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暨南大学生物化学讲义-第二十一章 癌基因、抑癌基因与生长因子(2)

暨南大学 /2011-11-25

    由上可见,某些癌基因所表达的蛋白质未必都具有转化活性,因此不能认为所有的

癌基因都具有致癌活性。“癌基因”的命名显然是不全面的,有必要对“癌基因”这一

定义加以修正。目前认为广义的“癌基因”应当是:凡能编码生长因子、生长因子受

体、细胞内生长信息传递分子,以及与生长有关的转录调节因子的基因均应归属癌基因

的范畴,这一修正大大拓宽了最初提出的癌基因的概念。但基于研究历史的原因,“癌

基因”名称一直被沿用。

                        三、癌基因活化的机制

    正常情况下,细胞原癌基因处于相对静止状态,对机体并不构成威胁。相反,它们

还具有一定的生理功能,特别是在胚胎发育时期或组织再生的情况下。然而,在某些条

件下,如病毒感染、化学致癌物或辐射作用等,它们可相继激活,其被激活的方式主要

有以下四类。

    (-)获得启动于与增强子

    当逆转录病毒感染细胞后,病毒基因组所携带的长末端重复序列(LTR内含较强的

启动子和增强子)插入到细胞原癌基因附近或内部,可以启动下游邻近基因的转录和影

响附近结构基因的转录水平。从而使原癌基因过度表达或由不表达变为表达,导致细胞

发生癌变。如鸡白细胞增生病毒引起的淋巴瘤,就因为该病毒DNA序列整合到宿主正

常细胞的c-myc的基因附近,其LTR亦同时被整合,成为c-myc的启动子。这个强启动

基因可促使c-myc的表达比正常高30-100倍。

    (二)基因易位

    染色体易位在肿瘤组织中屡见不鲜,基因定位研究证明,在染色体易位的过程中发

生了某些基因的易位(translocation)和重排,使原来无活性的原癌基因移至某些强的启动

基因或增强子附近而被活化,因而原癌基因表达增强,导致肿瘤的发生。最受到普遍认

可的例子是在人Burkit淋巴瘤细胞中,位于8号染色体上的c-myc移到14号染色体免疫

球蛋白重链基因的调节区附近,与这区活性很高的启动子连接而受到活化。

    (三)原癌基因扩增

    原癌基因扩增(amplification)是原癌基因数量的增加或表达活性的增强,产生过量的

表达蛋白也会导致肿瘤的发生。如ras或c-myc,在某些肿瘤中常常表达蛋白质量升高几十甚至上千倍不等。

    (四)点突变

    原癌基因在射线或化学致癌剂作用下,可能发生单个碱基的替换——点突变(point mutation),从而改变了表达蛋白的氨基酸组成,造成蛋白质结构的变异。如ras族的癌

基因,在正常细胞H-ras中的GGC,在肿瘤细胞中突变为GTC,由此酿成编码的P21蛋

白第12位氨基酸由正常细胞的甘氨酸变为肿瘤细胞的缬氨酸。

    不同的癌基因在不同的情况下可通过不同的途径被激活,其结果可以是①出现新的

表达产物,即原来不表达的基因开始表达,或不该在这个时期表达的基因进行表达;②

出现过量的正常表达产物;③出现异常、截短的表达产物。以上异常情况,在肿瘤细胞

中可以出现一种或二种以上的组合。

                      四、原癌基因的产物与功能

    目前已知的癌基因编码的蛋白与细胞生长调控的许多因子有关,这些因子参与细胞

生长、增殖、分化途径各个环节的调控。为了便于叙述,将癌基因表达产物按其在细胞

信号传递系统中的作用(详见第十五章)分成以下四类。

    (-)细胞外的生长因子

    细胞外信号包括:生长因子、激素、神经递质、药物等,它们作用于细胞膜上的受

体系统或直接被传递至细胞内,再通过多种蛋白激酶活化,对转录因子进化磷酸化修

饰,引发一系列基因的转录激活(参见第十五章)。Sis基因正是通过这种途径起作用的,

已知v-sis基因和人C-sis基因编码的P28蛋白和血小板源生长因子(PDGF)的β链同源,

当sis基因表达产物与PDGF一样形成二聚体后,作用于PDGF受体,使细胞膜内的磷脂

酰肌醇在相应激酶催化下,生成磷脂酸肌醇一4,5一双磷酸(PIP2),后者在磷脂酶C作用下水解生成甘油二酯(DG)及三磷酸肌醇(IP3)并激活蛋白激酶C,使受体细胞发生转化,同时还能刺激细胞内受体合成(图21-3)。说明sis基因和PDGF相关,功能也十分相似。此外,C-sis表达蛋白P28和PDGF一样能促进血管的生长。目前已知与恶性肿瘤发生有关的生长因子有:PDGF、表皮生长因子(EGF)、转化生长因子-2(TGF-2)、成纤维细胞生长因子(FGF)、类胰岛素生长因子1(IGFI)等。这些因子的过度表达,势必连续不断作用于相应的受体细胞,造成大量生长信号的持续输入,从而使细胞增殖失控。

    (二)跨膜的生长因子受体

    另一类原癌基因的产物为跨膜受体,它能接受细胞外的生长信号并将其传人胞内

(图21-3)。跨膜生长因子受体有胞质结构区域,并具有酪氨酸特异的蛋白激酶活性。许

多原癌基因的产物同样具有该酶活性,例如 c-src、 c-abl等。另一些癌基因(c-mos和raf)

所编码的激酶不是在酪氨酸上磷酸化,而是使丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化。通过这种磷酸化作用,使其结构发生改变,增加激酶对底物的活性,加速生长信号在胞内的传递。

    (三)细胞内信号传导体

    生长信号到达胞内后,借助一系列胞内信息传递体系,将接受到的生长信号由胞内

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