2012年度廣東省醫(yī)學(xué)高級職稱晉升腫瘤內(nèi)科學(xué)考試復(fù)習(xí)資料五
抑癌基因
（一)抑癌基因及其生物學(xué)功能
抑癌基因泛指由于其存在和表達(dá)，使機(jī)體不能形成腫瘤的那一類基因，也可稱作腫瘤抑制基因。
確定抑癌基因的三個(gè)必需條件：1)腫瘤相應(yīng)的正常組織中此基因表達(dá)正常；2)腫瘤中此基因功能失活或結(jié)構(gòu)改變，或表達(dá)缺陷；3)將此基因的野生型導(dǎo)入此基因異常的腫瘤細(xì)胞內(nèi)，可部分或全部逆轉(zhuǎn)惡性表型。
抑癌基因在控制細(xì)胞生長、增殖及分化過程中起著十分重要的負(fù)調(diào)節(jié)作用，并能潛在地抑制腫瘤生長。點(diǎn)突變、缺失、啟動子區(qū)CpG島甲基化等變異使其功能喪失可導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化而發(fā)生腫瘤。抑癌基因的變異通常是隱性的，只有兩個(gè)等位基因的功能同時(shí)失活后才失去正常的抑癌功能。
（二)重要的抑癌基因
目前已知的重要的抑癌基因有p53、Rb、p16、BRCA1、BRCA2、APC、DCC、PTEN、VHL等。其中，p53是細(xì)胞周期中的負(fù)調(diào)節(jié)因子，與細(xì)胞周期的調(diào)控、DNA修復(fù)、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡等重要的生物學(xué)功能有關(guān)；Rb1是細(xì)胞周期的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子；INK4a編碼的 p16INK4a為CDK的抑制劑，醫(yī)學(xué)全在,線jfsoft.net.cn而p19ARF與Mdm2結(jié)合，穩(wěn)定p53；VHL 調(diào)節(jié)蛋白水解；DCC、E-Cadherin為細(xì)胞粘附分子；APC參與-catenin、Wnt信號通路的調(diào)節(jié)；MADR2、DPC4調(diào)節(jié)傳導(dǎo)TGF信號；PTEN為雙特異性磷酸酶；BRCA1和BRCA2為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，參與DNA損傷修復(fù)；MSH2、MLH1、PMS1、PMS2、MSH6參與錯(cuò)配修復(fù)。
八、細(xì)胞周期與腫瘤
（一)細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)機(jī)制
在細(xì)胞周期中起調(diào)節(jié)作用的重要蛋白包括：正向調(diào)節(jié)的細(xì)胞周期蛋白（Cyclins)和周期蛋白依賴性激酶（Cyclin-dependent kinases，CDKs)；負(fù)向調(diào)節(jié)的CDKs抑制蛋白（CDK inhibitor，CKI)。CDKs的活性表達(dá)和調(diào)控是細(xì)胞周期調(diào)控的核心機(jī)制，它們各自在細(xì)胞周期內(nèi)特定的時(shí)間激活，磷酸化相應(yīng)的底物，驅(qū)動細(xì)胞周期各時(shí)相的進(jìn)程。CDKs的時(shí)相性激活主要依賴于Cyclins的細(xì)胞周期時(shí)相性表達(dá)、積累和分解。Cyclin與CDKs瞬時(shí)結(jié)合成活化的Cyclin-CDKs復(fù)合物，構(gòu)成細(xì)胞周期的發(fā)動機(jī)。相應(yīng)的CDK與Cyclins結(jié)合后，CDK的激活與否還受到CDK激活性蛋白激酶（CAK)、CDC25、CDK抑制劑（CKIs)、cyclin降解等多重復(fù)雜機(jī)制的嚴(yán)格調(diào)控，如CKIs可與Cyclin-CDK復(fù)合物結(jié)合并抑制其活性，使細(xì)胞周期停止或減緩。
人類細(xì)胞主要的CDKs有CDK1（Cdc2)、CDK2、CDK4、CDK6；主要的周期蛋白有cyclin B1、cyclin A、cyclin E、cyclin D1、D2和D3。CKIs有兩個(gè)主要的家族：一個(gè)是Cip/Kip家族，如p21Cip1、p27Kip1和p57Kip2，主要與CDK2的抑制有關(guān)。另一個(gè)是INK4家族，包括p16INK4a、p15INK4b、p18INK4c、p19INK4d，它們主要與CDK4和CDK6的抑制密切相關(guān)。
（二)細(xì)胞周期的啟動機(jī)制
