肿瘤遗传学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,癌 85%，上皮细胞,肉瘤 2%，结缔组织、骨或肌肉组织细胞,淋巴瘤 5%，免疫系统，脾、淋巴结白细胞,白血病 3%，骨髓造血细胞,其它 5%,遗传基础,遗传性：5%10%,家族性癌：遗传或散发 十分复杂,发生原因,环境 不起决定作用,遗传 起主要作用,肿瘤的形成,新生物（,neoplasm）,第十六章 肿瘤遗传学,癌 85%，上皮细胞遗传基,1,第一节 染色体不稳定综合征与肿瘤发生,染色体不稳定综合征：,AR，AD，XR；,不稳定性、易患肿瘤。,Bloom,综合征（,Bloom syndrome，BS）,1、临床特征,身材矮小、免疫功能缺陷、面部红斑、颜面部畸形，肿瘤、白血病（30岁前）；犹太后裔。,第一节 染色体不稳定综合征与肿瘤发生染色体不稳定综合征：,2,2、细胞遗传学改变,染色体不稳定性,1,）染色体断裂 结构畸变；颊粘膜间期细胞 微核。,2,）姐妹染色单体交换（,SCEs）。,3,）,编码序列、非编码序列之间断裂性突变。,4）短期培养淋巴细胞四射体。,BrdU,5,溴脱氧尿苷,dT,脱氧胸苷,2、细胞遗传学改变1）染色体断裂 结构畸变；颊粘膜间期细,3,3,、分子遗传学,BLM,基因,AR,15,q26.1,转录 4.5,kb,的,mRNA,有效可读框4251个核苷酸残基。,翻译 蛋白质159,kD、1417 aa,基因编码产物：,RecQ DNA,解链酶,DNA,依赖性三磷酸腺苷酶,DNA,解链酶,蛋白质的生物学功能：修复,BLM,基因突变 突变型,blm,蛋白缺乏,RecQ DNA,解链酶活性,无法修复异常的,DNA,结构,染色体不稳定性,3、分子遗传学,4,4,、,Bloom,综合征的分子遗传学诊断,体外培养细胞,BLM,基因组,DNA,PCR,扩增全长,cDNA,SSCP,技术筛查,异常片段序列分析,Bloom,综合征的细胞遗传学诊断,正常细胞,SCEs 10,Bloom,患者细胞,SCEs,：50,100,短期：,T、B,淋巴细胞，骨髓细胞,B,淋巴细胞系（,EB,病毒转化）,长期,T,淋巴细胞系,成纤维细胞系（,SV40,转化）,4、Bloom综合征的分子遗传学诊断短期：T、B淋巴细胞，骨,5,第二节 染色体异常与肿瘤,肿瘤的细胞遗传学,一、肿瘤染色体理论的提出,1912年，,Boveri：,海胆幼胚细胞不均等分裂,染色体分配不平衡,失去正常生长特性,肿瘤染色体理论：来源于正常细胞，异常染色体缺陷细胞，,恶化原因染色体畸变,二、肿瘤的染色体异常,第二节 染色体异常与肿瘤,6,单克隆起源,多克隆性细胞,干系（,stem line):,占主导数目的克隆细胞系。,众数（,modal number）：,干系肿瘤细胞的染色体数目。,旁系（,side line）：,干系以外占非主导数目的克隆细胞系。,1,、肿瘤的染色体数目异常,非整倍体,亚二倍体,超二倍体,亚三倍体,3,n,69,亚四倍体,4,n,92,单克隆起源 干系（stem line):占主导数目的克隆细胞,7,2,、肿瘤的染色体结构异常,易位、缺失、重复、倒位、,环状染色体和双着丝粒染色体。,非特异性标记染色体不具代表性,标记染色体（,marker chromosome）,特异性标记染色体具代表性,2、肿瘤的染色体结构异常,8,三、,Ph,染色体（,Philadelphia chromosome）,的发现,1960,年，,Nowell，,慢性粒细胞白血病（,CML），,Ph,染色体（费城1号染色体）,G,组,Rowley，,显带技术证明：,易位,t（9；22）（q34；q11）,t（9；22）（22pter 22q11：9q34 9qter）,9,号（9,q,）,临床意义：,95%,CML，Ph,染色体阳性先于临床症状出现；早期诊断，区别其它血液病。,Ph,染色体阴性治疗反应差，预后不佳。