癌基因

The Philadelphia chromosome
Seen by eye (at microscope) in ~90% of CML cases by cytogenetics The other 10% were almost all positive for translocation by molecular testing
癌基因和抑癌基因
目的与要求
• 了解癌基因功能、分类、激活方式、两次突变说; • 了解肿瘤抑制基因：Rb基因、p53基因
• 多步骤致癌的实例
第一节 肿瘤发病的遗传机理
二、 癌基因
• 癌基因（oncogenes）是一类能促成细胞的生长和 增殖并能导致细胞恶性转化的基因 • 肿瘤的抑制基因（tumor suppressor genes）一类 能抑制细胞的生长和促进细胞分化的基因。当两个 等位基因都因突变或缺失而丧失功能，即处于纯合 状态时，细胞就会因正常的抑制的解除而恶性转化。
Small repeat segments (red arrows) of MYC protooncogene from a colon cancer cell line, COLO321
Oncogene expression may be altered in many ways
•A tightly regulated gene is moved to a location under the control of a promoter that is now always “ON”
In CML, results in a 210 kDa fusion gene with:
• increased kinase function • relocates to cytoplasm • bcr/abl fusion in mice will cause leukemias
The t(8;14)(q24;q32) in Burkitt’s lymphoma
= Oncogenes of acutely transforming retroviruses important in human cancer
Discovery III. Identification of Oncogenes by functional assays; *Transfection
•A new fusion protein is made with an altered specificity •More copies are made of the proto-oncogene •A point mutation may increase the activity of the protein
also found in B-ALL and T-ALL, but different breakpoints translocates the c-MYC gene from chr. 8 to the IgH locus on chr. 14 causes constitutive expression of c-MYC gene
最早发现的病毒癌基因是鸡Rous肉瘤病毒的v-src 基因，以后又发现了与之同源的、见于正常鸡细 胞的细胞癌基因c-src。许多癌基因都按最先见于 什么病毒来命名。见于猴肉瘤病毒（Simiam sarcoma）的成为sis基因，见于鸟类髓细胞增多 症病毒（myelocytomatosis）的成为myc基因等。 最早发现的人类癌基因是H-ras基因，它是通过用 人膀胱癌Ej细胞系提取的DNA片段转染小鼠细胞， 引起后者恶性转化证实的。以后在其它许多肿瘤 和白血病也证明了人癌基因的存在。
May be amplified at DNA level or mutated resulting in increased activity
ONCOGENES act as the accelerator of cellular growth
TUMOR SUPPRESSOR GENES act as the brakes
第二节 肿瘤的抑制基因
• 肿瘤的抑制基因又称为抗癌基因。它们的 正常的功能是抑制细胞的生长和促进细胞 分化。当两个等位基因都因突变或缺失而 丧失功能，即处于纯合状态时，细胞就会 因正常的抑制的解除而恶性转化。
• Rb • p53
肿瘤的抑制基因－Rb
Rb基因定位于13号染色 体1区4带，全长200kb,有 27个外显子，编码一个长 924个氨基酸的核磷蛋白 （Rb蛋白），后者的分 子量为110kD，具有抑制 肿瘤细胞增殖生长的作用。 Rb基因的缺失或功能缺 失不仅见于视网膜母细胞 瘤，而且还见于骨肉瘤、 小细胞肺癌、肺癌等。
癌基因的激活
• 易位激活 染色体易位是癌基因激活的另一种方式。
易位到治癌基因的重排或融合，产生异常的蛋白 而使细胞转化，例如在慢性粒细胞白血病时可见 9;22号染色体间的易位，形成Ph染色体。此时原 癌基因abl由9号染色体易位到22号染色体，与其 上的BRC基因的5′端融合，形成一种结构与功能 异常的融合基因，后者编码的蛋白能促使细胞的 恶性转化。
Tumor
DNA
Shear
Transfect
Reporter Cell line
mRNA cDNA Transfect library
*transfection: putting foreign DNA into mammalian cells.
Transformed Phenotype
癌基因的功能和分类
Colon cancer results from a multi-step process that includes activation of K-Ras
ห้องสมุดไป่ตู้
癌基因的激活
• 癌基因扩增 原癌基因还可以通过自身的扩 增而过度表达。在肿瘤细胞尤其是胚胎神 经组织的肿瘤细胞中有时见到的双微体和 染色体上的均染区就是原癌基因片段扩增 的表现。例如，在肿瘤细胞中c-myc癌基因 可扩增数百到数千倍。
Genomic amplification common in solid tumors
癌基因的激活
• 突变激活 体细胞内的原癌基因可以因点突变而成 为癌基因，产生异常的基因产物；也可由于点突 变使基因摆脱正常的调控而过度表达，结果导致 细胞具有转化细胞的特征。因此，突变激活又称 为激活的质变模式(qualitative model)。例如在膀 胱癌细胞株中由于癌基因ras有一个碱基对发生了 突变(12位的密码子GGC变为GTC)使甘氨酸变为 缬氨酸。现今已在膀胱癌、结肠癌等许多肿瘤发 现了ras基因，后者编码一种膜蛋白，称为p21蛋 白。
肿瘤的抑制基因－p53
p53基因，它定位于17号染色体长臂1区3带，全长 20kb，有11个外显子，mRNA产物长2.8kb。p53蛋 白有375个氨基酸组成，分子量为53kD，后者抗肿 瘤的作用的机理是阻止G1/G0期的细胞进入S期， 而抑制细胞的增殖。p53基因的突变使其丧失抑制 肿瘤的功能，同时还可协同其它癌基因转化正常的 细胞。这种双重作用使p53在肿瘤发生中占有重要 的地位。人类大多数肿瘤都涉及p53基因的突变， 包括肺癌、乳腺癌、结肠癌、肝癌、淋巴瘤和白血 病等。
功能 这些基因与细胞的生长、增殖等基本功能
有关。它们编码生长因子、生长因子受体和蛋白 激酶而在生长信号的传递和细胞分裂中发挥作用； 或者编码DNA结合蛋白而参与基因的表达或复制 的调控。 分类 • 信号传导类 ras、 src abl • 转录因子类 myc • 生长因子类 sis erb-A • 生长因子受体类 erb-B
BCR/ABL in hematopoeitic disease
• bcr-breakpoint cluster region, 130 kb serine kinase, chr. 22 • abl-nuclear tyrosine kinase, DNA binding domain, usually a negative regulator of cell growth, chr. 9
Oncogenes of Acutely Transforming Retroviruses
src myc erb A, erb B myb ets rel H-ras K-ras abl raf fos fms fes sis Rous sarcoma virus Chicken Avian myelocytomatosis virus Chicken Avian erythroblastosis virus Chicken Avian myeloblastosis virus Chicken Avian erythroblastosis virus Chicken Avian reticuloendotheliosis virus Turkey Harvey rat sarcoma virus Rat Kirsten murine sarcoma virus Mouse Abelson murine leukemia virus Mouse Murine sarcoma virus Mouse Mouse osteosarcoma virus Mouse Feline sarcoma virus Cat Feline sarcoma virus Cat Simian sarcoma virus Monkey