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欲了解更多血清与细胞学资讯，请关注↑↑CellMax胎牛血清微信号 昨天那篇是癌症的分子生物学基础（一） 二、抑癌基因 在癌基因学说提出不久，1986年美国眼科医生Dryla发现在正常情况下，视网膜中含有一对Rb基因，这一基因控制视网膜的发育，但如天生缺乏Rb基因或后天由于某种原因导致Rb失活，视网膜母细胞便会异常增殖，形成视网膜母细胞瘤。这一发现使人们开始认识到机体有些基因如Rb基因的表达有抑制肿瘤生长的作用。1987年春，美国华裔学者李文华从正常细胞中提取了Rb基因，并把它引入到体外培养的视网膜母细胞瘤细胞中，结果这些肿瘤细胞竟转化成正常细胞，李的实验证实了Rb基因确有抗癌作用，这一类基因后来被称为抑癌基因（tumor suppressive gene，anti-oncogene）。 抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。对于正常细胞，调控生长的基因（如原癌基因）和调控抑制生长的基因（如抑癌基因）的协调表达是调节控制细胞生长的重要分子机制之一。这两类基因相互制约，维持正负调节信号的相对稳定。当细胞生长到一定程度时，会自动产生反馈机制，这时抑制性基因高表达，调控生长的基因则低表达或不表达。癌基因激活的过量表达与肿瘤的形成有关，同时，抑癌基因的丢失或失活也可能导致肿瘤发生。癌症是原癌基因激活和抑癌基因失活双重事件导致的。 细胞杂交实验表明，当一个肿瘤细胞和一个正常细胞融合为一个杂交细胞时，往往不具有肿瘤的表型，因为在正常细胞中存在肿瘤抑制基因（抑癌基因）。甚至当两种不同的肿瘤细胞形成的杂交细胞也非肿瘤型的，只有当这些正常的亲代细胞丢失了某些基因（抑癌基因）后，才会形成肿瘤的子代细胞，因为两种不同的肿瘤细胞缺失的抑癌基因是不同的。 目前定位的抑癌基因有10余种（表3），必须指出，最初在某种肿瘤中发现的抑癌基因，并不意味着与别的肿瘤无关，恰恰相反，在多种组织来源的肿瘤细胞中往往可以检测出同一抑癌基因的突变、缺失、重排、表达异常等，这正说明抑癌基因的变异构成某些共同的致癌途径。 表3 常见的某些抑癌基因
Rb基因表达的蛋白质是p105，有磷酸化和非磷酸化两种形式。非磷酸化的p105与转录因子E-2F结合，使E-2F处于非活化状态，抑制或关闭DNA的转录，从而抑制细胞增殖和促进细胞分化。磷酸化的p105与E-2F分离，E-2F与DNA结合，促使基因转录，DNA复制，细胞生长并分裂。正常细胞通过p105的磷酸化与非磷酸化调节来控制细胞的增殖和分化。当Rb基因发生缺失和突变，丧失结合抑制转录因子E-2F的能力，于是细胞增殖活跃，导致肿瘤发生。 p53基因是迄今为止发现的与人类肿瘤相关性最高的基因。过去一直把它当成是一种癌基因，直至1989年才知道起癌基因作用的是突变的p53，后来证实野生型p53是一种抑癌基因。 野生型p53蛋白在维持细胞的正常生长、抑制恶性增殖中起着重要的作用，因而被冠以“基因卫士”、DNA“分子警察”等称号。p53基因时刻监视着基因的完整性，一旦细胞DNA遭受损害，p53蛋白与DNA相应部位结合，起特殊转录因子作用，活化相关基因转录，使细胞停滞于G1期；抑制解链酶活性；并与复制因子A相互作用参与DNA的复制与修复；如果修复失败，p53基因过量表达，即启动程序性死亡过程（细胞凋亡）诱导细胞自杀，阻止有癌变倾向的突变细胞生成，从而防止细胞恶变。 当p53发生突变后，由于空间构象改变影响到转录活化功能及p53蛋白的磷酸化过程，这不但失去野生型p53的抑制肿瘤增殖的作用，而且突变本身又使该基因具备癌基因功能。突变的p53蛋白与野生型p53蛋白相结合，形成的这种寡聚蛋白不能与DNA结合，使得一些癌变基因转录失控导致肿瘤发生。 值得注意的是，所谓“癌基因”“抑癌基因”是在癌症研究过程中命名的。事实上，细胞的原癌基因和抑癌基因均是细胞的正常基因成分，具有重要的生理功能，它们在进化过程中高度保守，变化不大，这类基因是细胞生命活动过程中非常重要的正常基因。