我的综述C

C-erbB2基因与肿瘤
癌基因活化、抑癌基因缺失在细胞恶性转化中起主导作用。C-erbB2是人类肿瘤常发生改变的一个癌基因，近年来国内外许多的研究表明它参与了肿瘤发生、发展，是防治肿瘤的一个新靶点。所以研究C—erbb2与肿瘤的关系具有重要的意义。
[C-erbB2基因的发现] 1974年，Schubert发现将乙基亚硝脲注射到大鼠体内，其后代患神经系统肿瘤的机会大为增加。shih等1981年在上述脑细胞瘤中发现一种癌基因，称为neu． Padhy等进一步证实该癌基因编码185kD的蛋白P185C-erbB2。此癌基因与人类表皮生长因子受体（human epidermal growth factor receptor，HER）的原癌基因一样与病毒癌基因V-erbB具有同源序列和类似功能具有同源序列，故将EGFR基因命名为C-erbB1，而将neu命名为C-erbB2。[1,2,3]
[C-erbB2基因的概述] C-erbB2也称为Her2或Her2/neu，属于EGFR家庭成员。[4]该家族有4个成员，分别为C-erbB１、C-erbB 2、C-erbB３和C-erbB４。[5]原癌基因C-erbB2定位于人染色体 17q21，因常产生一4 800个碱基的信使RNA（mRNA），cDNA克隆有7个外显子。ORF长3765hP，编码1255个氨基酸组成的多肽。有1个212个氨基酸的信号顺序，N－末端是丝氨酸。细胞外配体（Ligand，L）结合区有632个氨基酸，跨膜锚着区由高度疏水的22个氨基酸组成，C－末端胞浆区长580个氨基酸。与EGFR及V-erbB比较，C-erbB2基因产物与它们具有高度结构相似性。[6]其蛋白质产物是一仲跨膜糖蛋白，分子量为185 000，称为 P185c-erbB2。P185cerbB2蛋白质与EGFR的结构十分相似(①细胞外L结合区与EGFR有40％同源，含分别由26个及21个半胱氨酸组成的半胱氨酸富集区，但HER－2仅含8个潜在的N－糖基化靶部位，EGFR有 12个。②653位～676位氨基酸之间是跨膜区，此区含一段主要具有碱性特点的氨基酸（ KRRQQKIRKYTMRR），EGFR也一样EGFR654位苏氨酸在蛋白激酶C介导的受体调节中起作用，C-erbB2在680位有1个同源的苏氨酸。③ C-erbB2与 EGFR同源性最高（78.4％）的区域在胞浆区的343个氨基酸顺序内，包括ATP结合区及酪氨酸蛋白激酶区。④ C-erbB2的C－末端区脯氨酸含量高达18％，EGFR达10％，具优势亲水性。EGFR自身磷酸化部位有 1068、1148、1173位酪氨酸，C-erbB2则为1139、1196、1246位的酪氨酸。C-erbB2在正常入体腔上皮腺上皮及胚胎中均有普遍的弱表达，但无基因扩增，说明C-erbB2基因产物是具有酪氨酸蛋白激酶活性的未确定的生长因子的受体，对细胞生长及分化有重要作用)。但又有区别。二者大约有50％的氨基酸顺序相类似。像EGFR一样P185是由 1255个氨基酸组成的受体酪氨酸激酶，包括信号肽、胞外区、跨膜区和胞内区四个部分，信号肽位于氨基端，由21个氨基酸组成；胞外区是由632个氨基酸组成的富含半胱氨酸的配体结合功能区；跨膜区是由22个氨基酸组成的强疏水区，使其能作为膜锚定区而使整个蛋白分子定位在胞膜上；胞内区为580个氨基酸组成的具有内在酪氨酸激酶活性的功能区。[7]另外，P185蛋白在竣基端还具有自身酪氨酸磷酸化位点用免疫组化染色后发现，P185cerbB2和EGFR一样主要位于细胞膜上。P185cerbB2是一种类似 EGFR的生长因子受体，其配体是一转化生长因子α（TGF-α）样，分子量为 30 000糖蛋白（gP30），它能激活neu基因编码蛋白所诱导的酪氨酸激酶后性，起调节上皮细胞生长和分化的信号转换通道作用。编码185kD具有跨膜酪氨酸激酶活性的生长因子受体。该基因被认为是在肿瘤中过度表达，而在正常组织中表达水平非常低。在细胞信号转导中发挥重要作用,是细胞生长、分化及存活的重要调节者。