1、肿 瘤 遗 传,本章重点内容提示,染色体不稳定综合征的类型 Ph染色体和14q+染色体形成机制及意义 癌基因概念、功能分类、激活机制 抑癌基因及研究途径 二次突变学说 肿瘤发生的多阶段过程（以结肠癌为例）,肿瘤概述,肿瘤泛指由一群生长失去调控的细胞形成的新生物 肿瘤细胞的本质：积累了不同基因突变异常细胞堆积细胞增殖失控,肿瘤分类,癌 85%，上皮来源 肉瘤 2%， 结缔组织、骨、肌肉组织 淋巴瘤 5%， 免疫系统白细胞 白血病 3%，骨髓造血细胞,化学致癌物 射线 病毒 烟草和酒精等,一、化学致癌物是80-90%人类肿瘤形成的病因。大量的动物实验证实：肿瘤发生需要两个主要阶段，即始动阶段和促进
2、阶段。当细胞暴露于一定量的始动剂可能癌变时，标志始动阶段的开始。始动阶段通常是快速的，且不可逆转。促进阶段的特点是肿瘤细胞（始动细胞）的永生化和克隆化。此外，促进阶段的因素（促进剂）不直接影响DNA，故对细胞的影响是可逆的。,（一）始动阶段肿瘤始动阶段的致癌物是一系列天然的或人工合成的化合物，分为直接作用和间接作用化合物或致癌物前体。前者自身为致癌物，后者通过体内代谢最终转变为致癌物。,在致癌物前体中主要的一类酶是细胞色素P-450依赖性单氧化酶的同工酶，在群体中，酶的活性和诱导性的变异较大。例如，其中一种同功酶CYP1A1负责多环芳香类碳水化合物的代谢。群体中10%的个体拥有这种高度诱导形式
3、的酶，因此，编码这些酶的基因具有多态性，影响人群对某一致癌物的易感性。其中，吸烟者患肺癌的风险较高与此基因变异相关。,（二）促进阶段当经历始动阶段的细胞暴露于促进剂时，遗传损伤的细胞数将增加。随着持续分裂，这些具有遗传突变的细胞将面临着选择。因此，促进阶段涉及癌前病变细胞的增殖、恶性转化及肿瘤的进展等。,促进剂不致突变，是通过诱导细胞增殖机制而起到促进肿瘤的作用。如蛋白激酶C是磷酸肌醇信号传导通路的复合物，正常情况下受控于第二信使乙酰甘油，TPA（纤维蛋白酶原激动子）激活蛋白激酶C，活化的蛋白激酶C引起靶蛋白的磷酸化，最终刺激细胞增殖。,二、辐射辐射能量，如紫外线或电离辐射，在体外使细胞转化，
4、在体内诱发肿瘤。辐射起致突变作用，通过造成DNA损伤而引起细胞的恶性转化。,紫外线有三种波长：UVA（320-400nm），UVB（280-320nm）和UVC（200-280nm）。UVB易被DNA碱基吸收，引起DNA碱基的改变，因此，被认为与皮肤癌的发生有关。,电离辐射包括电磁辐射（X-线和线）和特殊辐射（-粒子、-粒子、原子和中子）。自然环境的一部分，具有致癌性。电离辐射是广泛的致癌物，可以诱导几乎任何年龄、任何物种的任何组织癌变。与紫外辐射不同，单独置于电磁辐射足以形成肿瘤。,三、病毒现已发现大量与人类肿瘤相关的DNA和RNA病毒。这些病毒是通过整合到宿主细胞DNA而发挥作用的。对DN
5、A肿瘤病毒而言，癌基因是病毒基因组的整合部分，对RNA肿瘤病毒而言，癌基因为病毒的供体，即病毒RNA经逆转录变为前病毒，再整合到宿主基因组。,常见的DNA肿瘤病毒：EBV、乳头瘤病毒（HPV）和乙肝病毒。 常见的RNA病毒：人类T细胞白血病病毒和人类免疫缺陷病毒。EBV主要与Burkitt淋巴瘤和鼻咽癌的发生相关。98%非洲人Burkitt淋巴瘤有EBV感染史。100%的鼻咽癌有EBV DNA。免疫缺陷病毒可以引起艾滋病和肿瘤在内的多种疾病。,16,肿瘤遗传学（Cancer Genetics),应用遗传学的基本原理、方法，从遗传方式、遗传流行病学、细胞遗传和分子遗传学等不同的角度探讨肿瘤发生与