因此，把原癌基因和抑癌基因称为细胞增殖基因和细胞增殖抑制基因也许更加贴切。 三、生长因子 早在1951年意大利女科学家Montalcini就在小鼠身上发现了一种能诱导神经生长的物质，1954年定名为表皮生长因子（NGF），至1971年才确定了NGF的氨基酸顺序。Stanly和Cohen早期曾在Montalcini的研究小组工作，1961年他发现了一种能加速小鼠眼睑开张的新物质，称其为表皮生长因子（EGF），并于1972年确定了它的结构。以后科学家陆续发现了胰岛素生长因子（IGF），转化生长因子（TGF），成纤维生长因子（PDGF）。科学界当时总结生长因子有如下特点：①所有生长因子均是蛋白质或多肽，分子量小，约为500~2000，但其生理作用很强；②生长因子作用距离很短，往往只能对临近细胞或自身细胞起作用（图9-2-1）；③它是一种很强的有丝分裂促进剂，能刺激各种类型的细胞分裂，增殖和分化。多见于胚胎期、胎儿期、新生儿期和幼儿期；④所有生长因子必须通过一种特殊受体起作用，受体本质是酪氨酸磷酸化激酶，分子量较大，约为150000~350000，受体可分胞外区、跨膜区和面向细胞质的胞质区。受体和生长因子结合后，触发一系列反应，在胞质中形成第二信使——甘油二酯DP，三磷酸肌醇IP3和C反应蛋白，并最终传入核内，加速核酸代谢和促进细胞有丝分裂（表4）。
表4 常见的某些生长因子
在早期，生长因子仅被看成一种独立的发现，直到1981年Cohen和他的同事发现从劳斯肉瘤上的癌基因src分泌的转化蛋白PP60和EGF有相同的底物和酶，PP60作用机制和EGF生长因子极其相似，这使生长因子学说和分子生物学联系明确起来。以后的一系列发现更证明两者有不可分割的联系。1983年Dolitle和沃特菲尔德发现猴肉瘤SSV的癌基因sis编码的蛋白p28和PDGFβ链的氨基酸顺序相同，都在N末端有109个氨基酸，并在SSV细胞培养基上测到PDGF活性，证明sis基因可编码类似PDGF生长因子。 1984年Cohen和他的同事从胎盘中纯化了EGF的受体，该受体是一个分子量约为1.7×106的糖蛋白，它的1186氨基酸有621个在膜外结合区，23个氨基酸在膜中，余下543个氨基酸在细胞内部。而癌基因erb-B编码的蛋白质和人EGF受体中第557至1158位氨基酸顺序相同，它和EGF受体的跨膜及细胞内部两区域极为相似，erb-B编码蛋白可以看成去掉细胞外部分截断的EGF受体。1984年Splurr又发现编码EGF受体基因在第7号染色体上，而erb-B基因也位于第7好染色体上。 1983年Kelly发现生长因子PDGF能影响癌基因myc和fos的表达，在培养细胞中加入PDGF1~3小时后C-myc的mRNA浓度增加10~40倍。 有人还认为某些癌基因能直接制造第二信使，McGroth和McCormick在1984年和1985年发现癌基因ros和src能直接制造胞内磷酸肌醇，至此癌基因和生长因子的关系逐渐明晰起来。最近有人估计，人体细胞5万~10万个基因中的1%约500个为原癌基因，而其中至少360个原癌基因与制造生长因子，生长因子受体，第二信使有关（图3）。 Montalcini1951年开始发现生长因子，由Cohen进一步工作发现它和癌基因的相关作用，并受到了越来越多的重视，其科学价值逐渐为学术界所公认，Montalcini和Cohen容获了1986年诺贝尔生理和医学奖。 1995年两位美国科学家Alfred Glimant和Martin Rldbell因发现能把信息装换为细胞内作用的G蛋白家族而被授予诺贝尔医学奖。他们阐明了G蛋白的特点和功能，G蛋白是一种富含能量的蛋白质，由3个亚基组成，其中一个亚基有鸟苷酸结合部位，该部位结合GTP时形成3聚体G蛋白，当该部位被GTP取代时，G蛋白分裂激活效应物，产生第二信使，把信息传入胞内。G蛋白学说使生长因子学说更趋完善 ↓↓↓可猛戳左下方阅读原文看上期内容《癌症的分子生物学基础（一）》↓↓ 扫码可关注 |
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