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病毒致瘤因素及其致瘤机理

病毒致瘤因素及其致瘤机理. 一、致瘤病毒： （一）致瘤病毒的定义 （二） DNA 致瘤病毒 （三） RNA 致瘤病毒 二、致瘤病毒的致瘤机理 （一）病毒癌基因 （二）病毒癌基因及其前身细胞癌基因 （三）病毒癌基因的基因产物（ 癌基因章详细讲 ） （四）致癌机制. 参考书：. 肿瘤基础理论 （朱世能主编） 肿瘤学 （曾益新主编） 肿瘤分子生物学 （孙靖中主编） 预防肿瘤学基础 （湖医肿瘤所编） 肿瘤分子细胞生物学 （陈意生、史景泉主编）. 一、致瘤病毒： （一）致瘤病毒的定义. 1971年 Henle 提出肿瘤病毒的标准

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病毒致瘤因素及其致瘤机理

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Presentation Transcript

  1. 病毒致瘤因素及其致瘤机理 一、致瘤病毒： （一）致瘤病毒的定义 （二）DNA致瘤病毒 （三）RNA致瘤病毒 二、致瘤病毒的致瘤机理 （一）病毒癌基因 （二）病毒癌基因及其前身细胞癌基因 （三）病毒癌基因的基因产物（癌基因章详细讲） （四）致癌机制

  2. 参考书： • 肿瘤基础理论 （朱世能主编） • 肿瘤学 （曾益新主编） • 肿瘤分子生物学（孙靖中主编） • 预防肿瘤学基础（湖医肿瘤所编） • 肿瘤分子细胞生物学（陈意生、史景泉主编）

  3. 一、致瘤病毒：（一）致瘤病毒的定义 1971年 Henle提出肿瘤病毒的标准 1.在人类肿瘤中检测出病毒、病毒决定性 抗原、或 病毒相关核酸 2.注射病毒可诱导非人类的灵长目动物 （如猿、猴等）发生肿瘤 3.在体外培养，病毒可使正常细胞转化 4.患者的抗病毒相关抗原抗体的频率或滴定度明显高于健康人或患其他肿瘤的病人

  4. 肿瘤基础理论： （朱世能主编） 病毒致瘤必须具备下列证据： • 病毒感染在肿瘤发生之前 • 肿瘤细胞中显示病毒特异性抗原 或特异性颗粒 • 病毒DNA整合到宿主细胞的基因组中整合的 病毒基因在体外能导致细胞恶性转化，这些恶性细胞并能传代 • 消灭病毒应该使该肿瘤不形成或至少使肿瘤的发病明显减少

  5. 鸡肉瘤滤液 注射到小鸡 小鸡得肉瘤 提取病毒，电镜观察 1910年 Rous 第一个发现肿瘤病毒： 1966年得诺贝尔奖！

  6. 一些重要的致瘤病毒： 发现年份 发现者 致瘤病毒 • Ellermann/Bing 鸡白血病病毒 • Rous 鸡肉瘤病毒 1932 Shope 鸡纤维瘤病毒 1933 Shope 兔乳头状瘤病毒 • Lucke 蛙肾癌病毒 1936 Bittner 小鼠乳腺癌病毒 1951 Gross 小鼠白血病病毒 • Gross/Stewart 多瘤病毒 1960 Sweet/Hilleman SV 40病毒 1962 Trentin 人腺病毒12型 1964 Epstein/Barr EB病毒 1966 Moloney 小鼠肉瘤病毒 1970 Morgan 猴疱疹病毒 、、、、、 1980 Gall/Yoshida 人类细胞白血病病毒

  7. （二）DNA致瘤病毒 乳-多-空病毒 人类乳头状瘤病毒 HPV（24种亚型） 多瘤病毒科 PY小鼠多瘤病毒 人类BK病毒 人类JC 病毒 猴空泡病毒SV40 腺病毒科（人）高致瘤性、致瘤性、无致瘤性 疱疹病毒科 α-疱疹病毒 单纯疱疹病毒,水痘-带状病毒 β-疱疹病毒 巨细胞病毒(CMV) γ-疱疹病毒 EB病毒 乙型肝炎病毒 (HBV)