細(xì)胞周期能否啟動進(jìn)行細(xì)胞增殖，主要的調(diào)控點(diǎn)在G1期，稱為限制點(diǎn)（R點(diǎn))，它決定細(xì)胞是否通過G1期進(jìn)入S期。Cyclin D-CDK4/6 和Cyclin E-CDK2驅(qū)動細(xì)胞周期通過R點(diǎn)，對G1/S時(shí)相轉(zhuǎn)換有限速作用�；罨腃DK4/6 和CDK2作用于pRb，使之磷酸化后釋放轉(zhuǎn)錄因子E2F，啟動DNA 復(fù)制，細(xì)胞進(jìn)入S 期。p15INK4b、p16INK4a、p18INK4c、p19INK4d、和p21Cip1可競爭結(jié)合Cyclin D， p21Cip1和p27Kip1可競爭結(jié)合Cyclin E，從而抑制CDK4和CDK2的活性，誘發(fā)G1/S期阻滯。
（三)細(xì)胞周期的監(jiān)控機(jī)制
細(xì)胞中存在一套對細(xì)胞周期進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)視的監(jiān)測機(jī)制，即細(xì)胞周期檢測點(diǎn)機(jī)制，其功能是保證細(xì)胞復(fù)制的忠實(shí)性和基因組的完整性和穩(wěn)定性。檢測點(diǎn)功能喪失或異常將導(dǎo)致遺傳不穩(wěn)定性，并增加細(xì)胞癌變的可能。細(xì)胞周期內(nèi)有兩類檢測點(diǎn)：時(shí)相次序檢測點(diǎn)和DNA損傷檢測點(diǎn)。
時(shí)相次序檢測點(diǎn)可確保細(xì)胞周期時(shí)相的嚴(yán)格次序和不重復(fù)性。在S期檢測點(diǎn)，Cyclin E 與CDK2 結(jié)合，啟動DNA復(fù)制。CDK2和Cyclin A結(jié)合參與G2期的啟動和進(jìn)行。G2/M檢測點(diǎn)的核心是Cdc2（編碼P34CDC2)，激活后磷酸化在M期起關(guān)鍵作用的底物蛋白，使細(xì)胞進(jìn)入M期。Cyclin B1在G2/M轉(zhuǎn)換點(diǎn)與CDC2形成Cyclin B1/Cdc2（即有絲分裂促進(jìn)因子MPF)。Cyclin B1/Cdc2由CAK（Cdc2 活化激酶，由CDK7和Cyclin H 組成)磷酸化激活。P21CIP1可能抑制Cyclin B1/Cdc2。有絲分裂中期到后期轉(zhuǎn)換過程中存在紡錘體裝配檢驗(yàn)點(diǎn)，以防止染色體分離過程中發(fā)生錯(cuò)誤。紡錘體裝配檢測點(diǎn)的成分包括Mad1-3，Bub1/BubR1和Bub3。APC/C– Cdc20復(fù)合物控制姊妹染色體的分離及M期Cyclins的降解。
在DNA損傷的情況下，哺乳細(xì)胞可將細(xì)胞周期阻止于細(xì)胞周期的相應(yīng)時(shí)相。假如DNA損傷不能被修復(fù)，細(xì)胞將進(jìn)入凋亡程序。ARF-Mdm2-p53途徑在DNA損傷誘導(dǎo)的G1期阻滯過程中起重要作用。Cdc25途徑在G2期監(jiān)測點(diǎn)中起重要作用，DNA損傷使Cdc25失活，不能激活Cdc2，實(shí)現(xiàn)G2期阻滯。
（四)細(xì)胞周期與腫瘤
腫瘤細(xì)胞的最基本特征是細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制的破壞，導(dǎo)致細(xì)胞的失控性生長，因此腫瘤又被認(rèn)為是細(xì)胞周期異常性疾病。細(xì)胞增殖失控和遺傳不穩(wěn)定性是腫瘤細(xì)胞最明顯的特征，反映其檢測點(diǎn)機(jī)制和DNA修復(fù)系統(tǒng)存在功能性缺陷。
目前發(fā)現(xiàn)在人類腫瘤中，各細(xì)胞周期中的蛋白分子幾乎都可出現(xiàn)不同程度的異常表達(dá)，它們或與癌基因和抑癌基因協(xié)同作用，或本身作為癌基因促進(jìn)和維持轉(zhuǎn)化。G1期蛋白分子與細(xì)胞癌變的關(guān)系十分密切，例如Cyclin D1的過度表達(dá)，常見于大多數(shù)腫瘤。在不同的腫瘤細(xì)胞中，存在著不同的Cyclins和CDKs的過表達(dá)和基因的重排。CKIs（p21Cip1)、Rb和p53的異常是對細(xì)胞周期驅(qū)動機(jī)制的更為常見、更為直接的破壞。p16最常見的異常是突變和缺失。
九、細(xì)胞凋亡與腫瘤
細(xì)胞凋亡是一種程序性細(xì)胞死亡，是細(xì)胞的生理性、主動性的“自殺行為”。細(xì)胞凋亡是機(jī)體在生長、發(fā)育和受到外來刺激時(shí)清除多余、衰老和受損細(xì)胞以保持機(jī)體內(nèi)環(huán)境平衡和維持正常生理活動過程的一種自我調(diào)節(jié)機(jī)制。
