癌基因

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癌基因是指人类或其他动物细胞（以及致癌病毒）固有的一类基因。又称转化基因，它们一旦活化便能促使人或动物的正常细胞发生癌变。

目录

定义

癌基因是英文oncogene的译名，onco源于 希腊字onkos，意思是 肿瘤。顾名思义， 癌基因是一类会引起 细胞癌变的基因。其实， 原癌基因有其正常的生物学功能，主要是刺激细胞正常的生长，以满足细胞更新的要求。只是当 原癌基因发生突变后，才会在没有接收到生长信号的情况下仍然不断地促使细胞生长或使细胞免于死亡，最后导致 细胞癌变。科学界研究发现，血硒水平的高低与癌的发生息息相关。大量的调查资料说明，一个地区食物和土壤中 硒含量的高低与癌症的发病率有直接关系。目前癌症治疗中使用硒辅助治疗十分普遍。常用的补硒制剂有新稀宝、硒维康等。

分类

癌基因可以分成两大类：一类是 病毒癌基因，指 反转录病毒的基因组里带有可使受病毒感染的 宿主细胞发生 癌变的基因，简写成V-OnC；另一类是 细胞癌基因，简写成c—onc，又称 原癌基因（proto-oncogene），这是指正常细胞基因组中，一旦发生突变或被异常激活后可使细胞发生恶性转化的基因。换言之，在每一个正常细胞基因组里都带有 原癌基因，但它不出现致癌活性，只是在发生突变或被异常激活后才变成具有致癌能力的癌基因。 癌基因有时又被称为 转化基因（transforming gene），因为已活化的癌基因或是从 肿瘤细胞里分离出来的癌基因，可将已建株的NIH3T3小鼠成 纤维细胞或其他 体外培养的哺乳类细胞，转化成为具有 癌变特征的肿瘤细胞。 癌基因的形成是反映一种功能的获得（gain of function），即细胞的 原癌基因被不适当地激活后，会造成蛋白质产物的结构改变，原癌基因出现组成型激活，以及过量表达或不能在适当的时刻关闭基因的表达等。目前已识别的 原癌基因有100多个。

研究现状

对于 癌基因的研究目前尚存在争议，抱乐观态度的人认为这是 肿瘤研究中的重要突破。 癌基因的分离成功不仅有助于阐明 癌变的机理，而且有重要的实用价值。在理论上，它说明 化学致癌物和致癌病毒引起癌的根本原因可能在于激活了细胞中内在的 原癌基因。在实用意义上，由于 癌基因的激活使细胞合成相应的、特异的转化蛋白，后者有可能被用于诊断。而且如果能抑制 癌基因的激活或使转化蛋白失活，那么将有可能提供癌治疗的新途径。持保留态度的人则认为 癌变是一个多阶段的过程，把它看作只需要一个 癌基因的激活的结果似乎是过于简单化了。尤其是在正常细胞中 癌基因也并不是完全不表达的。这一现象的发现使问题更为复杂化。迄今为止，已分离的 癌基因多与致癌的 RNA病毒有关，而且都是依据它们对小鼠成 纤维细胞转化受体系统的致癌活性来判定的。因此还可以怀疑这种系统的局限性，可能某些 癌基因用现有的手段尚无法检出。

功能

但是，使 细胞癌变并不是 细胞癌基因的惟一功能。在正常细胞中， 原癌基因并不是完全没有活性的，原癌基因的蛋白质产物参与正常细胞的生长、分化和增殖。因此，确切地说， 细胞癌基因是具有正常的生理功能，只是在一定条件下才会引起 细胞癌变的一类基因。此外，很多 癌基因在进化上是相当保守的，如c—ras基因在 酵母、果蝇、小鼠和人的正常基因组均有存在，这也是 癌基因具有正常功能的一个有力佐证。

