惡性腫瘤的分子生物學惡性腫瘤的分子生物學1惡性腫瘤的分子生物學惡性腫瘤的分子生物學圖1卵巢腫瘤A：GAe組雛雞接種MDVGA株后40天，卵巢形成明顯腫瘤（如箭頭所示）；B：GA0組卵巢正常（如箭頭所示）；C：異常卵巢和正常卵巢的直觀比較）

圖2睪丸腫瘤A：GA0組睪丸正常（如箭頭所示）；B：GAe組雛雞接種MDVGA株后40天，睪丸形成明顯腫瘤（如箭頭所示）；

C：異常睪丸和正常睪丸的直觀比較）

圖1卵巢腫瘤圖2睪丸腫瘤惡性腫瘤的分子生物學課件腫瘤(tumor)

是機體在各種致瘤因素作用下，局部組織的細胞在基因水平上失去對其生長的正常調控，導致克隆性異常增生而形成的新生物9.1概述腫瘤(tumor)9.1概述腫瘤有良性、惡性之分。僅快速增殖而不擴散的稱為良性腫瘤；而不僅異常快速增殖，而且細胞可發生擴散轉移的稱為惡性腫瘤，特稱為癌（cancer）或新生物（neoplasm）。癌的主要特征：不受機體整體的制約，“為所欲為”地快速增殖。除了侵占正常細胞所占的空間外，還發生擴散和轉移，形成新的病灶。腫瘤有良性、惡性之分。僅快速增殖而不擴散的稱為良性腫瘤；而不BenigntumorsarisewithgreatfrequencybutposelittleriskbecausetheyarelocalizedandsmallBenigntumorsarisewithgreat正常細胞的基因，具有相對穩定的甲基化類型，特別是原癌基因的甲基化可使其難以表達。(leadstoacceleratedcelldivision)Caretakergenes它的失活或突變具有促進腫瘤生長的潛勢。基因在細胞中拷貝數增加，從而使可用的轉錄模板數大大增加。thet(9;22)(q34;q11)reciprocaltranslocation而不僅異常快速增殖，而且細胞可發生擴散轉移的稱為惡性腫瘤，特稱為癌（cancer）或新生物（neoplasm）。內源性抗原在胞質溶膠中降解后，與MHCⅠ類分子結合，提呈給CD8+T細胞，激活細胞毒性T淋巴細胞(CTL)殺傷病毒感染細胞或腫瘤細胞。A：GAe組雛雞接種MDVGA株后40天，卵巢形成明顯腫瘤（如箭頭所示）；Chemokine-mediatedregulationofcross-primingisillustrated.Benigntumorsarisewithgreatfrequencybutposelittleriskbecausetheyarelocalizedandsmall1976年，Bevan首先發現交叉遞呈(cross-presentation)的現象，隨后，Sigal等也揭示外源性抗原能有效被APC的MHCⅠ類分子遞呈。4抑癌基因的作用及其致癌機制Inaddition,recentstudieshaverevealedtwoantigen-specificrecruitmentmechanisms:first,endothelialcellsincertaintissues,suchastheliver,pancreaticisletsorthebrain,cancross-presentmicrobialantigen,whichallowsthemtoselectivelyrecruitantigen-specificCTLs.細胞癌基因（cellularoncogenes,C-onc）：存在于動物細胞中的癌基因。‘Helpless’CTLsactivatedbyunlicensedDCsdiefollowingsecondaryencounterwithantigenintheireffectorphaseKnudson’s“Two-Hit”Model

forRetinoblastoma原癌基因甲基化水平降低ActivatedCD4+THcellscanstimulateCTLsthroughtheproductionofinterleukin-2(IL-2)andlicenseDCsforcross-primingthroughCD40ligand(CD40L)–CD40interactions.Themolecularmechanismsinvolvedinclassicalcross-primingareillustrated.MalignanttumorsgenerallyinvadesurroundingtissueandspreadthroughoutthebodyAlterationsincell-cellinteractionsandtheformationofnewbloodvesselsareassociatedwithmalignancy正常細胞的基因，具有相對穩定的甲基化類型，特別是原癌基因的甲惡性腫瘤的轉移惡性腫瘤的轉移對腫瘤發生的分子機制，最初人們認為是病毒瘤基因所致；70年代中期，畢曉普和瓦慕斯發現動物正常細胞中本來存在癌基因（原癌基因）；正常情況下，瘤基因對細胞的生長、分化、調節和維護正常功能起重要作用；近來發現細胞中有抑制腫瘤發生的抑瘤基因。1989年諾貝爾生理學或醫學獎

分子腫瘤學認為惡性腫瘤是一種涉及基因改變的疾病對腫瘤發生的分子機制，最初人們認為是病毒瘤基因所致；1989Forcancer:twoclassesofcellulargenesaretargetsformutationsPROTO-ONCOGENESTUMOURSUPRESSORGENESThevastmajorityofthesemutationsaresomaticForcancer:twoclassesofcelBalanceofTissueCellNumberBalanceofTissueCellNumber惡性腫瘤的分子生物學課件

Oncogenes(癌基因)Normalgenes(regulatecellgrowth)1stmutation(leadstoacceleratedcelldivision)1mutationsufficientforroleincancerdevelopment

ExampleOncogenesderivedfromgrowthfactorreceptorsconfertheabilitytobypassthegrowthfactorrequirement…leadingtoindependentgrowth.Oncogenes(癌基因)Normalgenes(rTumoursuppressorgenes（腫瘤抑制基因）Actasabrakeforcelldivision“GUARDIANOFTHEGENOME”PROBLEM:Mutationintumoursuppressorgenes=brakesdon’twork,orthereisanaccumulationsofmutations(DNArepairenzymes)Themutatedgeneproductisnotfunctional=NULLALLELETumoursuppressorgenes（腫瘤抑制基因Inactivatedtumoursuppressorgene腫瘤發生Activatedproto-oncogeneInactivatedtumoursuppressor癌基因(oncogeny，onc)

