基于共进化基因功能模块发现候选癌基因

癌基因组的体细胞突变扫查数据为研究人员发现新的癌基因提供了大量的信息。已有的通过基因突变频率寻找候选癌基因的方法倾向于发现突变频率较高的癌基因,但是部分低频率突变的基因也可能在癌症发生过程中发挥重要作用。具有相似系统发生谱并且具有蛋白互作关系的基因可能具有相似的功能,它们的损伤可能会导致相同或相似的疾病表型。基于这一假设,文章提出了一种发现候选癌基因的新方法。首先,寻找具有相似系统发生谱的蛋白质互作子网,定义为共进化基因模块;然后,在癌基因组中发生至少一次非同义体细胞突变的基因中,筛选出与已知癌基因在同一共进化模块并具有直接相互作用的基因,预测为候选癌基因。据此,文章共预测了15个候选癌基因,其中只有2个基因在以往的工作中通过基于高突变频率的方法被识别为癌基因。因此,该方法可以有效地发现突变频率低的候选癌基因。     

根据在癌突变谱中的共突变基因对识别癌基因

癌是一种涉及多基因变异的遗传异质性疾病,涉及多种生物学功能通路中不同基因的遗传变异。因此,识别癌基因是一项富有挑战性的工作。提出通过寻找在癌样本中突变显著共发生的基因筛选候选癌基因的方法。应用该方法,通过分析蛋白激酶基因在癌组织中的突变谱数据,发现了167个显著共发生突变的基因对,包含85个基因。分析这167个基因对发现:(1)发生共突变的基因富集已知的癌基因;(2)共突变基因对倾向于共扰动与癌症相关的通路对。以上结果提示,在癌样本中显著共发生突变的基因倾向于候选癌基因;在癌发生过程中起重要作用的基因倾向于协同扰动不同的癌相关细胞生物学过程。     

抑癌基因研究进展

肿瘤的发生与原癌基因的激活及／或抑癌基因的缺失或灭活关系密切,尤其是抑癌基因的研究成为近几年来肿瘤发生方面的研究热点。本文从抑癌基因的定义,发现过程,已发现的抑癌基因及几种重要抑癌基因的功能等方面作以综述。     

癌症病因新进展：更多体细胞突变基因被鉴定

癌症通常是因为基因突变导致细胞的过度增殖而发生。导致癌症发生的突变后基因称为癌基因。通过扫描定位、生物鉴定等方法,目前已经有超过350个癌基因被鉴定。因为技术手段有限,必定存在被漏检基因。人类基因组测序工作的完成使对肿瘤细胞基因组进行系统的重新测序成为可能。由此可发现更多与癌症发生相关的基因突变。蛋白激酶是很多生物调控过程的关键,目前很多已知的癌基因都含有蛋白激酶结构域。抑制蛋白激酶的突变是有效的肿瘤预防治疗措施。最近,科研工作者对至少210种人类癌症相关的518个蛋白激酶基因外显子进行了大规模测序研究,结果新发现了超过1000个体细胞突变基因。它们大多属于“过客”基因而不引起癌症发生。     

癌基因和抑癌基因研究进展

癌基因和抑癌基因的发现和研究是肿瘤研究史上的一个里程碑,标志着肿瘤研究进入了分子时代,从而在更深层次上为阐明基因的结构、表达、调控、功能的改变与肿瘤形成的关系提供了科学依据和可能性,具有重要的理论和实际意义。本文概述了癌基因和抑癌基因的最新研究进展。     

应用代表性差异分析法筛选人癌候选抑癌基因

运用cDNA代表性差异分析法(cDNA representational difference analysis,cDNA RDA),以正常人鼻咽上皮细胞及鼻咽癌HNE1细胞作为比较的样品来源,分离了四个在鼻咽癌中缺失的cDNA片段.以此四个片段作探针,分别进行DNA杂交、RNA杂交,结果显示,这些差异性的cDNA序列确实来自正常人鼻咽上皮且只在其中表达和/或在鼻咽癌HNE1中表达降低,并在鼻咽癌病人中存在不同程度的缺失.序列分析结果表明这些差异性表达的基因为具有相当抑癌基因功能的已知基因和可能与鼻咽癌相关的抑癌基因的新基因.从而说明cDNA RDA是一种高效、敏感、假阳性低的克隆抑癌基因的有效方法.     

