第03章 癌基因 .doc
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参见附件(113kb)。
第三章： 癌基因
第一节 癌基因研究的发展历史
实验肿瘤学的诞生
二、环境致癌和遗传因素与细胞癌变关系的确立
三、肿瘤基因学说的提出
四、细胞癌变多阶段假说的分子模型
五、细胞周期调控因子与癌变机制
六、肿瘤的多基因变异积累特性
第二节 RNA肿瘤病毒与病毒癌基因。
一、 逆转录病毒与细胞原癌基因活化。
* 慢性转化病毒可将其病毒DNA的拷贝(原病毒)随机整合到宿主的基因组中，并改变插入点附近的基因。如果该区域含有一个原癌基因，就可能改变原癌基因的结构或表达异常导致肿瘤发生。
* 最常见的肿瘤为：白血病和淋巴瘤。
二、 癌基因的分类与功能
* 急性转化病毒基因组中常含有从宿主细胞获得的核酸序列，与病毒的急性转化有关。
* 病毒癌基因由于在自身高效启动子的作用下有较高的转录活性，而细胞癌基因由于丢失了基因两侧的调控序列或被病毒进行了修饰，从而成为病毒癌基因的一部分。
* 病毒癌基因：生长因子家族、跨膜酪氨酸激酶、膜相关酪氨酸激酶、丝-苏氨酸激酶、RAS家族、核蛋白。
* 细胞原癌基：根据基因产物在细胞内的定位和生物学功能可将其分为：生长因子、生长因子受体、信号传导分子、转录因子、细胞凋亡基因和细胞周期蛋白等
* 原癌基因：是细胞中固有的基因，正常下参与细胞增殖与分化的调控，当基因的功能、结构发生变异，并具有使细胞发生恶性转化的作用的时候，称为癌基因。
三、肿瘤DNA介导细胞转化与癌基因的鉴定
* DNA转染技术：
* 首先用于研究和鉴定RNA及DNA肿瘤病毒转化的细胞基因。
* 实验中通常选用啮齿类成纤维细胞系，如NIH3T3细胞系。是一种非致瘤性小鼠细胞系，在体外培养中具有连续分裂能力(即永生化)，但保留了细胞生长的接触性抑制的特性。
* 通过基因转染技术将人类肿瘤组织或肿瘤细胞DNA导入NIH3T3成纤维细胞中，随后分离有形态学变化并失去接触性抑制特性的细胞(转化灶)，通过2--3轮的转染和筛选可获得引起细胞恶性转化作用的人类肿瘤DNA序列，活化的细胞原癌基因。
* 采用上述方法，美国科学家Weinberg、Cooper及Wigler的研究小组分别报道了第一个
* 与肿瘤相关的细胞癌基因H-Ras
* 利用DNA转染和NIH3T3这样的研究体系得到的肿瘤相关基因是十分有限的，因为形态转化可能是受某一类基因所控制。
* 另一个原因是在DNA的提取过程中有可能人为造成基因的变异或因转移的基因长度有限所致。
* 尽管用DNA转化技术成功地鉴定出一些癌基因，但这种方法有很大的局限性。
* 以后的研究方法和技术如染色体介导的基因转移、定位克隆、代表性差异显示(representation differential analysis，RDA)、mRNA差异显示、cDNA Array等新技术
第三节 基因变异方式与原癌基因活化
一 点突变与痛基因
* 基因点突变是导致癌基因活化的主要方式。
* 80年代初美国的三个实验室同时发现H-Ras基因第12位密码子GGC突变为GTC，从而使编码的甘氨酸变为缬氨酸，使其产物P21蛋白的结构发生改变导致Ras基因的活化
* 人们针对基因的点突变在多聚酶链式反应(polymerasechainrescllon，PCR)技术的基础上发展了多种点突变的检测方法如：限制性内切酶长度多态性(restriction-endonuclease fragment longth polymophism，RFLP)、单链构象多态性(single strand conformation polymorphism，SSCP)、寡核苷酸探针杂交和PCR直接测序等技术
二.DNA扩增与癌基因
* 基因扩增是癌基因活化的另一种主要方式
* 细胞内一些基因通过不明原因复制成多拷贝，这些多拷贝的DNA以游离形式存在称双微体(DMS)或再次整合入染色体形成均染区 (HSR)，它一般表示高度的染色体结构破坏与不稳定性。
* 基因拷贝数增多往往会导致表达水平增加。但是在某些情况下，由于基因调控区的变异在基因没有扩增的情况下也会发生过量表达。因此认为，基因扩增和过量表达其结果均可影响细胞的正常生理功能。
* 从人类肿瘤的DNA扩增区域鉴定出与病毒基因同原的细胞癌基因有Myc、Myb，上皮细胞生长因子受体(EGFR)，Akt2及e-ErbB2(又称为Her2或Neu基因)。
