[基礎醫學]第8章腫瘤遺傳學二-資料下載頁

　　

【正文】 iRNA不參與生物生長，是 RNAi的產物，原始作用是抑制轉座子活性和病毒感染。 111 miRNA與 siRNA的聯系： ? 長度均為 22nt左右 均為 Dicer的產物： 5＇端是磷酸基 3＇端是羥基 ? 均需 Argonaute家族蛋白的 ? 存在同為 RISC的組分 ? 二者進化關系上可能的兩種推論： siRNA是 miRNA的補充 . miRNA在進化過程中替代了 siRNA. 沉默機制有重疊 112 展望： 如果 miRNA基因 正如所發現的 miRNA一樣多，那么它很可能在生命活動中具有十分廣泛的調節功能，對基因表達、生長發育和行為等都具有十分深遠和復雜的效應。 當前我們所面臨的挑戰是： 這些 miRNA到底具有何種功能？ 它們是如何識別潛在的靶 mRNA的？ 這些 miRNA間相互調節作用的結果是什么？ 與腫瘤發生及治療中作用？ 113 ，miRNA 正常轉錄，加工 ，結合到靶mRNA 的互補位點，通過抑制蛋白翻譯或是改變mRNA 的穩定性來抑制基因表達。 最終的結果是，細胞生長、增殖、分化和死亡保持在一個正常的水平。 114 作用的 miRNA 表達下降或者缺失，導致腫瘤形成。 最后的結果可能導致過度增殖、侵入、凋亡的減少、不能正常分化或者去分化，引起腫瘤的形成。 115 C. 具有癌基因功能的miRNA 過表達也將導致腫瘤發生。 在異常組織或是不適當的發育階段這些miRNA 的表達增加， 可能導致其靶基因（抑癌基因）的表達下降，引起腫瘤形成。 miRNA 的表達增加，可能是由于 miRNA 基因的擴增，持續性的啟動子活性， miRNA 加工的效率增高，或是 miRNA 的穩定性提高。 116 ? 基于上述的諸多問題，尋找一種有效的方法來研究miRNA將是目前面臨的首要問題。那么，又將產生一系列問題： 如何分離 miRNA分子？ 如何尋找 miRNA分子作用的靶基因？ 如何研究 miRNA與靶 mRNA之間的關系？ ? 短短幾年內 miRNA研究的迅速突破，為人們提供了一種全新的認識基因和基因表達調節本質視角，同時也使人們開始注意 miRNA在疾病發生過程中所扮演角色。 ? 正如 Phillip Zamore 所說： 如果 miRNAs在進化的進程中如此高度保守而沒有任何實際功能的話，那真是大自然拿科研人員開涮，而且是一個殘酷的玩笑。 117 ※ 167。 表觀基因組學 /遺傳學 ? 在不影響 DNA序列的情況下對其修飾 ,不僅影響個體的發育而且可遺傳 . ? 如 :一卵雙生在同一環境中生 ,成年后表現出性格、健康等方面的差異 表觀遺傳。 ? 經典的遺傳物質 核酸儲存和傳遞遺傳信息（ DNARNA蛋白質）。 ? 表觀遺傳修飾也可記憶、遺傳，向傳統的 遺傳規律 /中心法則 提出挑戰。 118 DNA甲基化 表觀遺傳 ? DNA甲基化一般指構成 DNA的四個堿基之一的胞嘧啶（ C）發生異常，從而導致基因活性發生變化，即基因被 “ 打開 ” 或 “ 關閉 ” 。 ? 這種變化容易誘發癌癥等疾病。 ? 而科學家認為，大約一半的人類疾病可歸咎于基因，而另外一半則與非遺傳因素有密切聯系，其中表遺傳因素又占據非遺傳因素的一定比例。至于 DNA甲基化，它只是表遺傳因素中較重要的一種。 119 DNA甲基化僅限于 CpG雙核苷酸 （ 人 DNA約 3%胞嘧啶甲基化 ） ， CpG在胞嘧啶甲基轉移酶作用下 ， 加 CH3到胞嘧啶 5C原子上 ， 形成 5甲基胞嘧啶 ， 其化學上不穩定并易于脫氨基形成胸腺嘧啶 (T)。 ? 如：腫瘤組織中 DNA常有異常甲基化作用。 ? 甲基化 →→ 激活癌基因。 ? 另一方面， 可使 TSG 5′ 端啟動子調控區 CpG島異常甲基化，而抑制 mRNA轉錄作用，導致TSG 失活。 120 121 CpG島異常甲基化 122 DNA序列分析 123 167。167。 細胞凋亡 與腫瘤 ? 細胞凋亡在腫瘤和其它疾病中具有重要的意義。 ? 自 1972年 Kerr提出細胞凋亡這一概念后，目前在很多生物學領域進行廣泛的研究。 ? 80年代末期開始成為腫瘤病因學、病理學研究熱點，人們對細胞凋亡的認識逐漸深入，對細胞凋亡發生分子機理的了解越來越透徹。然而，也發現這一過程遠非原來想象的那樣簡單，而是包含了復雜的調控機制。 124 ? 盡管仍有許多問題甚至是關鍵的問題沒有搞清楚 ,但近幾年的研究在凋亡信號轉導途徑、細胞凋亡的生化反應機制以及細胞凋亡的基因調控等方面都取得了顯著的進展。 ? 