  8. 壳粒 核心 被膜 DNA致瘤病毒的共同特点:超微结构和DNA结构 20面体对称型, 除疱疹病毒外皆无被膜(Envelope) 核心----DNA和蛋白质复合物 外-------衣壳(Capsid) ---由壳粒组成(Capsomere) 衣壳

  9. DNA病毒（无被膜） 噬菌体

  10. 病毒的形状和 大小

  11. 病毒 直径nm 壳粒 DNA结构 多瘤病毒 43 72 双股环状 乳头状瘤病毒 53 72 双股环状 疱疹病毒 100 162 双股线状 腺病毒 70-90 252 双股线状 肝炎病毒 不完全环状 Centi meter Milli Micro nano 乙型病毒性肝炎病毒基因图

  12. (2) DNA致瘤病毒的感染和复制 水平感染, 进入细胞后,因细胞的特性不同产生不同的结果, 即为对细胞的选择性 允许细胞: (permissive cell) 病毒入细胞后繁殖,产生有感染的子病毒 同时细胞溶解死亡(溶解性感染) 不会导致细胞转化 称增殖性感染 非允许细胞: (Non-permissive cell) 病毒入细胞后不繁殖,不产病毒 细胞继续存活 能以某种方式存在 发生整合,导致细胞转化 称非增殖性感染

  13. 病毒的复制周期（Replication Cycle） 吸附、穿入、脱壳、生物合成、装配释放

  14. 吸附 HIV---CD4 EBV---CR-2 鼻病毒—ICAM-1

  15. 病毒吸附 电镜图

  16. 穿入：三种方式 融合（Fusion）胞饮（Viropexis） 直接进入 脱壳：

  17. 致瘤性DNA病毒感染 增殖性感染 非增殖性感染 细胞病变 细胞转化 病毒抗原 肿瘤抗原 病毒 病毒DNA 肿瘤抗原 无病毒繁殖 病毒繁殖 细胞恶性转化—肿瘤细胞 细胞死亡

  18. DNA病毒复制的主要步骤

  19. 2.乳头状瘤病毒科: 已发现24种亚型 主要诱发：良性乳头状瘤 纤维乳头状瘤 纤维瘤 与肿瘤相关性： HPV-6 HPV-11 性传递的尖锐湿疣和猴乳头状瘤有关 HPV-6 HPV-16，18人宫颈癌检出率高 16，18型多见于宫颈浸润癌 阴茎癌 生殖系尖锐湿疣 在转化细胞内，环状病毒基因组以游离基因(episome)形式存在

  20. HPV------感染表层生发细胞-----细胞分裂形成乳头状瘤HPV------感染表层生发细胞-----细胞分裂形成乳头状瘤 底层 增殖细胞-------不生成病毒 仅有少量病毒颗粒 表层 角化细胞-------细胞停止分裂 有很好允许作用 产生大量HPV 细胞分化

  21. 3.疱疹病毒科 • 病毒 高相关肿瘤 弱相关肿瘤 α-疱疹病毒 病毒复制周期短 可引起宿主细胞病变 单纯疱疹病毒Ⅰ --- 口腔癌 单纯疱疹病毒Ⅱ --- 宫颈癌 水痘-带状疱疹病毒 --- β-疱疹病毒 病毒复制周期长 宿主细胞病变作用慢 巨细胞病毒(CMV) Kaposi肉瘤 宫颈癌 前列腺癌 γ-疱疹病毒 宿主细胞范围窄 淋巴样细胞/T/B中复制 EB病毒 Burkitt’s L 喉会厌部癌 鼻咽癌 腭扁桃体 免疫母细胞肉瘤 腮腺肿瘤