6、遗传的关系,肿瘤防治的新途径，进而开辟一门多学科渗透的新兴学科。,基因突变与肿瘤,所有恶性肿瘤都是基因突变的结果，是多次体细胞突变的积累 不同的突变组合可以发生相同的肿瘤 并非所有突变均导致肿瘤 存在普遍性突变和特异细胞突变,其他特点,肿瘤的个体易感性：环境：致癌因子遗传：癌基因抑癌基因 肿瘤-体细胞遗传病孟德尔方式遗传遗传易感基因体细胞基因突变,癌发生于一个细胞的（恶变）克隆。癌起源于单细胞的恶变 癌有家族性和散发性。发生在生殖细胞的突变是可遗传的,肿瘤的发生多因素、多基因、多阶段、多途径,几个观点,癌发生涉及多个基因的变化。细胞水平癌是体细胞遗传病基因水平癌是多基因病 癌的发生与常见的复杂
7、性疾病一样，也是由遗传因素（基因变化）和环境相互作用的结果 癌是多因素病 癌的遗传事件不是单一而是多途径如DNA甲基化。 癌是多途径机制 癌的发生经历基因多次突变的累积，其发展是一个多阶段的过程。 癌是多阶段 早发现、早治疗、早预防,肿瘤发生中的遗传因素 -肿瘤遗传的流行病学证据,肿瘤的家族聚集现象 1、癌家族：发病率高；发病年龄早；某类肿瘤多。 国外医生曾报告过一个著名癌家族，十数年五次调查，发现这个家族的六百五十个血缘亲属中有九十五人得恶性肿瘤。发病年龄比一般人较早，多在岁。 在我国广东地区也发现过一位鼻咽癌患者家庭中两代共人，其中1人患癌症，有人患鼻咽癌，人患乳腺癌。,2、家族性癌家族性
8、癌（familial carcinoma）是指一个家族内多个成员患同一类型的肿瘤，例如，1225的结肠癌患者有肠癌家族史。许多常见肿瘤（如乳腺癌、肠癌、胃癌等）通常是散发的，但一部分患者有明显的家族史。此外，患者的一级亲属中发病率通常高于一般人群34倍。这类癌的遗传方式虽然还不很清楚，但表明一些肿瘤家族聚集现象，或家族成员对这些肿瘤的易感性增高。 3、孪生子常患同种肿瘤肿瘤发病率的种族差异、地域差异基因组差异,Lynch癌家族综合征,特点：1.肿瘤发生率高；2.某种肿瘤（腺癌、肉瘤）发病率高；3.肿瘤有多发性（部位）；4.发病年龄早；5.符合常染色体显性遗传特点。,Li-Fraumeni综合征
9、（LFS）是以乳腺癌为主的癌家族综合征，呈AD， 还患有脑瘤，骨肉瘤，横纹肌肉瘤，白血病，肺癌，结肠癌，肾上腺皮质癌等。,二.同卵双生子发病一致率研究77对白血病患者双生子调查:同卵双生者发病一致率高 遗传因素 20对同卵双生子发病部位调查:患者患同一部位的同样肿瘤 遗传因素,三.肿瘤发生率的种族差异 不同种族中某些肿瘤发病率有明显差异例如： 鼻咽癌中国人 马来人 印度人13.3 : 3 : 0.4移居到美国的华人比美国人高34倍。 松果体瘤日本比其他民族高十余倍。种族差异主要是遗传差异所致，在肿瘤发生中也起作用。,1 遗传性肿瘤与染色体不稳定综合征,染色体不稳定综合征是指一些以体细胞染色体断
10、裂为主要表现的综合征，具有常染色体隐性、常染色体显性、X连锁隐性遗传等特征。 具有不同程度的易患肿瘤的倾向。,一些疾病或综合征，由于DNA修复酶缺陷导致染色体不稳定，易发生断裂、缺失、重排，这些现象称染色体不稳定综合征。在此基础上患者易患白血病或其他恶性肿瘤。,30,染色体不稳定综合征 （Chromsome unstable syndrome）,Blooms 综合征Fanconi 贫血毛细血管扩张性共济失调着色性干皮病,共同特征： AR， DNA修复系统异常 ，所以染色体DNA 不稳定，易于发生断裂或重排，易患白血病或其他恶性肿瘤。,Bloom综合症,具有明显的种族差异性，多见于东欧犹太人的后
