分子肿瘤学课件

,#,单击此处编辑母版标题样式,天津大学化工学院，杨冬,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,分子,肿瘤学,(,Molecular Oncology),1,分子肿瘤学1,2008:,新癌症病例,1270,万例,56%,在发展中国家,癌症死亡病例,760,万,60%,在发展中国家,2030:,新癌症病例,2100,万例,69%,在发展中国家,癌症死亡病例,1320,万例,72%,在发展中国家,2,2008: 新癌症病例2,2002,年预测，实际观察到的,癌症发病和死亡人数已经,超过,了预测水平,。,每,1,分钟发生,5,例悪性肿瘤！,死亡,3,例悪性肿瘤！,我国癌症发病与死亡趋势,3,2002年预测，实际观察到的每 1 分钟发生 5 例悪性肿瘤,中国癌症发病和死亡率上升的主要原因之一,人口老龄化,35,岁起，癌症发病和死亡率开始上升，,50,岁开始加速，,75-80,岁达到高峰,4,中国癌症发病和死亡率上升的主要原因之一35岁起，癌症发病和死,发病率增加原因,人口增加及老龄化,男性：,10.5%,；女性：,13.9%,危险因素变化,男性：,8.6%,； 女性：,3.8%,主要可能因素,:,吸烟,肥胖,体力活动,估计遗传性大肠癌（,HNPCC,及,FAP,）约,510%,5,发病率增加原因人口增加及老龄化 5,癌症：全球的健康问题,2008,年,7,月,29,日，,WHO,数据,2007,年，癌症死亡,790,万，占总死亡人数的,13%,肺癌,(140,万人,),；胃癌,(86.6,万人,),；肝癌,(65.3,万人,),；结肠癌,(67.7,万人,),和乳腺癌,(54.8,万人,),大约,80%,的癌症导致的死亡发生在低收入和中等收入国家,预计,2030,年全世界癌症死亡人数将达,1200,万,6,癌症：全球的健康问题2008年7月29日，WHO数据6,分子肿瘤学,第一节肿瘤是什么？,第二节致癌因素及其致癌机制,第三节肿瘤相关基因及其调控机制,第四节端粒、端粒酶与癌,第五节肿瘤的防治,7,分子肿瘤学第一节肿瘤是什么？7,第一节 肿瘤是什么？,1.1,肿瘤的概念,肿瘤,：是一类疾病的总称，基本特征是细胞增殖与凋亡失控，扩张性增生形成新生物。,（,1,）良性肿瘤：生长缓慢，保留了正常细胞的某些特性，多数是无害的。,（,2,）恶性肿瘤：也称癌症，具有侵袭和转移的能力。,分子肿瘤学,：是用分子生物学的理论和技术来研究肿瘤的一门科学，是医学和生物学的交叉学科。,8,第一节 肿瘤是什么？1.1 肿瘤的概念8,良性,恶性,肿瘤,(tumor),Carcinoma,癌,Sarcoma,肉瘤,Leukemia,白血病,癌症,(cancer),9,良性恶性肿瘤(tumor)CarcinomaSarcoma,癌症的种类,（,1,）实体肿瘤,癌,：,起源于上皮细胞,淋巴瘤：起源于淋巴细胞,肉瘤,：,起源于间叶组织,（,2,）液体肿瘤,白血病：起源于骨髓造血细胞,（,3,）常见肿瘤：,乳腺癌、肺癌、肝癌、胃癌、白血病,10,癌症的种类（1）实体肿瘤10,正常人与白血病人的血液,11,正常人与白血病人的血液11,1.2,癌的生物学特征,1,、癌症是体细胞遗传病,遗传性肿瘤（胚或性细胞，,12,）和散发性肿瘤（体细胞，,95,）,2、癌细胞具有恶性生物学特征,无限增殖，不会分化，永生化，侵袭和转移能力，自主血管生成能力。,3,、癌为单克隆起源，即癌是原始的、单个癌细胞增殖的后代。,12,1.2 癌的生物学特征1、癌症是体细胞遗传病 12,正常和转化的成纤维细胞比较,13,正常和转化的成纤维细胞比较13,分化中的癌细胞,14,分化中的癌细胞14,1.4,人类对癌本质的认识,（,1,）早期对癌的认识,1775,年，,P. Pott,发现童年曾做过清扫烟囱工作的男人中阴囊癌的发生率特别高。,19,世纪，德国东部的沥青工人易患肺癌死亡,20,世纪初，常受,X,射线照射的人容易患白血病和皮肤癌，为夜光表涂抹镭的女工因常舔刷毛而易患舌癌。