是指能導致細胞惡性轉化的核酸片段。主要包括病毒癌基因、細胞癌基因

以及與細胞生長因子及其受體、蛋白激酶、轉錄因子及其信息加工、傳遞等有關的基因。9.2幾個基本概念癌基因(oncogeny，onc)9.2幾個基本概念病毒癌基因（virusoncogenes,V-onc）：存在于病毒基因組內的癌基因，病毒感染動物時，可誘導動物體內腫瘤形成。DNA病毒RNA病毒（反轉錄病毒）細胞癌基因（cellularoncogenes,C-onc）：存在于動物細胞中的癌基因。正常情況下主要在胚胎期表達，在出生后的個體內不表達或限量表達，主要功能是促進細胞的正常增殖和分化，又稱原癌基因，被致癌因素激活時，可誘導細胞癌變。病毒癌基因（virusoncogenes,V-onc）：抑癌基因（tumorsuppressorgene，TSG）

又稱抗癌基因（anti-oncogene）、隱性癌基因（recessiveoncogene），是正常細胞中存在的對原癌基因表達功能進行調節的基因，可抑制細胞生長并能潛在抑制癌變。它的失活或突變具有促進腫瘤生長的潛勢。抑癌基因活性的下降(功能缺失突變)也可引起癌癥的發生。抑癌基因（tumorsuppressorgene，TSG）含轉錄啟動子

LTR

gag

pol

env

src

LTR

長末端重復序列癌基因正常的病毒基因

產生病毒表面糖蛋白產生逆轉錄酶和整合酶

產生病毒垮膜蛋白產生p60src蛋白質，磷酸化蛋白。靶蛋白磷酸化Rous于1910年首先發現雞肉瘤病毒（后稱勞斯肉瘤病毒RSV）1966諾貝爾獎9.3癌基因致癌的分子機制病毒癌基因含轉錄啟動子LTRgagpolenv縱向傳播：原病毒隨細胞分裂傳遞橫向傳播：原病毒轉錄表達（參與癌癥的發生）縱向傳播：原病毒隨細胞分裂傳遞WT1-Wilm'stumourgene僅快速增殖而不擴散的稱為良性腫瘤；細胞癌基因（cellularoncogenes,C-onc）：存在于動物細胞中的癌基因。正常情況下抑癌基因的作用：是指能導致細胞惡性轉化的核酸片段。腫瘤細胞中常常不是由一種C-onc表達異常，有時需幾種C-onc發生改變，產生協同作用方可奏效它的失活或突變具有促進腫瘤生長的潛勢。例如：膀胱癌EJ株C-Ha-ras基因外顯子12密碼子的突變Recruitmentofcross-primedeffectorcytotoxicTlymphocytesintonon-lymphoidtissues.Recruitmentofcross-primedeffectorcytotoxicTlymphocytesintonon-lymphoidtissues.此過程同時伴隨細胞表面MHCⅠ類分子、Ⅱ類分子、共刺激分子CD80、CD86以及T細胞黏附分子CD48、CD58等的上調表達。縱向傳播：原病毒隨細胞分裂傳遞Knudson’s“Two-Hit”Model

forRetinoblastoma4抑癌基因的作用及其致癌機制腫瘤有良性、惡性之分。Tumoursuppressorgenes（腫瘤抑制基因）Inthisfigure,dashedarrowsindicateantigenroutingforcrosspresentation.慢性粒細胞白血癥(Chronicmyeloidleukaemia，CML)ischaracterisedby1976年，Bevan首先發現交叉遞呈(cross-presentation)的現象，隨后，Sigal等也揭示外源性抗原能有效被APC的MHCⅠ類分子遞呈。InactivatedtumoursuppressorgeneEffectorcytotoxicTlymphocytes(CTLs)attachtothesemoleculesandarenonspecificallyrecruitedfromthebloodstreamintonon-lymphoidtissues.原癌基因致癌的分子機制有時原癌基因中一個核苷酸的突變會使基因表達異常的蛋白產物，從而使細胞向惡性轉化。例如：膀胱癌EJ株C-Ha-ras基因外顯子12密碼子的突變基因點突變WT1-Wilm'stumourgene原癌基因致癌基因擴增蛋白質結構未變化，但總量大大提高基因擴增

原癌基因基因在細胞中拷貝數增加，從而使可用的轉錄模板數大大增加。基因擴增蛋白質結構未變化，但總量大大提高基因擴增原癌基因基染色體易位或重排慢性粒細胞白血癥(Chronicmyeloidleukaemia，CML)ischaracterisedbythet(9;22)(q34;q11)reciprocaltranslocation染色體易位或重排慢性粒細胞白血癥(Chronicmyelo病毒啟動子插入病毒啟動子插入基因間相互作用