PCR-RFLP 方法测定 ras 癌基因点突变

曾使用 PCR-RFLP 方法分析过 c-Ha-ras 癌基因第12密码子的点突变.因N-ras 基因第12位密码子、K-ras 基因第12和13位密码子无已知的限制性内切酶的酶切位点,不能使用 PCR-RFLP 方法分析这些位点的突变.在 PCR 引物的3′端引入一个误配的碱基使之正好成为某限制性内切酶的酶切位点,这样便能使用PCR-RFLP 技术分析 c-Ha-ras 基因第61位、N-ras 基因第12位、K-ras 基因第12和13位密码子的点突变.     

人肝癌中的抑癌基因

杂合性丢失分析资料显示,在肝癌的发生和演进过程中涉及多种抑癌基因失活。国内外研究表明,肝癌中存在抑癌基因ＴＰ５３突变失活,ＴＰ５３基因突变表现特异性和病因相关性。作者通过检查１５个高度多态的微卫星标记,进行染色体缺失精细定位,将肝癌中染色体１３ｑ缺失的最小重叠区域限定于１３ｑ１４,强烈提示ＲＢ１基因为染色体缺失的靶基因;进一步应用ＰＣＲ－ＳＳＣＰ分析和ＤＮＡ测序发现２例发生染色体１３ｑ臂内缺失的肝癌中有ＲＢ１基因微小缺失,其结果是无法编码有功能的蛋白产物,从而找到肝癌中ＲＢ１基因失活的可靠证据;免疫组织化学染色表明,５２％的肝癌组织中ｐ１１０ＲＢ１蛋白丢失且与染色体１３ｑ杂合性丢失高度相关。因此,确定ＲＢ１基因为肝癌的又一重要抑癌基因。     

癌基因与抗癌基因

本文从癌基因和抗癌基因两个领域概述了目前国内外的研究成果和方向。癌基因的研究不但可使人们从分子水平认识肿瘤多阶段发展的机理以及细胞生长、分化调节的机制,而且还有可能对肿瘤的诊断、预后判断及生物化学治疗起推动作用。抗癌基因(或称抑癌基因)则是参与维持细胞正常功能的另一组基因。虽然目前识别、克隆出的抗癌基因不多,它们的生物功能也不十分清楚,但是可以预见抗癌基因的研究必将极大地促进细胞功能调控及肿瘤基因治疗研究的发展。     

神经管缺陷相关基因的研究进展

神经管缺陷是中枢神经系统最常见的先天畸形,许多种类基因的表达或突变与神经系统发育,神经管缺陷有关,它们是：（1）发育调节基因及转录因子类基因。（2）原癌基因和抑癌基因。（3）生长因子及其受体基因。（4）蛋白激酶C相关基因。（5）同型半胱氨酸代谢相关基因。（6）其他基因：细胞骨架类,细胞连接基因等。     

人膀胱癌中某些癌基因的研究

本实验应用Northern和斑点印渍杂交技术探测了人膀胱癌细胞株中c-myc、c-fos、erbB等癌基因的表达,以及TPA对这些癌基因表达的调控,发现BIU-87细胞有这些癌基因的表达,并能被TPA所增强,同时也发现人膀胱癌组织有c-myc、c-fos、erbB、N-ras基因的高表达。提示蛋白激酶C的激活可以诱导某些癌基因的表达。多种癌基因的表达异常可能在膀胱癌中起重要作用。     

Bcr-Abl癌基因与A-MuLV病毒诱导肿瘤发生的机理

Bcr-Abl癌基因是由人类9号染色体的c-Abl基因与22号染色体的Bcr基因易位融合而成,其编码的融合蛋白Bcr-Abl可以诱导人类白血病的发生。Abelson鼠白血病病毒(A-MuLV)是一种逆转录病毒,其癌基因v-Abl可以诱导小鼠B淋巴细胞癌变。Bcr-Abl癌基因和A-MuLV病毒的共同特点是表达Abl癌蛋白(Bcr-Abl和v-Abl)。Abl癌蛋白诱导肿瘤发生与多条信号转导通路的异常活化密切相关。这些信号转导通路主要包括JAK/STAT/Pim、PI3K/AKT/mTOR和RAS/RAF/MEK。此外,Abl癌蛋白诱导肿瘤发生也与重要信号分子的突变或异常修饰,以及关键长链非编码RNA(lncRNA)的异常表达有关。文中对Abl癌基因如何激活主要的3条信号通路进行综述,并介绍参与细胞增殖、抗细胞凋亡等过程的重要蛋白及其与肿瘤发生的关系,为Abl阳性肿瘤的治疗提供了科学参考。     