,外因致癌论：,癌是由身体之外的某种因素所引发的，如生活方式、饮食习惯和环境等,。,15,1.4 人类对癌本质的认识（1）早期对癌的认识15,（,2,）寻找致癌因子,20,世纪初，日本的山际克三郎在实验中首次重现了兔耳皮肤癌。,20,世纪,30,年代，发现煤焦油中,3-,甲基胆蒽和二甲苯丙蒽是致癌物质。,20,世纪,30,年代，美国的,H. Muller,发现,X,射线使果蝇发生基因突变。,20,世纪,50,年代，致癌因子使基因突变从而致癌。,16,（2）寻找致癌因子16,（,3,）病毒致癌论,19,世纪末，癌症是一种由细菌或病毒等微生物引发的传染性疾病。,1910,年，,P. Rous,发现,Rous,肉瘤病毒（,RSV,），确立了病毒致癌的观点。,1970,年，,Martin,从,RSV,中分离出病毒癌基因,src,。,17,（3）病毒致癌论17,H. Varmus,和,J. M. Bishop,的实验,含,src,的,RSV,无,src,的,RSV,鸡感染肉瘤,病毒带有,src,去除,src,感染鸡,检查,RSV,鸡的细胞里面含有,src,18,H. Varmus和J. M. Bishop的实验含src的,（,4,）癌基因激活致癌论,1976,年，,H. Varmus,和,J. M. Bishop,发现原癌基因，也称细胞癌基因。,原癌基因的活化在癌变过程中起中心作用。,1979,年罗伯特,.,温伯格的实验,19,（4）癌基因激活致癌论1979年罗伯特.温伯格的实验19,（,5,）抑癌基因理论,1969年，,H. Harris,发现抑癌现象。,1986,年，美国,Dryla,发现第一个抑癌基因,Rb,基因,抑癌基因的失活也是致癌的重要原因,20,（5）抑癌基因理论20,癌是原癌基因激活和抑癌基因失活综合作用的结果。,人类癌症的主要风险因素是环境因素，而与此相关的代谢酶等修饰基因的遗传多态，决定了个体对这些因素的肿瘤易感性。,癌的本质,21,癌是原癌基因激活和抑癌基因失活综合作用的结果。癌的本质21,癌症会传染？,从,5,大洲收集的,40,只患传染性性病肿瘤的狗的肿瘤细胞。,这些肿瘤细胞并非出自狗自身的细胞，而是源自共同的亲本细胞。可能来自于几百甚至上千年前亚洲的驯养犬。,Clonal Origin and Evolution of a Transmissible Cancer, Cell, 2006, 126, 477-487.,22,癌症会传染？从5大洲收集的40只患传染性性病肿瘤的狗的肿瘤细,对癌症治疗现状的反思,“中国健康调查报告”，,T. Colin Campbell & Thomas M. Campbell II,著，张宇辉译，吉林文史出版社，,2006,膳食和生活方式可能是导致肿瘤的主要原因。,动物性食物的营养素促进肿瘤的发展，而植物性食物的营养素能抑制肿瘤的发展。,最健康的食品是纯天然的素食，如纯天然的水果、蔬菜和整谷粒等。,23,对癌症治疗现状的反思“中国健康调查报告”，T. Colin,第二节致癌因素及其致癌机制,2.1,致癌因素,化学因素：烷化剂、多环芳烃、芳香胺类、氨基偶氮染料、亚硝胺类物质、黄曲霉毒素、植物毒素、金属致癌物等,物理因素：电离辐射、紫外线、纤维状异物、热辐射、慢性刺激与炎症等,生物因素：致瘤性,DNA,病毒（人类乳头状瘤病毒、,Epstein-Barr,病毒和乙型肝炎病毒）和致瘤性,RNA,病毒（人类,T,细胞白血病病毒）,24,第二节致癌因素及其致癌机制2.1 致癌因素24,2008,诺贝尔医学奖,德国哈拉尔德,楚尔豪森（人乳头瘤病毒引发子宫颈癌）,、法国弗朗索瓦丝,巴尔,-,西诺斯和吕克,蒙塔尼耶（,HIV,病毒）,25,2008诺贝尔医学奖德国哈拉尔德楚尔豪森（人乳头瘤病毒引发,2.2,化学致癌的分子机制,（,1,）点突变,（,2,）染色体畸变和易位,（,3,）,DNA,重排和插入诱变,（,4,）基因扩增或缺失,（,5,）,DNA,甲基化的改变,（,6,）细胞遗传或基因组不稳定性,26,2.2 化学致癌的分子机制 （1）点突变26,肿瘤中,DNA,甲基化的作用,肿瘤局部相关基因的高甲基化：,肿瘤抑制基因沉默,肿瘤中整体的低甲基化 ：,27,肿瘤中DNA甲基化的作用 肿瘤局部相关基因的高甲基化：27,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,28,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,肿瘤局部相关基因的高甲基化,近几年研究发现,在癌细胞中,肿瘤抑制基因甲基化的发生率与肿瘤抑制基因突变或缺失发生的概率大致相等,均可导致肿瘤抑制基因功能的丧失,，如结肠癌、胃癌中,hMLH1,基因高甲基化导致,DNA,错配修复的缺失；脑肿瘤、结肠癌中,MGMT,基因的高甲基化导致化疗敏感性降低。,一些,DNA,甲基化抑制剂,例如,5-,氮杂胞苷和,5-,氮杂脱氧胞苷,可以使失活的肿瘤抑制基因恢复其正常功能,为白血病和其他相关疾病的治疗提供了新的手段。,29,肿瘤局部相关基因的高甲基化近几年研究发现, 在癌细胞中,肿瘤,肿瘤中,DNA,甲基化的应用,肿瘤筛查和风险评估：,甲基化检测能够有效预测不同肿瘤中个体的风险率,肿瘤病理分型和治疗,：甲基化指标的鉴定有助于肿瘤的临床病理分型，体外应用,DNA,甲基化抑制剂活化沉默的高甲基化基因,肿瘤治疗监测：一个或者多个基因的甲基化状态与肿瘤的复发或者生存率相关,DNA,甲基化研究是肿瘤分子生物学研究的一个重要领域,30,肿瘤中DNA甲基化的应用 肿瘤筛查和风险评估：甲基化检测能够,化学致癌的多阶段模式,（,1,）启动：基因受致癌因素作用发生突变，经过细胞分裂增殖被固定下来，并能传代。快速、不可逆的过程,（,2,）促进：促进启动形成的肿瘤细胞分裂生长的阶段。较易受干预,（,3,）演进：细胞产生不可逆基因组，在形态上或功能代谢和行为方面逐渐表现出肿瘤的特征。,31,化学致癌的多阶段模式 （1）启动：基因受致癌因素作用发生突变,第三节 肿瘤相关基因及其调控机制,3.1,癌基因,（,1,）癌基因的发现,1910,年，,Rous,发现,RSV,。,1963,年，,Dulbeco,发现正常细胞感染病毒可恶变为癌细胞。,1969年，,Huebner,和,Todaro,提出,癌基因假说,1970年，,Baltimore,和,Temin,发现,逆转录酶,197,6,年，,Varmus,和,Bishop,发现原癌基因,32,第三节 肿瘤相关基因及其调控机制3.1 癌基因32,（,2,）癌基因的概念,原癌基因：是在控制细胞生长分化中起重要作用的,正常基因,，当它的结构发生变化，即被激活时，其正常生物学功能受到影响，从而使细胞发生癌变。,病毒癌基因,：,逆转录病毒所携带的致转化因子。例如：,RSV,中的癌基因,src 。,33,（2）癌基因的概念原癌基因：是在控制细胞生长分化中起重要作用,基 因,高表达 （,1,）,异常表达（,2,）,abl,妊娠中期胚胎、睪丸、脾、胸腺,慢性髓细胞白血病,erbA erbB,胚胎,鳞细胞癌、胶质母细胞瘤,fes,骨髓,髓性、淋巴性白血病,fms,巨噬细胞、胎盘,乳腺癌、肾癌,fos,羊膜、绒毛膜、成熟巨噬细胞、,GF,刺激后的细胞,绒毛膜癌,mos,睪丸、卵细胞,浆细胞瘤,myb,卵黄囊、骨髓、胸腺,髓性、淋巴性白血病,myc,普遍存在,B,细胞淋巴瘤、早幼粒白血病,raf,普遍存在,多种肿瘤,ras,普遍存在,多种肿瘤,rel,脾脏,ros,肾脏,sis,血小板,骨肉瘤,ski,软骨、肌肉、皮肤,src,脾脏、巨噬细胞、大脑,脑肿瘤,yes,肾脏,原 癌 基 因,34,基 因高表达 （1）异常表达（2）abl妊娠中期胚胎、睪,原癌基因的特点,（1）广泛存在于生物界中，从酵母到人的细胞普遍存在。,（2）在进化进程中，基因序列呈高度保守,（3）其作用通过其表达产物来体现,（4）在某些因素作用下被激活，形成癌性的细胞转化基因。