腫瘤細胞中常常不是由一種C-onc表達異常，有時需幾種C-onc發生改變，產生協同作用方可奏效

基因間相互作用腫瘤細胞中常常不是由一種C-onc表達異

正常細胞的基因，具有相對穩定的甲基化類型，特別是原癌基因的甲基化可使其難以表達。原癌基因甲基化水平降低正常細胞的基因，具有相對穩定的甲基化類型，特別是原癌ExamplesofOncogenesRAS-activatedinmanycancers(colon)c-MYC–over-expressedincoloncancer(amplifiedinlung,rearrangedinlymphoma)RET-MEN2aMET-hereditarypapillaryrenalcancerCDK4-familialmelanomaBCR/ABL-chronicmyelogenicleukaemiaBCL2-follicularlymphomaExamplesofOncogenesRAS-actViralinfectionoftissuecellsleadstotheirsecretionofpro-inflammatorycytokinesandinterferonsthatupregulatetheexpressionofadhesionmolecules,suchasintercellularadhesionmolecule1(ICAM1),byendothelialcells.Oncogenesderivedfromgrowthfactorreceptorsconfertheabilitytobypassthegrowthfactorrequirement…leadingtoindependentgrowth.正常情況下抑癌基因的作用：慢性粒細胞白血癥(Chronicmyeloidleukaemia，CML)ischaracterisedby參與衰老過程，誘導細胞程序性死亡；正常情況下主要在胚胎期表達，在出生后的個體內不表達或限量表達，主要功能是促進細胞的正常增殖和分化，又稱原癌基因，被致癌因素激活時，可誘導細胞癌變。癌基因(oncogeny，onc)守門基因（gatekeepergene）是指在細胞惡性轉化過程中與癌基因啟動相關的基因。GatekeepergenesSecond,whenspecificCD4+Thelper(TH)cellsdetectmicrobial(orself)antigenonnon-cross-presentingtissueDCs,ligandsforCC-chemokinereceptor5(CCR5)orCXC-chemokinereceptor3(CXCR3)areproducedthatrecruitCTLsintotheinfectedtissue.外源性抗原經APC攝取后，在溶酶體中降解為短肽，由MHCⅡ類分子提呈給CD4+T細胞；MET-hereditarypapillaryrenalcancer1976年，Bevan首先發現交叉遞呈(cross-presentation)的現象，隨后，Sigal等也揭示外源性抗原能有效被APC的MHCⅠ類分子遞呈。(leadstoacceleratedcelldivision)它的失活或突變具有促進腫瘤生長的潛勢。流式細胞術、激光共聚焦等新技術的應用為研究抗原交叉遞呈的分子機制提供了保障；原癌基因致癌的分子機制‘Helpless’CTLsactivatedbyunlicensedDCsdiefollowingsecondaryencounterwithantigenintheireffectorphase僅快速增殖而不擴散的稱為良性腫瘤；9.4抑癌基因的作用及其致癌機制抑癌基因在染色體中起穩定性作用；參與細胞分化以控制腫瘤形成，細胞的終末分化可抑制細胞分裂；參與衰老過程，誘導細胞程序性死亡；通過調控細胞周期，調節細胞增殖。正常情況下抑癌基因的作用：抑癌作用通過抑瘤基因表達“抑癌蛋白”實現Viralinfectionoftissuecell抑癌基因改變的分子基礎錯配修復基因缺陷

抑癌基因改變的分子基礎錯配修復基因缺陷守門基因和看護基因的突變失活

守門基因（gatekeepergene）是指在細胞惡性轉化過程中與癌基因啟動相關的基因。看護基因（caretaker，gene）是指保持細胞基因組穩定性，而與細胞惡性轉化過程中癌基因的啟動不直接相關的基因。守門基因和看護基因的突變失活守門基因（gatekeeGeneticControlofNeoplasticInitiationandPromotionGatekeepergenesCaretakergenesGeneticControlofNeoplasticExamplesoftumoursuppressorgenesincludeRB1-retinoblastomasusceptibilitygene

WT1-Wilm'stumourgeneNF1-neurofibromatosistype1geneNF2-neurofibromatosistype2geneDCC-involvedincolorectalcancerBRCA1,BRCA2-involvedinbreastcancerExamplesoftumoursuppressorTodaywewilllookatthesetumoursuppressorgenes:Rb(視網膜母細胞瘤)p53APC(腺瘤樣結腸息肉)TodaywewilllookatthesetuClonalselectionofcancercells4抑癌基因的作用及其致癌機制原癌基因致癌的分子機制WT1-Wilm'stumourgeneOncogenesderivedfromgrowthfactorreceptorsconfertheabilitytobypassthegrowthfactorrequirement…leadingtoindependentgrowth.看護基因（caretaker，gene）是指保持細胞基因組穩定性，而與細胞惡性轉化過程中癌基因的啟動不直接相關的基因。2intactcopiesEffectorcytotoxicTlymphocytes(CTLs)attachtothesemoleculesandarenonspecificallyrecruitedfromthebloodstreamintonon-lymphoidtissues.ExamplesoftumoursuppressorgenesincludeDC需要經歷由不成熟向成熟階段的轉變才能有效刺激T細胞活化。Rb(視網膜母細胞瘤)1stmutationLossofbothcopies是指能導致細胞惡性轉化的核酸片段。BCR/ABL-chronicmyelogenicleukaemiaLossofbothcopies惡性腫瘤細胞在生物學研究中的應用細胞癌基因（cellularoncogenes,C-onc）：存在于動物細胞中的癌基因。Lossofbothcopies‘Helpless’CTLsactivatedbyunlicensedDCsdiefollowingsecondaryencounterwithantigenintheireffectorphaseClonalselectionofcancercelKnudson’s“Two-Hit”Model

forRetinoblastomaNormal2intactcopiesPredisposed1intactcopy1mutationAffectedLossofbothcopiesKnudson’s“Two-Hit”Model

