第04章 抑基因 .doc
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参见附件(66kb)。
第四章：抑癌基因
抑癌基因(tumor suppressor gene)：在肿瘤发生中，有一种通过纯合缺失或失活而引起恶性转化的基因，被称之抑癌基因，也称作隐性癌基因(recessive oncogene)、抗癌基因(antioncogene)或肿瘤易感基固(tumor susceptibility gene)等。
确定一种抑癌基固在理论上需符合三个基本条件，即：
① 该恶性肿瘤的相应正常组织中该基因必须正常表达；
② 该恶性肿瘤中这种基因应有功能失活或结构改变或表达缺陷；
③ 将这种基因的野生型导入基因异常的肿瘤细胞内，可部分或全部改变其恶性表型。
第一节 抑癌基因研究的历史回顾
* 根据：自细胞融合实验，即正常细胞与肿瘤细胞融合后常产生非致瘤的杂交细胞，杂交细胞在传代过程中，当丢失了某些来自正常细胞的染色体后，又恢复了恶性表型。说明在正常细胞的染色体上存在有抑制细胞恶性表型或阻止肿瘤形成作用的基因
* 抑癌基因存在的另一证据是来自于Knudson根据儿童散发型和遗传型视网膜母细胞瘤的遗传学分析，提出著名的肿瘤发生的"两次突变假说"(two hit hypothesis)。
* 抑癌基因存在的第三个证据是在肿瘤细胞中经常发现有等位基因的杂合型丢失(lost the heterozygosity，LOH)现象，精确的染色体位点的LOH分析可提供抑癌基因存在位点的重要线索，井据此发现新的抑癌基因。
* 抑癌基因大多属于一类对细胞增殖产生负调节作用的基因及其产物，其促癌作用一般是在两个等位基因都丢失或失活后才显示出来，故发现和分离都比较困难
第二节 Rb 基 因
* Rb(retinoblastoma gene，Rb)是第一个被克隆的癌基因。
* 1971年Knudson系统地研究了有时呈显性遗传的儿童视网膜母细胞瘤，提出了著名的肿瘤"两次突变"的假说，认为在有遗传倾向的病人体内，所有体细胞及干细胞都存在一种突变，在此基础上发育过程中任一视网膜母细胞若再出现第二次突变，即可导致肿瘤的发生。
* 对于散发患者，Knudson指出两次突变均发生于体细胞，而且必须发生在同一个发育中的视网膜母细胞上，后者发生几率特别小，这与人群中视网膜母细胞瘤发病率很低一致。
* 由于两次突变可能影响不同的基因，所以Knudson又提出两次突变事件必须影响原于父母双方的两个视网膜母细胞瘤相关的等位基因，即Rb基因。
* 视网膜母细胞瘤在临床表现为显性遗传，而在细胞水平，Rb基因突变是一种隐性遗传，只有双亲的两个等位基因都失活才能引起视网膜母细胞瘤。
一、Rb基因的生物学特性。
* 磷酸化状态?Rb基因调节细胞生长分化的主要形式。
* 调节Rb功能最重要的磷酸化事件在G1和S期的交界处，磷酸化可使Rb与细胞内蛋白结合形成复合物的能力丧失。
* E2F(转录调节蛋白家族)，Rb在( )磷酸化状态时可与E2F蛋白结合，并抑制其活化基因表达的功能，当Rb处于( )磷酸化时，则不能与E2F结合。
* E2F蛋白与一种DP1蛋白形成二聚体，可活化一系列在细胞由G1进入S期的转换过程中具有关键作用的基因表达。
* 在G1期，Rb为去磷酸状态，当细胞开始进S期时，磷酸化状态急剧增加，并持续到G1和M期，细胞G1/S期Rb磷酸化受周期调节激酶CDC2调节。
* 在病毒转化宿主细胞中，腺病毒E1A、SV40大T抗原、HPVE7蛋白均可与Rb蛋白结合，并且使Rb失活。
* 说明Rb参与和调节细胞由G1向S期过渡行使功能，而DNA 病毒蛋白与Rb蛋白形成复合物后则可能使细胞摆脱Rb的负调节控制。
二、Rb基因异常与肿瘤
Rb基因的异常主要表现为等位基因的缺失和基因突变。
应用限制性酶切片段长度多态性 (restriction fragment length polyrnorphism，RFLP)方法分析等位基因的杂合性丢失。
第三节 p53 基 因
p53基因被Science杂志评为1993年的明星分子。
一.P53基因的结构和生物学特性
* p53首先由SV40转化的细胞中被发现，与SV40大T抗原结合形成复合物。
* p53是负调节因子
* 突变型及野生型两种。产物也有突变型及野生型。
* 野生型p53蛋白极不稳定，具有返式激活功能、广谱抗癌作用。