11、裔 患者身材矮小 对日光敏感，故面部常有微血管扩张性红斑 外周血培养细胞有各种类型的染色体畸变和单体畸变，包括许多对称的四射体 姐妹染色单体交换率也比正常人高10倍 本病患者易患肿瘤或白血病,BLOOM的细胞遗传学改变,染色体不稳定、基因组不稳定是Bloom的显著特点 体外培养的Bloom细胞株易发生染色体断裂，并形成结构畸形 体内细胞可见微核结构，如颊粘膜细胞 频发姊妹染色单体交换现象 染色体断裂也可见于非编码区域 培养细胞常见四射体结构，尤其是短期培养的淋巴细胞中,什么是微核？,微核实际上是纺锤体着丝点功能障碍形成的整条染色体或染色体的片段。 微核主要来源于有丝分裂后期的无着丝点片段，因无
12、纺锤丝牵拉而游离于子细胞胞浆中。 细胞微核率和染色体变异有很好的相关性。,什么是四射体？,两条染色体发生断裂后形成的两个断片相互交换而形成两条衍生染色体，称为相互易位 如果易位的两条染色体在断裂点重接，没有发生片段的丢失或增加，这种相互易位称为平衡易位。 通常携带平衡易位的个体表型正常，但在其生殖细胞发生时，按同源染色体配对原则，易位染色体和正常染色体配对形成四射体结构。,Bloom的分子遗传机制,常染色体隐性遗传病BLM基因定位于15q26.1BLM 基因转录生成约4.5kb的mRNA, 其中4251个核苷酸构成有效开放阅读框架（ORF），编码由1417个氨基酸残基组成的蛋白质。BLM基因产
13、物属RecQ DNA Helicase家族,BLM基因及其蛋白质的生物学功能,BLM综合症细胞中参与DNA复制和修复过程的酶活性出现异常 Ellis指出，由于BLM基因的突变导致突变型blm蛋白缺乏RecQ DNA解链酶活性，不能修复在DNA复制过程中出现的各种异常DNA结构，导致染色体断裂、易位、SCE等细胞遗传学改变,Bloom的细胞遗传学诊断,单一细胞中期分裂相SCEs介于50-100之间 常用细胞类型：短期培养的T淋巴细胞、B淋巴细胞、骨髓细胞等等,Fanconi贫血,常染色体隐性遗传病，发病率约1/35万 主要表现为全血细胞减少症，即源于骨髓干细胞的血细胞发育受阻 常见发育异常：骨骼
14、畸形、脑损伤、心脏和胃肠道缺陷 儿童期癌症危险性增高，尤其急性白血病 FA细胞常见染色体断裂等染色体不稳定 FA细胞对丝裂霉素C、双环氧丁烷等敏感,Fanconi贫血的异常染色体a示单位断裂；b示非同源染色体断裂后交换,46,三.毛细血管扩张性共济失调症（AT)常染色体隐性遗传病，常在儿童期发病。患者1岁起进行性小脑共济失调。4-6岁时，眼、面部、颈部，尤其是眼结膜可出现瘤样毛细血管扩张。常伴发白血病，特别是T淋巴细胞白血病和乳腺癌。 染色体自发断裂率增高。14q12为断裂热点，所以形成的淋巴细胞白血病常有14q+的易位。,四.着色性干皮病（XP)常染色体隐性遗传病临床表现：主要是皮肤对紫外线
15、非常敏感，日光照射后可发生色素沉着，红斑等病变，可恶变为基底细胞癌或鳞状上皮癌，常在儿童期发生恶性肿瘤，并死于癌转移。病因：缺少核酸酶， DNA的切除修复系统有缺陷，不能切除紫外线诱发的嘧啶二聚体，因而导致突变率增高。,2 染色体异常与肿瘤,肿瘤是一种体细胞遗传病，大多数人类恶性肿瘤中伴有染色体数目或结构异常 肿瘤的染色体理论认为，肿瘤细胞来源于正常细胞，具有某种异常染色体的细胞是一种有缺陷的细胞，染色体畸变是引起正常细胞向恶性转化的主要原因,肿瘤的染色体异常,多数肿瘤细胞具有染色体异常 肿瘤细胞群可以是单克隆构成，即单克隆起源，所有细胞均具有相同的细胞遗传学特征 在肿瘤生长演化过程中，不断出
16、现新的染色体异常，造成肿瘤细胞的异质性，在同一肿瘤细胞群中出现不同的染色体异常，即不同的细胞遗传学特征，称为多克隆性 单克隆细胞群可以发展为多克隆细胞群 在多克隆细胞群中占主导数目的克隆构成肿瘤干系，干系肿瘤细胞的染色体数目成为众数；非主导数目的克隆称为旁系。干系和旁系地位可以相互转变,数目异常 结构异常 染色体异常是癌细胞遗传学的基本特征 细胞内染色体的不稳定是产生肿瘤的根本原因 Boveri 1914,每一个正常细胞中有一种特殊的排列可以抑制细胞分裂， 假定存在一些抑制分裂确定的染色体，它的丢失将引起肿瘤细胞的无限生长 ，另一方面，假定还存在促进分裂的染色体， 当受到某种刺激激活时，细胞就
