细胞胞周期的每阶段都有一组 CDKs与cyclins 交互作用 来调控
• CDK的磷酸化及cyclin-CDK抑制剂(CKIs)的活化都会影 响细胞周期
肿瘤分子诊断技术
4
• 癌症相关基因
肿瘤分子诊断技术
2
造成癌症的因素列举
遗传因素 一些特殊的基因突变会造成特定的癌症
性别
乳腺癌以女性为主
源自文库
环境因素 石棉、辐射线、抽烟、油烟
压力
持续的工作压力
食品添加剂 亚硝酸的添加
病毒感染 HPV与子宫颈癌
药物
雌激素替代疗法与乳腺癌
生活方式 运动不足和不当饮食
肿瘤分子诊断技术
3
• 细胞周期的调控因素
• 蛋白质-酪胺酸激酶( protein tyrosine kinase) ABL是细胞内信 号传递蛋白与信号传递至核内有关
• 核内转录因子
• MYC是DNA结合蛋白，而JUN是转录因子
• 细胞周期有关的蛋白
• 调控细胞周期相关的激酶和激酶抑制物
肿瘤分子诊断技术
8
肿瘤分子诊断技术
9
• 病毒性癌基因