2012年度医学高级职称晋升肿瘤内科学考试复习资料五
抑癌基因
（一)抑癌基因及其生物学功能
抑癌基因泛指由于其存在和表达，使机体不能形成肿瘤的那一类基因，也可称作肿瘤抑制基因。
确定抑癌基因的三个必需条件：1)肿瘤相应的正常组织中此基因表达正常；2)肿瘤中此基因功能失活或结构改变，或表达缺陷；3)将此基因的野生型导入此基因异常的肿瘤细胞内，可部分或全部逆转恶性表型。
抑癌基因在控制细胞生长、增殖及分化过程中起着十分重要的负调节作用，并能潜在地抑制肿瘤生长。点突变、缺失、启动子区CpG岛甲基化等变异使其功能丧失可导致细胞恶性转化而发生肿瘤。抑癌基因的变异通常是隐性的，只有两个等位基因的功能同时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是细胞周期中的负调节因子，与细胞周期的调控、DNA修复、细胞分化、细胞凋亡等重要的生物学功能有关；Rb1是细胞周期的转录调节因子；INK4a编码的 p16INK4a为CDK的抑制剂，医学全在,线www.lindalemus.com而p19ARF与Mdm2结合，稳定p53；VHL 调节蛋白水解；DCC、E-Cadherin为细胞粘附分子；APC参与-catenin、Wnt信号通路的调节；MADR2、DPC4调节传导TGF信号；PTEN为双特异性磷酸酶；BRCA1和BRCA2为转录调节因子，参与DNA损伤修复；MSH2、MLH1、PMS1、PMS2、MSH6参与错配修复。
八、细胞周期与肿瘤
（一)细胞周期的调节机制
在细胞周期中起调节作用的重要蛋白包括：正向调节的细胞周期蛋白（Cyclins)和周期蛋白依赖性激酶（Cyclin-dependent kinases，CDKs)；负向调节的CDKs抑制蛋白（CDK inhibitor，CKI)。CDKs的活性表达和调控是细胞周期调控的核心机制，它们各自在细胞周期内特定的时间激活，磷酸化相应的底物，驱动细胞周期各时相的进程。CDKs的时相性激活主要依赖于Cyclins的细胞周期时相性表达、积累和分解。Cyclin与CDKs瞬时结合成活化的Cyclin-CDKs复合物，构成细胞周期的发动机。相应的CDK与Cyclins结合后，CDK的激活与否还受到CDK激活性蛋白激酶（CAK)、CDC25、CDK抑制剂（CKIs)、cyclin降解等多重复杂机制的严格调控，如CKIs可与Cyclin-CDK复合物结合并抑制其活性，使细胞周期停止或减缓。
人类细胞主要的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有两个主要的家族：一个是Cip/Kip家族，如p21Cip1、p27Kip1和p57Kip2，主要与CDK2的抑制有关。另一个是INK4家族，包括p16INK4a、p15INK4b、p18INK4c、p19INK4d，它们主要与CDK4和CDK6的抑制密切相关。
（二)细胞周期的启动机制
细胞周期能否启动进行细胞增殖，主要的调控点在G1期，称为限制点（R点)，它决定细胞是否通过G1期进入S期。Cyclin D-CDK4/6 和Cyclin E-CDK2驱动细胞周期通过R点，对G1/S时相转换有限速作用。活化的CDK4/6 和CDK2作用于pRb，使之磷酸化后释放转录因子E2F，启动DNA 复制，细胞进入S 期。p15INK4b、p16INK4a、p18INK4c、p19INK4d、和p21Cip1可竞争结合Cyclin D， p21Cip1和p27Kip1可竞争结合Cyclin E，从而抑制CDK4和CDK2的活性，诱发G1/S期阻滞。
（三)细胞周期的监控机制
细胞中存在一套对细胞周期进行严密监视的监测机制，即细胞周期检测点机制，其功能是保证细胞复制的忠实性和基因组的完整性和稳定性。检测点功能丧失或异常将导致遗传不稳定性，并增加细胞癌变的可能。细胞周期内有两类检测点：时相次序检测点和DNA损伤检测点。
时相次序检测点可确保细胞周期时相的严格次序和不重复性。在S期检测点，Cyclin E 与CDK2 结合，启动DNA复制。CDK2和Cyclin A结合参与G2期的启动和进行。G2/M检测点的核心是Cdc2（编码P34CDC2)，激活后磷酸化在M期起关键作用的底物蛋白，使细胞进入M期。Cyclin B1在G2/M转换点与CDC2形成Cyclin B1/Cdc2（即有丝分裂促进因子MPF)。Cyclin B1/Cdc2由CAK（Cdc2 活化激酶，由CDK7和Cyclin H 组成)磷酸化激活。P21CIP1可能抑制Cyclin B1/Cdc2。有丝分裂中期到后期转换过程中存在纺锤体装配检验点，以防止染色体分离过程中发生错误。纺锤体装配检测点的成分包括Mad1-3，Bub1/BubR1和Bub3。APC/C– Cdc20复合物控制姊妹染色体的分离及M期Cyclins的降解。