17、发生分裂 ，由此可推断恶性肿瘤细胞的快速无限增殖的趋势，是由于促进分裂的染色体的持久优势所致。 Theodor Boveri，1911,今天，大量的科学证据表明： 抑制细胞生长的染色体 抑癌基因 促进细胞生长的染色体 癌基因,同一肿瘤的每个细胞具有共同的染色体特点经分裂、增殖而成的克隆同一突变细胞但由于各种因素影响，克隆癌细胞核型有不同变化。克隆演化（clone evolution)主导克隆 - 干系(stem line)-众数(modal number)非主导克隆 - 旁系(side line),数目异常多为非整倍体或异倍体,超二倍体 （染色体46条)非整倍体亚二倍体 （染色体46条）三倍体
18、多倍体 四倍体数目变化并不反映恶性程度。,肿瘤细胞的核型多伴有染色体数目的改变，多数是非整倍体，包括超二倍体、亚二倍体、亚三倍体、亚四倍体 实体肿瘤染色体数目多为三倍体左右,染色体结构异常,染色体断裂、重排形成的结构异常的染色体经常出现于某一种肿瘤细胞中，则称之为标记染色体。 标记染色体的形成可能是随机的，其中只有一小部分能够在肿瘤细胞中稳定遗传，称为特异性标记染色体 特异性标记染色体与肿瘤的恶性程度及转移能力密切相关,染色体结构异常易位、缺失，引起癌基因的激活和抑癌基因的失活，这是癌症发生的重要分子基础。,Ph染色体,1960年在慢性粒细胞性白血病CML中发现的异常染色体 t（9; 22），
19、9qter9q34:22q1122pter 95%的CML携带Ph染色体 首次证实了一种染色体畸变与一种特异性肿瘤之间的关系,t（9；22）（q34；q11） 9q+和22q-（ Ph1）（95%）,其它特异性标记染色体,t(8; 14) 见于Burkitt淋巴瘤,结果8q24 转移至14q32 myc与IgH 结合BCR1（22q11） ABL（9q34）易位 癌基因激活融合基因,62,脑膜瘤 22q-或-22 视网膜母细胞瘤 13q14- Wilms瘤 11p1314 黑色素瘤 +7或+22 肺腺癌 6q23qter,64,染色体异常的意义,多数实体瘤具有遗传复杂性和不稳定性，因此很难观察
20、到高度一致的“恒定的或特异性的”标记染色体 染色体数目和结构异常可能导致不同的分子事件发生，包括基因的激活、失活、转录调控异常、扩增、缺失，并导致基因及相关区域结构改变。 这些变化可能涉及癌基因或肿瘤抑制基因序列、选择性代谢途径控制区、组织特异性分化调节，还有编码生长因子的基因或细胞-细胞相互作用相关的表面膜分子等，通过改变细胞的生长分化使细胞克隆瘤性增殖,染色体介导的原癌基因改变在人类实体瘤中的作用尚缺乏明确的证据 通过正常二倍体/人类恶性肿瘤细胞杂交实验证明，正常染色体对恶性细胞表型具有抑制作用。这表明，有些基因，如肿瘤抑制基因或肿瘤相关基因，显著抑制细胞水平的恶性表型表达。 染色体改变的
21、积累可能对肿瘤克隆的进展起促进作用,脆性部位1、与肿瘤染色体异常断裂点一致；2、与癌基因部位一致。染色体异常基因突变肿瘤发生,3 癌基因,能够使细胞癌变的基因统称为癌基因 本是正常细胞的基因，是细胞生长所必需的基因 在表达时间、表达部位、表达数量、表达产物结构等方面出现异常，就可以导致细胞无限增值并出现恶性转化,来自病毒（逆转录病毒）的称为病毒癌基因（v-onc） 来自细胞的称为细胞癌基因（c-onc）或原癌基因（proto-oncogene），它们具有转化的潜能，可被激活成为癌基因。 从酵母菌到人类的正常细胞几乎都有与之类似的片段。这种进化上的高度保守性表明它们具有重要的生物学意义。,癌基因
