• 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
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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
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异常生长的肿瘤细胞
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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
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• 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。
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1970s 发现RSV中的致瘤基因是src基因（最 早研究的致癌基因），编码被称为p60Src的 蛋白质。 •是514个氨基酸的磷酸化蛋白(酪氨酸激酶)， •其C端250个氨基酸是活性区域，负责将磷 酸基团移到酪氨酸残基上，可使多个靶蛋白 发生磷酸化而影响其功能，加速细胞癌变的 过程。 •p60Src 结合在细胞基部质膜附着点内靠近 或位于枢纽蛋白处，使该蛋白磷酸化水平提 高20倍以上，导致细胞黏附能力减弱，易发 生脱落和转移。
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2.反转录病毒基因组结构
• 基因组由单链RNA组成( 6-9 kb )； • gag和env两个基因编码蛋白质外壳； • 反转录病毒的复制是由其自身基因组上
pol基因编码的反转录酶指导完成的
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当病毒感染细胞时， pol基因被宿主的RNA 聚合酶II转录，产生polmRNA，并在宿主核 糖体上合成包括反转录酶、整合酶等多个 病毒复制和整合所需要的酶类。
获1989年诺贝尔生理 医学奖。
Bishop
Varmus
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• 癌基因理论：
每一个正常的细胞都带有能导致自己癌变的 基因。在正常情况下，这些基因在控制细胞的增 殖、分化中起重要作用，但一旦由于各种原因 （如病毒感染，化学致癌物的作用等）导致这些 基因发生突变的话，它们则可以引发细胞癌变。 也就是说，细胞癌变的根本原因既不是病毒，也 不是其他的致癌因素，而是存在于细胞自身的基 因中。癌基因理论的确立是癌生物学研究中的一 场伟大的革命。
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3.反转录病毒癌基因（v-onc)的起源
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断裂基因
肉瘤病毒V-Src基因，编码有514 个氨基酸的p60Src磷酸化蛋白
完整的没有断 裂的可读框
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4、根据反转录病毒转化细胞的能力，可分为：
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（二）原癌基因产物及其分类
除病毒感染诱发细胞癌变外，许多非病 毒因子(如放射性物质、化学试剂亚硝酸、 烷化剂等)也能诱导细胞转化。
abl原癌基因通过选择性染色体重排 转变成细胞癌基因
细胞分裂失控
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4、缺失（Deletion）
(-)
oncogen e
一些原癌基因5’上 游存在负调控序列， 该序列的缺失或突变 ，则丧失抑制癌基因 表达的能力。
Burkitt’s
Lymphoma c-myc因负
调控序列缺失而过度 cancer 表达。
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2、LTR插入
LTR是反转录病毒基因组两端的长末端重复序 列（long terminal repeat）:
含有强启动子序列， 当LTR插入原癌基因启动子区域或邻近部位后，
可从根本上改变基因的正常调控规律。
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3、基因重排
原癌基因之间 原癌基因与非原癌基因之间
染色体数目和结构异常
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肿瘤细胞是永生化的、转化了的细胞
细胞癌变时发生三种类型的改变： 永生化（immortalization） 细胞克服了细胞分裂次数的限制无限增殖的特性。 转化（transformation） 指在转化的细胞中，不能观察到正常的细胞生长受 限制，如转化细胞不依赖于通常能够刺激细胞生长 和生存的因子,细胞变圆并长成一个集落(实体瘤)。 转移（metastasis） 癌细胞获得了能够侵入正常组织的能力。它能够离 开原来的组织，转移到机体的其他部分，并形成新 的克隆。
1966年，因发现肿瘤诱导病毒，因提 出病毒致癌学说，开创癌症起因研究的 新纪元而获得1966年诺贝尔生理学 医学奖。
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1.反转录病毒颗粒结构