癌基因

常见癌基因的染色体定位 由 原癌基因被启动成为癌基因的机制包括DNA重排（rearrangement），基因扩增（amplification），点突变（point mutation）等。究竟需要多少个 肿瘤基因参与才能导致细胞恶性变，尚未完全清楚。至于恶性 肿瘤形成后，哪些基因产物与恶性 肿瘤的演进过程有关，更不太清楚。关于常见肿瘤基因的 染色体定位见下表。

常见 癌基因的 染色体定位

染色体号数 癌基因 染色体号数 癌基因 1 L—myc N—ras ski 12 K—ras—2 int—1 2 N—myc 13 　　 3 　　 14 fos 4 　　 15 fes 5 Fms 16 　　 6 K—ras—1 myb 17 erbA—1 erbB—2 7 erbB—1 18 bcl—2 8 mos myc 19 　　 9 Abl 20 　　 10 　　 21 　　 11 H—ras—1 bel Int—2 22 Sis 常见癌基因家族 一src家族

它们都含有相似的基因编码结构，产物具有使酪氨酸磷酸化的 蛋白激酶活性，定位于胞膜内面或跨膜分布。

二ras家族

家族成员基因序列差异大，但所编码的蛋白质是P21，位于 细胞质膜内面，P21可与GTP结合，有GTP酶活性，并参与cAMP水平的调节。

三myc家族

编码核内DNA结合蛋白，有直接调节其他 基因转录的作用。

四sis家族

只有 sis基因一个成员，编码P28，与人血小板源生长因子结构类似，刺激 间叶组织 细胞分裂增殖。

五 myb家族

编码 核蛋白，能与DNA结合，为核内的一种转录因子。

活化机制

一获得启动子与 增强子。当逆转录病毒的 长末端重复序列（含 强启动子和 增强子）插入 原癌基因附近或内部时，启动下游基因的转录，导致 癌变。

二 基因易位— 染色体易位重排，导致原来无活性的 原癌基因移至强启动子或 增强子附近而活化。

三 原癌基因扩增

原癌因扩增是 原癌基因数量的增加或表达活性的增加，产生过量的表达蛋白也会导致 肿瘤的发生。

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，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。

产物与功能

原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、分化途径上环节的调控。将 癌基因表达产物按其在细胞信号传递系统中的作用分成以下四类：

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，对转录因子进行磷酸化修饰，引发一系列基因的转录激活。例如，sis基因编码产物

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入胞内。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。例如C-Src、C-abl另一些 癌基因所编码的 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。

促进细胞生长 细胞内 信号传导体生长信号到达细胞后，借助一系列胞内信息传递体系，将接受的生长信号由胞内传至核内，促进 细胞生长。胞内信号传递体系成员多是 原癌基因的成员，或通过这些 基因产物的作用影响 第二信使。例如，非受体酪氨酸激酶 （c-crl、c-bal等），丝/苏氨酸激酶（c-ras，c-mas），ras蛋白（H-ras、K-ras和N-ras等）及 磷脂酶（crk产物）。

核内转录因子 已知某些 癌基因表达蛋白（如myc、fas等）定位于 细胞核内，它们能与靶基因的调控元件结合直接调节转录活性起 转录因子作用。这些蛋白通常在细胞受到生长因子刺激时迅速表达，促进细胞的生长与分裂过程。c-fos是一种即刻早期反应（立早）基因。在生长因子、 佛波酯、神经递质等作用下，c-fos能即刻、 短暂表达，作为传递信息的 第三信使。

