分子腫瘤學醫學知識講座專家講座

1分子腫瘤學第一節 腫瘤是什么？第二節 致癌原因及其致癌機制第三節 腫瘤相關基因及其調控機制

第四節 端粒、端粒酶與癌

第五節 腫瘤防治分子腫瘤學醫學知識講座第1頁2主要參考書1、詹啟敏，分子腫瘤學，人民衛生出版社，2、腫瘤遺傳學，吳旻主編，科學出版社，3、癌生物學基礎，R.G.Mckinnell等著，高靜等譯，清華大學出版社，4、腫瘤分子生物學基礎及其應用，徐志寧等，國外醫學腫瘤學分冊，，30：35、中國腫瘤分子生物學研究現實狀況及述評，韓金祥等，腫瘤防治雜志，，10：9分子腫瘤學醫學知識講座第2頁35、Newestfindingsontheoldestoncogene:howactivatedsrcdoesit,M.C.Frame,JournalofCellScience,,117:9896、Functionalcloningofatumorsuppressorgene,TSLC1,inhumannon-smallcelllungcnacer,Y.Murakami,Oncogene,,21:69367、ThevonHippel–LindauTumorSuppressorGene,K.Kondo,ExperimentalCellResearch,,264:1178、Cancer

genetherapy:ScientificBasis,P.D.Wadhwa,Annu.Rev.Med.,,53:437分子腫瘤學醫學知識講座第3頁4癌癥：全球健康問題年7月29日，WHO數據年，癌癥死亡790萬，占總死亡人數13%肺癌(140萬人)；胃癌(86.6萬人)；肝癌(65.3萬人)；結腸癌(67.7萬人)和乳腺癌(54.8萬人)大約80%癌癥造成死亡發生在低收入和中等收入國家預計2030年全世界癌癥死亡人數將達1200萬分子腫瘤學醫學知識講座第4頁5第一節腫瘤是什么？1.1腫瘤概念腫瘤：是一類疾病總稱，基本特征是細胞增殖與凋亡失控，擴張性增生形成新生物。（1）良性腫瘤：生長遲緩，保留了正常細胞一些特征，多數是無害。（2）惡性腫瘤：也稱癌癥，含有侵襲和轉移能力。分子腫瘤學：是用分子生物學理論和技術來研究腫瘤一門科學，是醫學和生物學交叉學科。分子腫瘤學醫學知識講座第5頁6癌癥種類（1）實體腫瘤 癌：起源于上皮細胞 淋巴瘤：起源于淋巴細胞 肉瘤：起源于間葉組織（2）液體腫瘤 白血病：起源于骨髓造血細胞（3）常見腫瘤：乳腺癌、肺癌、肝癌、胃癌、白血病