forp53functionsasa‘molecularnode’intheDNA-damageresponsep53functionsasa‘molecular惡性腫瘤的分子生物學課件惡性腫瘤的分子生物學課件小結正常細胞的生長與增殖是由兩大類基因調控的正向調控信號：主要是起促進細胞生長和增殖，并且阻止其發生終末化傾向，癌基因起著這方面的作用。負向調控信號：主要使細胞成熟，促進終末分化，最后是細胞調亡，抑癌基因則在這方面起作用。正常情況下這兩類信號保持著動態平衡，十分精確地調控細胞增殖和成熟。一旦這兩類信號中有一類信號過強或過弱均會使細胞生長失控而惡變。小結正常細胞的生長與增殖是由兩大類基因調控的惡性腫瘤細胞在生物學研究中的應用無限制增長特性細胞分化幼稚細胞壽命長細胞的侵潤性致瘤性細胞的遺傳性惡性腫瘤細胞在生物學研究中的應用無限制增長特性NormalTumourClonalselectionofcancercellsVariantsovertimeNormalTumourClonalselectiono經典的抗原遞呈理論認為：外源性抗原經APC攝取后，在溶酶體中降解為短肽，由MHCⅡ類分子提呈給CD4+T細胞；內源性抗原在胞質溶膠中降解后，與MHCⅠ類分子結合，提呈給CD8+T細胞，激活細胞毒性T淋巴細胞(CTL)殺傷病毒感染細胞或腫瘤細胞。然而，通常情況下病毒感染或發生異常突變的細胞主要為實質細胞，它們大多不能遷移到淋巴器官與T細胞相互接觸，同時也缺乏T細胞活化所必須的共刺激信號，故不能活化初始型CD8+T細胞。經典的抗原遞呈理論認為：外/內源性抗原示意圖外/內源性抗原示意圖3癌基因致癌的分子機制α-GalCer,α-galactosylceramide;TCR,Tcellreceptor.1stmutationBRCA1,BRCA2-involvedinbreastcancerKnudson’s“Two-Hit”Model

forRetinoblastoma2intactcopiesRous于1910年首先發現雞肉瘤病毒（后稱勞斯肉瘤病毒RSV）(amplifiedinlung,rearrangedinlymphoma)守門基因（gatekeepergene）是指在細胞惡性轉化過程中與癌基因啟動相關的基因。EffectorcytotoxicTlymphocytes(CTLs)attachtothesemoleculesandarenonspecificallyrecruitedfromthebloodstreamintonon-lymphoidtissues.Recruitmentofcross-primedeffectorcytotoxicTlymphocytesintonon-lymphoidtissues.然而，通常情況下病毒感染或發生異常突變的細胞主要為實質細胞，它們大多不能遷移到淋巴器官與T細胞相互接觸，同時也缺乏T細胞活化所必須的共刺激信號，故不能活化初始型CD8+T細胞。4抑癌基因的作用及其致癌機制CD4+THcells,andtheDCstheylicense,produceCC-chemokineligand3(CCL3),CCL4andCCL5inthepresenceofTLRligands,whichrecruitnaiveCTLsforclassicalcross-priming.TUMOURSUPRESSORGENES經典的抗原遞呈理論認為：NF1-neurofibromatosistype1geneB：GA0組卵巢正常（如箭頭所示）；參與細胞分化以控制腫瘤形成，細胞的終末分化可抑制細胞分裂；交叉遞呈在機體抗病毒及其它病原體感染和腫瘤免疫等方面起著非常重要的作用。1976年，Bevan首先發現交叉遞呈(cross-presentation)的現象，隨后，Sigal等也揭示外源性抗原能有效被APC的MHCⅠ類分子遞呈。借助交叉遞呈機制，APC可以主動攝取病毒蛋白或腫瘤抗原，并通過MHCⅠ類分子將抗原呈遞給CD8+T細胞，從而產生有效的CTL應答，達到清除靶細胞的目的。近年來更多研究表明，凋亡或壞死的細胞、熱休克蛋白、病毒蛋白、顆粒性抗原，甚至可溶性抗原等都可以通過交叉遞呈途徑活化CTL應答。交叉遞呈在機體抗病毒及其它病原體感染和腫瘤免疫等方面起著非常重要的作用。3癌基因致癌的分子機制1976年，Bevan首先發現交叉遞惡性腫瘤的分子生物學課件樹突狀細胞(DC)、巨噬細胞等專職APC都具有交叉活化CD8+T細胞的能力，而DC是體內最有效的專職APC，抗原攝取能力強且能活化初始型T細胞，是執行交叉遞呈功能的主要細胞。DC需要經歷由不成熟向成熟階段的轉變才能有效刺激T細胞活化。不成熟DC捕獲抗原后，在炎性因子的刺激下分化為成熟DC，細胞的抗原攝取能力下降，而抗原遞呈及刺激T細胞活化的能力增強。此過程同時伴隨細胞表面MHCⅠ類分子、Ⅱ類分子、共刺激分子CD80、CD86以及T細胞黏附分子CD48、CD58等的上調表達。此外，DC還通過延伸其樹突狀突起，增加與T細胞相互作用的機會。