* p53蛋白具有转录调节作用，中央核心区域可结合特定的DNA序列
* p53可正调节增殖周期调控过程中关键基因，包括可调节CDK活性的p21和DNA损伤导致细胞生长受阻相关的GADD45基因。
* p53在G1/S控制点起作用，决定细胞是否启动DNA合成，另一些情况下，却决定细胞是否进行程序化死亡。
* 含有野生型p53的细胞，在DNA受到损伤时，可使细胞停止于G1期，在DNA开始进行合成前进行修复。缺乏野生型p53的细胞则不能阻滞于G1期以修复DNA损伤
* p53的失活可促使肿瘤细胞进一步出现基因的不稳定，突变型p53则具有癌基因的作用，促进细胞的恶性转化。
* 病毒蛋白(SV40)结合p53后，使p53蛋白在细胞内含量显著增加，增强了细胞的分裂和增生能力。
二、p53基因异常与肿瘤
* p53基因的缺失或突变已被证实是许多肿瘤发生的原因之一。
* p53基因的突变具有特点：大多数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。
* p53基因异常的另一个形式为等位基因的缺失，特别是当一个等位基因发生突变时，另一个等位基因便存在发生缺失的倾向。这种两个等位基因都失活的现象在结肠癌及乳腺癌的发生频率较高。
三、p53基因产物的研究进展
* p53蛋白具有与DNA结合的能力，还具有与DNA病毒编码产物结合的能力。
* p53基因突变和等位基因缺失是导致p53蛋白表达异常的主要原因。
* 突变型p53蛋白的半衰期延长，可用免疫组化检测，* 除突变型p53蛋白可以增加在细胞内积聚外，与肿瘤性DNA病毒编码产物结合，也可使细胞内p53蛋白积聚，含量增加，导致其正常的负调节功能丧失。
四.p53基因对细胞内基因转录的调节
* P53除了可与病毒癌蛋白结合外，尚可与细胞内转录因子结合，起活化和调节的作用。
* 关系最密切的为Mdm2和p21。
* Mdm2具有转录因子的作用，能自发导致肿瘤发生，Mdm2可与突变型及野生型p53结合，阻滞p53的反式激活、阻滞p53的抑制细胞增殖和诱导凋亡的功能。解除细胞G1期的阻滞并重新进入细胞周期。
* P53可上调p21的表达。
* P21作为p53下游的转录激活产物，他的上游调节区含有p53的结合位点 ......
第四章：抑癌基因
抑癌基因(tumor suppressor gene)：在肿瘤发生中，有一种通过纯合缺失或失活而引起恶性转化的基因，被称之抑癌基因，也称作隐性癌基因(recessive oncogene)、抗癌基因(antioncogene)或肿瘤易感基固(tumor susceptibility gene)等。
确定一种抑癌基固在理论上需符合三个基本条件，即：
① 该恶性肿瘤的相应正常组织中该基因必须正常表达；
② 该恶性肿瘤中这种基因应有功能失活或结构改变或表达缺陷；
③ 将这种基因的野生型导入基因异常的肿瘤细胞内，可部分或全部改变其恶性表型。
第一节 抑癌基因研究的历史回顾
* 根据：自细胞融合实验，即正常细胞与肿瘤细胞融合后常产生非致瘤的杂交细胞，杂交细胞在传代过程中，当丢失了某些来自正常细胞的染色体后，又恢复了恶性表型。说明在正常细胞的染色体上存在有抑制细胞恶性表型或阻止肿瘤形成作用的基因
* 抑癌基因存在的另一证据是来自于Knudson根据儿童散发型和遗传型视网膜母细胞瘤的遗传学分析，提出著名的肿瘤发生的"两次突变假说"(two hit hypothesis)。
* 抑癌基因存在的第三个证据是在肿瘤细胞中经常发现有等位基因的杂合型丢失(lost the heterozygosity，LOH)现象，精确的染色体位点的LOH分析可提供抑癌基因存在位点的重要线索，井据此发现新的抑癌基因。
* 抑癌基因大多属于一类对细胞增殖产生负调节作用的基因及其产物，其促癌作用一般是在两个等位基因都丢失或失活后才显示出来，故发现和分离都比较困难
第二节 Rb 基 因
* Rb(retinoblastoma gene，Rb)是第一个被克隆的癌基因。
* 1971年Knudson系统地研究了有时呈显性遗传的儿童视网膜母细胞瘤，提出了著名的肿瘤"两次突变"的假说，认为在有遗传倾向的病人体内，所有体细胞及干细胞都存在一种突变，在此基础上发育过程中任一视网膜母细胞若再出现第二次突变，即可导致肿瘤的发生。
* 对于散发患者，Knudson指出两次突变均发生于体细胞，而且必须发生在同一个发育中的视网膜母细胞上，后者发生几率特别小，这与人群中视网膜母细胞瘤发病率很低一致。
