第十四节癌基因与抑癌基因
细胞的正常生长与增殖是由两大类信号来调控的。其中一类信号促进细胞生长和增殖, 并阻止其发生终末分化,该类信号过度激活时则表现为肿瘤细胞的恶性生长,已知多数癌基因 编码的蛋白质起这一作用。另一类信号抑制细胞增殖,促进细胞分化、成熟和衰老,或引发凋 亡,抑癌基因编码的蛋白质即在这方面发挥作用。当编码这两类信号的基因中任何一种或几 种发生变化时即有可能引起细胞增殖失控导致肿瘤发生。
一、癌基因和抑癌基因
癌基因与抑癌基因的作用机制涉及信号转导、基因表达调控以及其控制的细胞分裂和分 化过程。
(一)癌基因概念
癌基因是指在体外引起细胞转化,在体内诱发肿瘤的基因。存在于生物正常细胞基因组 中的癌基因又称为原癌基因或细胞癌基因。在正常情况下,这些基因处于静止或低表达的状 态,对维持细胞正常功能具有重要作用。当其受到体内外致癌因素作用,发生过度表达或突变 导致激活时,则可导致细胞癌变。
-
病毒癌基因肿瘤病毒是一类能使敏感宿主产生肿瘤或使培养细胞转化成癌细胞的 动物病毒,根据其核酸组成分为DNA病毒和RNA病毒。病毒癌基因是一类存在于肿瘤病毒 (大多数是逆转录病毒)中的,能使靶细胞发生恶性转化的基因。
Rous肉瘤病毒为逆转录病毒,致瘤的机理是由于其病毒基因组中含有病毒癌基因
5rc。
起着重要作用。
-
细胞癌基因肿瘤的发生是由于细胞中的原癌基因(细胞癌基因)在诱癌因素的作用 下激活或突变为癌基因而引起。细胞癌基因广泛分布于生物界,包括人类的正常细胞都存在 着这些基因。这类基因在结构上有很大的同源性和高度的保守性。
细胞癌基因编码的蛋白质与细胞生长调控的许多因子密切相关,如细胞外的生长因子、跨 膜的生长因子受体、细胞内信号传导体和核内转录因子等。这些因子参与细胞生长、增殖、分 化途径各个环节的调控。正常情况下,存在于基因组中的细胞癌基因处于低表达或不表达,发 挥重要的生理功能。
然而,在某些条件下,如病毒感染、化学致癌物或辐射作用等,细胞癌基因结构发生异 常,被异常激活,使得细胞癌基因表达产物过多增加,导致细胞生长增殖和分化异常,部分 细胞发生恶变而形成肿瘤。癌基因异常激活的主要方式为:获得启动子和(或)增强子;染 色体易位;原癌基因扩增;点突变。肿瘤发生是一个多步骤的渐进过程,需要多种癌基因协 同作用。
细胞癌基因根据功能来分类,可分为以下五个家族:src家族、ras家族、家族、家族 和衍:y6家族。
(二)抑癌基因概念
对于正常细胞,调控生长的基因(如细胞癌基因等)和调控抑制生长的基因(如抑癌基因 等)的协调表达是控制细胞正常生长的重要分子机制之一。癌基因激活与过量表达与肿瘤的 形成有关,然而,抑癌基因的丢失或失活也可能导致肿瘤发生。
在正常细胞中存在一类肿瘤抑制基因,当这种基因缺失或变异时,抑瘤功能丧失,导致肿 瘤生成。而在两种不同肿瘤细胞杂交融合后,由于它们缺失的抑癌基因不同,在形成的杂交体 中,各自缺失的抑癌基因发生交叉互补,所以也不会形成肿瘤。
目前已发现多种抑癌基因,如P53和基因等。在正常情况下,视网膜细胞含活性只办 基因,控制着成视网膜细胞的生长发育以及视觉细胞的分化。当基因先天性缺失或丧失 功能,视网膜细胞则出现异常增殖,形成视网膜细胞瘤。你基因失活还见于骨肉瘤、小细胞肺 癌、乳腺癌等许多肿瘤,说明基因的抑癌作用具有一定的广泛性。
二、生长因子
(―)生长因子的概念
生长因子是一类调节细胞生长与增殖的多肽类物质。生长因子是细胞合成与分泌的一类 多肽物质,它作用于靶细胞受体,将信息传递至细胞内部,促进细胞生长、增殖。根据生长因子 产生细胞与接受生长因子作用的细啤相互之间的关系,可概括为以下三种模式:内分泌、旁分 泌和自分泌,以后两种的作用方式为主。体内存在的生长因子种类繁多,常见的生长因子 如表1-6。
(二)生长因子的作用机制
生长因子作用的靶细胞上存在相应受体。生长因子受体有的是位于细胞膜上的跨膜受体 蛋白,有的是位于细胞胞液中。位于膜表面的受体分子常含有酪氨酸激酶活性的胞内结构域。 当生长因子与这类受体结合后,受体所包含的酪氨酸激酶被活化,使胞内的相关蛋白质直接被