樹突狀細胞(DC)、巨噬細胞等專職APC都具有交叉活化CD8流式細胞術、激光共聚焦等新技術的應用為研究抗原交叉遞呈的分子機制提供了保障；近年研究發現并非所有的DC亞型都能參與交叉遞呈，只有表達CD24,CD8α和CD103分子的DC才參與細胞交叉遞呈；TLR具有激活DCs，增強其抗原交叉遞呈的能力。流式細胞術、激光共聚焦等新技術的應用為研究抗原交叉遞呈的分子Themolecularmechanismsinvolvedinclassicalcross-primingareillustrated.Dendriticcells(DCs)takeupantigenbydistinctendocytosismechanismsandpresentittoCD4+Thelper(TH)cellsthroughMHCclassIImoleculesandcross-presentittoCD8+cytotoxicTlymphocytes(CTLs)throughMHCclassImolecules.ActivatedCD4+THcellscanstimulateCTLsthroughtheproductionofinterleukin-2(IL-2)andlicenseDCsforcross-primingthroughCD40ligand(CD40L)–CD40interactions.LicensedDCsupregulateexpressionofco-stimulatorymolecules,suchasCD70,CD80andCD86,anddownregulateinhibitorymolecules,suchasprogrammedcelldeathligand(PDL1).Toll-likereceptor(TLR)ligandsfurtheractivateDCsandincreasetheircross-presentationactivity.Cross-primedCTLsareprogrammedforsurvivalandceaseTNF-relatedapoptosis-inducingligand(TRAIL)production.‘Helpless’CTLsactivatedbyunlicensedDCsdiefollowingsecondaryencounterwithantigenintheireffectorphaseThemolecularmechanismsinvolChemokine-mediatedregulationofcross-primingisillustrated.CD4+THcells,andtheDCstheylicense,produceCC-chemokineligand3(CCL3),CCL4andCCL5inthepresenceofTLRligands,whichrecruitnaiveCTLsforclassicalcross-priming.Alternatively,DCslicensedbynaturalkillerT(NKT)cellsproducetheCC-chemokinereceptor(CCR4)ligandCCL17,andNKTcellsthemselvesproducetheCCR4ligandCCL22,whichrecruitnaiveCCR4+CTLsforcross-priming.TheCCR4-andCCR5-mediatedrecruitmentpathwaysaresynergistic.Inthisfigure,dashedarrowsindicateantigenroutingforcrosspresentation.α-GalCer,α-galactosylceramide;TCR,Tcellreceptor.Chemokine-mediatedregulationBalanceofTissueCellNumber參與細胞分化以控制腫瘤形成，細胞的終末分化可抑制細胞分裂；樹突狀細胞(DC)、巨噬細胞等專職APC都具有交叉活化CD8+T細胞的能力，而DC是體內最有效的專職APC，抗原攝取能力強且能活化初始型T細胞，是執行交叉遞呈功能的主要細胞。‘Helpless’CTLsactivatedbyunlicensedDCsdiefollowingsecondaryencounterwithantigenintheireffectorphasePredisposed僅快速增殖而不擴散的稱為良性腫瘤；經典的抗原遞呈理論認為：RB1-retinoblastomasusceptibilitygeneActivatedCD4+THcellscanstimulateCTLsthroughtheproductionofinterleukin-2(IL-2)andlicenseDCsforcross-primingthroughCD40ligand(CD40L)–CD40interactions.A：GAe組雛雞接種MDVGA株后40天，卵巢形成明顯腫瘤（如箭頭所示）；EffectorcytotoxicTlymphocytes(CTLs)attachtothesemoleculesandarenonspecificallyrecruitedfromthebloodstreamintonon-lymphoidtissues.不受機體整體的制約，“為所欲為”地快速增殖。流式細胞術、激光共聚焦等新技術的應用為研究抗原交叉遞呈的分子機制提供了保障；NF1-neurofibromatosistype1gene它的失活或突變具有促進腫瘤生長的潛勢。1976年，Bevan首先發現交叉遞呈(cross-presentation)的現象，隨后，Sigal等也揭示外源性抗原能有效被APC的MHCⅠ類分子遞呈。Themolecularmechanismsinvolvedinclassicalcross-primingareillustrated.thet(9;22)(q34;q11)reciprocaltranslocationCross-primedCTLsareprogrammedforsurvivalandceaseTNF-relatedapoptosis-inducingligand(TRAIL)production.GeneticControlofNeoplasticInitiationandPromotionRb(視網膜母細胞瘤)Recruitmentofcross-primedeffectorcytotoxicTlymphocytesintonon-lymphoidtissues.Viralinfectionoftissuecellsleadstotheirsecretionofpro-inflammatorycytokinesandinterferonsthatupregulatetheexpressionofadhesionmolecules,suchasintercellularadhesionmolecule1(ICAM1),byendothelialcells.EffectorcytotoxicTlymphocytes(CTLs)attachtothesemoleculesandarenonspecificallyrecruitedfromthebloodstreamintonon-lymphoidtissues.Inaddition,recentstudieshaverevealedtwoantigen-specificrecruitmentmechanisms:first,endothelialcellsincertaintissues,suchastheliver,pancreaticisletsorthebrain,cancross-presentmicrobialantigen,whichallowsthemtoselectivelyrecruitantigen-specificCTLs.Second,whenspecificCD4+Thelper(TH)cellsdetectmicrobial(orself)antigenonnon-cross-presentingtissueDCs,ligandsforCC-chemokinereceptor5(CCR5)orCXC-chemokinereceptor3(CXCR3)areproducedthatrecruitCTLsintotheinfectedtissue.LFA1,lymphocytefunction-associatedantigen1;TCR,Tcellreceptor.BalanceofTissueCellNumberR惡性腫瘤的分子生物學惡性腫瘤的分子生物學52惡性腫瘤的分子生物學惡性腫瘤的分子生物學圖1卵巢腫瘤A：GAe組雛雞接種MDVGA株后40天，卵巢形成明顯腫瘤（如箭頭所示）；B：GA0組卵巢正常（如箭頭所示）；C：異常卵巢和正常卵巢的直觀比較）

圖2睪丸腫瘤A：GA0組睪丸正常（如箭頭所示）；B：GAe組雛雞接種MDVGA株后40天，睪丸形成明顯腫瘤（如箭頭所示）；

C：異常睪丸和正常睪丸的直觀比較）

圖1卵巢腫瘤圖2睪丸腫瘤惡性腫瘤的分子生物學課件腫瘤(tumor)