22、的发现,1910年Rous 发现鸡肉瘤病毒(RSV-RNA反转录病毒）。 1970年，Martin等通过分析野生型RSV和缺失转化能力的变异株病毒基因的差别，发现细胞的恶性转化与RSV基因组中的一个特定基因Src相关，命名为V-Src。 1976年Bishop证明正常细胞中存在与v-oncogene同源序列细胞癌基因c-oncogeng或原癌基因。 80年代初 Weinberg 等几个实验室通过转染实验证明人体细胞中的癌基因H-ras。现已发现100多种的oncs。,病毒癌基因是存在于肿瘤病毒基因组中、使靶细胞发生恶性转化的基因。 正常细胞内存在与病毒癌基因同源的基因, 称为细胞癌基因,序列上
23、高度同源； c-onc有内含子，v-onc无内含子； v-onc有致癌能力，而c-onc无，但突变后可能致癌；,通过转染实验证明人体细胞中的癌基因H-ras。,理解：细胞癌基因是细胞正常生长、分化所必需的，是生长发育过程中所不可缺少的。 在发育过程中的一定时间、一定组织中定量的表达，产生生命活动中所必需的蛋白质，促进某些生命过程的进行，使生长发育得以实现。在机体生长发育过程完成后多处于关闭状态，即不表达或低表达。 一旦在错误的时间，不恰当地点，不适量表达即可能导致细胞无限制的增长而趋于恶性转化。,原癌基因（proto-oncogene） 正常细胞内存在的、 参与细胞生长分化并具有使细胞癌变潜能
24、的基因 癌基因（oncogene）使细胞发生癌变、引起细胞无限增殖和恶性转化的基因。在肿瘤细胞中原癌基因往往被激活，处于活跃表达的状态,癌基因的功能和分类,已知的原癌基因已近100种，其中许多已定位不同的染色体区带。这些基因与细胞的生长、增殖等基本功能有关。它们或编码生长因子、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。 可以按原癌基因的产物将其分为若干类型。如以src为代表的酪氨酸激酶类，以ras 为代表的G蛋白类，以myc为代表的核蛋白类，以sis为代表的生长因子类，以reb为代表的生长因子受体类等,依其编码产物（分布于
25、细胞的不同部位）功能 分类：1 生长因子： sis 、PDGF2 生长因子受体： erbB1，EGFR3 信号传递因子：src、Ras 4 核转录因子：Raf（细胞质）myc， fos， jun等。5 细胞周期素、CDK网络成分和激酶抑制子,癌基因在细胞内的分布,癌基因的激活,原癌基因在个体发育或细胞分裂的一定阶段十分重要，但在成体或平时却不表达或表达受到严格的控制，当其发生突变或被异常激活时，产生的蛋白在性质或数量上异于正常，就可能导致细胞发生恶性转化。,Proto-oncogene activation,81,癌基因的激活机制,细胞中原癌基因可以通过一些机制被激活,导致基因表达或过表达,从
26、而使细胞癌变,一般分为4类: 基因扩增 启动子插入激活 点突变 染色体易位或重排,1 点突变（point mutation）,单个碱基突变而改变了编码蛋白质的功能使癌基因激活. K-ras N-ras，H-ras，12、13、61codon突变,2 基因扩增（gene amplification） 细胞学：均质染色区（HSR）染色体某个节段、相对解旋、浅染区,染色体增长。 双微体（DM）扩增的DNA脱离染色 体, 分散为成双的染色质小体 分子水平：基因拷贝倍增。神经母细胞瘤 N-myc,均质染色区（HSR）和双微（DM）,3 染色体易位，基因重排染色体断裂与重排导致细胞癌基因在染色体上的位置发