  22. EB病毒相关疾病举例： * 非洲儿童淋巴瘤(Burkitt’s 淋巴瘤） ① 1964年Epstein和Barr在淋巴瘤的培养标本中分离到 EB病毒 ②所有患者都有病毒抗体存在：抗-VCA 抗-MA 抗-EA 抗-EBNA ③分子杂交法分析＞98﹪的标本皆有EBV-DNA存在 • 其他因素合同：感染，遗传等

  23. * 鼻咽癌 ① 鼻咽癌患者有高滴度的VCA和EA抗体 IgA/EA IgA/VCA 鼻咽癌组 96﹪ 82﹪ 对照组 ＜6﹪ ＜ 6﹪ 广西苍梧县： 14829人 IgA/VCA+ 3539人 NPC 55人 阳性者随访1~3年：又发现NPC 32人 ②抗补体免疫法：癌细胞EBNA+ ③分子杂交法： 病毒基因 鼻咽癌 ＞ 90﹪ 慢性鼻咽炎 ≈ 20﹪ 其他肿瘤/正常组织 阴性

  24. ④Western Blot: 鼻咽癌组织中有EB病毒蛋白表达 LMP EBNA1 EBNA2~6 鼻咽癌 74﹪ 81﹪ - 其他肿瘤/正常组织 - - - LMP-1表达上调凋亡调节基因bcl-2---阻止受感染细胞凋亡—癌细胞增生 ⑤ EB病毒 W片段可能是转化基因： W+Y.H 转染 3T3细胞 细胞转化 裸鼠成瘤 （纤维肉瘤）

  25. 材料方法与技术路线 puroSVGFP pSV40polyA LMP1 pSV40 pCMVHSV SV polyA polyA PAT-GFP-LMP1结构示意图 Paterson Institute for Cancer Research, Christie CRC Research Center, Manchester, UK

  26. 材料方法与技术路线 PAT-GFP-LMP1 碱裂解法、PG8000、EcoRⅠ PAT-GFP 电转染 CNE1 puromycin 荧光显微镜(GFP) 流式细胞仪(GFP) 免疫组化(CS1-4) Western blot(S12) CNE1 CNE1G CNE1GL

  27. 材料方法与技术路线 凋亡 放射 敏感性 增殖 能力 恶性 程度 转移 能力 细胞增殖实验 细胞周期 体内倍增时间、生长率 平板克隆形成率 裸鼠体内成瘤率 裸鼠移植瘤潜伏期 角蛋白表达 裸鼠移植瘤转移率 流式细胞仪 PI、Hoechst3325 双荧光染色 DNA片断分析 免疫组化 Western blot 平板克隆 形成试验 CNE1 CNE1G CNE1GL

  28. 4.基因组/转化基因/病毒抗原 *基因组：直线双链 长度为140~235kb 封闭环状 （如EB病毒） 在细胞核的核小体中 由宿主细胞DNA聚合酶进行复制 例EBV基因组：DNA长度173kb 分子量110×106 道尔顿 *转化基因: HSV-I 23kb Mtr I SV40: LT HSV-II 7.5kb Mtr II HPV: E6,E7 22kb Mtr III 腺V: E1A,E1B EBV W片段 *病毒抗原：EBNA2 LMP

  29. （三）RNA致瘤病毒 1.概述：10多个科 仅有一个科的少数病毒致瘤 病毒类型 病毒名称 可引起肿瘤 RNA C型病毒 白血病 B型病毒 乳腺癌 HTLV(HIV) 人T细胞白血病/淋巴瘤 特点：均含逆转录酶，故称逆转录病毒/逆病毒 （Retrovirus） 2.超微结构及生物学分类： ①超微结构：圆形/类圆形 中央：拟核 nucleoid 外层：被膜（糖蛋白+脂类）envelope

  30. ②内源性/外源性RNA致瘤病毒 内源性前病毒 外源性RNA致瘤病毒 来源 多来源正常组织 多来自恶性肿瘤 传播方式 性细胞垂直传递 感染方式水平传播 整合于宿主细胞 感染因子水平传播 中的病毒基因 可感染生殖细胞 转为垂直传播 病毒复制 基本静止 感染细胞中复制 不复制病毒 不引起细胞死亡 致瘤作用 不致瘤 有致瘤作用 除经诱导 体外使细胞转化 （放射/化学物）

