畜禽細(xì)胞中原癌基因表達(dá)及其調(diào)控機(jī)制初探

焦萬洪李 莉

(1.四川省攀枝花市鹽邊縣農(nóng)牧局畜牧站,四川鹽邊 617100；2.四川省攀枝花市鹽邊縣桐子林鎮(zhèn)畜牧獸醫(yī)站,四川鹽邊 617100)

畜禽細(xì)胞中原癌基因表達(dá)及其調(diào)控機(jī)制初探

焦萬洪1李 莉2

(1.四川省攀枝花市鹽邊縣農(nóng)牧局畜牧站,四川鹽邊 617100；2.四川省攀枝花市鹽邊縣桐子林鎮(zhèn)畜牧獸醫(yī)站,四川鹽邊 617100)

對腫瘤研究最突出的成就是癌基因的發(fā)現(xiàn)、染色體畸變與致癌基因表達(dá)互相關(guān)系的揭示、抑癌基因的發(fā)現(xiàn)；癌基因分為兩大類型，一是病毒癌基因，一是細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因。本文僅針對細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因，即存在于畜禽體中正常細(xì)胞中的原癌基因的突變產(chǎn)物，展開論述，表明畜禽腫瘤是畜禽體正常細(xì)胞中的原癌基因突變、DNA變化和不正?；顒訉?dǎo)致的。

原癌基因 表達(dá) 調(diào)控 初探

1 常見腫瘤

放射性物質(zhì)、烷化劑，煤焦油苯吡、二苯蒽、甲基膽蒽，二甲基氮基偶氮苯、乙萘胺、亞硝胺鹽、黃曲霉毒素等僅通過某種激活機(jī)制改變了細(xì)胞內(nèi)原有的遺傳信息，使基因發(fā)生突變，致使細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化而變成癌細(xì)胞。畜禽常見的腫瘤有母豬乳房附近發(fā)生的纖維瘤、豬牛馬的脂肪瘤、青毛老馬的惡性黑色毒瘤、野兔的乳頭狀瘤。

2 原癌基因（細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因）產(chǎn)物及其分類

根據(jù)原癌基因產(chǎn)物在細(xì)胞中的位置，可將原癌基因產(chǎn)物分為三類：

（1）與膜結(jié)合的蛋白，主要有erbB、neu、fins、mas、Src基因產(chǎn)物；

（2）可溶性蛋白，包括mos、sis和fps基因產(chǎn)物；

（3）是核蛋白，包括myc、ets、jun和myb等。

又根據(jù)這些蛋白的功能將其分為6類，即蛋白激酶類、生長因子類、生長因子受體類、GTP結(jié)合蛋白類、核蛋白類和功能未知類。原癌基因產(chǎn)物的共同特征是它們都能夠誘發(fā)一系列與細(xì)胞生長分化有關(guān)的基因表達(dá)，從而改變細(xì)胞的表型。

3 原癌基因表達(dá)調(diào)控

原癌基因在正常細(xì)胞中通常以單拷貝形式存在，一般根本不表達(dá)，若原癌基因發(fā)生了點(diǎn)突變、重排、缺失、擴(kuò)增，改變了轉(zhuǎn)錄活性，就會進(jìn)行低水平表達(dá)。

3.1 點(diǎn)突變

雖然原癌基因活化導(dǎo)致癌變的原因多種多樣，但點(diǎn)突變是最常見的機(jī)制。在ras基因家族中，存在著許多原癌基因發(fā)生點(diǎn)突變的實(shí)例。Ha—ras和Ki—ras基因最初是從小鼠肉瘤病毒中分離出來的。研究發(fā)現(xiàn)，ras基因編碼了一個(gè)相對分子質(zhì)量為2.1×104癌蛋白（P21）。肺癌細(xì)胞系Hs242的轉(zhuǎn)化基因與Ha—ras高度相似，在Hs242的轉(zhuǎn)化基因中導(dǎo)致轉(zhuǎn)化活性的遺傳損傷是第二個(gè)外顯子中引起p21蛋白第61位谷氨酰胺被亮氨酸所替代的一個(gè)點(diǎn)突變。

3.2 基因重排

在畜禽腫瘤細(xì)胞中存在染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常現(xiàn)象，表明存在原癌基因重排，現(xiàn)已查明基因重排包括原癌基因之間及原癌基因與非原癌基因之間的重排。重排后基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)可不受影響，也可能發(fā)生改變。在Burkitt淋巴瘤中，Ig基因與c-myc之間發(fā)生重排。正常情況下，c-myc定位于8q24，免疫球蛋白重鏈基因( IgH)定位于14q32，輕鏈λ基因（Igλ）定位于22q12，輕鏈κ基因（Igκ）定位于2p11。重排時(shí)，c-myc從其上游區(qū)到第2外顯子的區(qū)域內(nèi)斷裂，易位至IgH、Igκ或Igλ的位點(diǎn)，使Ig基因與c-myc相連在一起，Ig基因5′端的啟動子發(fā)揮作用，使原來不表達(dá)的c-myc大量表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控，發(fā)生癌變。