近幾年來對細胞凋亡的最活躍領域包括： 細胞凋亡進程中重要的 執行者 Caspases。 與細胞凋亡進程密切相關的 線粒體 ；若干重要的細胞凋亡 調控基因 。 125 細胞凋亡的基本機制 ? 多細胞生物在凋亡過程中擁有相似的酶反應機制。美麗線蟲（ Caenorhabditis Elegans）長久以來一直作為研究細胞凋亡機制核心組分的一個良好的模型。 ? 研究發現了三個重要的基因： 促進凋亡的 CED3和 CED4 抑制細胞凋亡的 CED9. 126 ? CED3是一個蛋白酶，激活的 CED3可以水解靶蛋白從而使細胞死亡 . ? CED4+CED3→ 促進 CED3激活， ? CED9+CED4→ 阻止激活 CED3。 ? 正常情況下， CED9+CED4結合 CED3， CED3不激活狀態。 ? 細胞凋亡信號會引起 CED9在上述復合體上解離下來，激活 CED3并最終發生凋亡。 127 ? 脊椎動物則進化了一整套的基因家族： 1. 哺乳動物 Caspases與 CED3同源 ； 2. Apaf1基因 與 CED4同源； 3. 哺乳動物 Bcl2基因家族 與 CED9在結構和功能上相似，但分為促進和抑制亞群 。 128 細胞凋亡的信號轉導途徑 ? 細胞內、外的許多信號刺激可以誘導細胞發生凋亡，如相應配體結合死亡受體。如 Fas、TNFR等、紫外線照射和電離輻射、抗癌藥物、生長因子缺乏、過度表達某些特定的癌基因和抑癌基因等。盡管這些信號以及隨后的反應途徑多種多樣， 但現已公認，細胞凋亡后期的共同途徑是 Caspases的激活。 ? Caspasesare a family of cysteine proteases (半胱氨酸蛋白酶 ) that are key mediators of programmed cell death or apoptosis. 129 ? Caspases在細胞凋亡中的作用： ? Caspases與 CED3在序列和結構上同源，它們是一類進化上保守的半胱氨酸蛋白酶家族。功能上，激活的 Caspases可以水解包括細胞調節、細胞信號轉導、 DNA修復、組織平衡、細胞存活等環節中重要的蛋白，從而使細胞表現為凋亡特有的形態學及生化特征 : ? 細胞皺縮、斷裂，染色質聚集， DNA降解，以及隨后的凋亡細胞被吞噬細胞迅速地清除等。 130 線粒體在細胞凋亡中的重要性 ? 線粒體在促凋亡信號和 Caspases激活之間起著不可替代的作用。 ? 線粒體在細胞凋亡中的作用包括：釋放 Caspases激活因子如 Cytoc；喪失電子轉移功能并減少能量的產生；線粒體跨膜電位的消失以及與 BCL2蛋白家族促凋亡和抑制凋亡功能相關等方面。 ? 線粒體及 Cytoc在細胞凋亡中的中心地位雖然在不同信號誘導的細胞凋亡中不一定具有普遍意義，但線粒體作為細胞內死亡信號的感受者和放大者在細胞凋亡中的重要性是勿庸置疑的。 131 凋亡機制 132 重要的凋亡調控基因 ? Bcl2基因家族：新發現的成員使 Bcl2基因家族越來越龐大。 ? 包括： ? 抑制細胞凋亡的 Bcl BclxL、 A1/Bf1Bclw、 Nr1 Mcl1。 ? 促進細胞凋亡的 Bax、 Bik、 Bak、 Bad、 Bid、Hrk、 BclxS等。 ? 而更引人注目的 Bcl2家族蛋白作用的生化機制中與 Caspases和線粒體之間的密切關系。在細胞凋亡信號轉導中，不可能是簡單的一連串事件的組合。 ? 參與其中調控的其它基因還有很多，如Ceramide、 NFκB 等。 133 134 ? 凋亡機制的研究進展非常迅速，但仍有很多問題需要更進一步的了解。 ? 凋亡精確的生化機制及其不同的信號轉導途徑的調控；新的凋亡調控相關基因的發現；相關疾病如腫瘤中凋亡分子機制的異常；這些機制在疾病治療中的意義等等。 ? 因此，要想搞清凋亡的復雜而精致的調控網絡看來尚需時日。 135 綜上所述 : C癌變 癌基因激活 抑癌基因失活 突變 染色體重排 基因擴增 啟動子插入 突變 LOH DNA甲基化 癌基因 油門 比喻 端粒酶 油 抑癌基因 剎車 紊 亂 腫瘤發生 137 復習題 概念 原發性異、常繼發性異常、標記染色體（ marker chromosome） 、 腫瘤抑制基因（ TSG）、癌基因、微衛星不穩定（ MI）、端粒、端粒酶 敘述題 1）簡述腫瘤染色體異常機制 . 2）簡述 Knudson二次突變學說 . 3）簡述癌基因分類及癌基因激活機制 . 4）簡述抑癌基因存在的證據 /研究途徑 . 5）簡述 miRNA與 siRNA的異同？