分子腫瘤學醫學知識講座第6頁7正常人與白血病人血液分子腫瘤學醫學知識講座第7頁81.2癌生物學特征1、癌癥是體細胞遺傳病 遺傳性腫瘤（胚或性細胞，1~2％）和散發性腫瘤（體細胞，95％）2、癌細胞含有惡性生物學特征 無限增殖，不會分化，永生化，侵襲和轉移能力，自主血管生成能力。3、癌為單克隆起源，即癌是原始、單個癌細胞增殖后代。分子腫瘤學醫學知識講座第8頁9正常和轉化成纖維細胞比較分子腫瘤學醫學知識講座第9頁10分化中癌細胞分子腫瘤學醫學知識講座第10頁111.4人類對癌本質認識（1）早期對癌認識1775年，P.Pott發覺童年曾做過清掃煙囪工作男人中陰囊癌發生率尤其高。19世紀，德國東部瀝青工人易患肺癌死亡20世紀初，常受X射線照射人輕易患白血病和皮膚癌，為夜光表涂抹鐳女工因常舔刷毛而易患舌癌。外因致癌論：癌是由身體之外某種原因所引發，如生活方式、飲食習慣和環境等。分子腫瘤學醫學知識講座第11頁12（2）尋找致癌因子20世紀初，日本山際克三郎在試驗中首次重現了兔耳皮膚癌。20世紀30年代，發覺煤焦油中3-甲基膽蒽和二甲苯丙蒽是致癌物質。20世紀30年代，美國H.Muller發覺X射線使果蠅發生基因突變。20世紀50年代，致癌因子使基因突變從而致癌。分子腫瘤學醫學知識講座第12頁13（3）病毒致癌論19世紀末，癌癥是一個由細菌或病毒等微生物引發傳染性疾病。1910年，P.Rous發覺Rous肉瘤病毒（RSV），確立了病毒致癌觀點。1970年，Martin從RSV中分離出病毒癌基因src。分子腫瘤學醫學知識講座第13頁14H.Varmus和J.M.Bishop試驗含srcRSV無srcRSV雞感染肉瘤病毒帶有src去除src感染雞檢驗RSV雞細胞里面含有src分子腫瘤學醫學知識講座第14頁15（4）癌基因激活致癌論1976年，H.Varmus和J.M.Bishop發覺原癌基因，也稱細胞癌基因。原癌基因活化在癌變過程中起中心作用。1979年羅伯特.溫伯格試驗分子腫瘤學醫學知識講座第15頁16（5）抑癌基因理論1969年，H.Harris發覺抑癌現象。1986年，美國Dryla發覺第一個抑癌基因——Rb基因抑癌基因失活也是致癌主要原因分子腫瘤學醫學知識講座第16頁17癌是原癌基因激活和抑癌基因失活綜合作用結果。人類癌癥主要風險原因是環境原因，而與此相關代謝酶等修飾基因遺傳多態，決定了個體對這些原因腫瘤易感性。癌本質分子腫瘤學醫學知識講座第17頁18癌癥會傳染？從5大洲搜集40只患傳染性性病腫瘤狗腫瘤細胞。這些腫瘤細胞并非出自狗本身細胞，而是源自共同親本細胞。可能來自于幾百甚至上千年前亞洲馴養犬。ClonalOriginandEvolutionofaTransmissibleCancer,Cell,,126,477-487.分子腫瘤學醫學知識講座第18頁19對癌癥治療現實狀況反思“中國健康調查匯報”，T.ColinCampbell&ThomasM.CampbellII著，張宇輝譯，吉林文史出版社，膳食和生活方式可能是造成腫瘤主要原因。動物性食物營養素促進腫瘤發展，而植物性食物營養素能抑制腫瘤發展。最健康食品是純天然素食，如純天然水果、蔬菜和整谷粒等。分子腫瘤學醫學知識講座第19頁20第二節 致癌原因及其致癌機制2.1致癌原因化學原因：烷化劑、多環芳烴、芳香胺類、氨基偶氮染料、亞硝胺類物質、黃曲霉毒素、植物毒素、金屬致癌物等物理原因：電離輻射、紫外線、纖維狀異物、熱輻射、慢性刺激與炎癥等生物原因：致瘤性DNA病毒（人類乳頭狀瘤病毒、Epstein-Barr病毒和乙型肝炎病毒）和致瘤性RNA病毒（人類T細胞白血病病毒）分子腫瘤學醫學知識講座第20頁諾貝爾醫學獎21德國哈拉爾德·楚爾豪森（人乳頭瘤病毒引發子宮頸癌）、法國弗朗索瓦絲·巴爾-西諾斯和呂克·蒙塔尼耶（HIV病毒）分子腫瘤學醫學知識講座第21頁222.2化學致癌分子機制（1）點突變（2）染色體畸變和易位（3）DNA重排和插入誘變（4）基因擴增或缺失（5）DNA甲基化改變（6）細胞遺傳或基因組不穩定性分子腫瘤學醫學知識講座第22頁23化學致癌多階段模式（1）開啟：基因受致癌原因作用發生突變，經過細胞分裂增殖被固定下來，并能傳代。快速、不可逆過程（2）促進：促進開啟形成腫瘤細胞分裂生長階段。較易受干預（3）演進：細胞產生不可逆基因組，在形態上或功效代謝和行為方面逐步表現出腫瘤特征。分子腫瘤學醫學知識講座第23頁24第三節腫瘤相關基因及其調控機制3.1癌基因（1）癌基因發覺1910年，Rous發覺RSV。1963年，Dulbeco發覺正常細胞感染病毒可惡變為癌細胞。1969年，Huebner和Todaro提出癌基因假說1970年，Baltimore和Temin發覺逆轉錄酶1976年，Varmus和Bishop發覺原癌基因分子腫瘤學醫學知識講座第24頁25（2）癌基因概念原癌基因：是在控制細胞生長分化中起主要作用正常基因，當它結構發生改變，即被激活時，其正常生物學功效受到影響，從而使細胞發生癌變。病毒癌基因：逆轉錄病毒所攜帶致轉化因子。比如：RSV中癌基因——src。分子腫瘤學醫學知識講座第25頁26原癌基因特點（1）廣泛存在于生物界中，從酵母到人細胞普遍存在。（2）在進化進程中，基因序列呈高度保守（3）其作用經過其表示產物來表示（4）在一些原因作用下被激活，形成癌性細胞轉化基因。分子腫瘤學醫學知識講座第26頁27（3）原癌基因類型及其產物分子腫瘤學醫學知識講座第27頁28生長因子可能變為癌基因分子腫瘤學醫學知識講座第28頁29生長因子受體改變造成癌變分子腫瘤學醫學知識講座第29頁30原癌基因家族表示產物src蛋白酪氨酸激酶ras信息傳遞分子mycDNA結合蛋白erb細胞骨架蛋白myb轉錄調整因子原癌基因家族分子腫瘤學醫學知識講座第30頁31（4）原癌基因判定