C-erbB2是一种原癌基因，主要在胚胎发生时开始表达，成年后，用免疫组化方法在正常组织上皮细胞中仅可检测到少量的C-erbB2蛋白，并且在正常组织中，C-erbB2基因常以单拷贝形式出现、C-erbB2基因的扩增及／或蛋白的过度表达通常表现在乳腺癌（20％～40％），卵巢、肺、胰腺及胃肠道肿瘤细胞上。C-erbB2基因的扩增及／或蛋白的过度表达往往伴随着患者生存期缩短，提前复发，是预后不好的表现。在恶性肿瘤，可能由于CerbB2癌基因被激活并过度表达而导致P185cerbB2含量增加，在其配体gP30的共问作用下，细胞内TPK后性增加，通过生长因子～受体～GTP信号及胞内代谢～DNA表达这一作用系统无限制的循环，造成细胞生长分化失控·从而导致癌瘤发生。
[C-erbB2癌基因TPK活性的调节] C-erbB1，C-erbB2， C-erbB3 ，C-erbB4成了EGFR家族,此家族成员均是具有酪氨酸蛋白激酶(Tyrosineproteinkinase,TPK)活性的生长因子受体。[8]很多生长因子及生长因子受体是原癌基因产物,一向被认为在细胞的增殖及分化、细胞周期演进、细胞存活及凋亡的决定中起着重要作用。如果生长因子受体由于种种原因使其内在的TPK活性发生独立于生长因子、抑癌基因p53及pRb调控的活化,可能引起细胞的失控增殖、不分化,凋亡受抑制。会使DNA受损的细胞无法通过G0/G1、G1/S、G2/M细胞周期关卡停滞,修复损伤。无法使DNA损伤不能修复的细胞通过凋亡而消除。无法保持DNA复制的精确性及真实性,甚至会以损伤的DNA链为模板进行复制。通过细胞分裂会把突变“固定”下来,启动致癌过程。在HER-2的生瘤机制中,关键是酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性的调节[8]。
㈠C-erbB2癌基因的活化 C-erbR2癌基因激活机制为扩增、过量表达及点突变。在过表达C-erbB2癌基因的转基因小鼠,由于转基因本身的体细胞突变,使乳腺癌中的C-erbB2活化。改变的C-erbB2转录物存在读码内的缺失,编码在细胞外区缺失5～12个氨基酸的C-erbB2受体,定位上接近跨膜区。缺失作用于此区内几个保守的半胱氨酸残基之一。把这些活化的突变引入WTneucDNA使其转化为致癌基因[9]。
㈡配体及同源及异源二聚体化的调节 EGF受体家族的配体有多种。第一个是EGF家族,主要成员是EGF及TGF-α。第二个是Neuregulin(NDF)/Heregulin(HRG)家族。C-erbb2 是孤儿受体(orphanreceptor),L尚未确定,但是它可通过过表达时组成性地同源二聚体化或erbB受体异源二聚体化而激活。有实验表明erbB2受体的TPK活性通过与其他的erbB受体的异源二聚体化调节,在细胞转化及生瘤中起关键作用。在细胞受到刺激而活化时C-erbB2蛋白不仅能形成同源二聚体，还能与EGFR家族中的其它成员形成异二聚体或多聚体形式，这种情况下只需要结合一种相应的配体就可以介导细胞信号传递而引起酪氨酸磷酸化水平的变化，并且往往表现出更高的亲和力。针对C-erbB2的单克隆抗体可通过阻断C-erbB2与C-erbB3，C-erbB4之间的交联而阻断配体的活化，只有当细胞表面C-erbB2密度达到一定高度时，才可通过形成C-erbB2同源二聚体或多聚体形式（不依赖C-erbb3，C-erbB4及配体）而导致C-erbB2的挎续活化。
㈢对P185 C—erbB2受体磷酸化及降解的调节 C-erbB2转录物的前导序列(leader)含有一个短的开放读码,可抑制下游的转译达5倍,上游起始密码的突变降低了大部份的抑制作用,这种对C-erbB2转译的调控是独立于细胞类别的,而在转化细胞中,有取决于细胞类别的独特机制。