抑癌基因

抑癌基因或 肿瘤抑制基因（tumor suppressor gene）又称抗癌基因（anti-onco—gene），是指能够抑制 细胞癌基因活性的一类基因，其功能是抑制 细胞周期，阻止细胞数目增多以及促使细胞死亡。通常是一对 等位基因均告缺失或都因突变而失去活性时，细胞发生 癌变，此时缺失或突变的基因一般就是 抑癌基因。因此， 抑癌基因反映了基因的功能丢失（loSS of function）。 抑癌基因原先有对 细胞分裂周期或细胞生长设置限制的功能，当抑癌基因的一对 等位基因都缺失或都失去活性时，这种限制功能也就随之丢失，于是出现了 细胞癌变。 抑癌基因与癌基因之间的区别在于癌基因只要有一个 等位基因发生突变时就可引起 癌变，而抑癌基因只要有一个等位基因是 野生型时，就可抑制癌变。目前已发现的 抑癌基因有10多种。例如，P53基因是于1979年发现的第一个 肿瘤抑制基因，开始时被认为是一种 癌基因，因为它能加快 细胞分裂的周期，以后的研究发现只有在pJ3的失活或突变时才会导致细胞 癌变，才认识到它是一个 肿瘤抑制基因。

（一）视网膜母细瘤基因（Rb基因）

Rb 基因是最早发现的 肿瘤抑制基因，最早发现于儿童的视网膜母细胞瘤，因此称为Rb基因。当Rb基因一旦丧失功能或先天性缺乏，视网膜母细胞则出现异常增殖，形成视网膜母细胞瘤。Rb 基因失活还见于多种 肿瘤，具有一定的广泛性。Rb基因比较大，编码蛋白质为P105，定位于核内，有 磷酸化和非磷酸化两种形式，非磷酸化形式称活性型，能促进细胞分化，抑制 细胞增殖。Rb基因对肿瘤的 抑制作用与 转录因子（E－2F）有关。E-2F是一类激活转录作用的活性蛋白，在G 0、G 1期，低 磷酸化型的Rb蛋白与E－2F结合成复合物，使E－2F处于非活化状态；在S期，Rb蛋白被磷酸化而与E－2F解离，结合状态的E-2F变成游离状态，细胞立即进入增殖阶段。当Rb基因发生缺失或突变，丧失结合、抑制E-2F的能力，于是 细胞增殖活跃，导致 肿瘤发生。

二P53 基因 野生型 P53蛋白在维持细胞正常生长、抑制恶性增殖中起着重要作用，P53基因时刻监控着基因的完整性，一旦细胞DNA遭到 损害，P53蛋白与相应基因的DNA部位结合，起特殊 转录因子作用，活化P21 基因转录，使细胞停滞于G 1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蛋白即启动程序性死亡过程诱导细胞自杀，阻止有 癌变倾向突变细胞的生成，从而防止细胞恶变。

当P53发生突变后，不单失去野生型P53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。

来源

就 癌基因的来源分为两类，一类是 细胞癌基因（cellular oncogene，c-onc），由细胞 原癌基因突变而来；另一类是 病毒癌基因（viral oncogene，v-onc）。大约已经鉴定了100多种不同的 癌基因，它们中的大多数属于 RNA肿瘤病毒基因组中的癌基因。

近年研究表明，许多致癌病毒中的 癌基因不仅与致癌密切相关，而且与正常细胞中的某些DNA顺序同源，从而推测 病毒癌基因起源于细胞的 原癌基因。首先是古代的 反转录 RNA病毒感染 宿主细胞后将病毒RNA反转录成双链的DNA，然后在宿主 染色体的 原癌基因旁整合。在病毒成熟前，病毒DNA要转录成RNA，但将 原癌基因也一起转录下来；后经过突变，使原癌基因突变成癌基因，成为病毒RNA的一部分被包装进入病毒的蛋白质外壳内。

致癌基因

概述 近日， 美国卫生和福利部（HHS）在最新发布的第Ⅺ版《 致癌物报告》中增加了17种新的致癌物质，致使该名单中的致癌物总数达到246种。在新版《 致癌物报告》名单中，首次被列入的病毒包括：乙肝病毒、丙肝病毒和导致常见性传播疾病的 人乳头瘤病毒；其次被列入的其他致癌物还包括：铅及其化合物、X 射线、烤肉含有的某些化合物和用于纺织品染料、涂料和墨水中的一些物质。

