生物化學(xué)與分子生物學(xué):一、癌基因的發(fā)現(xiàn)

現(xiàn)已知道在腫瘤發(fā)生中，作為環(huán)境因素的病毒、化學(xué)致癌物和射線，它們作用于機(jī)體內(nèi)的靶分子都是DNA，在研究腫瘤病毒如何使宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化和研究腫瘤DNA能否使培養(yǎng)的經(jīng)兩條實(shí)驗(yàn)途徑中，殊途同歸，發(fā)現(xiàn)了癌基因，早在本世紀(jì)初，Rockefeller研究所的Rous醫(yī)生將雞肉瘤組織勻漿后的無(wú)細(xì)胞濾液皮下注射于正常雞，發(fā)現(xiàn)可以引起腫瘤，可惜當(dāng)時(shí)對(duì)病毒還缺乏認(rèn)識(shí)，直到五十年代才重新發(fā)現(xiàn)原來(lái)致瘤的因素是病毒，并以Rous醫(yī)生的名字命名為羅氏肉瘤病毒（Rous Sarcoma Virus ,RSV)。1975年，Bishop從RSV中分離到第一個(gè)病毒癌基因src，該基因編碼分子量為60kDa的磷蛋白質(zhì)，以pp60src表示。

1976年Stehelin以實(shí)驗(yàn)證明正常雞成纖維細(xì)胞基因組中存在有與病毒癌基因src的同源序列。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)許多禽類和鼠類病毒部基因也有類似情況，即宿主細(xì)胞基因組中含有病毒癌基因的同源序列，稱之為細(xì)胞癌基因（c-oncogene,c-onc)。

那么，v-onc與c-onc的關(guān)系如何？這可從二者結(jié)構(gòu)的比較和逆轉(zhuǎn)錄病毒感染宿主后的生活史或復(fù)制周期兩方面加以分析。

首先，從結(jié)構(gòu)上看c-onc是間斷的，這是真核基因的特點(diǎn)，即有內(nèi)含子因而基因的跨度較大。然而v-onc卻是連續(xù)的，沒有內(nèi)含子，所以基因跨度較小，以v-onc和c-src為例如圖22-1。再?gòu)哪孓D(zhuǎn)錄病毒感染宿主細(xì)胞后的復(fù)制周期（圖22-2)分析。

圖22-1 c-src和v-src結(jié)構(gòu)的比較

圖22-2　逆轉(zhuǎn)錄病毒正常復(fù)制周期主要步驟

不難看出，v-onc原本不是病毒的基因，而是動(dòng)物細(xì)胞正�；�因的一個(gè)復(fù)本。當(dāng)病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí)，由于DNA重組而將宿主細(xì)胞基因中帶有v-onc的序列重組到病毒的基因組內(nèi)。所以說(shuō)c-onc是v-onc原型，又稱為原癌基因（proto-oncogene)。

病毒癌基因?qū)Σ《颈旧頍o(wú)關(guān)緊要，卻可使宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化，引起腫瘤，而細(xì)胞癌基因?qū)��?xì)胞的生長(zhǎng)、分化和功能活動(dòng)卻是至關(guān)緊要的。正常的細(xì)胞癌基因并不致癌，只是當(dāng)它們異常表達(dá)或其表達(dá)產(chǎn)物異常時(shí)才會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化，迄今發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞癌基因都是一些有十分重要的功能“看家基因”，而且是高度保守的，例如人與小鼠的K-ras基因產(chǎn)物K-Ras的氨基酸序列相差僅為1%，人與大鼠的H-ras基因產(chǎn)物H-Ras的氨基酸序列完全相同。

逆轉(zhuǎn)錄病毒屬于RNA腫瘤病毒，在DNA腫瘤病毒的基因組也存在著能使宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)化的基因，例如腺病毒的E1A、E1B基因，多瘤病毒的大T、中T基因。人乳頭瘤病毒的E6、E7基因，以及DV40中的大T基因。它們?yōu)椴《緩?fù)制所必需，同時(shí)又有使宿主bhskgw.cn/hushi/細(xì)胞轉(zhuǎn)化的作用，故沿用原名，不另以癌基因命名。

細(xì)胞癌基因可按其表達(dá)產(chǎn)物的功能和定位分類如表22-1。

表22-1 細(xì)胞癌基因按其產(chǎn)物定位和功能分類

從上表可以看出，所有細(xì)胞癌基因均在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中扮演著重要角色。正因?yàn)槿绱耍�它們的異�；颉白冑|(zhì)”--表達(dá)失控或表達(dá)產(chǎn)物異常--對(duì)細(xì)胞的危害就很大，既然v-onc只是c-onc的一個(gè)復(fù)本，那么為什么c-onc本不致癌而v-onc又會(huì)致癌呢？實(shí)驗(yàn)證明，v-onc的致癌或由于表達(dá)的失控，或由于基因的突變，導(dǎo)致產(chǎn)物的量的增多或質(zhì)的改變。

已知從自然發(fā)生的人腫瘤組織提取的DNA可以轉(zhuǎn)化HIH/3T3細(xì)胞，盡管只有10%的人的腫瘤DNA具有轉(zhuǎn)化此種細(xì)胞的能力，但癌基因已在所有主要類型人腫瘤中檢出，最先是從T24/EJ膀胱癌細(xì)胞系檢查到的，屬于ras家族成員，以后又用核酸探針檢測(cè)出正常人的細(xì)胞基因組中有ras同源序列存在，與T24細(xì)胞中的ras不同，無(wú)轉(zhuǎn)化能力，二者差別僅僅在于一個(gè)點(diǎn)突變（第12位氨基酸密碼子的G突變?yōu)門)。