[C—erbb2基因信息传递途径] 近年来在了解具有TPK活性的受体信息传递途径方面取得了很大的进展。在配体(L)结合后,受体同源或异源二聚体化,Tyr磷酸化,成为含磷酸化Tyr[Tyr(P)]结合区蛋白质的停靠(docking)部位。已确定两个这样的区域SH-2 (Srchomology-2) 区及磷酸化酪氨酸结合区(phosphotyrosin binding domain,PTB),也叫Tyr-(p)的相互作用区。许多与EGFR、erbB2相互作用的蛋白具有SH-2区,包括Shc、GAP、STAT-1α、STAT-3以及Tyr(p)磷酸酶SHPTP2。生长因子受体结合蛋白-2(growth factor receptor bound protein-2,Grb2)是一种连接蛋白,可以把受体TPK与下游的信号分子相连。Grb2有一个SH-2、两个SH-3区。Grb2用其SH-2区与EGFR或erbB2中的Tyr(p)结合,用其SH-3区与富有脯氨酸motif的蛋白如Sos(Son of sevenless)结合。Sos是一个鸟苷酸交换因子,也是Ras的激活剂。在EGFR或erbB2活化后,Grb2用来把Sos补充到膜上去活化Ras,这将导致Ras/Raf/MAPK(有丝分裂原活化的蛋白激酶,mitogen activated protein kinase)或称为ERK(细胞外信号调节的激酶,extracellular signal regulated kinase)。活化的MAPK将诱导基因转录及细胞增殖。EGFR和erbB2活化也增加其他蛋白的Tyr磷酸化,如含SH-2区的与α2胶原有关的蛋白(SH-2 domain-containingα2collagen related protein,Shc),Shc连接蛋白也含有PTB区,PTB区看来引起EGFR上1148位Tyr上主要的相互作用。Shc239/240以及313(人类为317)位Tyr是两个高亲和力的Grb2结合部位,已表明Shc及Grb2对把Ras补充到活化的受体上是重要的。磷酸化的Shc也可用于结合Grb2/Sos,活化Ras/Raf/MAPK途径。EGF样配体反应中活化的主要细胞内信号途径涉及到Ras/Raf/MAPK途径。c-erbb2异质二聚体对MAPK的信号途径传播及刺激范围的调节可能都是关键的。乳腺癌细胞系的实验表明，使用信号链抗体阻断c-erbb2细胞内途径，明显降低MAPK的活化。
异质二聚体作用的另一途径是非依赖MAPK的P70/P85S6k途径，这－途径与PIK3相关联。当ras－MAPK途径起作用时，P70/P85S6k途径在HERZ水平增高的情况下，显示出活化作用增强。在乳腺癌细胞系中，EGF样配体诱导的ras－MAPK和P70/P85S6k途径活化作用与早期反应基因（如c-fos,c-jun,c-myc）的转录活性增加有关。
[C-erbB2与肿瘤发生、发展] 通常情况下,C-erbB2只在胎儿时期表达,到成年以后,用免疫组化染色只能在极少组织内发现其低水平表达于细胞表面。在人类症,C-erbB2的分子改变通常是正常基因产物的过度表达。多种人类癌症存在C-erbB2过度表达,如乳腺癌(25%～30%)、卵巢癌(25%～32%)、肺腺癌(30%～35%)、原发性肾细胞癌(30%～40%)等[11，12，13 ，14]。由于C-erbB2蛋白定位于浆膜,其扩散限制于双向,即使中等水平C-erbB2过度表达也能产生受体结构上活化。免疫组化染色发现乳腺癌细胞的C-erbB2蛋白水平比邻近正常乳腺上皮高10～100倍。人类肿瘤常见C-erbB2扩增及过度表达,表明C-erbB2在肿瘤发生中起重要作用。C-erbB2转基因鼠的产生为C-erbB2在肿瘤发生中的作用提供直接证据。在乳腺上皮特异性表达C-erbB2活化癌基因的转基因鼠,100%雌性转基因携带者快速诱导产生多点乳腺肿瘤,或青春期后诱导产生中心型乳腺肿瘤。C2erbB2过度表达在肿瘤转化中起积极作用,其为人类癌症病因之一。C-erbB2过度表达也增加癌细胞的转移能力[15]。C-erbB2的过度表达通过启动多种转移相关机制而增加转移能力,包括细胞迁移率、体外侵袭力、 型胶原酶活性、实验性肺转移等。C-erbB2过度表达也影响某些粘附分子如上皮细胞钙粘蛋白(E-cadherin)等合成,从而促进转移。