,三、Ph染色体（Philadelphia chromosom,9,四、肿瘤中其他特异性标记染色体改变,病名 染色体异常,Burkitt,淋巴瘤（非洲儿童恶性淋巴瘤）,t（8；14）（q24；q32）,脑膜瘤,del（22）（q12），-22,视网膜母细胞瘤,del（13）（q14）,慢性粒细胞白血病急性变,8,，17,q,急性白血病 -7，,9,Wilms,瘤,del（11）（p13 p14）,结肠息肉,8,，,14,小细胞肺癌,del（3）（p14 p23）,肺腺癌、肺鳞癌,del（6）（q23 qter）,黑色素瘤,7,，,22,鼻咽癌,t（1；3）（q41；p11）,乳腺癌 1号染色体长臂的易位,NF2,RB,WT1,四、肿瘤中其他特异性标记染色体改变NF2RBWT1,10,五、染色体异常在肿瘤发生中的作用,实体瘤：少见特异性标记染色体遗传复杂性和不稳定性。,扩增 癌基因激活,数目异常 转录,结构畸变 生长、分化,缺失 抑癌基因失活 （调节异常）,癌变,易位,突变,第三节 癌基因,癌基因（,oncogene）：,在致瘤病毒、人体和动物肿瘤中发现的能,导致细胞恶性转化的基因（核酸片段）。,正常序列（基因），胚胎发育，出生后封闭,表达时间、部位、数量、产物结构异常,无限增殖，恶性转化。,一、病毒癌基因与细胞癌基因,病毒癌基因（,viral oncogene，v-oncogene）,RNA,病毒（逆转录病毒）基因组序列,引发肿瘤（啮齿类、猫、鸡等）。,五、染色体异常在肿瘤发生中的作用癌变易位突变第三节,11,野生型 能够扩增，完整的逆转录病毒基因组,插入宿主细胞控制增殖部位 肿瘤（很少）,逆转录病毒,（两种形式）,缺陷型 不能自我扩增,宿主基因组,mRNA,（高度保守、来源功能不同）,编码蛋白,强诱导剂,感染、,整合,杂交,激活增殖、延长生命、解除限制,逆转录病毒,基因组的末端,插入顺序,宿主细胞,肿瘤,野生型,12,病毒癌基因克隆,人类染色体,原位,杂交,同源原癌基因位点,白血病易位断裂点,一致,V-abl,ABL,9q34.1 CML,发现人类癌基因的方法,正常细胞：,贴壁依赖性（,anchorage dependency）,单层后停止生长,肿瘤细胞：,转化（,transformation）,上层继续生长，细胞恶性转化。,导入、,整合,第一轮,分离,小鼠,细胞,肿瘤,DNA,转化小,鼠细胞,肿瘤,DNA,小鼠,细胞,导入、,整合,转化小,鼠细胞,第二轮,转化小,鼠细胞,重复,4,5,次,分离、,导入、,整合,提取,DNA,建立文库,克隆,人癌基因,DNA,序列,病毒癌基因克隆原位同源原癌基因位点V-abl9q34.1,13,Loss of anchorage dependency in cell culture,Loss of anchorage depen,14,二、癌基因的分类及激活机制,蛋白激酶类、信号转导蛋白类、生长因子类、核内转录因子类,改变了编码蛋白质的功能,点突变：单个碱基的改变,使基因激活表达出现功能变异,病毒诱导与启动子插入：,强力启动子插入到原癌基因附近，,如,LTR,逆转录病毒长末端重复序列。,基因扩增（,gene amplification）：95%,肿瘤,复制使拷贝数增加，癌蛋白过表达。,成神经细胞瘤,HSR，DMs。,二、癌基因的分类及激活机制,15,神经母细胞瘤,N-myc,基因的扩增 均质染色区（,homogeneous,双微体,staining region，HSR）,（,double minutes，DMS）,神经母细,16,染色体断裂与重排（染色体易位）：,第一种，原癌基因易位插入到一个强大的启动子、增强子、,转录调控元件附近导致激活。