（一)細(xì)胞凋亡的一般特征
胞漿空泡與胞膜融合導(dǎo)致膜發(fā)泡（blebbing)；細(xì)胞皺縮、變圓，與臨近細(xì)胞脫離；染色質(zhì)凝聚、DNA降解；胞質(zhì)蛋白降解、線粒體功能喪失；核膜破裂，細(xì)胞核分解為碎片；jfsoft.net.cn胞膜內(nèi)陷，將細(xì)胞內(nèi)容物包被成囊狀小泡，形成凋亡小體；凋亡小體被周圍細(xì)胞吞噬，不引起炎癥反應(yīng)。
（二)細(xì)胞凋亡的主要信號通路
1．死亡受體途徑：死亡受體屬腫瘤壞死因子受體（TNFR)超家族，通過與相應(yīng)配體結(jié)合，傳遞細(xì)胞凋亡的信號。被激活后可在幾秒鐘內(nèi)級聯(lián)活化Caspase，也可通過激活線粒體凋亡信號，在幾小時(shí)內(nèi)完成細(xì)胞凋亡。研究得較多的有Fas和TNFR。
2．線粒體途徑：線粒體在接受凋亡信號后釋放凋亡因子，包括細(xì)胞色素C、Samc和凋亡誘導(dǎo)因子（AIF)等。在細(xì)胞色素C和ATP/dATP存在下，細(xì)胞色素C和Apaf-1能通過其N端的CARD與Caspase-9結(jié)合，導(dǎo)致其自身剪切和活化，并進(jìn)一步活化下游的Caspase，從而引發(fā)凋亡。
（三)細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)分子
Caspase家族、IAPs、死亡配體和受體、Bcl-2家族、TRAIL/Apo2L和DR4、DR5及誘餌受體、p53、MAPKs家族、醫(yī)學(xué)全在,線jfsoft.net.cn鈣和NO信號等均可參與凋亡的調(diào)節(jié)。常見的促進(jìn)凋亡的基因有Bax、Bak、Bad、Bid、Bim、Bcl-Xs、Noxa等；抑制凋亡的基因有Bcl2、Bcl-XL、Bcl-W、Mcl-1、ERK、Akt、IAPs、survivin、FLIP、SODD等。
（四)常見的細(xì)胞凋亡檢測方法
電鏡檢測；細(xì)胞核的熒光染色，用DAPI、Hoechest33258等染料染色可顯示細(xì)胞核固縮和斷裂的情況；流式細(xì)胞術(shù)；磷脂酰絲氨酸（PS)標(biāo)記法，用熒光標(biāo)記的Annexin-V可檢測位于細(xì)胞膜內(nèi)表面的PS外翻到細(xì)胞膜的外表面； DNA ladder；單細(xì)胞DNA電泳（彗星檢測)； DNA缺口標(biāo)記法，如TUNEL檢測； Caspase活性的檢測；其它方法:如檢測細(xì)胞的克隆形成率、線粒體細(xì)胞色素C的釋放及其膜電位的降低等。
（五)細(xì)胞凋亡與腫瘤
癌癥發(fā)生的重要原因之一是細(xì)胞凋亡異常。在惡性腫瘤的發(fā)病過程中，細(xì)胞凋亡異常的發(fā)生機(jī)制幾乎涉及細(xì)胞凋亡信號途徑的所有方面。
以選擇性地誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡為目標(biāo)的凋亡干預(yù)技術(shù)可能成為治療惡性腫瘤的基本策略。目前大多數(shù)化療藥物都是通過誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡清除腫瘤細(xì)胞。對細(xì)胞凋亡機(jī)制的深入研究可為抗癌藥物的研發(fā)提供新的靶點(diǎn)和思路。許多細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)分子被用來作為抗腫瘤藥物篩選及腫瘤基因治療的的靶點(diǎn)。獲得FDA批準(zhǔn)的Gleevec已成功用于治療CML，是目前唯一能特異殺傷腫瘤細(xì)胞的小分子藥物，其研發(fā)完全基于對細(xì)胞凋亡和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基礎(chǔ)研究。同時(shí)，在腫瘤細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入凋亡活化基因或滅活凋亡抑制基因是腫瘤基因治療的另一策略。例如腺病毒介導(dǎo)的TRAIL基因轉(zhuǎn)移，不但能介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡，而且產(chǎn)生旁觀者效應(yīng)，jfsoft.net.cn同時(shí)對正常成纖維細(xì)胞和肺上皮細(xì)胞不起作用，但可大量殺傷肝細(xì)胞。而DR4和DR5的單克隆抗體不僅呈現(xiàn)抗腫瘤活性，而且對肝臟細(xì)胞沒有毒性，相關(guān)臨床研究正在進(jìn)行中。
