原发性肝癌发病的分子机制ppt课件

原发性肝癌发病的分子机制原发性肝癌发病的分子机制主讲主讲：余东启：余东启组员组员：陈艺辉：陈艺辉 胡洋胡洋原原发发性肝癌性肝癌发发病的分子机制病的分子机制 原发性肝癌原发性肝癌 primary hepatocelluar carcinomaprimary hepatocelluar carcinoma,HCCHCC 是指肝细胞或肝内胆管细胞发生的癌，是恶性程度及转移率很高的肿瘤之一。其中来源于肝细胞的肝细胞癌最为常见，占肝癌的83%。2概念概念2 2概念概念肝癌发生的“正负”调节 原癌基因 抑癌基因HBV与肝细胞癌化学诱发及其他致癌因素信号通路的异常活化3发病机制发病机制肝癌肝癌发发生的生的“正正负负”调节调节3 3发发病机制病机制 从一个正常细胞转化成一个增殖失控并具有侵袭，从一个正常细胞转化成一个增殖失控并具有侵袭，从一个正常细胞转化成一个增殖失控并具有侵袭，从一个正常细胞转化成一个增殖失控并具有侵袭，转移潜能的高度恶性肿瘤细胞是一个多基因参与的，转移潜能的高度恶性肿瘤细胞是一个多基因参与的，转移潜能的高度恶性肿瘤细胞是一个多基因参与的，转移潜能的高度恶性肿瘤细胞是一个多基因参与的，多步骤的复杂而漫长的不断演进过程。多步骤的复杂而漫长的不断演进过程。多步骤的复杂而漫长的不断演进过程。多步骤的复杂而漫长的不断演进过程。其中包括一系列其中包括一系列其中包括一系列其中包括一系列原癌基因的活化和抑癌基因的失活。原癌基因的活化和抑癌基因的失活。原癌基因的活化和抑癌基因的失活。原癌基因的活化和抑癌基因的失活。4一、肝癌发生的一、肝癌发生的“正负正负”调节调节从一个正常从一个正常细细胞胞转转化成一个增殖失控并具有侵化成一个增殖失控并具有侵袭袭，转转移潜能的高度移潜能的高度恶恶5 1.1.原癌基因的激活原癌基因的激活 调控细胞生长和增殖的正常细胞基因。突变后转化成为致癌的癌基因癌基因的激活机制癌基因的激活机制癌基因的激活机制癌基因的激活机制点突变点突变点突变点突变病毒诱导与启动子插入病毒诱导与启动子插入病毒诱导与启动子插入病毒诱导与启动子插入基因扩增基因扩增基因扩增基因扩增染色体断裂与重排染色体断裂与重排染色体断裂与重排染色体断裂与重排5 1.5 1.原癌基因的激活原癌基因的激活 调调控控细细胞生胞生长长和和6点突变点突变rasras基因家族基因家族 ras基因被激活最常见的方式就是点突变点突变.以第12密码子突变最为常见,而且多为GGT突变成GTT.其编码的蛋白质是RASRAS蛋白。蛋白。在传递细胞生长分化信号方面起重要作用6 6点突点突变变ras ras基因家族基因家族 ras ras基因基因RasRas蛋白：蛋白：单链多肽，原癌基因单链多肽，原癌基因rasras编码，作用类似编码，作用类似于于G G蛋白蛋白 RasGTP-RasGTP-活性状态活性状态 RasGDP-RasGDP-无活性状态无活性状态 本身无调节活性结构本身无调节活性结构7Ras Ras蛋白：蛋白：7 78 ras基因突变使得基因突变使得GAP不能作用不能作用Ras-GTP，持久处，持久处于活化状态，从而可不断传递增殖信号至细胞核而使于活化状态，从而可不断传递增殖信号至细胞核而使细胞发生恶性转化。细胞发生恶性转化。8 ras8 ras基因突基因突变变使得使得GAPGAP不能作用不能作用RaRa92.2.抑癌基因的功能失活或基因缺失、突变抑癌基因的功能失活或基因缺失、突变 抑癌基因是一类编码对肿瘤形成起阻抑作用的蛋白质的基因。正常情况下抑制细胞增殖，促进细胞分化，抑制癌细胞脱落、侵袭、转移。当这些基因不能表达，或者当其产物失去活性时，可导致细胞癌变。