抗肿瘤基因的概念
抗肿瘤基因或阻抑基因最早由A.Knudson Jr.提出,这是指细胞 内一类抑制肿瘤发生的基因,最近又发展为指能对抗肿瘤基因作用 的基因。根据这一概念,在正常细胞中,所谓肿瘤基因和抗肿瘤基 因是两类处于相对抗的基因。在恶性变过程中,一方面是肿瘤基因 的激活,同时有抗肿瘤基因的失活或丢失,造成失去平衡,细胞发 生持续增殖和恶变。
抗肿瘤基因的实验证据
(一)遗传性肿瘤中某些基因的丢失
早在70年代已有证明,某些遗传性肿瘤中染色体的某些位点可发生专一的丢失。 如视网膜母细胞瘤的40%属先天性。这些遗传性病例中(大多为双侧性)的患儿,在 生睛后约5%可见染色体13q14的一个等位基因位点的缺失,尚可能有形态学上不能分 辨的其他缺失。但肿瘤发生时,肿瘤细胞中另一个等位基因也发生了缺失,成为纯合 体。这提示,第一次的缺陷属先天性,第二次属体细胞突变。因为只是两个等位基因 同时缺失时才发生视网膜母细胞瘤,因此这种抗视网膜母细胞瘤形成的基因(Rb)具 有显性的意义。A.Kmudson从这一事实,提出了“两次突变”学说。
根据酯酶D的测定和与染色体13有关的限制性内切片段长并多态性(restrictionfragment length polymorphism, RFLP),证明至少50%的视网膜母细胞瘤细胞中存在纯合体的13q14、20缺失。经治 疗后痊愈的儿童,以后易患肉瘤,而这种瘤细胞中也发现了13号染色体标志位点的缺 失。
另一个相似的例子是肾母细胞瘤(Wilm瘤),在肿瘤细胞中出现纯合子的11q13 的缺失,11p标记位点的缺少还与肝母细胞瘤,小儿横纹肌肉瘤、肾上腺皮须癌有 关。
上述资料提示,正常细胞中存在着具有抑制某些肿瘤发生的某些基因或基因片 段。
(二)正常和恶性细胞杂交中正常细胞染色体对恶性行为的抑制
应用体细胞杂交技术,正常细胞与恶性细胞杂交后所形成的杂体细胞,其恶性程 度降低,但随着正常染色体被逐-排斥,恶性度又恢复。因而,可以分析出具有恶性 行为的基因在哪一条正常染色体上。例如,正常小鼠成纤维细胞和恶性转化细胞杂交 后,抑制恶性生长的基因位于小鼠染色体上4;正常人成纤维细胞与中国仓鼠或金仓 鼠恶性转化细胞杂交时,抑制恶性行为的基因分别位于染色体2或1。但正常人成纤维 细胞和人HeLa细胞杂交时,这种“阻抑基因”位于染色体11及14。因此,不同种属, 不同种类恶性细胞的抗肿瘤基因的种类亦不相同。目前,已有应用DNA转染技术来分 离“抗肿瘤基因”的初步报告,但其意义还有待进一步研究。
(三)抗肿瘤基因的性质和生物学意义
由于对抗肿瘤基因编码的产物尚不了解,所以目前仍难以说明抗肿瘤基因的性质 和确切的生物学功能。R.Sager推测[44],抗肿瘤基因的产物包括不少抑制细胞生长 的物质,其中有抑素chalone、生长抑制因子(GIF),细胞MHC-I抗原(有助于机体 免疫系统的有效识别)以及基因组维持其遗传稳定性的基因等。所谓抗肿瘤基因可能 包括:
1.编码抑制细胞生长的一些物质。
2.基因表达的调节控制序列,包括trans调节或cis调节的负控制区。
3.调控基因组稳定性的某些基因。
以上仅仅是根据现有材料的一些推测,将有待于实验的证实。
最近有三方面的实验室结果,比较直接提供存在抗瘤基因的证据。
首先是Rb基因的分离。美国哈佛大学、麻省理工学院的小组和加州大学的小组分 别分离出Rb基因的cDNA及其DNA序列分析。这无疑成为抗瘤基因研究的一个重要里程 碑。Friend.S.H.等人用一个定位于13q14、11,以前用于Rb基因限制性内切酶长度多 态性研究的DNA片段H3-8为探针,从人胎盘cDNA文库中筛选出一个4.7kb的cDNA片段, 并同时分离出相应的基因片段的克隆,用上述cDNA为探针,可在正常人的组织DNA中 看到杂交信号,而在部分的视网膜母细胞瘤的DNA中则可看到信号的缺失。如果用 Nouthern吸印杂交的技术来检测正常人某些组织及视网膜母细胞瘤的mRNA,可发现在 前才有4.7kb的信号,而在后者则此mRNA缺失。目前该cDNA的全部DNA序列已经测出。
同时,李文华(W.H.Lee)等人利用酯酶D的基因,通过染色体移步(chromosomal walking),应用 cDNA和单一顺序DNA片段向两侧延伸,终于分离到Rb基因的cDNA及基因片段。此cDNA 长4.6kb,涉及到的基因大于100kb,由27个外显子组成。从cDNA序列分析,预计可翻 译出816个氨基酸组成的多肽。在视网膜母细胞瘤中,不仅可见基因的部分丢失,而 且可看到mRNA转录物的缺失或异常。另一方面,对Wilm瘤的研究也有所突破。Stambri dge等人应用微细胞杂交技术,首次证明了将11号染色体短臂片段导入Wilm瘤细胞, 可使细胞丧失在软琼脂中生长的能力和在裸鼠体内的成瘤能力。但对瘤细胞的形态、 c-myc、N-myc及c-sis的表达均无影响,用其它染色体片段如13号染色体对Wilm瘤的 成瘤能力并无作用。实验结果表明,11号染色体上的抗瘤基因产物与肿瘤形成后期存 在某种联系。