,35,原癌基因的特点（1）广泛存在于生物界中，从酵母到人的细胞普遍,（,3,）原癌基因类型及其产物,36,（3）原癌基因类型及其产物36,生长因子可能变为癌基因,37,生长因子可能变为癌基因37,生长因子受体改变导致癌变,38,生长因子受体改变导致癌变38,原癌基因家族,表达产物,src,蛋白酪氨酸激酶,ras,信息传递分子,myc,DNA,结合蛋白,erb,细胞骨架蛋白,myb,转录调节因子,原癌基因家族,39,原癌基因家族表达产物src蛋白酪氨酸激酶ras信息传递分子m,Ras,基因,1980年从膀胱癌细胞株,T24,中克隆了第一个人癌基因,H-ras,后来又发现了,K-ras,和,N-ras,都编码鸟苷酸结合蛋白, 分子量,21000,肿瘤中以,K-Ras,为主,H-Ras,N-Ras,较少见,Ras,蛋白在细胞增殖分化信号从激活的跨膜受体,传递到下游蛋白激酶过程中起重要作用,40,Ras基因 1980年从膀胱癌细胞株T24中克隆了第一个人癌,Ras,基因在肿瘤中的改变以,点突变,为主,K-ras,基因的点突变主要集中在第12位氨基酸残基, 少数也有第13及61位点突变,已在膀胱癌,乳腺癌,结肠癌,肾癌,肝癌,肺癌,胰腺癌,胃癌及造血系统肿瘤中均检测到了,Ras,基因的异常,不同类型的肿瘤,Ras,基因的突变率明显不同,胰腺癌（90%）,结肠癌(53%）,肺癌(30%）,Ras,基因的突变与肿瘤,41,Ras基因在肿瘤中的改变以点突变为主Ras基因的突变与肿瘤4,Ras,基因的作用机理,Ras,蛋白位于细胞膜内侧,Ras,蛋白对,GTP,和,GDP,有高度亲和力,Ras,蛋白有活化和非活化两种形式，通常非活化状态的,Ras,蛋白分子能与,GDP,结合，在受到信号传递通道上游某因子的刺激时，,GDP,变成,GTP，,随后蛋白发生构象改变，成为活化状态，,活化的,Ras,蛋白与效应分子相互作用，实现生长信号的传递,42,Ras基因的作用机理Ras蛋白位于细胞膜内侧42,最初是从鸡白血病病毒中发现(主要有,C-Myc,N-Myc,L-Myc,但以,C-Myc,为主,),在人类中它的活化方式首次在,Burkitt,淋巴瘤中发现,可通过,染色体易位而活化,在某些肿瘤中,Myc,基因还受,DNA,扩增影响,在肺癌中,Myc,家族癌基因的激活以扩增为主,Myc,基因,43,最初是从鸡白血病病毒中发现(主要有C-Myc,N-MycM,Myc,基因,参与细胞的增殖、分化与凋亡,与多种肿瘤的发生发展有关,在胃癌、肺癌、乳腺癌及白血病等肿瘤中均有显著表达,体外实验证实,c-myc,基因可与其他癌基因协同转化多种细胞,Myc,基因,功能,44,Myc基因参与细胞的增殖、分化与凋亡Myc基因功能44,（,4,）原癌基因的鉴定,DNA,转染法,45,（4）原癌基因的鉴定,（,5,）原癌基因恶性激活的机制,46,（5）原癌基因恶性激活的机制46,点突变,与癌基因,原癌基因,点突变,结构功能的改变,癌基因激活的主要方式,在基因的编码顺序上,一个碱基对被另一碱基对所置换,乳腺癌 肺癌 肝癌 结肠癌等癌细胞中均发现了,H-ras,原癌基因的点突变,47,点突变与癌基因原癌基因点突变结构功能的改变 癌基因激活的主,点突变的检测方法,限制性内切酶长度多态性（,restriction endonuclease fragement longth polymophism, REFLP),单链构向多态性（,single strand conformation polymorphism, SSCP),寡核苷酸探针杂交,变性高压液相色谱（,DHPLC）,PCR,直接测序,48,点突变的检测方法限制性内切酶长度多态性（restrictio,原癌基因,基因扩增,Over-expression,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,原癌基因拷贝数的增加会导致,基因产物的增加, 从而引起细,胞正常功能的紊乱,原癌基因,myc, erbB,和,Ras,的扩,增在人 类肿瘤中最为常见,DNA,扩增与,癌基因,49,原癌基因基因扩增Over-expression 癌基因活化,染色体重排,Over-expression or,protein with novel activities,原癌基因,原癌基因中染色体某一部分从一个位置移动到另一位置, 使原癌基因的结构改变, 使原癌基因激活, 这种改变称为基因重排,通过对肿瘤组织和细胞系的染色体分析，发现在各种肿瘤中都有染色体结构的异常。