  31. 外源性致瘤病毒的复制： V-RNA V-DNA 逆转录酶 ss-V-cDNA V-mRNA 聚合酶 ds-V-DNA V-RNA +protein

  32. ③ 急性和慢性RNA致瘤病毒:按致瘤潜伏期和体外转化能力 致瘤潜伏期 体外转化能力 病毒复制 致癌基因 急性~3~4周 有 缺失性病毒 有V-onc 需辅助病毒 转化蛋白 才能复制 细胞转化 慢性~ 4~12月 无 非缺失性病毒 无V-onc 可复制完整 病毒

  33. 3.RNA致瘤病毒的基因结构： 病毒基因排列： gag pol env onc 主要结构 多聚酶 被膜 肿瘤 蛋白基因 基因 基因 基因 基因产物： 主要结构蛋白 逆转录酶 被膜糖蛋白 转化蛋白 V-onc:编码与细胞恶性转化有关的转化蛋白 只有急性RNA病毒有v-onc

  34. 二、致瘤病毒的致瘤机理 病毒： 病毒癌基因 正常细胞： 原癌基因 癌细胞： 癌基因 胚胎期 细胞分化(正常成熟细胞) 癌细胞 癌基因活性 ------ -----------

  35. （一）病毒癌基因 RNA-V: H-ras K-ras abl fos sis…20多种 （慢性病毒不含癌基因） DNA-V: EBV: EBNA2, LMP-1??? SV40: A 基因（早期基因）编码T抗原 • 细胞癌基因与病毒癌基因同源： 病毒癌基因来源于细胞癌基因（后一章讲）

  36. （二）病毒癌基因及其前身细胞癌基因 原癌基因：在正常细胞中适度表达，是维持 细胞最基本功能（生长和分化等）所必需的。 目前认为： RNA致瘤病毒中的癌基因实际是来源于细胞的癌基因，当逆转录病毒DNA整合入细胞后，在细胞DNA和病毒DNA之间发生转录作用，使病毒捕捉到细胞癌基因而成为病毒癌基因组的组成部分。 （三）病毒癌基因的基因产物（癌基因章详细讲）

  37. （四）致癌机制 ※DNA致瘤病毒的致瘤机理： 病毒DNA整合 激活原癌基因 恶变 至宿主细胞DNA 细胞遗传 细胞代谢 细胞分化 恶变 性状改变 调节功能 增殖失控 紊乱 病毒基因组 转化 细胞膜结合 改变细 恶变 编码产物 蛋白 细胞DNA结合 胞调节

  38. 体细胞 基因组 突变 获得性环境因素 （化学、物理、病毒） 遗传性突变 激活促进生长的 癌基因 灭活肿瘤抑制 基因 癌基因产物的表达 抑癌基因产物的丧失 恶性肿瘤

  39. 浆 病毒 核 转化性V-mRNA 转化蛋白 致瘤性DNA病毒转化细胞的机理

  40. ※RNA致瘤病毒的致瘤机理 *急性RNA致瘤病毒（有病毒癌基因，致瘤潜伏期短） 病毒RNA 逆转录酶 病毒c-DNA 病毒c-DNA整合至宿主细胞DNA 病毒基因组中LTR的转录激活作用 病毒基因组包含病毒癌基因高度表达 病毒癌基因产物作用 导致细胞恶性转化

  41. U3 R U5 U3 R U5 R U5 R U5 *慢性RNA致瘤病毒（无病毒癌基因，致瘤潜伏期长） 细胞DNA LTR gag----pol-----env LTR 细胞原癌基因 含有病毒的 正常病毒DNA 癌基因产物 LTR: 前病毒末端重复顺序 U5-: LTR 5’端顺序，含病毒启动子 U3-: LTR 3’端顺序 R: 20个核苷酸左右的短顺序，使合成的起始部位

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