RB、P21、P53等等92.92.抑癌基因的功能失活或基因缺失、突抑癌基因的功能失活或基因缺失、突变变 RB基因位于染色体13q14.3，其编码产物p105RB为核内反式作用因子，RB蛋白的非磷酸化形式通过与转录因子结合而抑制细胞周期从G1 的演进，而一些癌基因产物与之结合，使其失去抑制增殖作用。10RBRBRB RB基因位于染色体基因位于染色体13q14.313q14.3，其，其编码产编码产物物p105RBp105RB为为 p21 基因是 C1P 家族中的一员,它是位于 p53基因下游的细胞周期素依赖性激酶抑制因子。P21是细胞周期抑制蛋白，可以通过抑制细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）的活性来控制细胞由G1期进入S期，从而抑制DNA的合成，使细胞停止分化，出现凋亡P21P21 p21 p21 基因是基因是 C1P C1P 家族中的一家族中的一员员,它是位于它是位于 p5 p512 P-53P-53 p53p53基因基因定位于17p13，由11个外显子组成。对于发生DNA损伤的细胞可抑制其在修复之前进行增值，并促进其发生凋亡，从而避免癌变。突变的P53蛋白不仅丧失以上功能，而且可与非突变的P53蛋白结合，使其失去活性。同时与Ras基因协同，促进癌变。12 P-53 p5312 P-53 p53基因定位于基因定位于17p1317p13，由，由11 11个外个外显显13P53P53基因编码基因编码P53P53蛋白，它作为转录因子可与蛋白，它作为转录因子可与特异的特异的DNADNA序列结合。序列结合。一些外界刺激如一些外界刺激如DNADNA损伤、应激等可引起细胞损伤、应激等可引起细胞内内P53P53蛋白水平升高，激活一系列下游靶基因蛋白水平升高，激活一系列下游靶基因的转录，阻滞细胞周期，诱导细胞凋亡，保的转录，阻滞细胞周期，诱导细胞凋亡，保护基因组的完整性以及抑制肿瘤细胞的生长护基因组的完整性以及抑制肿瘤细胞的生长等。目前已知的下游靶基因包括等。目前已知的下游靶基因包括P21P21P21P21、GADD45GADD45、MDM2MDM2、BAXBAX、IGF-BP3IGF-BP3和和PIG3PIG3等。等。13P5313P53基因基因编码编码P53P53蛋白，它作蛋白，它作为转录为转录因子可与特异的因子可与特异的DNADNA14DNA损伤p53活化p21基因转录细胞阻滞在G1期如果DNA损伤不能被修复，p53持续增高引起细胞凋亡。14 141 1 1 1、概念、概念、概念、概念15二、二、HBVHBV与肝细胞癌与肝细胞癌乙肝病毒结构示意图乙肝病毒结构示意图乙肝病毒结构示意图乙肝病毒结构示意图乙型肝炎病毒（HBV）：是嗜肝DNA病毒，为球形颗粒里。外层为外壳蛋白，内含单股双链DNA及DNA多聚酶。1 1、概念、概念15 15二、二、HBVHBV与肝与肝细细胞癌胞癌乙肝病毒乙肝病毒结结构示意构示意图图乙肝病毒乙肝病毒 顺式激活作用顺式激活作用 反式激活作用反式激活作用162 2、致癌机制、致癌机制顺顺式激活作用式激活作用162162、致癌机制、致癌机制17顺式激活作用顺式激活作用 HBV-DNA插入到肝细胞原癌基因原癌基因原癌基因原癌基因附近，直接启动或增强癌基因癌基因癌基因癌基因的表达。17 17顺顺式激活作用式激活作用 18反式激活作用反式激活作用即HBV-DNA随机整合到肝细胞基因组肝细胞基因组肝细胞基因组肝细胞基因组DNADNADNADNA上，通过转录并翻译成蛋白质后，再激活自身基因或肝细胞的原癌基因。