,染色体易位在血液系统的肿瘤中最为常见,染色体重排与,癌基因,50,染色体重排Over-expression or原癌基因 原,肿瘤细胞中常发现有,原癌基因,DNA,片段缺失,，原癌基因内小的缺失，可使在正常情况下抑制蛋白活性的那部分蛋白缺失或诱导产生类似于正常的刺激信号，导致细胞的过度增殖,基因缺失与,癌基因,51,肿瘤细胞中常发现有原癌基因DNA片段缺失，原癌基因内小的缺失,（,6,）原癌基因在细胞转化中的作用,原癌基因没有转化能力,单个活化的原癌基因不能转化原代细胞,无限增殖化基因和转化基因两类原癌基因的共同参与导致了细胞转化,癌基因可能是多种致癌因素作用的共同点,约斯塔,.,加尔顿：,癌的很可能原因来自我们自身，外界因素所起的作用只是按对了电钮。,52,（6）原癌基因在细胞转化中的作用原癌基因没有转化能力52,3.2,抑癌基因,（,1,）抑癌基因的发现,1986,年，发现第一个抑癌基因,Rb,；,1987,年，李文华证实,Rb,的抑癌作用,53,3.2 抑癌基因（1）抑癌基因的发现53,（,2,）抑癌基因的概念,抑癌基因：也称肿瘤抑制基因，细胞中一大类,对细胞增殖起负调节作用的隐性基因,，其功能丧失将促成癌细胞表型。,按照失活机制的不同可分为两类：,（1）I,类肿瘤抑制基因：,DNA,点突变或缺失,（2）II,类肿瘤抑制基因：表达调节受阻,54,（2）抑癌基因的概念抑癌基因：也称肿瘤抑制基因，细胞中一大类,（,3,）抑癌基因及其表达产物,Cancer syndrome,Gene,Principal Tumors,Protein Product Localization,Mode of Action,Retinoblastoma,RB1,Retinoblastoma.,Osteosarcoma,Nucleus,Transcriptonal,regulator/ factor,Li-Fraumcni,p53,Sarcomas. breast and,brain tumors,Nucleus,Transcripton,factor,Familial adcnomatous,polyposis,APC,Adenomatous polyps.,colon cancer,Cytoplasm,?Regulates,-catenin function,Wilms tumor,WT-1,Nephroblastoma,Nucleus,Transeription factor,Neuofibromatosis,type 1,NF-1,Neurofibromas.,sarcomas. Gliomas,Cytoplasm,p21ras-GTPase,activator,Familial melanoma,and pancreatic cancer,p16,Melanoma,pancreatic cancer.,?other,Nucleus,Cyclin-dependent,kinase inhibitor,Familial breast cancer,BRCA1,BRCA2,Breast and ovarian cancer,Breast and ?other,?Nucleus,Unknown,Unkown,Unknown,55,（3）抑癌基因及其表达产物Cancer syndromeGe,Rb,基因,Rb,基因编码,P105,蛋白,，,定位于核内，非磷酸化形式称活性型，能促进细胞分化，抑制细胞增殖。,56,Rb基因Rb基因编码P105蛋白，定位于核内，非磷酸化形式称,A. Knydson,的二次打击理论,57,A. Knydson的二次打击理论57,P53,基因,几乎在所有种类的肿瘤中，在80%以上的肿瘤组织中发现了,P53,基因的突变。