C-erbB2过度表达的癌细胞对TNFα、激素、化疗药物等不敏感。其通过抵抗TNFα的细胞毒作用,使肿瘤细胞逃逸宿主防御机制而促进肿瘤发生。C-erbB2过度表达乳腺癌细胞对雌激素治疗不敏感[16]。一项回顾性研究证实乳腺癌C-erbB2扩增和过度表达与雌激素受体呈负相关关系。C-erbB2过度表达肿瘤细胞对某些化疗药物治疗也不敏感。Tsai等人在20种非小细胞肺癌(NSCL)细胞系中发现原发化疗耐药与C-erbB2表达显著相关。C-erbB2过度表达诱导乳腺癌细胞对紫杉醇、紫杉萜耐药。综上所述,C-erbB2在某些人类肿瘤过度表达。其在细胞的恶性转化中发挥重要作用,并能促进恶性肿瘤转移,赋予C-erbB2过度表达癌细胞对激素、化疗药物抵抗,影响肿瘤的发生、发展。
2 C-erbB2基因与肿瘤的关系
C-erbB2扩增常发生于腺癌（如乳癌、胃癌、结肠癌等）。 1989年Park用 Southern blot分析发现 50例胃癌组织中有4例C-erbB2扩增，其中3例基因结构无改变，tnRNA过表达是以正常大小的转录物为特征，另一例发生C-erbB2等位基因的重排，该基因内部有2 .0kb序列缺乏．提示C-erbB2基因结构和功能改变与人胃癌发生有关。 1990年 Ka。ed。应用 western blotting分析了34例人胃癌及癌旁正常粘膜，发现70％的癌与癌旁粘膜表达有不同水平的P185CerbB2，其中 13／34（38%）癌旁的表达水平高于相应癌。研究还认为，C-erbB2过表达是胃癌进展的晚期事件。观察胃癌和其他组织癌中C-erbB2表达的阳性率，在转移癌中高于原发癌灶，同时还与癌组织浸润深度有关。在胃癌中C-erbb2基因扩增、重排一般认为在10％～25％之间．其产物过度表达率稍高，可达19％～55％。C-erbB2基因表达在肠型胃癌、高中分化型胃癌中表达阳性率显著升高。多因素分析表明，阳性病例的预后明显较阴性者好，阴性和阳性病例的中位生存期分别是12和60个月，5年生存率分别为27％和71％。[17]Slamon等第一个报告erbB2扩增与原发性乳腺癌有关．在189例病例中，30？。有erbB2基因扩增。进一步研究发现，erbB2扩增与乳腺癌的复发、转移和预后不良有关。tsussumi等对37例乳腺癌病人的erbB2癌基因蛋白进行了研究，结果有30%过度表达，而24例良性乳腺病例无一例过度表达。近年来的研究表明，C-erbB2在乳腺癌中的过度表达与癌的分化、组织学类型。对内分泌治疗的反应和预后等因素有关许良中等应用 C-erbB2的单克隆抗体NCL－CB11检测了200例乳腺良恶性病变，结果109例乳腺癌中有64例（58．7％）显示C-erbB2癌基因的过度表达，而全部良性乳腺病变和正常乳腺组织皆阴性。提示C-erbB2的检测对协助乳腺癌临床处理具有实际意义，对C-erbB2阳性的乳腺癌病入应提供特别治疗方案和抓紧随访工作。此外，toikkanen等研究认为，C-erbB2表达提示预后不佳，尤对腋窝淋巴结阳性者，具有独特的预后预测价值。LIU等研究显示基因扩增水平与C-erbB2癌蛋白表达水平相关，且这种C-erbB2基因扩增伴过度表达常出现于原位癌，表明它可能是人类乳腺癌发生中最早出现的癌基因。[18]
C-erbB2基因的过度表达与卵巢癌也有一定关系，Berchuk等报告73例卵巢癌病人中有32％过度表达癌基因蛋白。另一些凋查发现，erbB2的过度表达与宫颈鳞状细胞癌有关，50例际本中14％（7例）有erbB-2基因扩增。近几年的研究发现，膀胱癌亦有较高的P185表达，其阳性率的平均值约为30％。多数学者还发现．P185蛋白与肿瘤分期、分级呈良好的相关性，可以作为膀胱癌极有潜力的预后标记物。[19]除此外，erbB-2的扩增或过度表达还与唾液腺癌、食管癌等多种肿瘤有关。
近年来，有研究表明，C-erbB2的表达与骨肉瘤的发生有关，与骨肉瘤的恶性程度，有无复发，有无转移都有密切的关系。