是機體在各種致瘤因素作用下，局部組織的細胞在基因水平上失去對其生長的正常調控，導致克隆性異常增生而形成的新生物9.1概述腫瘤(tumor)9.1概述腫瘤有良性、惡性之分。僅快速增殖而不擴散的稱為良性腫瘤；而不僅異常快速增殖，而且細胞可發生擴散轉移的稱為惡性腫瘤，特稱為癌（cancer）或新生物（neoplasm）。癌的主要特征：不受機體整體的制約，“為所欲為”地快速增殖。除了侵占正常細胞所占的空間外，還發生擴散和轉移，形成新的病灶。腫瘤有良性、惡性之分。僅快速增殖而不擴散的稱為良性腫瘤；而不BenigntumorsarisewithgreatfrequencybutposelittleriskbecausetheyarelocalizedandsmallBenigntumorsarisewithgreat正常細胞的基因，具有相對穩定的甲基化類型，特別是原癌基因的甲基化可使其難以表達。(leadstoacceleratedcelldivision)Caretakergenes它的失活或突變具有促進腫瘤生長的潛勢。基因在細胞中拷貝數增加，從而使可用的轉錄模板數大大增加。thet(9;22)(q34;q11)reciprocaltranslocation而不僅異常快速增殖，而且細胞可發生擴散轉移的稱為惡性腫瘤，特稱為癌（cancer）或新生物（neoplasm）。內源性抗原在胞質溶膠中降解后，與MHCⅠ類分子結合，提呈給CD8+T細胞，激活細胞毒性T淋巴細胞(CTL)殺傷病毒感染細胞或腫瘤細胞。A：GAe組雛雞接種MDVGA株后40天，卵巢形成明顯腫瘤（如箭頭所示）；Chemokine-mediatedregulationofcross-primingisillustrated.Benigntumorsarisewithgreatfrequencybutposelittleriskbecausetheyarelocalizedandsmall1976年，Bevan首先發現交叉遞呈(cross-presentation)的現象，隨后，Sigal等也揭示外源性抗原能有效被APC的MHCⅠ類分子遞呈。4抑癌基因的作用及其致癌機制Inaddition,recentstudieshaverevealedtwoantigen-specificrecruitmentmechanisms:first,endothelialcellsincertaintissues,suchastheliver,pancreaticisletsorthebrain,cancross-presentmicrobialantigen,whichallowsthemtoselectivelyrecruitantigen-specificCTLs.細胞癌基因（cellularoncogenes,C-onc）：存在于動物細胞中的癌基因。‘Helpless’CTLsactivatedbyunlicensedDCsdiefollowingsecondaryencounterwithantigenintheireffectorphaseKnudson’s“Two-Hit”Model

forRetinoblastoma原癌基因甲基化水平降低ActivatedCD4+THcellscanstimulateCTLsthroughtheproductionofinterleukin-2(IL-2)andlicenseDCsforcross-primingthroughCD40ligand(CD40L)–CD40interactions.Themolecularmechanismsinvolvedinclassicalcross-primingareillustrated.MalignanttumorsgenerallyinvadesurroundingtissueandspreadthroughoutthebodyAlterationsincell-cellinteractionsandtheformationofnewbloodvesselsareassociatedwithmalignancy正常細胞的基因，具有相對穩定的甲基化類型，特別是原癌基因的甲惡性腫瘤的轉移惡性腫瘤的轉移對腫瘤發生的分子機制，最初人們認為是病毒瘤基因所致；70年代中期，畢曉普和瓦慕斯發現動物正常細胞中本來存在癌基因（原癌基因）；正常情況下，瘤基因對細胞的生長、分化、調節和維護正常功能起重要作用；近來發現細胞中有抑制腫瘤發生的抑瘤基因。1989年諾貝爾生理學或醫學獎

分子腫瘤學認為惡性腫瘤是一種涉及基因改變的疾病對腫瘤發生的分子機制，最初人們認為是病毒瘤基因所致；1989Forcancer:twoclassesofcellulargenesaretargetsformutationsPROTO-ONCOGENESTUMOURSUPRESSORGENESThevastmajorityofthesemutationsaresomaticForcancer:twoclassesofcelBalanceofTissueCellNumberBalanceofTissueCellNumber惡性腫瘤的分子生物學課件

Oncogenes(癌基因)Normalgenes(regulatecellgrowth)1stmutation(leadstoacceleratedcelldivision)1mutationsufficientforroleincancerdevelopment

ExampleOncogenesderivedfromgrowthfactorreceptorsconfertheabilitytobypassthegrowthfactorrequirement…leadingtoindependentgrowth.Oncogenes(癌基因)Normalgenes(rTumoursuppressorgenes（腫瘤抑制基因）Actasabrakeforcelldivision“GUARDIANOFTHEGENOME”PROBLEM:Mutationintumoursuppressorgenes=brakesdon’twork,orthereisanaccumulationsofmutations(DNArepairenzymes)Themutatedgeneproductisnotfunctional=NULLALLELETumoursuppressorgenes（腫瘤抑制基因Inactivatedtumoursuppressorgene腫瘤發生Activatedproto-oncogeneInactivatedtumoursuppressor癌基因(oncogeny，onc)

是指能導致細胞惡性轉化的核酸片段。主要包括病毒癌基因、細胞癌基因

以及與細胞生長因子及其受體、蛋白激酶、轉錄因子及其信息加工、傳遞等有關的基因。9.2幾個基本概念癌基因(oncogeny，onc)9.2幾個基本概念病毒癌基因（virusoncogenes,V-onc）：存在于病毒基因組內的癌基因，病毒感染動物時，可誘導動物體內腫瘤形成。DNA病毒RNA病毒（反轉錄病毒）細胞癌基因（cellularoncogenes,C-onc）：存在于動物細胞中的癌基因。正常情況下主要在胚胎期表達，在出生后的個體內不表達或限量表達，主要功能是促進細胞的正常增殖和分化，又稱原癌基因，被致癌因素激活時，可誘導細胞癌變。病毒癌基因（virusoncogenes,V-onc）：抑癌基因（tumorsuppressorgene，TSG）

又稱抗癌基因（anti-oncogene）、隱性癌基因（recessiveoncogene），是正常細胞中存在的對原癌基因表達功能進行調節的基因，可抑制細胞生長并能潛在抑制癌變。它的失活或突變具有促進腫瘤生長的潛勢。抑癌基因活性的下降(功能缺失突變)也可引起癌癥的發生。抑癌基因（tumorsuppressorgene，TSG）含轉錄啟動子

