恶性肿瘤的分子生物学课件.ppt
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1、恶性肿瘤的分子生物学,恶性肿瘤的分子生物学,恶性肿瘤的分子生物学,恶性肿瘤的分子生物学,图1 卵巢肿瘤A:GAe组雏鸡接种MDV GA株后40天,卵巢形成明显肿瘤(如箭头所示);B:GA0组卵巢正常(如箭头所示);C:异常卵巢和正常卵巢的直观比较),图2 睾丸肿瘤A:GA0组睾丸正常(如箭头所示);B:GAe组雏鸡接种MDV GA株后40天,睾丸形成明显肿瘤(如箭头所示); C:异常睾丸和正常睾丸的直观比较),图1 卵巢肿瘤图2 睾丸肿瘤,恶性肿瘤的分子生物学课件,肿瘤(tumor) 是机体在各种致瘤因素作用下,局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控,导致克隆性异常增生而形成的新生物
2、,9.1 概述,肿瘤(tumor)9.1 概述,肿瘤有良性、恶性之分。仅快速增殖而不扩散的称为良性肿瘤;而不仅异常快速增殖,而且细胞可发生扩散转移的称为恶性肿瘤,特称为癌(cancer)或新生物(neoplasm)。癌的主要特征:不受机体整体的制约,“为所欲为”地快速增殖。 除了侵占正常细胞所占的空间外,还发生扩散和转移,形成新的病灶。,肿瘤有良性、恶性之分。仅快速增殖而不扩散的称为良性肿瘤;而不,Benign tumors arise with great frequency but pose little risk because they are localized and small,
3、Benign tumors arise with great,Malignant tumors generally invade surrounding tissue and spread throughout the body,Alterations in cell-cell interactions and the formation of new blood vessels are associated with malignancy,Malignant tumors generally inv,恶性肿瘤的转移,恶性肿瘤的转移,对肿瘤发生的分子机制,最初人们认为是病毒瘤基因所致;70年代
4、中期,毕晓普和瓦慕斯发现动物正常细胞中本来存在癌基因(原癌基因);正常情况下,瘤基因对细胞的生长、分化、调节和维护正常功能起重要作用;近来发现细胞中有抑制肿瘤发生的抑瘤基因。,1989年诺贝尔生理学或医学奖,分子肿瘤学认为恶性肿瘤是一种涉及基因改变的疾病,对肿瘤发生的分子机制,最初人们认为是病毒瘤基因所致;1989,For cancer: two classes of cellular genes are targets for mutations,PROTO-ONCOGENESTUMOUR SUPRESSOR GENES,The vast majority of these mutation
5、s are somatic,For cancer: two classes of cel,Balance of Tissue Cell Number,Balance of Tissue Cell Number,恶性肿瘤的分子生物学课件,Oncogenes(癌基因),Normal genes (regulate cell growth),1st mutation(leads to accelerated cell division),1 mutation sufficient for role in cancer development,ExampleOncogenes derived from
6、 growth factor receptors confer the ability to bypass the growth factor requirementleading to independent growth.,Oncogenes(癌基因)Normal genes (r,Tumour suppressor genes(肿瘤抑制基因),Act as a brake for cell division,“GUARDIAN OF THE GENOME”,PROBLEM:Mutation in tumour suppressor genes = brakes dont work, or
7、 there is an accumulations of mutations (DNA repair enzymes),The mutated gene product is not functional = NULL ALLELE,Tumour suppressor genes(肿瘤抑制基因,Inactivated tumour suppressor gene,肿瘤发生,Activated proto-oncogene,Inactivated tumour suppressor,Effector cytotoxic T lymphocytes (CTLs) attach to these
8、molecules and are nonspecifically recruited from the bloodstream into non-lymphoid tissues.例如:膀胱癌EJ株C-Ha-ras基因外显子12密码子的突变4 抑癌基因的作用及其致癌机制外源性抗原经APC摄取后,在溶酶体中降解为短肽,由MHC类分子提呈给CD4+T细胞;Dendritic cells (DCs) take up antigen by distinct endocytosis mechanisms and present it to CD4+ T helper (TH) cells throug
