cyclin D1基因扩增,重排和突变 发现在乳腺癌,皮肤癌,结肠癌,食道癌,淋巴造血系统的癌中 致癌机理是:加速G1进入S期;增加转录;与原癌基因合作促 细胞增殖 Rb突变或磷酸化 发现在视网膜母细胞瘤,骨瘤,小细胞肺癌,乳腺癌等癌中
致癌机理:促细胞增殖
P16突变或缺失 发现在一些癌中
致癌机理:无法竟争结合cdk4,6因而无法抑制Rb的磷酸化,
d. 凋亡基因及其产物的作用机制 p53: 诱导p21蛋白产生,抑制cyclin D-cdk 4 复合物的形成,阻止Rb磷酸
化,使细胞停止在G1期进行DNA修复.若不能修复则诱导细胞凋亡.
ICE(interleukin-1B converting enzyme): (a).ced-3同源基因有:ICE.Ich-1(NEDD2),cpp32,Ich-2,(Tx,Icerel-
i. 端粒-端粒酶与肿瘤:①研究发现在肿瘤组织 中端粒变短或变得极短或丢失.大部分肿瘤细 胞端粒长度明显短2-6kb.②端粒酶被激活.在 人类的肿瘤中,均发现端粒酶的表达.③端粒酶 活化是细胞无限增殖所必须的.端粒酶在肿瘤 发生的那个阶段被活化,目前尚不清楚.④端粒 酶如何被活化,Counter提出了两种可能的模 式:Ⅰ.逃避M2期危机的复活模式.Ⅱ.扩充保留 模式,即其它细胞衰老死亡.保留了本身微弱表 达端粒酶的细胞.⑤端粒酶抑制剂和端粒酶基 因的反义核酸可治疗肿瘤.
d.细胞凋亡改变与肿瘤
(a). 抑制凋亡可导致肿瘤细胞不断增殖; (b). 促进凋亡可抑制肿瘤细胞增殖
(3). 端粒和端粒酶的改变
a. 端粒的发现: 20世纪初,Muller 等用x-射线照射细胞使 染色体断裂,断裂的染色体片段可以相互连接形成双着丝粒或 环状DNA.但是,天然染色体具有稳定的末端结构,末端方向不 能与其它片段连接.故此,Muller提出了端粒(telomere)的概念. b. 端粒的结构特点: (a). 真核细胞端粒DNA序列富含G,并 有简单的串连重复;(b).串连序列长5-8bp,可重复长达10kb;(c). 人类端粒为6聚体重复,为5-TTAGGG-3,长达15kb;(d).5---3方 向链延伸到末端后伸出富含C的3---5方向的长12-16个bp的单 链核苷酸,并且内折以G-G配对方式连接;(e). 端粒存在有结合 蛋白.它以氢键与末端DNA结合,保护大约100bp的双链末端和 16bp的单链末端;(f).人类的与TTAGGG结合的是一种蛋白因 子(telomeric repeat binding factor,TRF). TRF参与端粒长度 的调节,是一个端粒延长的抑制剂. c. 端粒的功能: (a). 保护末端,防止降解;(b).解决末端复制 问题.
g. 端粒与寿命: (a). 20世纪70年代初,Olvinkov首
次提出:染色体末端逐渐丢失导致细胞最终退出
细胞周期,进而死亡.(b).Kruh等对2天,9岁,75岁
及患早老性痴呆的人群进行端粒的发现:①年龄
越大端粒越短.②大多数组织在分化过程中,端
粒不同程度的缩短.③皮肤和淋巴细胞的端粒每
年丢失15-40bp.纤维细胞,胚胎肾细胞,上皮细
c-myc: 其功能是:(a).转录因子活性;(b).启动细胞增 殖;(c).抑制细胞分化;(d).调节细胞分化;(e).参 与细胞凋亡.c-myc高表达可导致细胞凋亡,但可被 bcl-2抑制. Fas/Apo-1:Fas也称为Apot基因,即Fs-7 associated surface protein.它是NGF受 体家族的成员.Fas 和配体FasL结合可诱导鞘磷脂酶 (sphingomyelinase) 活性,分解产物为神经酰胺 ceramide）.该产物可阻止细胞周期进行,引起细胞凋亡.
(b).匹配:cyclin A and B combine with cdk 1 and 2; cyclin C and
D pair with cdk 4, 5 and 6. (c).活化和调控:
cdk-activating kinase cyclin+cdk------------------------------→
第五章 肿瘤细胞生物学
第一节 肿瘤细胞与正常细胞的差别
1、什么是癌? 什么是肿瘤?
(1). 宋代(1170年)东轩居士著”卫济宝书”,首用无病框的癌字即山岩之意
(2). 16世纪罗马皇帝Marc Aurel发现乳腺癌引起的淋巴管炎螃蟹状(Krab) 2、正常细胞有什么样的结构?
(1)细胞膜(双脂膜,蛋白质,糖蛋白,糖脂)
phospholation of Thr14+Tyr15+Thr160 of cdk
cdc25 -----------→cdk-Thr160, ←-------CDI
调控cyclincdk 的活性
(d).CDI的主要种类: P21 family,including: P21(cip1/waf1/cap21/sdi1) P27(kip) P57(kip2) P16 family,including: P15(ink4B) P16(ink4A) P18(ink4C) P19(ink4D) P20 TGFβ family,including 1,2,3,4,5
(e). CDI的功能
P21抑制cdk2,4,5,6复合物的激酶活性,阻止细胞进入S期 P27作用cyclin-cdk复合物,使细胞停留在G1期
P16抑制cdk4/cdk6介导的Rb的磷酸化
P15结合cdk4,cdk6,抑制其激酶活性 TGFβ在G1后期抑制Rb蛋白磷酸化,使细胞停留在G1期
(f). 恶性肿瘤细胞周期中调控分子的改变
(2)细胞质(亚细胞器,分泌颗粒) (3)细胞核(染色体,核仁组成区)
3、肿瘤细胞有什么样的结构?