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長末端重復序列癌基因正常的病毒基因

產生病毒表面糖蛋白產生逆轉錄酶和整合酶

產生病毒垮膜蛋白產生p60src蛋白質，磷酸化蛋白。靶蛋白磷酸化Rous于1910年首先發現雞肉瘤病毒（后稱勞斯肉瘤病毒RSV）1966諾貝爾獎9.3癌基因致癌的分子機制病毒癌基因含轉錄啟動子LTRgagpolenv縱向傳播：原病毒隨細胞分裂傳遞橫向傳播：原病毒轉錄表達（參與癌癥的發生）縱向傳播：原病毒隨細胞分裂傳遞WT1-Wilm'stumourgene僅快速增殖而不擴散的稱為良性腫瘤；細胞癌基因（cellularoncogenes,C-onc）：存在于動物細胞中的癌基因。正常情況下抑癌基因的作用：是指能導致細胞惡性轉化的核酸片段。腫瘤細胞中常常不是由一種C-onc表達異常，有時需幾種C-onc發生改變，產生協同作用方可奏效它的失活或突變具有促進腫瘤生長的潛勢。例如：膀胱癌EJ株C-Ha-ras基因外顯子12密碼子的突變Recruitmentofcross-primedeffectorcytotoxicTlymphocytesintonon-lymphoidtissues.Recruitmentofcross-primedeffectorcytotoxicTlymphocytesintonon-lymphoidtissues.此過程同時伴隨細胞表面MHCⅠ類分子、Ⅱ類分子、共刺激分子CD80、CD86以及T細胞黏附分子CD48、CD58等的上調表達。縱向傳播：原病毒隨細胞分裂傳遞Knudson’s“Two-Hit”Model

forRetinoblastoma4抑癌基因的作用及其致癌機制腫瘤有良性、惡性之分。Tumoursuppressorgenes（腫瘤抑制基因）Inthisfigure,dashedarrowsindicateantigenroutingforcrosspresentation.慢性粒細胞白血癥(Chronicmyeloidleukaemia，CML)ischaracterisedby1976年，Bevan首先發現交叉遞呈(cross-presentation)的現象，隨后，Sigal等也揭示外源性抗原能有效被APC的MHCⅠ類分子遞呈。InactivatedtumoursuppressorgeneEffectorcytotoxicTlymphocytes(CTLs)attachtothesemoleculesandarenonspecificallyrecruitedfromthebloodstreamintonon-lymphoidtissues.原癌基因致癌的分子機制有時原癌基因中一個核苷酸的突變會使基因表達異常的蛋白產物，從而使細胞向惡性轉化。例如：膀胱癌EJ株C-Ha-ras基因外顯子12密碼子的突變基因點突變WT1-Wilm'stumourgene原癌基因致癌基因擴增蛋白質結構未變化，但總量大大提高基因擴增

原癌基因基因在細胞中拷貝數增加，從而使可用的轉錄模板數大大增加。基因擴增蛋白質結構未變化，但總量大大提高基因擴增原癌基因基染色體易位或重排慢性粒細胞白血癥(Chronicmyeloidleukaemia，CML)ischaracterisedbythet(9;22)(q34;q11)reciprocaltranslocation染色體易位或重排慢性粒細胞白血癥(Chronicmyelo病毒啟動子插入病毒啟動子插入基因間相互作用

腫瘤細胞中常常不是由一種C-onc表達異常，有時需幾種C-onc發生改變，產生協同作用方可奏效

基因間相互作用腫瘤細胞中常常不是由一種C-onc表達異

正常細胞的基因，具有相對穩定的甲基化類型，特別是原癌基因的甲基化可使其難以表達。原癌基因甲基化水平降低正常細胞的基因，具有相對穩定的甲基化類型，特別是原癌ExamplesofOncogenesRAS-activatedinmanycancers(colon)c-MYC–over-expressedincoloncancer(amplifiedinlung,rearrangedinlymphoma)RET-MEN2aMET-hereditarypapillaryrenalcancerCDK4-familialmelanomaBCR/ABL-chronicmyelogenicleukaemiaBCL2-follicularlymphomaExamplesofOncogenesRAS-actViralinfectionoftissuecellsleadstotheirsecretionofpro-inflammatorycytokinesandinterferonsthatupregulatetheexpressionofadhesionmolecules,suchasintercellularadhesionmolecule1(ICAM1),byendothelialcells.Oncogenesderivedfromgrowthfactorreceptorsconfertheabilitytobypassthegrowthfactorrequirement…leadingtoindependentgrowth.正常情況下抑癌基因的作用：慢性粒細胞白血癥(Chronicmyeloidleukaemia，CML)ischaracterisedby參與衰老過程，誘導細胞程序性死亡；正常情況下主要在胚胎期表達，在出生后的個體內不表達或限量表達，主要功能是促進細胞的正常增殖和分化，又稱原癌基因，被致癌因素激活時，可誘導細胞癌變。癌基因(oncogeny，onc)守門基因（gatekeepergene）是指在細胞惡性轉化過程中與癌基因啟動相關的基因。GatekeepergenesSecond,whenspecificCD4+Thelper(TH)cellsdetectmicrobial(orself)antigenonnon-cross-presentingtissueDCs,ligandsforCC-chemokinereceptor5(CCR5)orCXC-chemokinereceptor3(CXCR3)areproducedthatrecruitCTLsintotheinfectedtissue.外源性抗原經APC攝取后，在溶酶體中降解為短肽，由MHCⅡ類分子提呈給CD4+T細胞；MET-hereditarypapillaryrenalcancer1976年，Bevan首先發現交叉遞呈(cross-presentation)的現象，隨后，Sigal等也揭示外源性抗原能有效被APC的MHCⅠ類分子遞呈。(leadstoacceleratedcelldivision)它的失活或突變具有促進腫瘤生長的潛勢。流式細胞術、激光共聚焦等新技術的應用為研究抗原交叉遞呈的分子機制提供了保障；原癌基因致癌的分子機制‘Helpless’CTLsactivatedbyunlicensedDCsdiefollowingsecondaryencounterwithantigenintheireffectorphase僅快速增殖而不擴散的稱為良性腫瘤；9.4抑癌基因的作用及其致癌機制抑癌基因在染色體中起穩定性作用；參與細胞分化以控制腫瘤形成，細胞的終末分化可抑制細胞分裂；參與衰老過程，誘導細胞程序性死亡；通過調控細胞周期，調節細胞增殖。正常情況下抑癌基因的作用：抑癌作用通過抑瘤基因表達“抑癌蛋白”實現Viralinfectionoftissuecell抑癌基因改變的分子基礎錯配修復基因缺陷