* 在一个DNA扩增区往往涉及到几十万个碱基对，因此一些肿瘤细胞DNA的扩增区中可能含有数个细胞癌基因。这些细胞癌基因的表达常固DNA扩增而受到活化
* 扩增的基因主要通过DNA的杂交分析确定，目前在PCR技术的基础上建立的差异竞争性PCR.可用于某些基因扩增的检测。
三. 染色体重排与癌基因
* 已确定在各种肿瘤都有染色体结构的异常，特别是许多肿瘤或细胞系都有特定的染色体改变称为标志染色体，如淋巴瘤中染色体第8号和第14号易位、慢性粒细胞白血病中染色体费城染色体(Ph)t(9;22)。
* 研究发现在淋巴瘤和淋巴细胞自血病中常存在免疫球蛋白(Ig)或T细胞受体(TCR)基因与一个未知基因的染色体易位。
* 通过对这些位点的序列分析，确定在免疫球蛋白基因和T细胞受体基因重排的过程中由于几个碱基的重组而发生易位。导致一些未知基因易位到有T细胞受体(T cell receptor，TCR)或免疫球蛋白基因(immunqglobulin，Ig)的染色体断裂位点上。
* 这种排列方式可使在染色体脆性位点附近的基因发生变异，如在正常状态下只在神经组织或胚胎组织中表达的基因有可能在B细胞或T细胞中被活化而表达，这种异常表达导致细胞的增殖和分化异常。
* 许多淋巴瘤或白血病中的染色体易位均涉及到Ig或TCR位点基因序列，由于Ig或TCR序列已研究得比较清楚，因此在它附近的未知基因可通过基因克隆的方法鉴定出来。
* Myc和Bcl-2基因就是从淋巴瘤组织中发现的与IgA或TCR位点序列相连的基因。
* 除此之外，发现在造血系统恶性肿瘤中还有一些染色体易位与Ig及TCR位点无关。但是这些染色体易位同样能够导致基因的表达，产生由断裂点基因序列组成的嵌合蛋白，如从费城染色体(Ph)t(9；22)的易位获得了第一个嵌合型癌基因BCR/ABL。
* 由于细胞培养技术和染色体荧光原位杂交(fluorescence in suit hybridization，* FiSH)技术的发展，在实体瘤中鉴定染色体异常的成功率有较大提高
四、癌基因甲基化改变
* DNA甲基化导致基因结构和功能的异常。是细胞癌变过程中的重要一步。
* 真核生物中最重要的甲基化碱基是胞嘧啶 ......
第三章： 癌基因
第一节 癌基因研究的发展历史
实验肿瘤学的诞生
二、环境致癌和遗传因素与细胞癌变关系的确立
三、肿瘤基因学说的提出
四、细胞癌变多阶段假说的分子模型
五、细胞周期调控因子与癌变机制
六、肿瘤的多基因变异积累特性
第二节 RNA肿瘤病毒与病毒癌基因。
一、 逆转录病毒与细胞原癌基因活化。
* 慢性转化病毒可将其病毒DNA的拷贝(原病毒)随机整合到宿主的基因组中，并改变插入点附近的基因。如果该区域含有一个原癌基因，就可能改变原癌基因的结构或表达异常导致肿瘤发生。
* 最常见的肿瘤为：白血病和淋巴瘤。
二、 癌基因的分类与功能
* 急性转化病毒基因组中常含有从宿主细胞获得的核酸序列，与病毒的急性转化有关。
* 病毒癌基因由于在自身高效启动子的作用下有较高的转录活性，而细胞癌基因由于丢失了基因两侧的调控序列或被病毒进行了修饰，从而成为病毒癌基因的一部分。
* 病毒癌基因：生长因子家族、跨膜酪氨酸激酶、膜相关酪氨酸激酶、丝-苏氨酸激酶、RAS家族、核蛋白。
* 细胞原癌基：根据基因产物在细胞内的定位和生物学功能可将其分为：生长因子、生长因子受体、信号传导分子、转录因子、细胞凋亡基因和细胞周期蛋白等
* 原癌基因：是细胞中固有的基因，正常下参与细胞增殖与分化的调控，当基因的功能、结构发生变异，并具有使细胞发生恶性转化的作用的时候，称为癌基因。
三、肿瘤DNA介导细胞转化与癌基因的鉴定
* DNA转染技术：
* 首先用于研究和鉴定RNA及DNA肿瘤病毒转化的细胞基因。
* 实验中通常选用啮齿类成纤维细胞系，如NIH3T3细胞系。是一种非致瘤性小鼠细胞系，在体外培养中具有连续分裂能力(即永生化)，但保留了细胞生长的接触性抑制的特性。
* 通过基因转染技术将人类肿瘤组织或肿瘤细胞DNA导入NIH3T3成纤维细胞中，随后分离有形态学变化并失去接触性抑制特性的细胞(转化灶)，通过2--3轮的转染和筛选可获得引起细胞恶性转化作用的人类肿瘤DNA序列，活化的细胞原癌基因。
* 采用上述方法，美国科学家Weinberg、Cooper及Wigler的研究小组分别报道了第一个
* 与肿瘤相关的细胞癌基因H-Ras