,58,P53基因几乎在所有种类的肿瘤中，在80%以上的肿瘤组织中发,P53,基因功能模型,59,P53基因功能模型59,p53,HBX,ERCC3,Transcription For DNA Repair,p53,ERCC3,INACTIVATION of p53,p53,Gene,Mutation,Allelic Loss,Germ Line,mutation,p53,protein,Cytoplasmic,Sequestration,Cellular,Protein,MDM2,(p97),Tumor virus,Protein,SV40 T Ag,Ad. EIB,HPV. E6,HBV X,Binding,Block,60,p53HBXERCC3Transcription For D,61,p16,基因,9p21,，,8.5Kb,，,3 exons,，,p16,蛋白，,MW 15.8KD,主要几种,Cyclin-CDK,细胞周期复合物,Cell cycle stage,cyclin-CDK complexes,inhibifors,p15,p16,p18,p21,p27,G1,cyclinD-CDK4/CDK6,G1 / S,cyclinE-CDK2,S,cyclinA-CDK2,G2 / M,cyclinB-CDK2,功 能：,p16,蛋白为细胞周期素依赖激酶,CDK4,及,CDK6,抑制物，通过结合,CDK4,或,CDK6,而抑制,Cyclin D-CDK4/CDK6,复合物，阻止细胞分裂、增生、突变型,p16,蛋白无此抑制活性，细胞分裂失控，导致癌变。,细胞周期因子,61,61p16基因9p21，8.5Kb，3 exons， p1,62,BRCA1,：,基因全长,100kb,含,23,个外显子，,22,个内含子，,1,个单一长开放阅读框架，编码,1863,个氨基酸，,220KD,核内磷酸化蛋白，有锌指区，提示可调节基因表达。,肿 瘤：,家族性乳腺癌和卵巢癌,功 能：,DNA,结合区：转录调控,与,Rad51,相互作用，修复双链,DNA,断裂,BRCA2,：,13q21,编码,3418,个氨基酸,肿 瘤：,男女性乳腺癌，胰腺癌等,功 能：,有,DNA,结合区：转录调控,与,Rad51,相互作用，修复双链,DNA,断裂,Rdad51,：,酵母中发现修复双链,DNA,断袭,人细胞中有类似物,62,62BRCA1：基因全长100kb含23个外显子，22个内含,癌基因与抑癌基因特性的比较,特性,癌基因,抑癌基因,突变等位基因的功能,获得功能，以显性方式起作用,丧失功能，以隐性方式起作用,致癌所突变等位基因的数目,1,2,通过种系遗传,现尚无例子,常用遗传的形式,体细胞突变的致癌作用,有,有,突变有无组织特异性,有一些，能在许多组织中起作用,遗传型常显示组织优先选择性,63,癌基因与抑癌基因特性的比较 特性癌基因抑癌基因突变等位基因的,3.3,肿瘤转移相关基因,（,1,）癌转移：癌细胞从原发瘤上脱落下来，转移到远处，在新的解剖学部位形成继发性的“群体”（继发瘤）的过程。,（,2,）癌转移是级联反应,基底膜的破裂,癌细胞脱落,侵袭,穿越血管和淋巴系统,癌细胞在循环系统中运动,外渗、转移灶生长和转移灶转移,64,3.3 肿瘤转移相关基因（1）癌转移：癌细胞从原发瘤上脱落下,（,3,）肿瘤转移相关基因,影响肿瘤侵袭和转移过程的相关分子的编码基因。,（1）涉及细胞黏附、蛋白质水解酶类、细胞运动和血管生成等有关分子的编码基因,（2）某些癌基因或抑癌基因在肿瘤发生和进展中也对肿瘤的转移起着各自一定的重要作用。,65,（3）肿瘤转移相关基因影响肿瘤侵袭和转移过程的相关分子的编码,肿瘤转移相关基因,促进基因：,EF1A,基因（与细胞的增殖和运动有关）；,S100A4,基因（与癌细胞的侵袭和转移特性有关）；,MTA1,基因（与乳腺癌的发生和转移的增强相关）。,抑制基因：,NM23,基因家族；,Wdnm2,基因；,H2-K,基因,66,肿瘤转移相关基因促进基因：EF1A基因（与细胞的增殖和运动有,（,4,）肿瘤转移基因的临床意义,以不同的基因及其产物作为不同类型肿瘤的诊断和预后标志物。,开辟有关肿瘤免疫治疗和基因治疗的新途径。