现认为反式激活因子(transactivator)可能是HBxAgHBxAg(乙型肝炎病毒x抗原)18 18反式激活作用反式激活作用 即即HBV-DNAHBV-DNA随机整合随机整合HBx基因特有的反式激活功能被认为是导致HCC发生的主要因素主要因素。其自身的调控区域(120氨基酸)能够抑制抑制HBxAgHBxAg蛋白的反式激活活性蛋白的反式激活活性，近羧基端的51154氨基酸为其反式激活区域，是HBxAg蛋白发挥其反式激活作用的基础。HBVx基因整合后通过反式激活细胞内的原癌基因，并能使抑癌基因p53突变和失活。突变后的HBx基因反式激活功能明显增强，导致一系列原癌基因激活并且使抑癌基因失活，最终导致肝癌的发生。19反式激活作用反式激活作用HBxHBx基因特有的反式激活功能被基因特有的反式激活功能被认为认为是是导导致致HCCHCC发发生的主要因素生的主要因素黄曲霉毒素黄曲霉毒素B1B1（AFB1AFB1）池塘中蓝绿藻产生的藻类毒素池塘中蓝绿藻产生的藻类毒素华支睾吸虫感染华支睾吸虫感染亚硝胺类亚硝胺类(二乙基亚硝胺二乙基亚硝胺)、偶氮芥类、有机氯农药、偶氮芥类、有机氯农药、雄激素、某些类固醇类药物以及酒精雄激素、某些类固醇类药物以及酒精长期持续接受辐射长期持续接受辐射20三、化学诱发及其他致癌因素三、化学诱发及其他致癌因素黄曲霉毒素黄曲霉毒素B1 B1（AFB1 AFB1）20 20三、化学三、化学诱发诱发及其他致癌因素及其他致癌因素21黄曲霉素黄曲霉素 黄曲霉毒素有20多种，其中致癌作用最强的是黄曲霉素黄曲霉素B1B1，其毒性比亚硝胺强75倍，比砒霜强68倍。若低剂量摄入，可造成慢性中毒，它能损害动物的肝脏，引起肝细胞坏死、肝纤维化、肝硬化等病变，可诱发肝癌肝癌肝癌肝癌。21 21黄曲霉素黄曲霉素 黄曲霉毒素有黄曲霉毒素有20 20多种，其多种，其22黄曲霉素与P53突变经研究发现，黄曲霉素暴露频率低的肝癌患者第249号密码子突变频率也低黄曲霉素污染是导致P53的第249号密码子突变的一个重要危险因素。22 22黄曲霉素与黄曲霉素与P53P53突突变经变经研究研究发现发现，黄曲霉素暴露，黄曲霉素暴露频频率低的肝癌率低的肝癌23HBVHBV、AFB1AFB1与与P53P53 1、在某些肝癌可、在某些肝癌可因因HBV的整合而引起的整合而引起p53基因的一个等位基基因的一个等位基因丢失因丢失 2、暴露于黄曲霉素、暴露于黄曲霉素B1（AFB1）可导致）可导致p53基因第基因第249密码密码子第三个碱基的突变子第三个碱基的突变（GT）,从而使编码的氨基酸由从而使编码的氨基酸由Ser（丝氨酸）变为（丝氨酸）变为Arg（精氨酸），这种突变在（精氨酸），这种突变在HCC的检出率为的检出率为8%。HBV对对AFB1所致的突变具有所致的突变具有协同作用协同作用。此外，。此外，p53基因基因还可有多密码（还可有多密码（226,243,244,245,248）的突变，内含子的突）的突变，内含子的突变以及内含子与外显子拼接部位的突变。依突变性质的不同可变以及内含子与外显子拼接部位的突变。依突变性质的不同可致致p53蛋白不能表达或者不稳定蛋白不能表达或者不稳定。3、在、在早期早期肝癌肝癌p53的失活并非由于的失活并非由于p53基因的突变，而是基因的突变，而是HBV的的HBx蛋白或蛋白或HCV的核心蛋白（的核心蛋白（coreprotein）与）与p53蛋蛋白相结合所致。白相结合所致。23HBV 23HBV、AFB1 AFB1与与P53 1P53 1、在某些肝癌可因、在某些肝癌可因HB HB24四、信号通路的异常活化四、信号通路的异常活化多种信号通路的异常活化参与了肝癌的发生与演化,选择性阻断肿瘤细胞信号传导通路，破坏其自控性生长调节机制,早已成为肿瘤研究领域的热点,所以确立信号传导通路的调节机制至关重要。