2012年度廣東省醫(yī)學高級職稱晉升腫瘤內(nèi)科學考試復習資料五
抑癌基因
（一)抑癌基因及其生物學功能
抑癌基因泛指由于其存在和表達，使機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必需條件：1)腫瘤相應的正常組織中此基因表達正常；2)腫瘤中此基因功能失活或結構改變，或表達缺陷；3)將此基因的野生型導入此基因異常的腫瘤細胞內(nèi)，可部分或全部逆轉(zhuǎn)惡性表型。
抑癌基因在控制細胞生長、增殖及分化過程中起著十分重要的負調(diào)節(jié)作用，并能潛在地抑制腫瘤生長。點突變、缺失、啟動子區(qū)CpG島甲基化等變異使其功能喪失可導致細胞惡性轉(zhuǎn)化而發(fā)生腫瘤。抑癌基因的變異通常是隱性的，只有兩個等位基因的功能同時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是細胞周期中的負調(diào)節(jié)因子，與細胞周期的調(diào)控、DNA修復、細胞分化、細胞凋亡等重要的生物學功能有關；Rb1是細胞周期的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子；INK4a編碼的 p16INK4a為CDK的抑制劑，醫(yī)學全在,線m.f1411.cn而p19ARF與Mdm2結合，穩(wěn)定p53；VHL 調(diào)節(jié)蛋白水解；DCC、E-Cadherin為細胞粘附分子；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；MSH2、MLH1、PMS1、PMS2、MSH6參與錯配修復。
八、細胞周期與腫瘤
（一)細胞周期的調(diào)節(jié)機制
在細胞周期中起調(diào)節(jié)作用的重要蛋白包括：正向調(diào)節(jié)的細胞周期蛋白（Cyclins)和周期蛋白依賴性激酶（Cyclin-dependent kinases，CDKs)；負向調(diào)節(jié)的CDKs抑制蛋白（CDK inhibitor，CKI)。CDKs的活性表達和調(diào)控是細胞周期調(diào)控的核心機制，它們各自在細胞周期內(nèi)特定的時間激活，磷酸化相應的底物，驅(qū)動細胞周期各時相的進程。CDKs的時相性激活主要依賴于Cyclins的細胞周期時相性表達、積累和分解。Cyclin與CDKs瞬時結合成活化的Cyclin-CDKs復合物，構成細胞周期的發(fā)動機。相應的CDK與Cyclins結合后，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降解等多重復雜機制的嚴格調(diào)控，如CKIs可與Cyclin-CDK復合物結合并抑制其活性，使細胞周期停止或減緩。
人類細胞主要的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有兩個主要的家族：一個是Cip/Kip家族，如p21Cip1、p27Kip1和p57Kip2，主要與CDK2的抑制有關。另一個是INK4家族，包括p16INK4a、p15INK4b、p18INK4c、p19INK4d，它們主要與CDK4和CDK6的抑制密切相關。
（二)細胞周期的啟動機制
細胞周期能否啟動進行細胞增殖，主要的調(diào)控點在G1期，稱為限制點（R點)，它決定細胞是否通過G1期進入S期。Cyclin D-CDK4/6 和Cyclin E-CDK2驅(qū)動細胞周期通過R點，對G1/S時相轉(zhuǎn)換有限速作用。活化的CDK4/6 和CDK2作用于pRb，使之磷酸化后釋放轉(zhuǎn)錄因子E2F，啟動DNA 復制，細胞進入S 期。p15INK4b、p16INK4a、p18INK4c、p19INK4d、和p21Cip1可競爭結合Cyclin D， p21Cip1和p27Kip1可競爭結合Cyclin E，從而抑制CDK4和CDK2的活性，誘發(fā)G1/S期阻滯。
（三)細胞周期的監(jiān)控機制
細胞中存在一套對細胞周期進行嚴密監(jiān)視的監(jiān)測機制，即細胞周期檢測點機制，其功能是保證細胞復制的忠實性和基因組的完整性和穩(wěn)定性。檢測點功能喪失或異常將導致遺傳不穩(wěn)定性，并增加細胞癌變的可能。細胞周期內(nèi)有兩類檢測點：時相次序檢測點和DNA損傷檢測點。
時相次序檢測點可確保細胞周期時相的嚴格次序和不重復性。在S期檢測點，Cyclin E 與CDK2 結合，啟動DNA復制。CDK2和Cyclin A結合參與G2期的啟動和進行。G2/M檢測點的核心是Cdc2（編碼P34CDC2)，激活后磷酸化在M期起關鍵作用的底物蛋白，使細胞進入M期。Cyclin B1在G2/M轉(zhuǎn)換點與CDC2形成Cyclin B1/Cdc2（即有絲分裂促進因子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點，以防止染色體分離過程中發(fā)生錯誤。紡錘體裝配檢測點的成分包括Mad1-3，Bub1/BubR1和Bub3。APC/C– Cdc20復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，哺乳細胞可將細胞周期阻止于細胞周期的相應時相。假如DNA損傷不能被修復，細胞將進入凋亡程序。ARF-Mdm2-p53途徑在DNA損傷誘導的G1期阻滯過程中起重要作用。Cdc25途徑在G2期監(jiān)測點中起重要作用，DNA損傷使Cdc25失活，不能激活Cdc2，實現(xiàn)G2期阻滯。