人类基因组致病SNP与良性SNP分布模式探究

基因组变异与生物学功能,乃至人体健康紧密相关。不同种类的基因组变异会对人类健康产生不同的影响,可能出现致病、良性或未知的临床症状。深入研究临床上表现为致病性或良性的基因组变异,能够有效加深我们对基因组变异与疾病发生发展的认识,对评估基因组变异所带来的影响具有一定的意义。本研究选择Clinvar数据库中与疾病相关的SNP,探究临床表现为致病与良性的SNP位点分别在基因组上的分布模式以及对蛋白序列的影响。本研究发现,致病SNP与良性SNP在外显子与内含子上的分布以及蛋白结构域内外的分布上具有非常显著差异,致病SNP在外显子和蛋白结构域内的分布密度更高。从蛋白编码区的SNP突变类型来看,致病SNP位点中的同义突变与非同义突变所占比例分别是0.64%和99.36%,而良性SNP位点中两类突变的比例相差较小,检验结果显示致病SNP位点中非同义突变更多。此外,本研究通过分析致病SNP与良性SNP中的同义突变与非同义突变在蛋白质结构域内外的分布情况,发现两类SNP变异中同义突变的分布没有显著差异,但非同义突变的分布具有显著差异,其中致病SNP变异分布在蛋白质结构域内外的比例是53.22%和46.78%,良性SNP变异分布比例为31.96%和68.04%。随后,我们对非同义突变所在基因进行了功能注释和富集分析,发现两类变异所在基因的功能范围几乎一致。     

从系统和个体发育审视"癌基因"等癌学概念

由于尚未建立起整体理论体系,癌之谜依然没有破解.为此,从系统和个体发育角度审视了"癌基因"等主要癌学概念,认为:1)在30多年前首先发现和定性的"(原)癌基因",后来逐渐发现它们在正常细胞中都具有广谱的生长调节功能,而与癌变并无必然关系.在癌变细胞中相关因子基因表现出的单核甘酸多态性或过度表达,均具有偶然性质."人类正常细胞普遍存在癌基因"的概念是一种误解;2)由于母体对愈伤干细胞增殖的失控才产生了原位癌,两者之间存在着相互依存关系并非只是拮抗.不宜将母体视为原位癌的"宿主".更重要的是,在"控制癌细胞转移"上,两者还有着"共同本能".赞同癌症不是单纯的基因病而是可控的综合慢性病的理念;3)从进化上看,癌细胞运行糖酵解途径并不单纯是产能方式的转换,而是癌代谢返祖趋势的反映.返祖性导致多样化的癌症具有趋同的代谢型,有利于建立共同的癌代谢机理模式,和开发简单且对各类癌症普适的抗癌药物.     

人类Ⅱ相药物毒物代谢酶非同义单核苷酸多态性的表型预测：分子进化观

药物毒物代谢酶编码区的非同义单核苷酸多态性（nsSNPs）导致氨基酸改变,从而可能改变相应蛋白质的功能,使人体对有关药物毒物产生异常反应,亦与疾病易感性关联.在人类Ⅱ相代谢酶基因中已发现大量nsSNPs,但对这些酶nsSNPs基因型和表型间的关系了解甚少.本研究从Ensembl基因组数据库和NCBISNP数据库识别出104个人类Ⅱ相酶基因的923个经确认的nsSNPs.用PolyPhen,Panther和SNAP算法预测,发现44%～59%的nsSNPs影响到蛋白质功能.本研究的预测结果与已有实验研究证据基本吻合.68%的已知有害nsSNPs被正确预测为有害.本研究识别出多个尚未经实验研究的功能氨基酸.Panther和PolyPhen的预测结果吻合,SNAP非中性预测结果与PolyPhen预测分值亦吻合.进化上非中性的（去稳定化的）氨基酸替换可能是Ⅱ相酶活性改变,产生疾病易感性和药物/外源物毒性的致病基础.本研究还在有害nsSNPs预测的框架内阐明了Ⅱ相酶的分子进化模式.     