3.3 缺失

很多原癌基因5′上游區(qū)存在負(fù)調(diào)控序列，一旦該序列發(fā)生缺失或突變，就喪失抑制基因表達(dá)調(diào)控的能力。如Burkitt淋巴瘤中c-myc可因負(fù)調(diào)控序列的缺失或LTR插入破壞其結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)表達(dá)。

3.4 基因擴(kuò)增

使每個(gè)細(xì)胞中基因拷貝數(shù)增加，從而直接增加可用的轉(zhuǎn)錄模板數(shù)以增加基因表達(dá)。某些正常細(xì)胞在生長、發(fā)育過程中需要大量相關(guān)蛋白，可通過基因擴(kuò)增的方式來達(dá)到增加表達(dá)量的效果。在腫瘤細(xì)胞中，DNA擴(kuò)增事件的發(fā)生頻率至少比在正常細(xì)胞中高上千倍。一旦發(fā)生基因擴(kuò)增，腫瘤細(xì)胞就獲得了選擇性生長優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)證明，癌基因常常是腫瘤細(xì)胞中DNA擴(kuò)增的靶位點(diǎn)。

4 細(xì)胞周期控制系統(tǒng)

4.1 細(xì)胞周期控制系統(tǒng)出錯(cuò)導(dǎo)致癌瘤

細(xì)胞周期控制系統(tǒng)由細(xì)胞周期素（cyclin）細(xì)胞周期素依賴激酶（cdk，cyclin-dependent kinase）和cdk抑制因子（CDI，cdk inhibitor）三大類蛋白家族所組成。cyclin與cdk以cyclin-cdk復(fù)合物的形式發(fā)揮作用，cyclin稱調(diào)節(jié)亞單位，cdk稱催化亞單位。cdk調(diào)節(jié)細(xì)胞周期下游過程絲/蘇氨酸（Ser/Thr）蛋白的磷酸化，而cyclin專門結(jié)合cdk，控制cdk對蛋白磷酸化作用的能力。CDI能競爭性地與cdk結(jié)合，抑制其活性。細(xì)胞外信號，包括生長因子、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、藥物、癌基因及抑癌基因產(chǎn)物等均可影響細(xì)胞周期的運(yùn)行機(jī)制，細(xì)胞周期失控地超常運(yùn)行將導(dǎo)致癌瘤；而停止不前則常是細(xì)胞衰老、凋亡的前奏。

4.2 細(xì)胞周期失控地超常運(yùn)行將導(dǎo)致癌瘤

Rb的作用是與細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合并使其失活，E2F原與抑癌基因Rb蛋白結(jié)合時(shí)處于失活狀態(tài)，當(dāng)cyclinA與cdk2結(jié)合而活化時(shí)，可使Rb蛋白磷酸化，E2F不能再與磷酸化的Rb結(jié)合，游離的E2F顯活性，可促使與DNA合成有關(guān)的基因獲得表達(dá)，促進(jìn)DNA合成。當(dāng)細(xì)胞周期自S期進(jìn)入G2期時(shí)，開始有cyclinB的表達(dá)，并進(jìn)入核內(nèi)，與cdk1（cdc2）結(jié)合而激活之。

細(xì)胞周期超?？焖龠M(jìn)行，或在DNA復(fù)制不完全或有損傷時(shí)仍繼續(xù)進(jìn)行，將導(dǎo)致癌變。原癌基因突變或被激活變成癌基因，有的原癌基因本身就是細(xì)胞周期蛋白的成員，如原癌基因PRADI就是cyclinD1。有的原癌基因產(chǎn)物可直接誘導(dǎo)cyclin的表達(dá)。有的原癌基因產(chǎn)物系cdk、cyclin激酶的底物，或本身具有酪氨酸蛋白激酶活性。如c—abl及c—src均是cdkl—cyclinB的底物，當(dāng)c—abl被磷酸化后，即失去與DNA結(jié)合的功能。

P53是一個(gè)抑癌基因，在星形細(xì)胞癌、乳腺癌、肺癌、腸癌及肉骨瘤中都有高頻率缺失。從癌細(xì)胞中得到的P53基因，其保守序列區(qū)有單一位點(diǎn)，推測可能由于這一突變導(dǎo)致P53基因產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與功能的改變，失去抑癌活性。

總之，細(xì)胞的癌變絕非是單一因素引起的，它可能是顯性的癌基因與隱性的抑癌基因經(jīng)過多階段的協(xié)同作用而形成的。一般說來，在一種腫瘤發(fā)生過程中起主要作用的幾乎不可能是兩種以上的癌基因，但很可能涉及到兩個(gè)以上抑癌基因的突變。