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2.反转录病毒基因组结构
长末端 重复序列
正常的病毒基因
LTR gag
pol
env LTR
调节和 产生病毒 产生逆转录 产生病毒 启动转录 表面鞘蛋白 酶和整合酶 外壳蛋白
第十一章 肿瘤分子生物学
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主要内容 1 反转录病毒致癌基因 2 原癌基因产物及其分类 3 原癌基因的表达调控 4 基因相互作用与癌基因表达
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肿瘤是环境因素与遗传因素相互作用而导 致的一类疾病
环境致病因素如饮食、病毒、化学物质和射线 的致癌作用都是通过遗传基因起作用
癌基因即细胞中活化的原癌基因．对DNA复制、 细胞生长与增殖起正相调节或促进作用
Up to 30X
Up to 50X Up to 30X
71.72 297 201
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6.原癌基因的甲基化改变
DNA甲基化
• DNA甲基化是一种表观遗传修饰，它是由 DNA甲基转移酶（DNA methyltransferase, Dnmt）催化S-腺苷甲硫氨酸 作为甲基供体，将胞嘧啶转变为5-甲基胞 嘧啶（mC）的一种反应
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5、基因扩增
• 使每个细胞中基因拷贝数增加，从而直 接增加可用的转录模板。
• 在肿瘤细胞中，DNA扩增事件的发生频 率至少比正常细胞中高上千倍。
• 发生基因扩增的肿瘤细胞将获得选择性 生长优势。
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Tumor
Oncogene
Amplification
Small-cell lung cancer Neuroblastomas
c-myc N-myc L-myc N-myc
Glioblastomas
c-crbB1(EGFR)
Up to 8OX Up to 50X Up to 20X Up to 250X
Up to 50X
Rcf.
67 66 266 295 296
Mammary carcinoma
c-crbB2(HER2)
c-myc Cyclin D1
反 转 录 酶 以 病 毒 RNA 为 模 板 ， 转 录 出 单 链 DNA分子
利用宿主DNA聚合酶指导合成第二条DNA链， 以双链DNA形式整合到宿主细胞基因组中。
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1975年因为发现了逆转录酶， 证明遗传信息不仅由DNA到RNA， 也可由RNA到DNA而获得诺贝尔生 理学医学获奖
Baltimore
细胞转化基因与病毒癌基因有显著的序列相似性。
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• DNA病毒包括乙型肝炎病毒、SV40和多瘤病 毒、乳头瘤病毒、腺病毒、疱疹病毒和痘 病毒。
• RNA病毒主要是反转录病毒。包括肉瘤病毒、 HIV、流感病毒、冠状病毒等。反转录病毒 致癌基因（retrovirus onc）可能是研究 最多的病毒基因，它们能使靶细胞发生恶癌症而存在吗？
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2.原癌基因的特点：
广泛存在于自然界 在进化上高度保守 是调节细胞生长、发育和分化的重要蛋白质 在结构上与病毒癌基因相近 正常情况下表达水平很低 在一定条件下可被激活成癌基因
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美国人M.Bishop 与美 国科学家Varmus因在70年 代最终发现了细胞癌基因 （原癌基因），创立了癌 症发生的癌基因理论。
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病毒癌基因和对应原癌基因比较有序列的同源 性和相似表达产物，但病毒癌基因经过病毒自身 改变修饰，和对应的原癌基因比较，主要存在以 下一些差别：
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3. 原癌基因可分类
根据蛋白的功能 生长因子类（如sis(PDGF-β）) 生长因子受体类（如erbB，trk） 蛋白激酶类（如src） GTP结合蛋白类（如ras家族中的 H-ras，K-ras） 核蛋白类（如myc家族，fos家族，Jun家族） 功能未知类
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与人类肿瘤发生有关的病毒
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（一）.反转录病毒致癌基因(Retrovirus onc)
Sarcoma
移除肿瘤 & 制备无细胞滤液
Sarcoma
(一) 反转录病毒致癌基因
Rous于1910年首先发现鸡肉瘤病毒（后称劳斯肉瘤病 毒 RSV ） ， 研 究 证 明 它 是 一 种 单 链 RNA 肉 瘤 病 毒 （ Rous sarcoma virus,RSV，一种反转录病毒）
已经上升到第一位。
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肿瘤医学研究中最为突出的成就