膀胱癌H-ras基因点突变和ras癌基因产物P21的表达

应用聚合酶链反应(PCR)技术结合地高辛化寡核甘酸探针杂交以及免疫组织化学方法,检测人膀眈癌组织中H-ras癌基因第12位密码子点突变和基因产物P21蛋白的表达.58例膀胱癌组织中有23例出现H-ras基因的点突变,36例P21蛋白表达阳性,5例正常膀胱组织未见点突变和P21蛋白阳性表达.本组膀胱癌第12位密码子点突变和P21阳性表达水平呈正相关,多发生在肿瘤临床T2-T4期和分化差的肿瘤,并且与膀胱癌的预后有关、提示H-ras癌基因点突变和P21蛋白阳性表达是膀胱癌的晚期表现,并在膀胱癌的发生,发展及预后中起着重要作用.     

宫颈癌c-Ha-ras癌基因点突变的研究

用聚合酶链反应放大技术扩增宫颈癌e-Ha-ras癌基因第一外显子的基因片段,反应终产物与5′末端标记的特异寡核苷酸探针杂交,在18例宫颈癌DNA样品中,发现有6例存在e-Ha-ras癌基因第12位密码子的G-T突变,突变率为33％。推测第12位密码子的点突变是宫颈癌Ha-ras基因的活化途径之一。     

细胞培养上新城疫病毒HN基因在抗体免疫选择压作用下的抗原表位变异

本实验研究了抗体免疫选择压对新城疫病毒（NDV）HN基因和F基因变异的影响。将NDV野毒株TZ060107分别接种到含有抗NDV的单因子血清（A组）与不含抗体的（B组）鸡胚成纤维细胞中连续传代,每组设3个独立的传代系列。分别对第10,20,30,40,50代病毒的HN和F基因进行扩增克隆测序。序列比较结果显示,有抗体A组HN基因发生突变的位点数明显多于无抗体B组,且非同义突变（NS）与同义突变（S）比值NS／S为6,明显高于无抗体B组NS／S的3.4。在有抗体A组有5个碱基位点发生稳定的非同义突变,而且其中3个（aa#353,521和568）与已知的抗原表位密切相关。F基因在有抗体A组也出现2个稳定的非同义突变,无抗体B组没有产生稳定变异。但不论在有抗体A组还是无抗体B组,F基因变异的NS／S比均小于2.5。本研究表明,抗体免疫选择压可显著影响HN基因变异,但对F基因变异的影响小于HN基因。     

融合基因关系网和功能预测恶性胶质瘤基因方法研究

目的:建立挖掘恶性胶质瘤候选基因的方法并进行系统分析。方法:结合恶性胶质瘤已知通路内基因和发生点突变和拷贝数改变的基因构建扩展基因关系网络,计算并分别寻找在网络中度和中心性得分高,脆弱性为正数的节点(基因),将满足一种或多种测度并与已知恶性胶质瘤基因共功能的基因作为恶性胶质瘤候选基因。最后,通过文献验证方法评价多种测度预测恶性胶质瘤基因的效能。结果:融合基因功能后,利用基因在网络中的度和脆弱性可识别大部分恶性胶质瘤基因,但利用中心性预测的结果较差;当将三个测度融合后,效能并没比单独使用脆弱性高。结论:融合基因功能关系和网络脆弱性是预测恶性胶质瘤基因的最佳测度。     

癌基因与癌变

原癌基因(proto-oncogene)是细胞关键的调节基因,调控细胞的增殖和分化。在致癌因子的攻击下,proto-onc 可被激活为癌基因c-onc(或v-onc),后者通过其过量或变质的表达产物(癌蛋白)使细胞癌变。本文综述了该领域最近1～3年的进展;着重阐述了细胞原癌基因的激活机理以及癌蛋白的结构和功能。