抑癌基因改變的分子基礎錯配修復基因缺陷守門基因和看護基因的突變失活

守門基因（gatekeepergene）是指在細胞惡性轉化過程中與癌基因啟動相關的基因。看護基因（caretaker，gene）是指保持細胞基因組穩定性，而與細胞惡性轉化過程中癌基因的啟動不直接相關的基因。守門基因和看護基因的突變失活守門基因（gatekeeGeneticControlofNeoplasticInitiationandPromotionGatekeepergenesCaretakergenesGeneticControlofNeoplasticExamplesoftumoursuppressorgenesincludeRB1-retinoblastomasusceptibilitygene

WT1-Wilm'stumourgeneNF1-neurofibromatosistype1geneNF2-neurofibromatosistype2geneDCC-involvedincolorectalcancerBRCA1,BRCA2-involvedinbreastcancerExamplesoftumoursuppressorTodaywewilllookatthesetumoursuppressorgenes:Rb(視網膜母細胞瘤)p53APC(腺瘤樣結腸息肉)TodaywewilllookatthesetuClonalselectionofcancercells4抑癌基因的作用及其致癌機制原癌基因致癌的分子機制WT1-Wilm'stumourgeneOncogenesderivedfromgrowthfactorreceptorsconfertheabilitytobypassthegrowthfactorrequirement…leadingtoindependentgrowth.看護基因（caretaker，gene）是指保持細胞基因組穩定性，而與細胞惡性轉化過程中癌基因的啟動不直接相關的基因。2intactcopiesEffectorcytotoxicTlymphocytes(CTLs)attachtothesemoleculesandarenonspecificallyrecruitedfromthebloodstreamintonon-lymphoidtissues.ExamplesoftumoursuppressorgenesincludeDC需要經歷由不成熟向成熟階段的轉變才能有效刺激T細胞活化。Rb(視網膜母細胞瘤)1stmutationLossofbothcopies是指能導致細胞惡性轉化的核酸片段。BCR/ABL-chronicmyelogenicleukaemiaLossofbothcopies惡性腫瘤細胞在生物學研究中的應用細胞癌基因（cellularoncogenes,C-onc）：存在于動物細胞中的癌基因。Lossofbothcopies‘Helpless’CTLsactivatedbyunlicensedDCsdiefollowingsecondaryencounterwithantigenintheireffectorphaseClonalselectionofcancercelKnudson’s“Two-Hit”Model

forRetinoblastomaNormal2intactcopiesPredisposed1intactcopy1mutationAffectedLossofbothcopiesKnudson’s“Two-Hit”Model

forp53functionsasa‘molecularnode’intheDNA-damageresponsep53functionsasa‘molecular惡性腫瘤的分子生物學課件惡性腫瘤的分子生物學課件小結正常細胞的生長與增殖是由兩大類基因調控的正向調控信號：主要是起促進細胞生長和增殖，并且阻止其發生終末化傾向，癌基因起著這方面的作用。負向調控信號：主要使細胞成熟，促進終末分化，最后是細胞調亡，抑癌基因則在這方面起作用。正常情況下這兩類信號保持著動態平衡，十分精確地調控細胞增殖和成熟。一旦這兩類信號中有一類信號過強或過弱均會使細胞生長失控而惡變。小結正常細胞的生長與增殖是由兩大類基因調控的惡性腫瘤細胞在生物學研究中的應用無限制增長特性細胞分化幼稚細胞壽命長細胞的侵潤性致瘤性細胞的遺傳性惡性腫瘤細胞在生物學研究中的應用無限制增長特性NormalTumourClonalselectionofcancercellsVariantsovertimeNormalTumourClonalselectiono經典的抗原遞呈理論認為：外源性抗原經APC攝取后，在溶酶體中降解為短肽，由MHCⅡ類分子提呈給CD4+T細胞；內源性抗原在胞質溶膠中降解后，與MHCⅠ類分子結合，提呈給CD8+T細胞，激活細胞毒性T淋巴細胞(CTL)殺傷病毒感染細胞或腫瘤細胞。然而，通常情況下病毒感染或發生異常突變的細胞主要為實質細胞，它們大多不能遷移到淋巴器官與T細胞相互接觸，同時也缺乏T細胞活化所必須的共刺激信號，故不能活化初始型CD8+T細胞。經典的抗原遞呈理論認為：外/內源性抗原示意圖外/內源性抗原示意圖3癌基因致癌的分子機制α-GalCer,α-galactosylceramide;TCR,Tcellreceptor.1stmutationBRCA1,BRCA2-involvedinbreastcancerKnudson’s“Two-Hit”Model

forRetinoblastoma2intactcopiesRous于1910年首先發現雞肉瘤病毒（后稱勞斯肉瘤病毒RSV）(amplifiedinlung,rearrangedinlymphoma)守門基因（gatekeepergene）是指在細胞惡性轉化過程中與癌基因啟動相關的基因。EffectorcytotoxicTlymphocytes(CTLs)attachtothesemoleculesandarenonspecificallyrecruitedfromthebloodstreamintonon-lymphoidtissues.Recruitmentofcross-primedeffectorcytotoxicTlymphocytesinton