9、h MHC class II molecules and cross-present it to CD8+ cytotoxic T lymphocytes (CTLs) through MHC class I molecules.近来发现细胞中有抑制肿瘤发生的抑瘤基因。DC需要经历由不成熟向成熟阶段的转变才能有效刺激T细胞活化。例如:膀胱癌EJ株C-Ha-ras基因外显子12密码子的突变Chemokine-mediated regulation of cross-priming is illustrated.c-MYC over-expressed in colon cancer此外,DC还通
10、过延伸其树突状突起,增加与T细胞相互作用的机会。the t(9;22)(q34;q11) reciprocal translocationHelpless CTLs activated by unlicensed DCs die following secondary encounter with antigen in their effector phaseAPC (腺瘤样结肠息肉)RET - MEN 2a对肿瘤发生的分子机制,最初人们认为是病毒瘤基因所致;A:GA0组睾丸正常(如箭头所示);是机体在各种致瘤因素作用下,局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控,导致克隆性异常增生而形
11、成的新生物分子肿瘤学认为恶性肿瘤是一种涉及基因改变的疾病3 癌基因致癌的分子机制,癌基因(oncogeny,onc) 是指能导致细胞恶性转化的核酸片段。主要包括病毒癌基因、细胞癌基因 以及与细胞生长因子及其受体、蛋白激酶、转录因子及其信息加工、传递等有关的基因。,9.2 几个基本概念,Effector cytotoxic T lymphocyt,病毒癌基因(virus oncogenes, V-onc):存在于病毒基因组内的癌基因,病毒感染动物时,可诱导动物体内肿瘤形成。DNA病毒RNA病毒(反转录病毒)细胞癌基因(cellular oncogenes,C-onc):存在于动物细胞中的癌基因。
12、正常情况下主要在胚胎期表达,在出生后的个体内不表达或限量表达,主要功能是促进细胞的正常增殖和分化,又称原癌基因,被致癌因素激活时,可诱导细胞癌变。,病毒癌基因(virus oncogenes, V-onc):,抑癌基因(tumorsuppressor gene,TSG) 又称抗癌基因(anti-oncogene)、隐性癌基因(recessive oncogene),是正常细胞中存在的对原癌基因表达功能进行调节的基因,可抑制细胞生长并能潜在抑制癌变。它的失活或突变具有促进肿瘤生长的潜势。抑癌基因活性的下降(功能缺失突变)也可引起癌症的发生。,抑癌基因(tumorsuppressor gene,T
13、SG),含转录启动子,LTR,gag,pol,env,src,LTR,长末端重复序列,癌基因,正常的病毒基因,产生病毒表面糖蛋白,产生逆转录酶和整合酶,产生病毒 垮膜蛋白,产生p60src蛋白质,磷酸化蛋白。靶蛋白磷酸化,Rous于1910年首先发现鸡肉瘤病毒(后称劳斯肉瘤病毒RSV),1966 诺贝尔奖,9.3 癌基因致癌的分子机制,病毒癌基因,含转录启动子 LTR gag pol env,纵向传播:原病毒随细胞分裂传递横向传播:原病毒转录表达(参与癌症的发生),纵向传播:原病毒随细胞分裂传递,原癌基因致癌的分子机制,有时原癌基因中一个核苷酸的突变会使基因表达异常的蛋白产物,从而使细胞向恶性
14、转化。例如:膀胱癌EJ株C-Ha-ras基因外显子12密码子的突变,基因点突变,原癌基因致癌的分子机制有时原癌基因中一个核苷酸的突变会使基因,基因扩增,蛋白质结构未变化,但总量大大提高,基因在细胞中拷贝数增加,从而使可用的转录模板数大大增加。,基因扩增蛋白质结构未变化,但总量大大提高基因扩增 原癌基因基,染色体易位或重排,慢性粒细胞白血症(Chronic myeloid leukaemia,CML) is characterised bythe t(9;22)(q34;q11) reciprocal translocation,染色体易位或重排慢性粒细胞白血症(Chronic myelo,病毒
15、启动子插入,病毒启动子插入,基因间相互作用,肿瘤细胞中常常不是由一种C-onc表达异常,有时需几种C-onc发生改变,产生协同作用方可奏效,基因间相互作用 肿瘤细胞中常常不是由一种C-onc表达异,正常情况下这两类信号保持着动态平衡,十分精确地调控细胞增殖和成熟。70年代中期,毕晓普和瓦慕斯发现动物正常细胞中本来存在癌基因(原癌基因);它的失活或突变具有促进肿瘤生长的潜势。Oncogenes(癌基因)基因在细胞中拷贝数增加,从而使可用的转录模板数大大增加。C:异常睾丸和正常睾丸的直观比较)Rous于1910年首先发现鸡肉瘤病毒(后称劳斯肉瘤病毒RSV)Loss of both copiesBe
16、nign tumors arise with great frequency but pose little risk because they are localized and small正向调控信号:主要是起促进细胞生长和增殖,并且阻止其发生终末化倾向,癌基因起着这方面的作用。守门基因(gatekeeper gene)是指在细胞恶性转化过程中与癌基因启动相关的基因。Tumour suppressor genes(肿瘤抑制基因)Recruitment of cross-primed effector cytotoxic T lymphocytes into non-lymphoid tis
17、sues.恶性肿瘤细胞在生物学研究中的应用正常情况下这两类信号保持着动态平衡,十分精确地调控细胞增殖和成熟。RB1 - retinoblastoma susceptibility gene守门基因(gatekeeper gene)是指在细胞恶性转化过程中与癌基因启动相关的基因。Chemokine-mediated regulation of cross-priming is illustrated.肿瘤有良性、恶性之分。借助交叉递呈机制,APC可以主动摄取病毒蛋白或肿瘤抗原,并通过MHC类分子将抗原呈递给CD8+T细胞,从而产生有效的CTL应答,达到清除靶细胞的目的。,正常细胞的基因,具有相对