——DNA轉染法分子腫瘤學醫學知識講座第31頁32（5）原癌基因惡性激活機制分子腫瘤學醫學知識講座第32頁33（6）原癌基因在細胞轉化中作用原癌基因沒有轉化能力單個活化原癌基因不能轉化原代細胞無限增殖化基因和轉化基因兩類原癌基因共同參加造成了細胞轉化癌基因可能是各種致癌原因作用共同點約斯塔.加爾頓：癌很可能原因來自我們本身，外界原因所起作用只是按對了電鈕。分子腫瘤學醫學知識講座第33頁343.2抑癌基因（1）抑癌基因發覺1986年，發覺第一個抑癌基因Rb；1987年，李文華證實Rb抑癌作用分子腫瘤學醫學知識講座第34頁35（2）抑癌基因概念抑癌基因：也稱腫瘤抑制基因，細胞中一大類對細胞增殖起負調整作用隱性基因，其功效喪失將促成癌細胞表型。按照失活機制不一樣可分為兩類：

（1）I類腫瘤抑制基因：DNA點突變或缺失 （2）II類腫瘤抑制基因：表示調整受阻分子腫瘤學醫學知識講座第35頁36（3）抑癌基因及其表示產物分子腫瘤學醫學知識講座第36頁37Rb基因Rb基因編碼P105蛋白，定位于核內，非磷酸化形式稱活性型，能促進細胞分化，抑制細胞增殖。分子腫瘤學醫學知識講座第37頁38A.Knydson二次打擊理論分子腫瘤學醫學知識講座第38頁39P53基因幾乎在全部種類腫瘤中，在80%以上腫瘤組織中發覺了P53基因突變。分子腫瘤學醫學知識講座第39頁40P53基因功效模型分子腫瘤學醫學知識講座第40頁41癌基因與抑癌基因特征比較特征癌基因抑癌基因突變等位基因功效取得功效，以顯性方式起作用喪失功效，以隱性方式起作用致癌所突變等位基因數目12經過種系遺傳現尚無例子慣用遺傳形式體細胞突變致癌作用有有突變有沒有組織特異性有一些，能在許多組織中起作用遺傳型常顯示組織優先選擇性分子腫瘤學醫學知識講座第41頁423.3腫瘤轉移相關基因（1）癌轉移：癌細胞從原發瘤上脫落下來，轉移到遠處，在新解剖學部位形成繼發性“群體”（繼發瘤）過程。（2）癌轉移是級聯反應基底膜破裂癌細胞脫落侵襲穿越血管和淋巴系統癌細胞在循環系統中運動外滲、轉移灶生長和轉移灶轉移分子腫瘤學醫學知識講座第42頁43（3）腫瘤轉移相關基因影響腫瘤侵襲和轉移過程相關分子編碼基因。（1）包括細胞黏附、蛋白質水解酶類、細胞運動和血管生成等相關分子編碼基因（2）一些癌基因或抑癌基因在腫瘤發生和進展中也對腫瘤轉移起著各自一定主要作用。分子腫瘤學醫學知識講座第43頁44腫瘤轉移相關基因促進基因：EF1A基因（與細胞增殖和運動相關）；S100A4基因（與癌細胞侵襲和轉移特征相關）；MTA1基因（與乳腺癌發生和轉移增強相關）。抑制基因：NM23基因家族；Wdnm2基因；H2-K基因分子腫瘤學醫學知識講座第44頁45（4）腫瘤轉移基因臨床意義以不一樣基因及其產物作為不一樣類型腫瘤診療和預后標志物。開辟相關腫瘤免疫治療和基因治療新路徑。針對轉移過程不一樣步驟靶標分子開發治療新藥品。分子腫瘤學醫學知識講座第45頁46第四節端粒、端粒酶與癌4.1端粒結構與功效（1）端粒發覺20世紀30年代，B.McClintock和H.J.Muller發覺。端粒是位于真核細胞內染色體末端含有能穩定染色體結構和功效特殊成份。

端粒帽染色體端粒帽分子腫瘤學醫學知識講座第46頁47（2）端粒DNA1978年，美國Blackburn和Gall發覺，四膜蟲端粒DNA是由一個極短簡單重復序列TTGGGG屢次重復而成。以后發覺，其它動物、植物和微生物端粒結構也類似。n（CCCCAA）n（GGGGTT）3’5’（TTGGGG）n（AACCCC）nn（CCCTAA）n（GGGATT）3’5’（TTAGGG）n（AATCCC）n四膜蟲人分子腫瘤學醫學知識講座第47頁48（3）端粒結合蛋白 1986年，從尖毛蟲屬巨核DNA中首次分離出了分子質量為55kD和26kD兩種端粒結合蛋白n（CCCCAA）（TTGGGG）n3’5’