[C-erbB2的抗体] C-erbB2不但可作为反映恶性肿瘤恶性生物学特性的指标,而且为治疗肿瘤提出了新的理念可能的相关治疗手段。以C-erbB2基因作为目标的肿瘤治疗可以采取以下一些方法:(1)将反义寡核苷酸导入细胞以使部分C-erbB2基因失活;（2）通过一些蛋白质因子的作用在转录水平阻遏C-erbB2基因表达;(3)用抗体或其他配体和ｐ185CerbB2结合使部分ｐ185CerbB2失去或降低活性。[20]
某些肿瘤存在C-erbB2过度表达,并定位于细胞表面,使其成为抗肿瘤治疗的理想靶位。[21]长因子受体过度表达诱导细胞恶变的可能机制是细胞信号传递系统的过度活化，并且生长因于受体位于细胞表面易被抗体接近，因而许多实验室设想制备针对C-erbB2的单克隆抗体来阻断相应配体的生物学功能，抑制细胞活化信号的传递而治疗肿瘤。实验结果却发现，不同的单克隆抗体对肿瘤生长有截然不同的作用，其中一部分抗体可模拟配体的生物学功能，活化细胞信号传递系统而促进肿瘤生长，而另一部分抗体则可通过抑制细胞信号传递而抑制肿瘤生长，如Stancovsri等实验发现，单抗N28可引起显著的酪氨酸磷酸化水平的升高，其对肿瘤生长具有促进作用，而其它单抗只引起低水平或无酪氨酸磷酸化水平的升高，其对肿瘤生长起抑制作用。[22]因而认为促肿瘤生长作用是由于受体酪氨酸激酶活性增高活化信号传递系统所致，而抑制肿瘤生长作用则是其它效应如细胞水平上完整受体分子的减少等导致信号传递的减弱而引起的。进一步实验发现，肿瘤抑制型单抗较肿瘤促进型单抗有更快的受体内吞、降解速度，受体的内吞、降解无疑减弱了细胞生长信号的传递，抑制肿瘤的迸一步增殖。因而认为肿瘤生长的抑制与抗体内在的诱导内吞作用有关。Kumer等实验进一步证实抗体诱导的酪氨酸磷酸化水平的降低、肿瘤生长的抑制，不完全是P185下调作用所致，还可能是单抗4D5干扰了酪氨酸磷酸化信号传递过程。[23]
Harwerth等制备不同的单克隆抗体而观察到类似的结果，单抗FSP77（事先用 PTPas抑制剂Orthovandate处理）对肿瘤生长有抑制作用，其酪氨酸磷酸化水平不升高，其它单抗均表现酪氨酸磷酸化水平的增高，而对肿瘤生长无明显作用。[24]考虑到本实验应用了PTPase抑制剂提高酪氨酸磷酸化的水平，因而认为与Stancovsti等的实验结果一致。但在肿瘤生长与酪氨酸磷酸化的相关关系上也有不同的结果，Xu等观察到除了一种单克隆抗体454Cll外，其它所有抑制肿瘤生长的抗体诱导的酪氨酸磷酸化水平均高于不抑制肿瘤生长的单抗。对于产生这一矛盾现象的机制尚无满意的解释。目前研究倾向于认为细胞信号传递系统的活化，酪氨酸磷酸化水平的升高促进肿瘤生长，反之则对肿瘤生长起抑制作用。[25]有的抗体可通过阻断配体的结合，抑制肿瘤生长，有的抗体可模拟配体的功能，活化信号传递系统而促进肿瘤生长。不同抗C-erbB2的单克隆抗体产生截然不同的两种作用的原因在于抗体的产生针对不同的表位。进一步明确抗体反应与肿瘤生长、酪氨酸磷酸化之间的关系不但有助于肿瘤发生机理的研究，更为寻找有效的抗肿瘤方法提供了一条新的思路。通过抗体的研究我们了解到C-erbB2癌基因及其表达产物在多种人类肿瘤扩增、过度表达,与肿瘤的发生、发展密切相关。[26，27]Trastuzumab-C-erbB2人源化单克隆抗体已成功用于治疗C-erbB2过度表达的晚期乳腺癌病人。Trastuzumab应用于肿瘤负荷小、早期乳腺癌病人,将能取得更好疗效。对其他C-erbB2过度表达恶性肿瘤,尚需进一步探讨trastuzumab的临床疗效。C-erbB2肽疫苗、酪氨酸激酶抑制剂等刚刚进入临床试验。C-erbB2为抗肿瘤治疗理想靶点。Trastuzumab、HER2/neu肽疫苗、酪氨酸激酶抑制剂具有广阔的应用前景。
[研究意义及展望] 综上所述，诸多的研究都为C-erbB2在肿瘤发生，发展过程中所起的重要作用提供了有力证据。深入探讨C-erbB2与肿瘤的关系，不仅为了揭示肿瘤发生的分子机制及C-erbB2的表达与肿瘤的恶性程度及转移的相关性，还在于应用C-erbB2抗体或抑制剂来防治肿瘤
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