* 由于两次突变可能影响不同的基因，所以Knudson又提出两次突变事件必须影响原于父母双方的两个视网膜母细胞瘤相关的等位基因，即Rb基因。
* 视网膜母细胞瘤在临床表现为显性遗传，而在细胞水平，Rb基因突变是一种隐性遗传，只有双亲的两个等位基因都失活才能引起视网膜母细胞瘤。
一、Rb基因的生物学特性。
* 磷酸化状态?Rb基因调节细胞生长分化的主要形式。
* 调节Rb功能最重要的磷酸化事件在G1和S期的交界处，磷酸化可使Rb与细胞内蛋白结合形成复合物的能力丧失。
* E2F(转录调节蛋白家族)，Rb在( )磷酸化状态时可与E2F蛋白结合，并抑制其活化基因表达的功能，当Rb处于( )磷酸化时，则不能与E2F结合。
* E2F蛋白与一种DP1蛋白形成二聚体，可活化一系列在细胞由G1进入S期的转换过程中具有关键作用的基因表达。
* 在G1期，Rb为去磷酸状态，当细胞开始进S期时，磷酸化状态急剧增加，并持续到G1和M期，细胞G1/S期Rb磷酸化受周期调节激酶CDC2调节。
* 在病毒转化宿主细胞中，腺病毒E1A、SV40大T抗原、HPVE7蛋白均可与Rb蛋白结合，并且使Rb失活。
* 说明Rb参与和调节细胞由G1向S期过渡行使功能，而DNA 病毒蛋白与Rb蛋白形成复合物后则可能使细胞摆脱Rb的负调节控制。
二、Rb基因异常与肿瘤
Rb基因的异常主要表现为等位基因的缺失和基因突变。
应用限制性酶切片段长度多态性 (restriction fragment length polyrnorphism，RFLP)方法分析等位基因的杂合性丢失。
第三节 p53 基 因
p53基因被Science杂志评为1993年的明星分子。
一.P53基因的结构和生物学特性
* p53首先由SV40转化的细胞中被发现，与SV40大T抗原结合形成复合物。
* p53是负调节因子
* 突变型及野生型两种。产物也有突变型及野生型。
* 野生型p53蛋白极不稳定，具有返式激活功能、广谱抗癌作用。
* p53蛋白具有转录调节作用，中央核心区域可结合特定的DNA序列
* p53可正调节增殖周期调控过程中关键基因，包括可调节CDK活性的p21和DNA损伤导致细胞生长受阻相关的GADD45基因。
* p53在G1/S控制点起作用，决定细胞是否启动DNA合成，另一些情况下，却决定细胞是否进行程序化死亡。
* 含有野生型p53的细胞，在DNA受到损伤时，可使细胞停止于G1期，在DNA开始进行合成前进行修复。缺乏野生型p53的细胞则不能阻滞于G1期以修复DNA损伤
* p53的失活可促使肿瘤细胞进一步出现基因的不稳定，突变型p53则具有癌基因的作用，促进细胞的恶性转化。
* 病毒蛋白(SV40)结合p53后，使p53蛋白在细胞内含量显著增加，增强了细胞的分裂和增生能力。
二、p53基因异常与肿瘤
* p53基因的缺失或突变已被证实是许多肿瘤发生的原因之一。
* p53基因的突变具有特点：大多数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。
* p53基因异常的另一个形式为等位基因的缺失，特别是当一个等位基因发生突变时，另一个等位基因便存在发生缺失的倾向。这种两个等位基因都失活的现象在结肠癌及乳腺癌的发生频率较高。
三、p53基因产物的研究进展
* p53蛋白具有与DNA结合的能力，还具有与DNA病毒编码产物结合的能力。
* p53基因突变和等位基因缺失是导致p53蛋白表达异常的主要原因。
* 突变型p53蛋白的半衰期延长，可用免疫组化检测，* 除突变型p53蛋白可以增加在细胞内积聚外，与肿瘤性DNA病毒编码产物结合，也可使细胞内p53蛋白积聚，含量增加，导致其正常的负调节功能丧失。
四.p53基因对细胞内基因转录的调节
* P53除了可与病毒癌蛋白结合外，尚可与细胞内转录因子结合，起活化和调节的作用。
* 关系最密切的为Mdm2和p21。
* Mdm2具有转录因子的作用，能自发导致肿瘤发生，Mdm2可与突变型及野生型p53结合，阻滞p53的反式激活、阻滞p53的抑制细胞增殖和诱导凋亡的功能。解除细胞G1期的阻滞并重新进入细胞周期。
* P53可上调p21的表达。
* P21作为p53下游的转录激活产物，他的上游调节区含有p53的结合位点 ......
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