已经认知有两类广义的基因,即癌基因和抑癌基因在肿瘤的诱导和发展中起了关键的作用,癌基因是指一类细胞基因能编码一些特定的蛋白质,如被单独或与其他基因转导入某一类型的细胞,会以显性形式诱导细胞发生肿瘤性转化,已确认的癌基因似乎都是由一类正常的细胞基因,称之为原癌基因演化而来的。这些正常细胞基因的产物参与了细胞生长调节。例如ras基因是一个原癌基因编码一个起细胞信号传导作用的蛋白质,而癌基因rasD则是ras经突变而成。ras基因编码的肿瘤蛋白,提供了过多的令细胞生长失控的信号。大部分原癌基因属动物生命的基本需要,在其进化过程中属高保守。由原癌基因被激活成为癌基因的机制包括:点突变、基因扩增和DNA重排等。癌基因按编码产物的功能和分布可分为4类:①蛋白质磷酸化激酶类,其大多数产物为酪氨酸专一的激酶。包括src、fpc、fcs、yes、ros、fgr、fms和abl等;②生长因子及生长因子受体,如sis、HER2/neu和ras等;③作为分裂信号效应蛋白的核蛋白,如myc、myb、fos和erbA等;④基因产物功能未明确的,如ets-1等。
抑癌基因是指一些特定的细胞基因,他们的表达抑制肿瘤的表型,并可对抗癌基因的作用,也称为抗癌基因。抗癌基因编码的蛋白质大部分位于细胞核内,在正常细胞中抑制其增殖。抑癌基因的突变或缺失可导致抑制蛋白产生缺如。由于这些基因抑制细胞增生,而非刺激细胞增殖,并且1个抑癌基因引起细胞恶性转化需要有2个等位基因失活,因此也将这类基因称为隐性肿瘤基因。虽然已被鉴定的抑癌基因数目不是太多,但估计它的实际数目可能与癌基因不相上下。
除了癌基因与抑癌基因之外,已经发现一类错配修复基因在肿瘤发生发展中的作用。正常情况下,DNA的双螺旋结构是4个碱基A、T、G、C之间的氢链互补配对而维系的。当种种原因使DNA之间的碱基互补配对发生了错误,即导致了DNA的错配。为了维持DNA复制的精确性,需要对错配的碱基进行修复,发挥这种用的基因即错配修复基因。到目前为止至少有5种错配修复基因与人类肿瘤的发生与发展有关,包括MSH2、MLH1、PMS1、PMS2和MSH6。错配修复基因的突变会产生缺陷的蛋白,而不能发挥错配修复功能,造成DNA的不稳定性,从而引起包括癌基因和抑癌基因等一系列改变。当突变累积到一定程度,就会导致细胞的恶性转化,发生多种肿瘤。
微型核糖核酸(microRNA)是一类最近几年才被发现的对细胞和人体功能有重大影响的非编码蛋白质的核糖核酸(RNA)。大多数miRNA位于编码蛋白的转录本内含子区域。miRNA的长度只有21~25个核苷酸,但是可以影响基因的表现。估计人体内的miRNA的种数大概有上千种,1个基因可以受到多个miRNA的调节,而1个miRNA可以调节多至数百个靶基因的表达,人体内约有1/3的基因与miRNA有互动作用。已经发现人体肿瘤中存在miRNA的表达异常,miRNA可通过调控肿瘤中特定的基因mRNA的表达或蛋白质的合成,起到了癌基因或抑癌基因的功能作用。利用检测miRNA的新技术分析miRNA的表达,可以区分癌细胞和正常细胞,并能鉴定癌细胞的起源。由于miRNA分子很小,相对比较稳定,可将之用于组织病理分析,检测患癌的状况,并容易针对肿瘤的病因,而设计特别的治疗方式。预期随着对各个miRNA独特功能的深入了解,可望它们对于肿瘤的诊断和治疗带来新的突破。
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