現(xiàn)已知道在腫瘤發(fā)生中,作為環(huán)境因素的病毒、化學(xué)致癌物和射線,它們作用于機(jī)體內(nèi)的靶分子都是DNA,在研究腫瘤病毒如何使宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化和研究腫瘤DNA能否使培養(yǎng)的經(jīng)兩條實(shí)驗(yàn)途徑中,殊途同歸,發(fā)現(xiàn)了癌基因,早在本世紀(jì)初,Rockefeller研究所的Rous醫(yī)生將雞肉瘤組織勻漿后的無細(xì)胞濾液皮下注射于正常雞,發(fā)現(xiàn)可以引起腫瘤,可惜當(dāng)時對病毒還缺乏認(rèn)識,直到五十年代才重新發(fā)現(xiàn)原來致瘤的因素是病毒,并以Rous醫(yī)生的名字命名為羅氏肉瘤病毒(Rous Sarcoma Virus ,RSV)。1975年,Bishop從RSV中分離到第一個病毒癌基因src,該基因編碼分子量為60kDa的磷蛋白質(zhì),以pp60src表示。
1976年Stehelin以實(shí)驗(yàn)證明正常雞成纖維細(xì)胞基因組中存在有與病毒癌基因src的同源序列。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多禽類和鼠類病毒部基因也有類似情況,即宿主細(xì)胞基因組中含有病毒癌基因的同源序列,稱之為細(xì)胞癌基因(c-oncogene,c-onc)。
那么,v-onc與c-onc的關(guān)系如何?這可從二者結(jié)構(gòu)的比較和逆轉(zhuǎn)錄病毒感染宿主后的生活史或復(fù)制周期兩方面加以分析。
首先,從結(jié)構(gòu)上看c-onc是間斷的,這是真核基因的特點(diǎn),即有內(nèi)含子因而基因的跨度較大。然而v-onc卻是連續(xù)的,沒有內(nèi)含子,所以基因跨度較小,以v-onc和c-src為例如圖22-1。再從逆轉(zhuǎn)錄病毒感染宿主細(xì)胞后的復(fù)制周期(圖22-2)分析。
圖22-1 c-src和v-src結(jié)構(gòu)的比較
圖22-2 逆轉(zhuǎn)錄病毒正常復(fù)制周期主要步驟
不難看出,v-onc原本不是病毒的基因,而是動物細(xì)胞正常基因的一個復(fù)本。當(dāng)病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時,由于DNA重組而將宿主細(xì)胞基因中帶有v-onc的序列重組到病毒的基因組內(nèi)。所以說c-onc是v-onc原型,又稱為原癌基因(proto-oncogene)。
病毒癌基因?qū)Σ《颈旧頍o關(guān)緊要,卻可使宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化,引起腫瘤,而細(xì)胞癌基因?qū)?xì)胞的生長、分化和功能活動卻是至關(guān)緊要的。正常的細(xì)胞癌基因并不致癌,只是當(dāng)它們異常表達(dá)或其表達(dá)產(chǎn)物異常時才會導(dǎo)致細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化,迄今發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞癌基因都是一些有十分重要的功能“看家基因”,而且是高度保守的,例如人與小鼠的K-ras基因產(chǎn)物K-Ras的氨基酸序列相差僅為1%,人與大鼠的H-ras基因產(chǎn)物H-Ras的氨基酸序列完全相同。
逆轉(zhuǎn)錄病毒屬于RNA腫瘤病毒,在DNA腫瘤病毒的基因組也存在著能使宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化的基因,例如腺病毒的E1A、E1B基因,多瘤病毒的大T、中T基因。人乳頭瘤病毒的E6、E7基因,以及DV40中的大T基因。它們?yōu)椴《緩?fù)制所必需,同時又有使宿主m.f1411.cn/hushi/細(xì)胞轉(zhuǎn)化的作用,故沿用原名,不另以癌基因命名。
細(xì)胞癌基因可按其表達(dá)產(chǎn)物的功能和定位分類如表22-1。
表22-1 細(xì)胞癌基因按其產(chǎn)物定位和功能分類
定位 | 功能 | 癌基因,產(chǎn)物 |
分泌蛋白 | 生長因子 | sis PDGFβ鏈 |
跨膜蛋白 | 受體型酪氨酸激酶 | erb B ,EGF受體 erb B2 ,EGF樣受體 (neu) fms ,CSF-1受體 |
膜結(jié)合蛋白 | G-蛋白 非受體型酪氨酸激酶 | ras p21ras src pp60src |
胞漿可溶性蛋白 | 非受體型酪氨酸激酶 絲www.med126.com氨酸/蘇氨酸激酶 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)連接蛋白 | ab1 raf crk,SH2/SH3調(diào)節(jié)蛋白 vav ,SH2調(diào)節(jié)蛋白 |
胞核蛋白 | 轉(zhuǎn)錄因子 | myc myb fos jun erb A,T3受體 |
從上表可以看出,所有細(xì)胞癌基因均在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中扮演著重要角色。正因?yàn)槿绱耍鼈兊漠惓;颉白冑|(zhì)”--表達(dá)失控或表達(dá)產(chǎn)物異常--對細(xì)胞的危害就很大,既然v-onc只是c-onc的一個復(fù)本,那么為什么c-onc本不致癌而v-onc又會致癌呢?實(shí)驗(yàn)證明,v-onc的致癌或由于表達(dá)的失控,或由于基因的突變,導(dǎo)致產(chǎn)物的量的增多或質(zhì)的改變。
已知從自然發(fā)生的人腫瘤組織提取的DNA可以轉(zhuǎn)化HIH/3T3細(xì)胞,盡管只有10%的人的腫瘤DNA具有轉(zhuǎn)化此種細(xì)胞的能力,但癌基因已在所有主要類型人腫瘤中檢出,最先是從T24/EJ膀胱癌細(xì)胞系檢查到的,屬于ras家族成員,以后又用核酸探針檢測出正常人的細(xì)胞基因組中有ras同源序列存在,與T24細(xì)胞中的ras不同,無轉(zhuǎn)化能力,二者差別僅僅在于一個點(diǎn)突變(第12位氨基酸密碼子的G突變?yōu)門)。