27、生改变,易位到启动子或增强子附近而被激活,或与其他高表达基因形成融合基因.CML t（9；22）9q+ 和 22q-（ Ph1）BL t（8；14） 8q- 和 14q+,4 启动子插入（promoter insertion）接种 412个月ALV 鸡（1日龄） B.C淋巴瘤（ ALV-鸟类白细胞组织增生病毒,含有LTR ,具有启动子,一旦整合到细胞癌基因c-MYC旁可使之激活 ）,人类肿瘤的代表性癌基因及其分类 前癌基因作用 癌基因 活化机制 亚细胞定位 人类的肿瘤 生长因子： PDGF-链 sis 过度表达 细胞外 星形细胞，骨肉瘤，乳腺癌等 FGF hst-1 过度表达 细胞外 胃癌，胶
28、质母细胞癌 生长因子受体： （具蛋白质激酶活性） EGFR家族 erb-B1 过度表达 透膜 肺鳞癌，脑膜瘤，卵巢癌等 erb-B2 扩 增 透膜 乳腺癌，卵巢癌，肺癌，胃癌等 erbB-3 过度表达 透膜 乳腺癌 csf-1受体 fms 点 突 变 透膜 白血病 参与信息转导蛋白质： 结合GTP H-ras 点 突 变 胞膜内 甲状腺癌，膀胱癌等 K-ras 点 突 变 胞膜内 结肠癌、肺癌、胰腺癌等 N-ras 点 突 变 胞膜内 白血病，甲状腺癌 细胞核调节性蛋白质： 转录活化物 c-myc 易 位 核 内 Burkitt淋巴瘤 N-nyc 扩 增 核 内 神经母细胞瘤，肺小细胞癌 L-
29、myc 扩 增 核 内 肺小细胞癌,4 肿瘤抑制基因,正常细胞/肿瘤细胞融合，杂交细胞不具备肿瘤细胞表型 正常细胞的染色体可以逆转肿瘤细胞表型 肿瘤抑制基因又称为抑癌基因或抗癌基因（anti-oncogenes）。 功能是抑制细胞的生长和促进细胞的分化。当两个等位都因突变或缺失而丧失功能，即处于纯合失活状态时，细胞就会因正常抑制的解除而恶性转化。,并非所有的抑癌基因都必需有两个等位基因的丧失才导致肿瘤发生 在肿瘤发生发展的过程中既有肿瘤抑制基因的丢失，也有癌基因的活化，而且不止一种,TSG研究的途径 （发现TSG的方法和证据）,细胞融合实验 克隆第一个TSG-RB1 杂合性丢失(Loss of
30、 heterozygosity, LOH 罕见家族性癌综合征研究,一、细胞融合实验,Harris（1971） 应用微细胞技术 将含有一条正常Chr的微细胞与肿瘤细胞融合，可抑制肿瘤，这为寻找TSG提供线索。,二、克隆第一个TSG RB1,细胞遗传学证据：1976年 对多个RB 患者Chr缺失鉴定，最后确定于13q14,RB1基因 分子遗传学证据：1983年 Cavanee用13q12-q14片段为探针，经杂交实验确证存在此区域存在一个4.7kb的 基因 1986年 Friend 首先分离一cDNA 克隆。 Lee WH又克隆了三个重叠的cDNA克 隆，进行 RB基因测序。 1988年 Su H
31、uang HJ用反转录酶为载体将 RB导入RB细胞系，基因表达并抑制肿瘤特征，证实RB1是一个TSG。 RB1： 200kb长，27exons mRNA 4.7kb，编码105kd蛋白，928个氨基酸, 是一与DNA结合的磷酸化蛋白质，具有-GGAAGTA元件，受p53调节。,95,RB基因 第一个被克隆的TSG,三、杂合性丢失 （Loss of heterozygosity-LOH）,肿瘤细胞染色体特定区域的杂合性等位基因中的一个丢失，这种现象称杂合性丢失。 在肿瘤抑癌基因中普遍存在。 可以用能区分两等位基因的多态标记来检测杂合性丢失。DNA多态标记的杂合性丢失可有助于确定与其紧密连锁的抑癌