新版《 致癌物报告》列有两类致癌物：一类为已知的 人类致癌物，有58种；另一类为可能的人类致癌物质，有188种。

6种新增的已知致癌物 在6种新增加的已知 致癌物中，HBV（乙肝病毒）和 HCV（丙肝病毒）是造成急性或慢性肝炎的病原体。它们被列为已知 致癌物的原因是，人体研究证实， 慢性乙型肝炎和丙型肝炎感染可导致 肝癌发生。

人乳头瘤病毒（HPVs）是导致生殖系统黏膜感染的性传播病毒。这些生殖道黏膜型HPVs的某些病毒被列入 致癌物名单的主要原因是，人体研究显示，这些病毒可造成女性宫颈癌发生。

X 射线和γ射线被列入已知 致癌物名单是因为研究证实，人体暴露于这些射线可导致白血病、甲状腺癌、 乳腺癌和肺癌的发生，且发生癌症的风险取决于暴露电离辐射时的年龄。研究表明，儿童期暴露于 射线与白血病和甲状腺癌的发病风险增加关联；生殖期暴露可增加 乳腺癌风险，晚年期暴露可增加肺癌风险。此外，暴露于X 射线和γ射线还可导致唾液腺、 胃、 结肠、膀胱、 卵巢、 中枢神经系统和皮肤癌症的发生。

中子为已知的 致癌物因子，可造成与X 射线和γ射线同样的遗传 损害，进而导致癌症。通常，人体的 中子辐射暴露主要来源于地球大气层的宇宙辐射。

种新增的可能致癌物

在11种新增加的可能的 致癌物中，作为工业上多种 化合反应的添加剂---萘同时还常作为防蛀剂和除臭剂的配料使用。研究发现，大鼠吸入萘后可造成罕见的鼻腔 肿瘤和雌性的良性肺部肿瘤。

2－ 氨基－3，4－二 甲基 咪唑[4，5－f] 喹啉、2－氨基－3，8－二甲基咪唑[4，5－f] 喹喔啉和2－氨基－1－甲基－6－苯咪唑[4，5－b]吡啶是高温烹饪肉蛋食品时产生的 杂环胺化合物。这些化合物也可在香烟的烟雾中检出。报告指出，研究结果显示，口服含这些化合物的动物可致胃、 结肠、肝、口腔、乳腺、皮肤等多种器官 癌变。多项人体研究提示， 乳腺癌和结、 直肠癌的发病风险增加与食用可能含有这些或其他类似化合物的烤炸食品有关。

铅可用于制造铅－酸型电池、 弹药和电缆覆盖物；铅化合物亦可用于涂料、玻璃、陶器、燃料添加物和化妆品中。报告指出，人体暴露于铅或铅化合物与肺癌和胃癌的发病风险略有增加关联；动物实验结果显示，铅暴露可导致肾癌、 脑癌或 肺癌。

硫酸钴是电镀加工用化学物质，如用作陶器上色剂和墨水及涂料的干燥剂。动物实验研究显示，动物吸入 硫酸钴后可诱发肾上腺 肿瘤和肺部肿瘤。

重氮氨基苯是颜料生产中的一种化学添加剂，同时亦可促进天然橡胶粘附钢铁。该物质被列入的证据是，实验动物代谢的已知 致癌物苯，可造成实验动物的遗传性 损害。

氨基苯是主要用于化工生产的化合物，被列入的原因主要是，体外动物实验研究显示，动物吸入该物质后可导致癌症发生。

此外，作为纺织工业染料还原剂的1－ 氨基－2，4－二溴 蒽醌、染料制备中的添加剂4，4’－硫二苯胺和作为特殊燃料及制药业和农业生产的化学物质的氮化甲烷，被列入的原因均为，体外动物实验研究表明，它们可导致癌瘤。