,针对转移过程的不同环节的靶标分子开发治疗的新药物。,67,（4）肿瘤转移基因的临床意义以不同的基因及其产物作为不同类型,第四节 端粒、端粒酶与癌,4.1,端粒的结构与功能,（,1,）端粒的发现,20,世纪,30,年代，,B. McClintock,和,H.J. Muller,发现。,端粒,是位于真核细胞内,染色体末端的具有能稳定染色体结构和功能的特殊成分。,端粒帽 染色体 端粒帽,68,第四节 端粒、端粒酶与癌4.1 端粒的结构与功能 端粒,（,2,）端粒,DNA,1978年，美国的,Blackburn,和,Gall,发现，四膜虫的端粒,DNA,是由,一种极短的简单重复序列,TTGGGG,多次重复,而成。后来发现，其它动物、植物和微生物端粒的结构也类似。,n（CCCCAA）,n（GGGGTT）,3,5,（TTGGGG）n,（AACCCC）n,n（CCC,T,AA）,n（GGG,A,TT）,3,5,（TT,A,GGG）n,（AA,T,CCC）n,四膜虫,人,69,（2）端粒DNA1978年，美国的Blackburn和Gal,（,3,）端粒结合蛋白,1986,年，从尖毛虫属的巨核,DNA,中首次分离出了分子质量为,55kD,和,26kD,的两种端粒结合蛋白,n（CCCCAA） （TTGGGG）n,3,5,端粒帽 染色体,DNA,端粒帽,70,（3）端粒结合蛋白1986年，从尖毛虫属的巨核DNA中首次,（,4,）端粒的功能,保护染色体结构和功能的完整性,对外: 抵御核酸酶等 对内: 染色体,DNA,的,外界因素的袭击 末端复制问题,端粒帽 染色体 端粒帽,71,（4）端粒的功能 保护染色体结构和功能的完整性,端粒长短与细胞生命历程密切相关,细胞分裂,细胞分裂,染色体,端粒,端粒,细胞将停止分裂而趋于老化,72,端粒长短与细胞生命历程密切相关细胞分裂细胞分裂染色体端粒端粒,相关实验证据,培养细胞：,端粒长度随分裂次数增多而缩短。,端粒长度和细胞分化程度呈反比。,人体：,端粒平均长度随年龄增大而变短。,体细胞端粒长度大大短于生殖细胞。,73,相关实验证据培养细胞：73,4.2,端粒酶的结构与功能,（,1,）端粒酶的结构,1987年，,Blackburn,发现,反转录酶,四膜虫端粒酶,RNP,RNA,组分,Protein,74,4.2 端粒酶的结构与功能（1）端粒酶的结构四膜虫端粒酶RN,端粒酶,RNA,四膜虫端粒酶,RNA,由,159,个核苷酸构成，模板区结构为,5-,CAACCCCAA,-3,，有碱基修饰,CAACCCCAA,用反义,RNA,封闭，能抑制酶活性,75,端粒酶RNA四膜虫端粒酶RNA由159个核苷酸构成，模板区,端粒酶蛋白质,1995年，,Collins K,等首次从四膜虫克隆到端粒酶蛋白质组分,p80,p95,76,端粒酶蛋白质1995年，Collins K等首次从四膜虫克隆,Tribolium castaneum,端粒酶蛋白的结构,(,Nature, 2008, 455, 633-637),77,Tribolium castaneum端粒酶蛋白的结构 (N,（,2,）端粒酶的功能,催化端粒,DNA,不断延长，抵消因染色体复制、细胞分裂导致的,DNA,缩短,，使得染色体,DNA,完好无损，细胞能够顺利地分裂繁殖。,端粒酶,端粒,78,（2）端粒酶的功能催化端粒DNA不断延长，抵消因染色体复制、,相关实验证据,四膜虫：,端粒酶改变时端粒缩短、细胞死亡。,酵母：,端粒酶基因突变导致端粒变短、细胞衰老。,79,相关实验证据四膜虫：79,4.3,端粒、端粒酶与癌,（,1,）人的端粒与端粒酶,正常人体细胞缺乏端粒酶活性。,与其他有端粒酶活性的生物体细胞相比，人体细胞具有很长的端粒。,人胚胎细胞具有明显可探测的端粒酶活性。