32、基因的存在并精确定位.,四、罕见家族性癌综合征研究,家族性癌（familial carcinoma)一个家族中多个成员患同一类型的肿瘤。 RB是一例。 Li-Fraumeric Syndrome（LFS）Malkin（1990）在5个LFS家系中发现患者体细胞中p53 突变和LOH；分子水平分析：均有相同的248处T-C碱基替换，并证实均有二次突变（第一次生殖细胞突变，第二次体细胞突变）。这是发现鉴定TSG的重要线索和途径。,肿瘤（家族性） 基因 Chr 肿瘤类型 功能 家族性腺瘤性息肉 APC 5q21 结肠癌 信号传导 VHL综合征 VHL 3q25 肾癌嗜老细胞瘤 调节转录 Wilms瘤
33、 WT1 11q13 儿童肾癌 调节转录 家族性黑色素瘤 CDKN2A 9p21 黑色素瘤胰腺癌 细胞周期调节 遗传性非息肉结肠癌 MSH 22p16 结肠癌 DNA 错配修复 遗传性非息肉结肠癌 MLH 13p21 结肠癌 DNA 错配修复 家族性乳腺癌 BRCA1 17q21 乳腺癌，卵巢癌 ？ 家族性乳腺癌 BRCA2 13q12 乳腺癌，卵巢癌 ？ 多发性内分泌肿瘤 MEN1 11q13 甲状旁腺和垂体癌 ？胰岛细胞癌，类癌瘤 多发性神经纤维瘤 NF1 17q11.2 神经纤维瘤， 催化Rnas失活肉瘤，胶质瘤现已知约有30多种TSG（Nature， Vol 409， Feb， 200
34、1）,家族性癌综合征和相关的肿瘤抑制基因,一些重要的TSG,TSG 染色体定位 TSG 染色体定位p53 17p13.1 RB 13q14.1 WT1 11p13 p16 9q21 P15 9q21 NF1 17q1.2 P21 6p21.1 p27 12p13 BRCA1 17q12 DCC 8q21.2 FAP 5q21 p73 1p36.33 NM23 17q21.3,肿瘤的发生,肿瘤发生的遗传学说,单克隆起源假说：肿瘤是突变细胞的单克隆增殖群。 致癌因子引起体细胞基因突变，是正常细胞转化为前癌基因，然后在一些促癌因素作用下，发展成为肿瘤细胞 肿瘤克隆特性的证据：1. 白血病和淋巴瘤细胞
35、都具有相同的免疫球蛋白基因和T细胞受体基因重排，提示这些肿瘤细胞来源于相同的B细胞和T细胞2. 女性失活X染色体分析结果表明，一些女性肿瘤的恶性细胞含有相同的失活X染色体3. 同一肿瘤的所有肿瘤细胞都具有相同的标记染色体,致癌因子 促癌因素 细胞 突变 细胞转化 癌细胞 克隆证据：1/特异性标记染色体2/ G6PD活性的检测,二次突变学说,由Alfred Knudson在1974年提出 Two-hit theory 认为，肿瘤细胞的产生是体细胞两次突变的结果，第一次突变是正常细胞转变成为前癌细胞，二次突变使前癌细胞转变成为癌细胞,一次突变可以发生在生殖细胞，并传递给每一子代个体的个体细胞；二次
36、突变则随机的发生在体细胞中。这种机制构成肿瘤的遗传性。这种遗传性肿瘤具有家族性、多发性、双侧性、早发性的特点。 一次突变发生在体细胞，并在此基础上再发生二次突变，使之转化为肿瘤细胞。这种肿瘤为非遗传性肿瘤，具有散发性、单发性、单侧性、迟发性的特点。,Alfred Knudson 两次打击（two hit）学说： 连续两次基因突变使正常细胞转化为癌细胞。 生殖细胞突变+体细胞突变 遗传性肿瘤 正常体细胞两次突变 散发性肿瘤,Reprinted from Zbar B: Chromosomal deletions in lung cancer and renal cancer. In: Impor
37、tant advances in Oncology. Philadelphia, JB Lippincott p41-60,肿瘤的多发步骤遗传损伤学说,肿瘤的发生是个多阶段的过程，可能有多个癌基因、抑癌基因及其它相关基因的参与。这些改变中遗传性的基因异常则构成了肿瘤的易感因素。 这些基因的激活与失活在时间上有先后顺序，在空间上有一定的配合。 基因转录水平的改变量变；转录产物结构的改变质变。,结肠癌发生演进分子模型突变 突变 突变 ras p 转移 甲基化 突变 相关基因（5q） （12p） （18q） （17p）结肠腺 早期腺瘤 中期腺瘤 晚期腺瘤 结肠癌 转移上皮增生 1cm无灶 1cm有灶