,Burkitt,淋巴瘤（非洲儿童恶性淋巴瘤）,t（8；14）（q24；q32,）,8,q24,C-myc ，,编码,DNA,结合蛋白；,14q32IgH（,免疫球蛋白重链）,第二种，通过易位同其他基因形成融合基因（,fusion gene）,慢性粒细胞白血病,t（9；22）（q34；q11）,9,q34 abl（,原癌基因），编码酪氨酸激酶,22q11,bcr（break point cluster region）,染色体断裂与重排（染色体易位）：,17,慢性粒细胞白血病,慢性粒细胞白血病,t（9；22）（q34；q11）,Burkitt,淋巴瘤（非洲儿童恶性淋巴瘤）,t（8；14）（q24；q32）,34,11,24,32,融合,基因,强力,启动子,酪氨酸,激酶,慢性粒细胞白血病 慢性粒细胞白血病Burkitt淋巴,18,三、肿瘤抑制基因,肿瘤抑制基因（,tumor suppressor gene）,抑癌基因、抗癌基因（,anti-oncogene）,隐性癌基因（,recessive oncogene）,正常细胞中抑制肿瘤发生的基因,细胞杂交证明逆转肿瘤细胞表型,-11,11,-11,11,抑制细胞,恶性表达,-1、,-11,1、,11,-1、-11,1、11,86年首次发现肿瘤抑制基因,RB，,共十几种（表16-7）,三、肿瘤抑制基因11-11抑制细胞-1、1、-1、,19,抑制细胞的增长，促进细胞的分化。,G1,期,前期,G2,期,S,期,丝,裂,期,中期,后期,末期,间,期,G,0,期,分化,死亡,抑制细胞的增长，促进细胞的分化。G1期前期G2期S期丝中期后,20,一、,p53,基因,17,p13.1,长20,kb,11,个外显子,393 个,aa,53kD,磷酸化蛋白质;,结肠癌、乳腺癌、肝癌、肺癌等50%的恶性肿瘤。,（1）,N,端酸性转录激活区：激活转录，介导蛋白间,相互作用。与,mdm2,蛋白（,p53,负调控因子）结合。,（2）序列特异性结合区（核心区）：特异性结合,DNA，,突变区域（6个位点，40%,p53,错义突变）。,（3）寡聚区：介导自身蛋白四聚体的形成。,（4）羧基端：与,DNA,非特异性结合，参与核心区与,DNA,结合时的错构调节。,4,个,功,能,区,一、p53基因 4,21,DNA,损伤,P53,水平,升高，,G1,期停止,分裂前修复,细胞凋亡,DNA,损伤,P53,失活，,G1,期停止,不能,增殖,肿瘤,分裂不良,或死亡,细胞分化、,PIG3,GADD45,IGF-BP3,BAX,MDM2,p21,PCNA（,增殖细胞核抗原）,CDK,mdm2,蛋白,负反馈,DNA,复制,DNAP53水平分裂前修复细胞凋亡DNAP53失活，G1期停,22,p53,基因的失活机制：,（1）自身突变，,p53,蛋白失去结合能力，最重要。,（2）,MDM2,癌基因的负调节。被刺激表达的,mdm2,蛋白形成一反馈调节环，与,p53,蛋白结合、催化其降,解，抑制,p53,蛋白的反式激活，使其抑制增殖、诱导,细胞凋亡、分化的功能丧失。,（3）,p53,蛋白与癌蛋白之间的相互作用。,结合后促进其降解，抑制其功能活性。,如,DNA,肿瘤病毒蛋白,SV40,大,T,抗原、腺病毒,E1B,转化蛋白、人乳头瘤病毒,E6,蛋白等。,p53基因的失活机制：,23,四、肿瘤发生的遗传学说,一、肿瘤的单克隆起源假说,（,monoclonal origin hypothesis of tumor）,单个,体细胞 基因突变 前癌细胞 肿瘤细胞,单克隆增殖细胞群,单克隆起源的证据：,白血病、淋巴瘤 相同的免疫球蛋白基因表达，,相同的,T,细胞受体基因重排，,相同的标记染色体，,实体瘤 相同的癌基因或肿瘤抑制基因突变。,（,FISH,法）,致癌因子,促癌因素,四、肿瘤发生的遗传学说致癌因子促癌因素,24,体细胞突变和克隆选择的结果,女性,X,连锁基因分析：,胚胎早期,随机失活,嵌合体,依赖于,G6PD,活性,的细胞染色,女性杂合子,女性恶性肿瘤癌细胞都含有相同失活的,X,染色体。,X,1,X,2,X,1,X,2,X,1,X,2,X,1,X,2,X,1,X,2,失活,野生型,体细胞突变和克隆选择的结果胚胎早期