(1)细胞核(核呈多形性,染色体呈多形性, 核仁银染颗粒增多) (2)细胞质(核糖体增加,分泌颗粒增多)
(3)细胞膜(某些糖蛋白减少,一些糖脂减少,受体分布改变)
第二节 肿瘤的恶性增殖
1、肿瘤有那些生长特点?
胞,卵巢细胞传代一次丢失50-200bp.
h.端粒酶与寿命 (a).端粒-端粒酶假说的提出.依据端粒在细胞寿命中 的控制作用,Harley提出了端粒-端粒酶假说. (b).假说的要点: ①当细胞在有丝分裂过程中,伴随着部分端粒序列 的丢失,端粒长度不断缩短. ②当端粒缩短到一定程度时,就会启动某种信号, 使细胞进入危机点M1期,此时细胞不再分裂并出现老化. ③如果细胞被病毒转化或因抑癌基因突变,细胞会 越过M1期,继续分裂.端粒细胞继续缩短,最终达到一个 关键阈值.细胞进入另一个危机点M2期. ④这时染色体可能出现异常形态,某些细胞端粒太 短,丧失其功能,导致细胞死亡.但极少数细胞在此阶段 激活端粒酶,使端粒增长,从而逃避M2期危机,获得永生 性.
2、恶性增殖有何的表现?
(1)体积增大
(2)组织密度增加
(3)细胞数目增多
3、如何测定?
a. 影像学测定(X-透射,B超,内窥镜,CT,核磁共振)
b. 细胞学测定
4. 肿瘤恶性增殖的细胞和分子机理是什么? (1).细胞周期改变 a.细胞周期(G1,S,G2,M),(M:前,中,后,末) b.嵇查点(cheakpoint) c.正常细胞周期的调控分子
促进细胞增殖 P27丢失 发现在白血病中 致癌机理:无法与cyclin-cdk复合物作用,无法使细胞停留在 G1期
(2). 细胞凋亡的改变 a. 细胞死亡的形式 (a). 坏死(以外),作用---肿涨---破裂---炎症 (b). 凋亡(正常),内缩---小体---被吞---无炎症 apoptosis,programmed cell death b. 凋亡相关基因的发现 (a). 线虫(C.elegans)有1090个体细胞 (b). 131个细胞在发育过程中凋亡 (c). 线虫透明,凋亡细胞易于观察 (d). 发现有15个基因影响线虫细胞的命运 c. 凋亡相关基因的种类 (a). 凋亡基因: myc,myb,bax,bcl-xs,bad,p53,ICE,hid(果蝇), ced-3 and ced-4(线虫) (b). 存活基因(凋亡抑制基因): ced-9(线虫),bcl-2,bclxl,bag,AL,bcr-abl,raf,腺病毒E1B,EB病毒 BHRF1 and LMP1,非洲猪热病毒LMW5-HL,杆状病毒p35
e.存活基因(凋亡抑制基因)及其产物的作用机制
bcl-2: (a). 抗氧化作用，阻止内源性氧的生成；(b).影响 钙释放；(c).与p53作用形成一个杂合子，抑制p53，促进转
录，使细胞存活.
bcl-2家族的其他基因: bcl-xl,mcl-1,AL,bag-1等,作用机 理:(a).bcl-2/bax大于bax/bax,可抑制细胞凋亡; (b).bcl-2/bclxs结合可释放bax,使其形成bax/bax二聚体从而使细胞凋亡; (c).bag-1与bcl-2作用可加强bcl-2的抑制细胞凋亡作用.
Ⅱ),Mch-2, Mch-3,Icere-2抑制,当bcl-2失活时,ICE促进细胞凋 亡.
(c).其它ICE同源基因的作用机制:nedd2/Ich-1二聚体诱导凋亡,但可
被bcl-2,crmA抑制;cpp32水解ADP-核糖基因聚合酶,使 PARP(poly(ADP-ribose)polymerase)在DNA断裂时的修复功能失去, 因而诱导凋亡;prICE(protease resembling ICE)可切断PARP,诱 导凋亡.
d. 端粒酶的发现:1985年,Greider等首次在四膜虫中发现了一种能扩增 末端DNA的酶称为端粒酶.1989年该酶被提纯.1995年人端粒酶RNA被克 隆成功. e. 端粒酶的结构: 端粒酶RNA和蛋白质两部分. RNA的特点:(a). 含有与端粒DNA序列互补的(telomere DNA sequence,TEL)RNA序列; (b). 人的TEL末端为5-TTAGGG-3,四膜虫的TEL末端为5GTTGGG-3; (c). 四膜虫的RNA有159个核苷酸. 端粒酶蛋白的特点: (a).四膜虫的蛋白有两个亚基,分别为80kd和95kd.p80与 端粒酶RNA有特殊亲合性,p95能与端粒DNA单链部分特 异结合. (b).哺乳动物端粒酶蛋白有结合亚基TP1蛋白(telomere associated protein 1)和催化亚基hest 2蛋白 . TP1与p80有广泛的同源性,但与酶活性无关. hest 2 蛋白与端粒酶活性相关.它的编码基因为HTRT(human telomerase reverse transcriptase).