38、,恶性肿瘤的发生过程中，环境因素的作用也不可忽视。一些环境因素将促进或抑制某些基因的表达。,结肠癌发生的分子事件,肿瘤发生多接阶段过程，经过两次以上打击。,Multistage pathogenesis of a cancer begins when a normal cell sulfers a “hit” -that is, damage to DNA. The cell may die from the damage or by the cellular suicide called apoptosis; it may succeed in making repairs, or, mos
39、t rarely, it may survive unrepaired and dysplastic, and perhapes with a growth advantage. Among its clonal offspring, a cell eventually suffers a second hit, with much a same range of consequenc-es, including the possibility of continued survival with severe dysplasia. Among the offspring, a further
40、 hit may be the one that creates a frank malignancy. (sometimes by enabling prior mutations to take effect),肿瘤基因组解剖计划 Cancer Genome Anatomy Project, CGAP,The Cancer Genome Anatomy Project (CGAP) is an interdisciplinary program established and administered by the National Cancer Institute (NCI) to ge
41、nerate the information and technological tools needed to decipher the molecular anatomy of the cancer cell. http:/www.ncbi.nlm.nih.gov/ncicgap/,小 结,肿瘤的发生既有环境因素的作用，也有遗传因素的作用。无论是原癌基因还是抑癌基因，都是调控细胞正常生长、增殖与分化的基因。肿瘤的发生是一个多因素、多阶段、累计渐进的过程。,什么是开放阅读框（Open Reading Frame, ORF） 在构成基因的核苷酸序列中存在着一些最终翻译成蛋白的碱基段，每三个连续碱基(即三联“ 密码子”） 编码相应的氨基酸。其中有一个起始“密码子”-AUG/ATG和三个终止“ 密码子”，终止“ 密码子”提供 终止信号。当细胞机器沿着核酸合成蛋白链并使其不断延伸的过程中遇到终密码子时，蛋白的延伸反应终止，一个成熟（或提前终止的突变）蛋白产生。因此开放阅读框是基因序列的一部分，包含一段可以编码蛋白的 碱基序列。由于拥有特殊的起始密码子和直到可以从该段碱基序列产生合适大小蛋白才出现的终止密码子，该段碱基序列编码一个蛋白。返回,