* 利用DNA转染和NIH3T3这样的研究体系得到的肿瘤相关基因是十分有限的，因为形态转化可能是受某一类基因所控制。
* 另一个原因是在DNA的提取过程中有可能人为造成基因的变异或因转移的基因长度有限所致。
* 尽管用DNA转化技术成功地鉴定出一些癌基因，但这种方法有很大的局限性。
* 以后的研究方法和技术如染色体介导的基因转移、定位克隆、代表性差异显示(representation differential analysis，RDA)、mRNA差异显示、cDNA Array等新技术
第三节 基因变异方式与原癌基因活化
一 点突变与痛基因
* 基因点突变是导致癌基因活化的主要方式。
* 80年代初美国的三个实验室同时发现H-Ras基因第12位密码子GGC突变为GTC，从而使编码的甘氨酸变为缬氨酸，使其产物P21蛋白的结构发生改变导致Ras基因的活化
* 人们针对基因的点突变在多聚酶链式反应(polymerasechainrescllon，PCR)技术的基础上发展了多种点突变的检测方法如：限制性内切酶长度多态性(restriction-endonuclease fragment longth polymophism，RFLP)、单链构象多态性(single strand conformation polymorphism，SSCP)、寡核苷酸探针杂交和PCR直接测序等技术
二.DNA扩增与癌基因
* 基因扩增是癌基因活化的另一种主要方式
* 细胞内一些基因通过不明原因复制成多拷贝，这些多拷贝的DNA以游离形式存在称双微体(DMS)或再次整合入染色体形成均染区 (HSR)，它一般表示高度的染色体结构破坏与不稳定性。
* 基因拷贝数增多往往会导致表达水平增加。但是在某些情况下，由于基因调控区的变异在基因没有扩增的情况下也会发生过量表达。因此认为，基因扩增和过量表达其结果均可影响细胞的正常生理功能。
* 从人类肿瘤的DNA扩增区域鉴定出与病毒基因同原的细胞癌基因有Myc、Myb，上皮细胞生长因子受体(EGFR)，Akt2及e-ErbB2(又称为Her2或Neu基因)。
* 在一个DNA扩增区往往涉及到几十万个碱基对，因此一些肿瘤细胞DNA的扩增区中可能含有数个细胞癌基因。这些细胞癌基因的表达常固DNA扩增而受到活化
* 扩增的基因主要通过DNA的杂交分析确定，目前在PCR技术的基础上建立的差异竞争性PCR.可用于某些基因扩增的检测。
三. 染色体重排与癌基因
* 已确定在各种肿瘤都有染色体结构的异常，特别是许多肿瘤或细胞系都有特定的染色体改变称为标志染色体，如淋巴瘤中染色体第8号和第14号易位、慢性粒细胞白血病中染色体费城染色体(Ph)t(9;22)。
* 研究发现在淋巴瘤和淋巴细胞自血病中常存在免疫球蛋白(Ig)或T细胞受体(TCR)基因与一个未知基因的染色体易位。
* 通过对这些位点的序列分析，确定在免疫球蛋白基因和T细胞受体基因重排的过程中由于几个碱基的重组而发生易位。导致一些未知基因易位到有T细胞受体(T cell receptor，TCR)或免疫球蛋白基因(immunqglobulin，Ig)的染色体断裂位点上。
* 这种排列方式可使在染色体脆性位点附近的基因发生变异，如在正常状态下只在神经组织或胚胎组织中表达的基因有可能在B细胞或T细胞中被活化而表达，这种异常表达导致细胞的增殖和分化异常。
* 许多淋巴瘤或白血病中的染色体易位均涉及到Ig或TCR位点基因序列，由于Ig或TCR序列已研究得比较清楚，因此在它附近的未知基因可通过基因克隆的方法鉴定出来。
* Myc和Bcl-2基因就是从淋巴瘤组织中发现的与IgA或TCR位点序列相连的基因。
* 除此之外，发现在造血系统恶性肿瘤中还有一些染色体易位与Ig及TCR位点无关。但是这些染色体易位同样能够导致基因的表达，产生由断裂点基因序列组成的嵌合蛋白，如从费城染色体(Ph)t(9；22)的易位获得了第一个嵌合型癌基因BCR/ABL。
* 由于细胞培养技术和染色体荧光原位杂交(fluorescence in suit hybridization，* FiSH)技术的发展，在实体瘤中鉴定染色体异常的成功率有较大提高
四、癌基因甲基化改变
* DNA甲基化导致基因结构和功能的异常。是细胞癌变过程中的重要一步。
* 真核生物中最重要的甲基化碱基是胞嘧啶 ......
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