,人端粒酶,RNA,由,455,个核苷酸构成，模板区结构为,5-,CUAACCCUAA,C,-3,80,4.3 端粒、端粒酶与癌（1）人的端粒与端粒酶80,端粒 染色体,DNA,端粒,端粒酶,端粒酶,胚胎期,81,端粒 染色体DNA 端粒端粒酶端粒酶胚胎期8,正常细胞,衰老死亡,细胞分裂,端粒酶 重新引入,细胞年轻化,抗衰老,82,正常细胞衰老死亡细胞分裂 端粒酶,（,2,）端粒酶活性特异表达于恶性细胞,1994年，,Kim,创立“,TRAP”,法检测端粒酶活性,TRAP（-）,TRAP,（-）,正常细胞,良性肿瘤,恶性肿瘤,83,（2）端粒酶活性特异表达于恶性细胞1994年，Kim 创立“,（,3,）端粒酶特异性表达于癌细胞的成因,解释性研究,衰老死亡,诱导蛋白,端粒极度缩短，细胞死亡,细胞永生化,84,（3）端粒酶特异性表达于癌细胞的成因解释性研究 衰老死亡诱,P53,基因、,Rb,基因,介导细胞衰老,基因突变,细胞继续分裂至,“,危象期,”,（端粒缩短）,大量细胞死亡 少量细胞“永生化”,（端粒酶活化）,85,P53基因、Rb基因介导细胞衰老基因突变细胞继续分裂至“危象,细胞分裂,细胞分裂,细胞衰老,端粒酶,永生化,抗肿瘤靶点,86,细胞分裂细胞分裂细胞衰老端粒酶永生化抗肿瘤靶点86,（,4,）端粒酶抑制剂,抗癌治疗的新靶点,端粒酶靶点的优势：特异性和广谱性,广谱性：存在于各类恶性肿瘤细胞中85%以上的恶性细胞中,TRAP（+）,正常细胞,癌细胞,87,（4）端粒酶抑制剂,针对端粒酶的抗癌策略,反义核酸,突变,RNA,的引入,端粒酶蛋白抑制剂,端粒酶生物学抑制剂,88,针对端粒酶的抗癌策略反义核酸突变RNA的引入端粒酶蛋白抑制剂,5,5,端粒消耗,端粒维持,细胞衰老,染色体,DNA,端粒,端粒,细胞永生化,89,55端粒消耗端粒维持细胞衰老染色体DNA端粒端粒细胞永生,第五节肿瘤的防治,5.1,肿瘤的预防,遗传易感性：绝大多数肿瘤是环境因素引起的，而个人的遗传性状可能是决定肿瘤易感性的重要因素。,预防策略,（,1,）减少或消除环境致癌因子的暴露,（,2,）肿瘤发生学预防，早期诊断,（,3,）重点保护癌易感人群,90,第五节肿瘤的防治 5.1 肿瘤的预防90,5.2,肿瘤的生物治疗,治疗肿瘤的方法：物理疗法和生物疗法,肿瘤生物治疗,：利用某些生物物质或采取某些措施直接地修饰宿主与肿瘤的相互关系，改变宿主对肿瘤的生物反应状态，使之有利于宿主，不利于肿瘤细胞而产生治疗效应的肿瘤治疗方法。,始于20世纪80年代初,肿瘤生物治疗的机制：直接或间接作用于肿瘤细胞,91,5.2 肿瘤的生物治疗治疗肿瘤的方法：物理疗法和生物疗法91,（1）淋巴因子和细胞因子技术,（2）免疫活性细胞过继回输技术,（3）单克隆抗体及其偶联生物技术,（4）肿瘤疫苗技术,（5）基因治疗技术,五大生物治疗技术,92,（1）淋巴因子和细胞因子技术五大生物治疗技术92,（1）微生物制剂：激活非特异性免疫功能,（2）抗体的导向治疗,（3）细胞因子输注疗法：特异作用于癌细胞,（,4,）,过继免疫治疗：提高肿瘤组织免疫原性,（5）特异性主动免疫治疗：肿瘤疫苗,（,6,）基因治疗：正常基因置换或增补缺陷基因,各种生物疗法简介,93,（1）微生物制剂：激活非特异性免疫功能各种生物疗法简介93,基因治疗方式：基因矫正和置换；基因添加和填补,（,1,）体内法：通过转移载体将外源性基因直接导入受者体内有关的器官组织或细胞内以达到治疗目的。简便易行，但转染率太低。,（,2,）回体法：,在体外将外源基因导入载体细胞，然后将其回输给受者，使携有外源基因的载体细胞在体内表达治疗产物以达到治疗目的。,基因治疗的策略,94,基因治疗方式：基因矫正和置换；基因添加和填补基因治疗的策略9,克隆得到正常基因,插入病毒载体,正常基因插入病人骨髓细胞的染色体,再转入病人身体,95,克隆得到正常基因插入病毒载体正常基因插入病人骨髓细胞的染色体,在正常体重不至于过轻的情况下，越瘦越好,每天最少锻炼,30,分钟,多喝水，少喝含糖饮料,多吃各种蔬菜、水果、全麦和豆类,少吃红肉，避免食用加工肉制品,喝酒精饮品男士别超过两杯，女士只限一杯,限制盐腌食品或用盐加工的食品,不用营养补充剂预防癌症,母乳喂养至少坚持,6,个月,癌症幸存者也应“守纪律”,预防癌症的,10,大建议,摘自,NSFC,网站,96,在正常体重不至于过轻的情况下，越瘦越好预防癌症的10大建议,结 束,97,结 束97,