在DNA损伤的情况下，哺乳细胞可将细胞周期阻止于细胞周期的相应时相。假如DNA损伤不能被修复，细胞将进入凋亡程序。ARF-Mdm2-p53途径在DNA损伤诱导的G1期阻滞过程中起重要作用。Cdc25途径在G2期监测点中起重要作用，DNA损伤使Cdc25失活，不能激活Cdc2，实现G2期阻滞。
（四)细胞周期与肿瘤
肿瘤细胞的最基本特征是细胞周期调控机制的破坏，导致细胞的失控性生长，因此肿瘤又被认为是细胞周期异常性疾病。细胞增殖失控和遗传不稳定性是肿瘤细胞最明显的特征，反映其检测点机制和DNA修复系统存在功能性缺陷。
目前发现在人类肿瘤中，各细胞周期中的蛋白分子几乎都可出现不同程度的异常表达，它们或与癌基因和抑癌基因协同作用，或本身作为癌基因促进和维持转化。G1期蛋白分子与细胞癌变的关系十分密切，例如Cyclin D1的过度表达，常见于大多数肿瘤。在不同的肿瘤细胞中，存在着不同的Cyclins和CDKs的过表达和基因的重排。CKIs（p21Cip1)、Rb和p53的异常是对细胞周期驱动机制的更为常见、更为直接的破坏。p16最常见的异常是突变和缺失。
九、细胞凋亡与肿瘤
细胞凋亡是一种程序性细胞死亡，是细胞的生理性、主动性的“自杀行为”。细胞凋亡是机体在生长、发育和受到外来刺激时清除多余、衰老和受损细胞以保持机体内环境平衡和维持正常生理活动过程的一种自我调节机制。
（一)细胞凋亡的一般特征
胞浆空泡与胞膜融合导致膜发泡（blebbing)；细胞皱缩、变圆，与临近细胞脱离；染色质凝聚、DNA降解；胞质蛋白降解、线粒体功能丧失；核膜破裂，细胞核分解为碎片；www.lindalemus.com胞膜内陷，将细胞内容物包被成囊状小泡，形成凋亡小体；凋亡小体被周围细胞吞噬，不引起炎症反应。
（二)细胞凋亡的主要信号通路
1．死亡受体途径：死亡受体属肿瘤坏死因子受体（TNFR)超家族，通过与相应配体结合，传递细胞凋亡的信号。被激活后可在几秒钟内级联活化Caspase，也可通过激活线粒体凋亡信号，在几小时内完成细胞凋亡。研究得较多的有Fas和TNFR。
2．线粒体途径：线粒体在接受凋亡信号后释放凋亡因子，包括细胞色素C、Samc和凋亡诱导因子（AIF)等。在细胞色素C和ATP/dATP存在下，细胞色素C和Apaf-1能通过其N端的CARD与Caspase-9结合，导致其自身剪切和活化，并进一步活化下游的Caspase，从而引发凋亡。
（三)细胞凋亡调节分子
Caspase家族、IAPs、死亡配体和受体、Bcl-2家族、TRAIL/Apo2L和DR4、DR5及诱饵受体、p53、MAPKs家族、医学全在,线www.lindalemus.com钙和NO信号等均可参与凋亡的调节。常见的促进凋亡的基因有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)常见的细胞凋亡检测方法
电镜检测；细胞核的荧光染色，用DAPI、Hoechest33258等染料染色可显示细胞核固缩和断裂的情况；流式细胞术；磷脂酰丝氨酸（PS)标记法，用荧光标记的Annexin-V可检测位于细胞膜内表面的PS外翻到细胞膜的外表面； DNA ladder；单细胞DNA电泳（彗星检测)； DNA缺口标记法，如TUNEL检测； Caspase活性的检测；其它方法:如检测细胞的克隆形成率、线粒体细胞色素C的释放及其膜电位的降低等。
（五)细胞凋亡与肿瘤
癌症发生的重要原因之一是细胞凋亡异常。在恶性肿瘤的发病过程中，细胞凋亡异常的发生机制几乎涉及细胞凋亡信号途径的所有方面。
以选择性地诱导肿瘤细胞凋亡为目标的凋亡干预技术可能成为治疗恶性肿瘤的基本策略。目前大多数化疗药物都是通过诱导细胞凋亡清除肿瘤细胞。对细胞凋亡机制的深入研究可为抗癌药物的研发提供新的靶点和思路。许多细胞凋亡调节分子被用来作为抗肿瘤药物筛选及肿瘤基因治疗的的靶点。获得FDA批准的Gleevec已成功用于治疗CML，是目前唯一能特异杀伤肿瘤细胞的小分子药物，其研发完全基于对细胞凋亡和信号转导的基础研究。同时，在肿瘤细胞内导入凋亡活化基因或灭活凋亡抑制基因是肿瘤基因治疗的另一策略。例如腺病毒介导的TRAIL基因转移，不但能介导肿瘤细胞的凋亡，而且产生旁观者效应，www.lindalemus.com同时对正常成纤维细胞和肺上皮细胞不起作用，但可大量杀伤肝细胞。而DR4和DR5的单克隆抗体不仅呈现抗肿瘤活性，而且对肝脏细胞没有毒性，相关临床研究正在进行中。