RAS-MAPK(丝裂原激活蛋白激酶)通路WNT相关通路24 24四、信号通路的异常活化四、信号通路的异常活化多种信号通路的异常活化参与了肝癌多种信号通路的异常活化参与了肝癌 生长因子生长因子是一类在细胞增殖中起关键作用的信号分子，主要包括上皮生长因子（EGF），肝细胞生长因子（HGF），血小板衍化内皮细胞生长因子等。这些生长因子（可称为配体）与受体结合后，通过激活受体的酪氨酸激酶活性活化活化Ras/MAPKRas/MAPK信号通路信号通路，最终诱导诱导下游基因的转录，影响细胞的生长、分化和增殖细胞的生长、分化和增殖。25RAS-RAS-RafRaf-MAPK(-MAPK(丝裂原激活蛋白激酶丝裂原激活蛋白激酶)通路通路 生生长长因子是一因子是一类类在在细细胞增殖中起关胞增殖中起关键键作用的信号分子，作用的信号分子，26 Raf蛋白：具有具有丝氨酸丝氨酸/苏氨酸苏氨酸蛋白激酶活性蛋白激酶活性 Ras使使Raf定位于质膜，激活定位于质膜，激活Raf的激酶活性。的激酶活性。MAPK系统（系统（mitogen-activated protein kinase)：包括包括MAPK（MEK，细胞外信号调节，细胞外信号调节激酶激酶）、MAPK激酶（激酶（MAPKK）、）、MAPKK激酶激酶（MAPKKK即即Raf蛋白蛋白），），是一组酶兼底物的蛋白是一组酶兼底物的蛋白分子。分子。MAPKK：双激酶，：双激酶，Ser/Thr及及Tyr磷酸化磷酸化26 Raf26 Raf蛋白：蛋白：MAPK MAPK系系统统（mitogen-actimitogen-acti 在在ras/MAPKras/MAPK信号通路中，信号通路中，rasras蛋白可以蛋白可以与其下游的丝氨酸与其下游的丝氨酸/苏氨酸激酶苏氨酸激酶rafraf蛋白相互作用，蛋白相互作用，而导致而导致rafraf蛋白活化。蛋白活化。raf raf蛋白又通过激活蛋白又通过激活MAPKMAPK激酶激酶MEK1MEK1和和MEK2,MEK2,从而调控细胞的增值和凋亡。从而调控细胞的增值和凋亡。27 在在ras/MAPKras/MAPK信号通路中，信号通路中，ras ras蛋蛋28（细胞外信号）（细胞外信号）EGF、PDF等等有有TPK活性的受体活性的受体GRB2 PSOS Pras-GTP Praf调节其他蛋白活性调节其他蛋白活性MAPKKK PMAPKKMAPK P P P细细胞胞核核反式作用因子反式作用因子调控基因表达调控基因表达细细胞胞膜膜二聚化二聚化（SH2）（SH3）（Pro)28 28（细细胞外信号）有胞外信号）有TPKTPK活性的受体活性的受体GRB2 PSOS PGRB2 PSOS P Wnt-catenin信号通路常称之为Wnt经典或正规途径。这条通路激活后将募集细胞内-catenin，后者活化转移入细胞核，与转录因子共同作用激活特异基因的转录。HCC患者显示有经典Wnt信号通路持续激活研究发现HCC的-catenin基因突变，且-catenin基因的激活可以促进肿瘤的生长和转移。29WNTWNT相关通路相关通路 Wnt-catenin Wnt-catenin信号通路常称之信号通路常称之为为WntWnt经经典或正典或正规规肝癌是我国最常见恶性肿瘤之一，随着其发病机制的不断研究深入，终将为我们找到一条彻底治愈肝癌这种恶性肿瘤的方法。我们相信随着分子生物学、生物信息学和功能蛋白质组学等相关领域的发展，战胜肝癌必将指日可待。30肝癌是我国最常肝癌是我国最常见恶见恶性性肿肿瘤之一，随着其瘤之一，随着其发发病机制的不断研究深入，病机制的不断研究深入，31谢谢大家谢谢大家31 31谢谢谢谢大家大家