（四)細胞周期與腫瘤
腫瘤細胞的最基本特征是細胞周期調(diào)控機制的破壞，導致細胞的失控性生長，因此腫瘤又被認為是細胞周期異常性疾病。細胞增殖失控和遺傳不穩(wěn)定性是腫瘤細胞最明顯的特征，反映其檢測點機制和DNA修復系統(tǒng)存在功能性缺陷。
目前發(fā)現(xiàn)在人類腫瘤中，各細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，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和維持轉(zhuǎn)化。G1期蛋白分子與細胞癌變的關系十分密切，例如Cyclin D1的過度表達，常見于大多數(shù)腫瘤。在不同的腫瘤細胞中，存在著不同的Cyclins和CDKs的過表達和基因的重排。CKIs（p21Cip1)、Rb和p53的異常是對細胞周期驅(qū)動機制的更為常見、更為直接的破壞。p16最常見的異常是突變和缺失。
九、細胞凋亡與腫瘤
細胞凋亡是一種程序性細胞死亡，是細胞的生理性、主動性的“自殺行為”。細胞凋亡是機體在生長、發(fā)育和受到外來刺激時清除多余、衰老和受損細胞以保持機體內(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)機制。
（一)細胞凋亡的一般特征
胞漿空泡與胞膜融合導致膜發(fā)泡（blebbing)；細胞皺縮、變圓，與臨近細胞脫離；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，細胞核分解為碎片；m.f1411.cn胞膜內(nèi)陷，將細胞內(nèi)容物包被成囊狀小泡，形成凋亡小體；凋亡小體被周圍細胞吞噬，不引起炎癥反應。
（二)細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，通過與相應配體結合，傳遞細胞凋亡的信號。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，在幾小時內(nèi)完成細胞凋亡。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，包括細胞色素C、Samc和凋亡誘導因子（AIF)等。在細胞色素C和ATP/dATP存在下，細胞色素C和Apaf-1能通過其N端的CARD與Caspase-9結合，導致其自身剪切和活化，并進一步活化下游的Caspase，從而引發(fā)凋亡。
（三)細胞凋亡調(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)學全在,線m.f1411.cn鈣和NO信號等均可參與凋亡的調(diào)節(jié)。常見的促進凋亡的基因有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)常見的細胞凋亡檢測方法
電鏡檢測；細胞核的熒光染色，用DAPI、Hoechest33258等染料染色可顯示細胞核固縮和斷裂的情況；流式細胞術；磷脂酰絲氨酸（PS)標記法，用熒光標記的Annexin-V可檢測位于細胞膜內(nèi)表面的PS外翻到細胞膜的外表面； DNA ladder；單細胞DNA電泳（彗星檢測)； DNA缺口標記法，如TUNEL檢測； Caspase活性的檢測；其它方法:如檢測細胞的克隆形成率、線粒體細胞色素C的釋放及其膜電位的降低等。
（五)細胞凋亡與腫瘤
癌癥發(fā)生的重要原因之一是細胞凋亡異常。在惡性腫瘤的發(fā)病過程中，細胞凋亡異常的發(fā)生機制幾乎涉及細胞凋亡信號途徑的所有方面。
以選擇性地誘導腫瘤細胞凋亡為目標的凋亡干預技術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細胞凋亡清除腫瘤細胞。對細胞凋亡機制的深入研究可為抗癌藥物的研發(fā)提供新的靶點和思路。許多細胞凋亡調(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。獲得FDA批準的Gleevec已成功用于治療CML，是目前唯一能特異殺傷腫瘤細胞的小分子藥物，其研發(fā)完全基于對細胞凋亡和信號轉(zhuǎn)導的基礎研究。同時，在腫瘤細胞內(nèi)導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。例如腺病毒介導的TRAIL基因轉(zhuǎn)移，不但能介導腫瘤細胞的凋亡，而且產(chǎn)生旁觀者效應，m.f1411.cn同時對正常成纖維細胞和肺上皮細胞不起作用，但可大量殺傷肝細胞。而DR4和DR5的單克隆抗體不僅呈現(xiàn)抗腫瘤活性，而且對肝臟細胞沒有毒性，相關臨床研究正在進行中。