端粒帽染色體DNA端粒帽分子腫瘤學醫學知識講座第48頁49（4）端粒功效——

保護染色體結構和功效完整性對外:抵抗核酸酶等對內:染色體DNA外界原因攻擊末端復制問題端粒帽染色體端粒帽分子腫瘤學醫學知識講座第49頁50端粒長短與細胞生命歷程親密相關細胞分裂細胞分裂染色體端粒端粒細胞將停頓分裂而趨于老化分子腫瘤學醫學知識講座第50頁51相關試驗證據培養細胞：端粒長度隨分裂次數增多而縮短。端粒長度和細胞分化程度呈反比。人體：端粒平均長度隨年紀增大而變短。體細胞端粒長度大大短于生殖細胞。分子腫瘤學醫學知識講座第51頁524.2端粒酶結構與功效（1）端粒酶結構1987年，Blackburn發覺反轉錄酶四膜蟲端粒酶RNPRNA組分Protein分子腫瘤學醫學知識講座第52頁53端粒酶RNA 四膜蟲端粒酶RNA由159個核苷酸組成，模板區結構為5`-CAACCCCAA-3`，有堿基修飾CAACCCCAA用反義RNA封閉，能抑制酶活性分子腫瘤學醫學知識講座第53頁54端粒酶蛋白質1995年，CollinsK等首次從四膜蟲克隆到端粒酶蛋白質組分p80p95分子腫瘤學醫學知識講座第54頁Triboliumcastaneum端粒酶蛋白結構(Nature,,455,633-637)55分子腫瘤學醫學知識講座第55頁56（2）端粒酶功效催化端粒DNA不停延長，抵消因染色體復制、細胞分裂造成DNA縮短，使得染色體DNA完好無損，細胞能夠順利地分裂繁殖。端粒酶端粒分子腫瘤學醫學知識講座第56頁57相關試驗證據四膜蟲：端粒酶改變時端粒縮短、細胞死亡。酵母：端粒酶基因突變造成端粒變短、細胞衰老。分子腫瘤學醫學知識講座第57頁584.3端粒、端粒酶與癌（1）人端粒與端粒酶正常人體細胞缺乏端粒酶活性。與其它有端粒酶活性生物體細胞相比，人體細胞含有很長端粒。人胚胎細胞含有顯著可探測端粒酶活性。人端粒酶RNA由455個核苷酸組成，模板區結構為5`-CUAACCCUAAC-3`分子腫瘤學醫學知識講座第58頁59端粒染色體DNA端粒端粒酶端粒酶胚胎期分子腫瘤學醫學知識講座第59頁60

正常細胞衰老死亡細胞分裂

端粒酶重新引入

細胞年輕化抗衰老分子腫瘤學醫學知識講座第60頁61（2）端粒酶活性特異表示于惡性細胞1994年，Kim創建“TRAP”法檢測端粒酶活性TRAP（-）TRAP（-）

正常細胞

良性腫瘤

惡性腫瘤分子腫瘤學醫學知識講座第61頁62（3）端粒酶特異性表示于癌細胞成因解釋性研究衰老死亡誘導蛋白端粒極度縮短，細胞死亡細胞永生化分子腫瘤學醫學知識講座第62頁63P53基因、Rb基因介導細胞衰老基因突變細胞繼續分裂至“危象期”（端粒縮短）大量細胞死亡少許細胞“永生化”（端粒酶活化）分子腫瘤學醫學知識講座第63頁64細胞分裂細胞分裂細胞衰老端粒酶永生化抗腫瘤靶點分子腫瘤學醫學知識講座第64頁65（4）端粒酶抑制劑——

抗癌治療新靶點端粒酶靶點優勢：特異性和廣譜性廣譜性：存在于各類惡性腫瘤細胞中85%以上惡性細胞中TRAP（+）正常細胞癌細胞分子腫瘤學醫學知識講座第65頁66針對端粒酶抗癌策略反義核酸突變RNA引入端粒酶蛋白抑制劑端粒酶生物學抑制劑分子腫瘤學醫學知識講座第66頁675’5’端粒消耗端粒維持細胞衰老染色體DNA端粒端粒細胞永生化分子腫瘤學醫學知識講座第67頁68第五節 腫瘤防治5.1腫瘤預防遺傳易感性：絕大多數腫瘤是環境原因引發，而個人遺傳性狀可能是決定腫瘤易感性主要原因。預防策略

（1）降低或消除環境致癌因子暴露 （2）腫瘤發生學預防，早期診療

（3）重點保護癌易感人群分子腫瘤學醫學知識講座第68頁695.