18、稳定的甲基化类型,特别是原癌基因的甲基化可使其难以表达。,原癌基因甲基化水平降低,正常情况下这两类信号保持着动态平衡,十分精确地调控细胞增殖和,Examples of Oncogenes,RAS - activated in many cancers (colon)c-MYC over-expressed in colon cancer(amplified in lung, rearranged in lymphoma)RET - MEN 2aMET - hereditary papillary renal cancerCDK4 - familial melanomaBCR/ABL - chr
19、onic myelogenic leukaemiaBCL2 - follicular lymphoma,Examples of OncogenesRAS - act,9.4 抑癌基因的作用及其致癌机制,抑癌基因在染色体中起稳定性作用;参与细胞分化以控制肿瘤形成,细胞的终末 分化可抑制细胞分裂;参与衰老过程,诱导细胞程序性死亡;通过调控细胞周期,调节细胞增殖。,正常情况下抑癌基因的作用:,抑癌作用通过抑瘤基因表达“抑癌蛋白”实现,9.4 抑癌基因的作用及其致癌机制正常情况下抑癌基因的作用:,抑癌基因改变的分子基础,错配修复基因缺陷,抑癌基因改变的分子基础错配修复基因缺陷,守门基因和看护基因的突变
20、失活,守门基因(gatekeeper gene)是指在细胞恶性转化过程中与癌基因启动相关的基因。 看护基因(caretaker,gene)是指保持细胞基因组稳定性,而与细胞恶性转化过程中癌基因的启动不直接相关的基因。,守门基因和看护基因的突变失活 守门基因(gatekee,Genetic Control of Neoplastic Initiation and Promotion,Gatekeeper genesCaretaker genes,Genetic Control of Neoplastic,Examples of tumour suppressor genes includeRB1
21、 - retinoblastoma susceptibility gene WT1 - Wilms tumour gene NF1 - neurofibromatosis type 1 gene NF2 - neurofibromatosis type 2 gene DCC - involved in colorectal cancer BRCA1, BRCA2 - involved in breast cancer,Examples of tumour suppressor,Today we will look at these tumour suppressor genes:Rb (视网膜
22、母细胞瘤)p53APC (腺瘤样结肠息肉),Today we will look at these tu,恶性肿瘤的分子生物学课件,Knudsons “Two-Hit” Model for Retinoblastoma,Normal 2 intact copies,Predisposed 1 intact copy1 mutation,Affected Loss of both copies,Knudsons “Two-Hit” Model for,A:GA0组睾丸正常(如箭头所示);70年代中期,毕晓普和瓦慕斯发现动物正常细胞中本来存在癌基因(原癌基因);Gatekeeper genes抑癌
23、基因(tumorsuppressor gene,TSG)它的失活或突变具有促进肿瘤生长的潜势。是机体在各种致瘤因素作用下,局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控,导致克隆性异常增生而形成的新生物Mutation in tumour suppressor genes = brakes dont work, or there is an accumulations of mutations (DNA repair enzymes)是指能导致细胞恶性转化的核酸片段。Second, when specific CD4+ T helper (TH) cells detect microbial
24、 (or self) antigen on non-cross-presenting tissue DCs, ligands for CC-chemokine receptor 5 (CCR5) or CXC-chemokine receptor 3 (CXCR3) are produced that recruit CTLs into the infected tissue.抑癌基因在染色体中起稳定性作用;正向调控信号:主要是起促进细胞生长和增殖,并且阻止其发生终末化倾向,癌基因起着这方面的作用。它的失活或突变具有促进肿瘤生长的潜势。B:GAe组雏鸡接种MDV GA株后40天,睾丸形成明显肿
25、瘤(如箭头所示);PROTO-ONCOGENES近来发现细胞中有抑制肿瘤发生的抑瘤基因。基因在细胞中拷贝数增加,从而使可用的转录模板数大大增加。恶性肿瘤细胞在生物学研究中的应用Benign tumors arise with great frequency but pose little risk because they are localized and small除了侵占正常细胞所占的空间外,还发生扩散和转移,形成新的病灶。In this figure, dashed arrows indicate antigen routing for crosspresentation.,p53 f
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